Le contrôle cognitif est défini comme l'ensemble des processus guidant la sélection de nos actions en fonction de nos buts et des événements externes. Ce travail étudie les bases neurales du contrôle cognitif chez l'humain au moyen de l'imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle (IRMf). Dans une première étude, nous montrons qu'il existe trois niveaux hiérarchiques du contrôle cognitif : le contrôle sensoriel, exercé par le cortex prémoteur, sélectionne les actions en fonction des stimuli ; le contrôle contextuel, exercé par le cortex préfrontal latéral (CPFL) postérieur, sélectionne les associations sensorimotrices (les tâches) en fonction du contexte immédiat des stimuli ; le contrôle épisodique, exercé par le CPFL antérieur, sélectionne les tâches et les réponses en fonction des événements passés. Dans une deuxième étude, nous montrons que les contrôles sensoriel, contextuel et épisodique interviennent également dans la sélection préparatoire des actions, et engagent alors respectivement les mêmes régions qui sont engagées au moment de l'exécution. Dans une troisième étude, nous montrons que chaque région du cortex frontal latéral possède une homologue fonctionnelle dans le cortex pariétal. La réciproque n'est toutefois pas vérifiée : nous révélons une région pariétale spécifique qui serait impliquée dans le calcul, et non dans la sélection des réponses possibles associées aux stimuli perçus. En outre, alors que les régions frontales présentent une organisation hiérarchique, les régions pariétales présentent une architecture parallèle. Nos résultats expérimentaux supportent ainsi un modèle global de l'organisation du contrôle cognitif dans le cortex cérébral.

La présente thèse de doctorat s'inscrit dans l'examen des biais cognitifs dans le processus de traitement de l'information. Plus spécifiquement, elle s'est intéressée aux biais d'évaluation de compétence représentant un décalage entre les perceptions de compétence scolaire et une mesure objective de l'habileté réelle de l'élève, sous l'angle de la théorie cognitive de la dépression de Beck (1963, 1967). Considérant le rôle central que Beck attribue aux biais cognitifs dans le développement de la dépression, la présence de tels biais au plan scolaire apporte son lot d'inquiétudes quant au fonctionnement scolaire et psychologique des élèves. Les quelques études ayant porté sur les biais d'évaluation de compétence scolaire ont montré qu'ils ne sont pas sans conséquence en matière de fonctionnement et de rendement scolaires, mais aussi au plan de l'adaptation psychologique des jeunes. Se posent dès lors la question des facteurs impliqués dans le développement de ces biais d'évaluation et celle de leur nature qui, selon nous, renvoient à un dysfonctionnement des processus de traitement de l'information. Cette thèse est composée de deux articles scientifiques ayant examiné ces questions chez des jeunes de la 5e et 6e année du primaire à la 1ère et 2e année du secondaire. Le premier article, de nature exploratoire, a mis l'accent sur les relations entre le biais négatif d'évaluation, aussi appelé illusion d'incompétence, et les schémas dysfonctionnels et les erreurs cognitives identifiés par Beck (1967, 1976) chez des élèves de 5e et 6e année du primaire (N = 577). Le premier objectif s'est attardé à examiner les liens entre l'illusion d'incompétence et des schémas cognitifs que sont les attitudes dysfonctionnelles liées à la réussite, à la dépendance envers autrui et à l'autocontrôle. Le second objectif visait à examiner les relations entre les schémas, incluant l'illusion d'incompétence, et quatre catégories d'erreurs cognitives : le traitement négatif de situations positives, la responsabilisation envers les aspects négatifs d'une situation, la surgénéralisation de ces aspects et l'anticipation de la catastrophe. Tout d'abord, les analyses corrélationnelles ont permis de constater que l'illusion d'incompétence était liée à plus d'attitudes dysfonctionnelles dans le domaine de la réussite, mais à moins d'attitudes dysfonctionnelles dans le domaine de l'autocontrôle. Les analyses de corrélations canoniques ont révélé, pour leur part, que les schémas étaient liés à l'occurrence d'erreurs cognitives dans le traitement des informations portant sur la compétence scolaire des jeunes. Un lien plus étroit a été observé entre l'illusion d'incompétence et l'erreur cognitive de traitement négatif des situations positives. Ces résultats viennent renforcer notre hypothèse de départ voulant que le biais d'évaluation de compétence soit un schéma cognitif guidant les processus de traitement de l'information. Le second article portait sur la dynamique d'interaction entre les biais d'évaluation de compétence et les erreurs cognitives, et leur influence sur l'adaptation des jeunes. Un devis longitudinal de trois ans a permis l'examen de cette question par l'intermédiaire d'une technique statistique semi-paramétrique fondée sur le groupement. Le premier objectif visait l'examen des trajectoires développementales univariées du biais d'évaluation de compétence et des erreurs cognitives chez des jeunes de la 5e et 6e année du primaire jusqu'à la 1ère et 2e année du secondaire (N = 632). Le second objectif, basé sur les résultats du premier, consistait à vérifier l'interdépendance des deux phénomènes en examinant leur évolution concomitante à l'aide d'analyses de trajectoires jointes. Le troisième objectif s'est attardé à examiner si l'estime de soi et l'anxiété d'évaluation de 462 jeunes à la dernière année de l'étude différaient selon leur appartenance à ces trajectoires jointes d'évolution. Nous avons observé la présence de trois trajectoires de biais d'évaluation et trois d'erreurs cognitives dont la plupart sont stables dans le temps. Les résultats portant sur l'évolution concomitante des biais d'évaluation et des erreurs cognitives ont permis de constater un jumelage élevé entre l'appartenance à une trajectoire marquée par la présence soutenue d'un biais négatif d'évaluation de compétence et l'appartenance à une trajectoire marquée par plus d'erreurs cognitives. L'adaptation des jeunes différait en fonction de la concomitance entre les trajectoires de biais d'évaluation et d'erreurs cognitives : la présence d'un biais négatif jumelée à une occurrence plus grande d'erreurs cognitives était plus néfaste pour l'adaptation que la présence d'un seul problème, qui, elle, était plus néfaste que l'absence des deux problèmes. Les résultats de notre deuxième étude, bien qu'ils ne permettent pas de statuer sur la direction des liens entre les concepts, permettent toutefois de constater que leur évolution est liée. Cela suggère, une fois de plus, la pertinence de s'appuyer sur les théories cognitives impliquant les processus de traitement de l'information pour améliorer notre compréhension du biais d'évaluation de compétence. En combinant les résultats des deux études de cette thèse, le biais d'évaluation de compétence a pu être placé au centre d'une conceptualisation permettant de mieux saisir ses origines, ou du moins ce qui paraît favoriser sa présence et ses répercussions en contexte scolaire. Notre thèse invite à porter une attention particulière à la façon dont les jeunes peuvent, par leur manière d'interpréter les informations sur leur compétence scolaire, favoriser le développement d'un biais négatif dans l'évaluation de celle-ci, qui à son tour mine leur adaptation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : perceptions de compétence, biais d'évaluation de compétence scolaire, illusion d'incompétence, schémas cognitifs, attitudes dysfonctionnelles, erreurs cognitives, estime de soi, anxiété d'évaluation.

Il y a déjà quelques années, le phénomène de la plasticité cérébrale a entraîné le domaine de la réadaptation dans une nouvelle ère lorsque des études ont montré qu'il était possible d'améliorer certaines fonctions via la pratique répétitive de tâches spécifiques. Dans le domaine de l'attention, des entraînements ont été élaborés et ont mené à des améliorations des performances chez des adultes cérébrolésés, ainsi qu'à des améliorations de leur fonctionnement au quotidien. Ces améliorations ont tôt fait d'intéresser les chercheurs dans le domaine du trouble du déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité (TDAH), dont le taux de diagnostic augmentait dans la population. Le TDAH est un diagnostic médical attribué à des personnes chez qui l'on observe des difficultés sévères prenant la forme d'inattention, d'hyperactivité et d'impulsivité, inappropriées à leur niveau de développement et causant des difficultés d'adaptation à la maison, à l'école ou au travail. D'autres entraînements de l'attention, effectués auprès d'enfants aux prises avec un TDAH, ont montré une amélioration des performances sur des épreuves d'attention. La théorie de Barkley (2006) sur le TDAH place la mémoire de travail non verbale au cœur de la problématique. Par ailleurs, il semble que ce soit la mémoire de travail visuo-spatiale (MTVS), tel que définie par Baddeley (1974, 1986), qui soit la fonction qui permette de distinguer le mieux les enfants atteints du TDAH (Westerberg et al., 2004). La question de recherche vise à savoir si un programme d'entraînement, basé sur une seule tâche de MTVS et adapté continuellement aux capacités d'enfants atteints d'un TDAH à la tâche d'entraînement, peut permettre une amélioration de leur MTVS. Cette thèse de doctorat consiste à valider un programme d'entraînement de la MTVS élaboré à l'UQÀM, appelé Gymnase, chez des enfants atteints d'un TDAH en mesurant leur performances par le biais de tâches cognitives dont la MTVS, en comparaison avec un groupe contrôle. L'objectif principal est de vérifier la modification des performances, sur les épreuves de généralisation, pour les enfants ayant bénéficié d'un entraînement au Gymnase, en comparaison avec les enfants du groupe en liste d'attente. Au total, 18 enfants satisfaisant les critères du TDAH participent à l'étude dont deux filles et 16 garçons. Les participants sont assignés au hasard aux groupes, expérimental et contrôle, ce dernier étant aussi une liste d'attente pour recevoir des séances d'entraînements au programme Gymnase ultérieurement. Selon le sous-groupe auquel les enfants appartiennent, ils reçoivent deux ou trois entraînements par semaine durant 7 ou 10 semaines, à leur école, sous la supervision d'un orthopédagogue agissant comme entraîneur. Aucun des six facteurs, regroupant l'ensemble des épreuves de généralisation administrées, n'a montré d'effet de l'entraînement entre le groupe expérimental et contrôle, qui soit statistiquement significatif. Ces résultats négatifs pourraient indiquer que la tâche n'est tout simplement pas adéquate pour activer efficacement la MTVS, mais ils pourraient aussi refléter simplement diverses difficultés au niveau de l'implantation du programme d'entraînement dans les écoles primaires participantes. Pour départager les deux explications possibles des résultats obtenus, une mesure de l'activation cérébrale durant la tâche d'entraînement a été effectuée, chez huit jeunes adultes, à l'aide de l'imagerie optique diffuse, en comparaison à une tâche contrôle, de manière à être en mesure de la comparer avec l'activation cérébrale qui a lieu durant d'autres tâches de MTVS, davantage localisée dans la région du cortex préfrontal dorsolatéral, de manière à s'assurer que la tâche d'entraînement est une tâche efficace de MTVS. Les mesures d'imagerie optique obtenues ont révélé une activation réelle mais hétérogène lors de l'exécution de la tâche du programme d'entraînement Gymnase, en comparaison à une tâche contrôle. Ainsi, la tâche d'entraînement semble permettre aux participants d'utiliser diverses stratégies, diverses fonctions cognitives pour réussir la tâche d'entraînement. En cela, elle n'exercerait pas assez spécifiquement la fonction visée. Ces résultats rappellent l'importance de vérifier la validité d'une tâche expérimentale avant toute autre utilisation et suggèrent une plus grande utilisation de l'imagerie optique pour ce faire. Malgré l'absence de résultats lors de l'étude visant l'amélioration des performances à diverses épreuves cognitives à la suite d'entraînements au programme, d'autres études obtiennent des résultats significatifs et continuent de supporter le domaine de la remédiation cognitive. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : remédiation cognitive, entraînement cognitif, mémoire de travail visuo-spatiale, trouble déficitaire de l'attention/hyperactivité, imagerie optique diffuse.

L'objectif de la présente thèse est d'expliquer le passage de novice à expert en matière d'action motrice. L'expert et le novice basent tous deux leurs actions sur une structure « cognitive ». Dans mon modèle de l'action motrice, la structure « cognitive » de l'expert et la structure « cognitive » du novice partagent les mêmes éléments. Ces éléments sont 1) des perceptions de variables optiques de contrôle, 2) des perceptions d'affordances, 3) des intentions (un plan) et 4) un contrôleur moteur. Dans la première partie de ma thèse, je m'applique à définir ces quatre éléments. Lorsque l'agent passe de novice à expert, ces éléments subissent des changements, et la présente thèse a tenté de défendre ces changements. Ces changements ont pour conditions de possibilité des processus d'apprentissage. Donc, pour défendre ces changements, j'ai tenté, dans la seconde partie de ma thèse, de trouver les processus d'apprentissage qui sont à leur origine. Le premier changement dont il a été question est un changement moteur. Lorsque l'agent est novice, les commandes motrices du contrôleur moteur sont inappropriées, tandis que lorsqu'il est expert, ces commandes motrices sont appropriées. Le mécanisme d'apprentissage dont je me suis servi pour expliquer ce changement a été inspiré par le texte de Ashby, Design for a Brain. Le deuxième changement dont il a été question est un changement perceptuel. Lorsqu'il est novice, l'agent ne perçoit pas les bonnes affordances et les bonnes variables optiques de contrôle, tandis que, une fois expert, il les perçoit. Pour rendre compte de ce changement, je me suis inspiré de l'apprentissage par renforcement tel qu'il a été défini par Sutton et Barto (1998). Le troisième et dernier changement dont il a été question consiste en une diminution du plan. Lors de la diminution du plan, l'agent devient de plus en plus réactif. Ce changement est rendu possible par une « fusion » des politiques perceptuelles. Et, pour être optimale, la « fusion » des politiques perceptuelles doit reposer sur un apprentissage par renforcement, le même que celui qui est à l'origine de notre capacité à percevoir les bonnes affordances et les bonnes variables optiques de contrôle. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Affordance, plan, réactivité, variable optique de contrôle, contrôleur moteur.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Ce travail, adossé au paradigme de la prise de décision en situation (Klein, Orasanu, Calderwood, & Zsambok, 1993) porte sur le processus de prise de décisions d'entraîneurs de handball au cours du match. La situation de match, caractérisée par ses aspects dynamiques, coopératifs et compétitifs, donne une conception chaotique de ce processus (Bowes & Jones, 2006). C'est pourquoi, son étude nécessite de mobiliser plusieurs approches et modèles théoriques (e.g., cognition collective, théorie du focus régulateur [Higgins, 1997], théorie du contrôle [Carver & Scheier, 1982], modèles de persuasion [Chaiken, 1980 ; Petty & Cacioppo, 1986], communication dialogique [Goffman, 1961], modèle de l'activité coopérative [Hoc, 2001]). Les données, issues de situations réelles de matchs (protocoles verbaux, choix de système défensif) ou d'entretiens (e.g., auto-confrontations avec technique de rappel stimulé) font l'objet d'analyses quantitatives ou qualitatives. Les résultats révèlent les connaissances procédurales des entraîneurs concernant : la gestion de l'équipe, les informations permettant aux joueurs d'acquérir ou de mettre à jour des structures de connaissances adaptées à la situation, et les tentatives d'influence des arbitres. Ces connaissances procédurales sont fonction des conditions du match (notamment le rapport d'opposition entre les deux équipes) et influencées par des connaissances sur le jeu et les caractéristiques des joueurs. Différents modes de contrôle cognitif et styles de coaching sont aussi mis en évidence. Ainsi, le processus de prise de décisions d'entraîneurs experts possède des régularités et suit des règles génériques, des heuristiques ou patterns.

La question du bien-être de l'animal ne se pose que si on lui reconnaît le statut d'être sensible, capable de ressentir des émotions. Les émotions dépendent de processus cognitifs qu'entreprend l'animal pour évaluer son environnement. Pour comprendre le passage des émotions à un état de bien-être, nous avons étudié si ces processus cognitifs peuvent être biaisés par les émotions, lesquelles en retour seraient modulées durablement. Un modèle de stress chronique a été développé sur ovins : des agnelles sont exposées de manière répétée à des évènements aversifs, imprévisibles et incontrôlables. L'altération des systèmes neuroendocriniens et la potentialisation de la réactivité émotionnelle confirment que les agnelles ont développé un stress. Ensuite, l'effet de ce stress chronique sur les processus d'évaluation a été exploré : les agnelles stressées montrent une évaluation négative et des déficits d'apprentissage. Enfin, nous avons cherché à savoir si l'induction répétée d'émotions positives chez des agnelles stressées peut contrecarrer les biais d'évaluation négative induits par le stress. Elles évaluent de manière plus positive les événements ambigus que les agnelles uniquement stressées. L'accumulation d'émotions négatives peut conduire l'animal à développer une perception pessimiste de son environnement et une anhédonie, qui contribuent à auto-entretenir l'état de stress. La réduction d'anhédonie après induction répétée d'émotions positives montre que des stratégies cognitivo-comportementales sont envisageables pour corriger un stress. Bien qu'analytiques, ces travaux contribuent à la conception de pratiques d'élevage innovantes améliorant la qualité de vie des animaux.

De nombreuses études se sont intéressées aux effets de la pratique régulière d'exercices physiques sur la cognition des personnes âgées en raison de son effet modérateur du déclin des fonctions cognitives typiquement associées au vieillissement. Un nombre plus limité d'études a exploré l'effet immédiat de l'intensité d'un effort cardiovasculaire sur la cognition. Ce champ d'études revêt pourtant un intérêt majeur dans un contexte clinique et écologique puisqu'une panoplie de situations quotidiennes requiert une sollicitation concomitante des processus cognitifs et physiologiques (e.g. entretien ménager, monter les escaliers d'un centre commercial tout en cherchant son chemin, etc.). Sur le plan fondamental, ces études pourraient également nous aider à mieux comprendre l'impact direct d'un exercice physique de diverses intensités sur les fonctions cérébrales. Actuellement, les quelques études qui ont tenté d'éclaircir le lien entre l'intensité de l'exercice et la cognition ont principalement été réalisées auprès de jeunes adultes. Malheureusement, elles ne permettent pas de tirer des conclusions claires. Ceci serait possiblement imputable aux grandes variabilités méthodologiques qui touchent quatre aspects fondamentaux soit 1 - l'intensité de l'exercice, 2 - les tâches cognitives utilisées et donc les processus cognitifs sous-jacents, 3 – le protocole d'exercice et 4 - le niveau de condition cardiorespiratoire. Ainsi, l'objectif principal de la première étude de cette thèse visait à explorer, au sein d'un même devis, l'effet de la variation de l'intensité de l'exercice (i.e. léger, modéré, élevé) sur la cognition des jeunes adultes. D'autre part, cette étude visait à clarifier le rôle de certains facteurs confondants suggérés dans la littérature soit le type de tâche cognitive (exécutive versus non exécutive) ainsi que le niveau de condition cardiorespiratoire (plus en forme versus moins en forme). Trente-sept participants âgés entre 20 et 29 ans ont complété l'étude. À la suite d'un test incrémenté, les participants ont été classés, en fonction de critères normatifs, dans l'un des deux groupes de condition cardiorespiratoire (plus en forme versus moins en forme). Par la suite, ils ont réalisé trois périodes d'exercices cardiovasculaires (i.e. 40 %, 60 % et 80 % de leur puissance maximale; PPO) tout en accomplissant une tâche modifiée et informatisée de Stroop comprenant des conditions de dénomination, d'inhibition et d'alternance. L'ordre des périodes a été contrebalancé entre les participants à l'aide d'un carré latin d'arrangement 3X3 (i.e. 40 %, 60 %, 80 %; 60 %, 80 %, 40% & 80 %, 40 %, 60 %). Les résultats de cette étude ont démontré une augmentation du taux d'erreurs dans la condition d'alternance chez tous les participants lorsque l'intensité a augmenté de 60 % à 80 % PPO. Par ailleurs, les individus moins en forme présentaient une variabilité accrue de leur temps de réaction (TR). Ceci suggère que des périodes aigues d'exercice cardiovasculaire peuvent altérer momentanément le contrôle exécutif, et ce, de manière plus marquée chez les individus moins en forme. La seconde étude de cette thèse avait pour but d'évaluer l'impact de l'âge chronologique sur la relation entre des exercices cardiovasculaires aigus et la cognition. Suivant la méthodologie décrite précédemment, trente-sept participants âgés entre 20 et 29 ans ainsi que trente et un individus âgés entre 60 et 70 ans ont complété l'étude. Les résultats obtenus reproduisent les effets de la première étude, soient une diminution des performances dans la condition d'alternance seulement, et ce, uniquement lorsque l'intensité a augmenté de 60 % à 80 % PPO. L'âge ne semble pas avoir eu un effet significatif sur la relation entre les exercices aigus et la cognition dans cette étude. Or, le fait de présenter une meilleure capacité cardiovasculaire était, tel que démontré dans la première étude, associé à une moins grande vulnérabilité face aux effets délétères d'exercices d'une intensité modérée à élevée sur la cognition. Ces résultats suggèrent ainsi que de brèves séances d'exercices cardiovasculaires peuvent momentanément perturber certains aspects du contrôle exécutif et, bien que l'âge ne semble pas avoir un impact majeur sur cette relation, le fait d'être en meilleure forme semble modérer ces effets délétères. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Exercice cardiovasculaire aigu, capacité cardiorespiratoire, contrôle exécutif, lobes frontaux, vieillissement.

Le but de cette thèse est d'investiguer l'organisation fonctionnelle du contrôle cognitif au sein du cortex préfrontal latéral dans la schizophrénie. Chez le sujet sain, Koechlin et coll. (Science, 2003) ont montré que le cortex préfrontal latéral était structuré en une cascade de processus de contrôle allant des régions antérieures aux régions postérieures, intégrant respectivement les informations épisodiques (événements antérieurs) et contextuelles (le contexte immédiat de l'action) au choix de l'action en réponse à un stimulus externe. En utilisant le paradigme expérimental de Koechlin et coll. en IRM fonctionnelle, nous avons investigué l'architecture fonctionnelle du contrôle cognitif au sein du cortex latéral préfrontal chez 15 patients schizophrènes et 14 sujets contrôles appariés. Dans une première étude, nous avons trouvé que les patients schizophrènes présentaient un déficit sélectif du contrôle contextuel associé à une hypoactivation des régions postérieures préfrontales, expliquant la désorganisation du discours et du comportement observés chez ces patients. Par ailleurs, les patients schizophrènes hyperactivaient leurs régions rostrales du cortex préfrontal latéral pendant le contrôle des informations de nature épisodique, ce que nous avons interprété comme une tentative de compensation infructueuse des dysfonctions du contrôle contextuel. Dans une seconde étude, nous avons montré que les patients schizophrènes présentaient également une perturbation du traitement top-down des informations de nature épisodique, liée à une dysconnectivité des régions rostrales vers les régions caudales du cortex préfrontal latéral.

Thèse (M. Ed.)--Université du Québec à Chicoutimi, 2007. / La p. de t. porte en outre: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Chicoutimi comme exigence partielle de la maîtrise en éducation. CaQCU Bibliogr.: f. [130]-134. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU