L’étude présentée explore les modulations du contrôle émotionnel dans les interactions du langage et des émotions, chez 23 sujets atteints de schizophrénie en état de stabilisation et 21 sujets atteints de troubles bipolaires en phase euthymique. Les interactions ont été envisagées d’une part dans le sens des émotions via le langage avec une tâche expérimentale de Stroop émotionnel conditionné, puis en contraste dans le sens du langage via les émotions avec une tâche expérimentale de décision lexicale avec des voisins orthographiques à connotation émotionnelle. Les résultats mettent en évidence une hyper‐réactivité émotionnelle positive dans les troubles bipolaires et des troubles du contrôle cognitif émotionnel dans la schizophrénie. Ces deux maladies présentent des chevauchements dans les altérations cognitives qui ne permettent pasencore de distinguer des marqueurs cognitifs. Cependant, les résultats de cette étude indiquent que les processus impliqués dans les perturbations du traitement des mots à connotation émotionnelle sont de natures différentes entre ces deux pathologies. Dès ors, le présent dispositif pourrait s’avérer utile pour différencier la schizophrénie des troubles bipolaires. / The present study explores the modulations of the emotional control in the interactions of the language and the emotions, to 23 affected subjects of schizophrenia in state of stabilization and 21 affected subjects of bipolar disorders in euthymic phase. The interactions were envisaged on one hand in the sense of the feelings via the language with an experimental taskof conditioned emotional Stroop, then in contrast in the sense of the language via the feelings with an experimental task of lexical decision with orthographic neighbors with emotional connotation. The results highlight an emotional positive hyper-reactivity in bipolar disorders and disorders of the emotional cognitive control in the schizophrenia. These two diseasespresent overlappings in the cognitive changes which do not still allow to distinguish cognitive markers. However, the results of this study indicate that the processes involved in the disturbances of the processing of the words with emotional connotation are of different natures between these two pathologies. From then on, the present study could turn out usefulto differentiate the schizophrenia of bipolar disorders.

Dans ce travail, une nouvelle approche de conduite des observations radar de la forêt est proposée. Elle combine des méthodes statistiques pour l’analyse de sensibilité et les plans d’expériences numériques séquentiels et un code de calcul simulant la rétrodiffusion d’une forêt en vue de l’élaboration d’un modèle approché (métamodèle) à moindre coût numérique. L’introduction de ces outils mathématiques a pour objectif d’aider à la planification et à l’exécution des simulations radar et à l’organisation et l’analyse de leurs résultats. D’une part, les techniques de l’analyse de sensibilité sont appliquées afin de classer par ordre d’importance les paramètres d’entrée du modèle et d’identifier les paramètres de la forêt les plus significatifs ainsi que leurs effets sur le signal radar. D’autre part, la construction d’un métamodèle adaptable accélère le code de calcul, en préservant la physique du phénomène. Le cadre opérationnel de ce modèle approché sert finalement à introduire le principe du radar cognitif dans notre stratégie. Dans ce cas, une analyse rapide du signal reçu est nécessaire pour concevoir, en temps réel, le nouveau signal à émettre. De cette façon, les observations du radar simulées incluent en temps réel l’effet de l’environnement illuminé grâce aux simulations plus rapides et ciblées. / In this work, a new approach to conduct the radar observations of forests is proposed. It combines statistical methods for sensitivity analysis and adaptive design of simulation experiments and a numerical code simulating the the forest backscattering for the use of a approximate model (metamodel) with less computational cost. The introduction of these mathematical tools has as an objective to assist the design and the execution of radar simulations and at the organization and the analysis of their results. On the one hand, the sensitivity analysis techniques were applied in order to classify the input parameters by means of their importance and to identify the most significant forest parameters as well as their effects on the radar signal. On the other hand, the construction of an adaptive metamodel accelerates the simulation model, while keeping the physics of the phenomenom. The operational frame of this approximate model serves finally in the introduction of the cognitive radar principle in our strategy. In that case, a fast analysis of the received signal is necessary to design, in real time, the new signal to be emitted. That way, the simulated radar observations take into account in real time the effect of the illuminated environment, thanks to the more focused and fast simulations.

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On admet aujourd'hui que les tests psychométriques traditionnels paraissent insuffisants pour détecter précocement des troubles cognitifs. Parallèlement, des cliniciens observent une perte de l'automaticité de la marche lors du vieillissement normal ou de pathologies neurodégénératives qui peut être directement imputée au déclin des fonctions exécutives (FE) et aggravé lors des situations de double-tâche (DT). Plusieurs auteurs ont montré que la présence prématurée d'une atteinte motrice pouvait prédire une évolution défavorable vers une démence de type Alzheimer. Dans ce contexte, il devient évident que l'évaluation de la marche doit faire l'objet d'une investigation spécifique lors d'un bilan cognitif. Les travaux de cette thèse s'articulent autour du concept de troubles cognitifs légers, des FE et de l'évaluation motrice lors de diverses situations de marche.L'objectif principal est de déterminer si l'évaluation de la marche spontanée et/ou en DT constitue un outil de détection précoce des troubles cognitifs. Un objectif secondaire est de préciser les FE qui affectent la performance motrice dans les situations de DT. L'originalité de ce travail de thèse réside dans le développement de nouveaux exercices de DT de navigation spatiale basés sur l'adaptation de tests neuropsychologiques (test de Corsi, de Stroop et Trail Making Test) à la marche. Finalement, nous avons aussi proposé un « stroop écologique » qui s'intéresse à la prise de décision de traverser de rue au feu piéton.Les résultats révèlent que les interférences provoquées par les situations de DT entrainent une modification spécifique du schéma de marche du sujet âgé ayant des troubles cognitifs même lorsqu'ils sont infracliniques. De plus, la résolution des tests de DT nécessite la participation commune de plusieurs FE.En conclusion, la batterie de test que nous proposons présente un intérêt potentiel dans la détection précoce des troubles cognitifs chez les sujets âgés, mais aussi dans la compréhension des mécanismes régulant les FE. / Traditional psychometric and/or neuropsychologic tests alone, are not powerful enough to detect cognitive disturbances in aging subjects and therefore new criteria and tests should be developed to get relevant screening tools. Since walking is not anymore considered as a pure automatic motor task but as a task depending both on cognitive and executive functions (EF), clinicians became interested in studying walking disturbances in the course of neurodegenerative pathology development. Walking tasks can be complex and could be assimilated as a double-task (DT) when individuals have to simultaneously proceed with cognitive and motor tasks. Several authors have suggested that disturbances in walking abilities could predict cognitive disorders (e.g. Alzheimer Disease, Mild Cognitive Impairment (MCI)). Therefore, walking abilities should specifically be evaluated during cognitive clinical investigation.The main goal of our work is to evaluate whether a walking task alone and/or walking tasks in the context of DT could be of interest in detecting early stages of cognitive disorders in the elderly. A secondary goal is to investigate what are the executive functions that can influence walking during a DT. The originality of our approach also stems from the new motor ability tests we have developed. They are based on validated neuropsychological tests (Corsi, Stroop and Trail Making Tests) and are adapted to the context of walking. Moreover, we also present an adaptation of the Stroop test in the situation of a pedestrian at the cross light intending to cross a street ("ecological Stroop test").Our results show that DT situations induce specific changes in walking scheme in the elderly with established cognitive disorders and also -and this is one of our most important result- with borderline patients. We also show that the DT we tested required the involment of several EF.In conclusion, the new tests we present could be of interest in detecting early stages of cognitive disorders in elderly subjects and moreover can give clues to the mechanisms involved in the regulation of executive functions.

L’obésité commune chez l’enfant et l’adolescent constitue actuellement un problème de santé publique, tant dans les pays industrialisés qu’en développement et le caractère protéiforme de ses causes en font une pathologie multifactorielle. Les champs cliniques et neurobiologiques ont permis d’isoler certains facteurs psycho-affectifs et sociaux, des vulnérabilités psychopathologiques ou des particularités dans la régulation du comportement. Ce travail de thèse propose une approche intégrative de ces facteurs en vue d’appréhender les déterminants et/ou conséquences comportementales et psychopathologiques ainsi que leurs influences réciproques dans le contexte de l'obésité pédiatrique.Une investigation de la sphère psycho-affective(dépression, anxiété, estime de soi, insatisfaction corporelle et comportement alimentaire) et de la sphère cognitive (intelligence, fonctions exécutives), socio-cognitive et cognitivo-affective (alexithymie, régulation et traitement émotionnels, empathie) a été proposée à cet effet auprès d’adolescents sans surcharge pondérale ou souffrant d'obésité sévère. Pour ces derniers, les résultats soulignent la présence d’une symptomatologie psychopathologique aigüe hétérogène, des difficultés alexithymiques prononcées ainsi que des perturbations cognitives à dominance exécutive. Ces troubles ont, en outre, une influence directe sur le comportement alimentaire et l’image du corps, pouvant contribuer à la péjoration de la sphère psychoaffective. Cette approche intégrative permet de spécifier le profil cognitif et affectif des enfants souffrant d’obésité commune, en vue d’intégrer ou d’optimiser des pistes de remédiation aux prises en charge actuelles. / Childhood obesity is currently considered as a major public health concern with a multifactorial origin. Psychological, emotional, social or behavioral regulation disorders have emerged as potential determinants, through clinical and neurobiological researches on developmental obesity. This doctoral thesis will focus on those multiple factors as well as cognitive states through an integrative approach and their reciprocal influences on childhood obesity. We hence proposed an investigation of social, psychological and emotional life ( depression, anxiety, self-esteem, body dissatisfaction ),cognitive abilities ( intelligence, executive functions ),socio-cognitive and cognitive-affective processes ( alexithymia, emotional processing and regulation, empathy ) in children and adolescents with, versus without, severe obesity. Results show a growing and heterogeneous psychopathological symptomatology in adolescents with severe obesity, as well as high levels of alexithymia. We also find some significant cognitive difficulties, mostly executive, thereby contributing to psychological and emotional disorders. Lastly, results show these troubles have a severe impact on eating behavior and body dissatisfaction. This integrative approach highlights the need to adapt the current medical care of childhood obesity, considering the cognitive and affective profile of every child.

Le contrôle cognitif de l’action est un processus permettant de supprimer un comportement inapproprié au profit d’une action dirigée par l’intention. Il est particulièrement important en situation de conflit où l’expression de comportements alternatifs entre en compétition. Ce processus est largement soutenu par des réseaux cortico-sous-corticaux frontaux dont le bon fonctionnement est impacté par la maladie de Parkinson. Nous nous sommes intéressés au rôle de ces différentes structures cérébrales dans le contrôle cognitif de l’action en s’appuyant sur l’impact de la maladie de Parkinson et de ses traitements. Plus précisément, nous avons discuté des aspects dynamiques de sélection et de suppression des réponses impulsives tel que proposé par le modèle d’activation-suppression dans le cas de réponses oculaires. Nous avons donc adapté une tâche expérimentale de conflit classique, la Simon task, utilisant les mouvements oculaires, et validé son utilisation de notre dans le cadre de ce modèle. Les travaux suivant ont porté sur l’impact de divers facteurs sur ce processus. Nous avons montré que le vieillissement normal exacerbe la sélection impulsive des actions qui pourrait être compensée par la mise en place d’une inhibition sélective plus efficace. Ces résultats sont en accord avec de récentes théories proposant le recrutement plus important des structures préfrontales afin de pallier aux déficits cognitifs entrainés par le vieillissement. Nos résultats ont également indiqué que la maladie de Parkinson entraine une augmentation très importante de la sélection impulsive des actions ce que nous attribuons au dysfonctionnement des boucles cortico-sous-corticales causé par la maladie. Finalement, nous nous sommes intéressés à l’impact de la stimulation cérébrale profonde du noyau subthalamique. Nos résultats préliminaires n’ont pas montré d’effet de ce traitement sur les capacités de contrôle cognitif de l’action. Nous discutons l’ensemble de nos résultats à la lumière des travaux majeurs portant sur les structures cérébrales impliquées dans le contrôle cognitif de l’action et proposons plusieurs perspectives de recherches pouvant avoir un impact fondamental ou clinique. / Cognitive action control is a process that allows suppressing an inappropriate behavior to the benefit of an intentionally-guided action. It is particularly important in situations of conflict when alternative behaviors compete for their expression. This process relies mostly on cortical-subcortical networks which functioning is impaired by Parkinson’s disease. We were interested in the role of these different brain structures in cognitive action control by focusing on the impact of Parkinson’s diseases and its treatments. More precisely, we addressed the dynamic aspects of impulsive action selection and suppression as proposed by the recent activation-suppression model regarding oculomotor responses. We thus adapted a classical experimental conflict task, the Simon task, using eye movements, and validated its use within the context of the activation-suppression model. Our further work focused on the impact of several factors on cognitive action control. We showed that normal aging enhances impulsive action selection that could be compensated for by the set-up of a more efficient selective inhibition. These results are in accordance with recent theories proposing that age-related cognitive deficits are compensated for by an increased recruitment of prefrontal structures. Our results also revealed that Parkinson’s disease results in a strong increase in impulsive action selection which we attribute to the impairment of the cortical-basal ganglia loops. Finally, we were interested by the impact of deep brain stimulation of the subthalamic nucleus. Our preliminary results revealed no effect of this treatment on cognitive action control. We discuss all of our results according to previous researches on the brain structures involved in cognitive action control and we propose several perspective that can have a fundamental or clinical impact.

Au travers des données cognitives de la cohorte stéphanoise PROOF, l’objectif de ce travail de thèse a été de déterminer quelle pouvait être la valeur pronostique de plusieurs facteurs, entre autres psychosociaux et physiologiques, d’un maintien optimal du fonctionnement cognitif avec l’âge.Le premier axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que 70% des 632 participants âgés de 67 ans à la première évaluation cognitive de l’étude PROOF, présentaient une stabilité de leur fonctionnement cognitif après 8 ans de suivi. Le principal facteur mis en cause dans le vieillissement cognitif de cette population, que nous avons qualifié de « réussi », était, pour ces participants, d’avoir un haut niveau d’implication dans des activités sociales.Le second axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que la dégradation de la régulation autonomique, et non la présence de facteurs de risque cardiovasculaires classiques, avait un impact négatif sur le fonctionnement mnésique des participants. Confortant ces résultats, nous avons montré que les pathologies respiratoires liées au sommeil avaient un impact négatif sur le vieillissement cognitif normal, avec un impact délétère de la fragmentation autonomique nocturne sur l’évolution des capacités mnésiques. Une préservation de l’activité du Système Nerveux Autonome (SNA) pourrait donc être une clé d’un maintien optimal des capacités mnésiques au cours du vieillissement normal.Le troisième axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que les plaintes, qu’elles soient cognitives ou liées à la qualité de sommeil, étaient stables au décours du vieillissement normal. Nous avons pu démontrer que ce n’est pas l’âge qui génère la plainte, mais la qualité de vie et l’état anxiodépressif des personnes qui les expriment. Ceci n’est pas sans nous rappeler que le sujet, son symptôme et son histoire sont autant de déterminants du vieillissement cognitif « réussi ». Le quatrième axe de recherche de ce travail, a enfin mis en exergue que la prise en compte de la richesse des interactions sociales menées tout au long de la vie était un élément déterminant du niveau de performances dans des tâches de cognition sociale de personnes agées de 78 ans, et ce, indépendamment de la nature du fonctionnement exécutif et du niveau socioculturel. En conclusion, le vieillissement cognitif « réussi » n’est pas uniquement une vision optimiste du bien vieillir, allant contre des stéréotypes négatifs sur une perte systématique des fonctions cognitives liée à l’âge. Il s’agit d’un concept multidimensionnel qu’il convient de bien cerner si l’on veut mettre en place des stratégies efficaces susceptibles d’intervenir sur le maintien des capacités cognitives avec l’âge. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence l’identification de quatre facteurs déterminant du vieillissement cognitif « réussi » (et pour lesquels une intervention est possible !) qui sont : 1) le maintien des activités sociales tout au long de sa vie ; 2) la préservation d’un bon équilibre du système sympathique-parasympathique ; 3) l’absence de pathologies respiratoires liés au sommeil ; 4) la stabilité des plaintes (sommeil, cognition) exprimées avec l’âge. / The aim of this thesis was to examine cognitive performances of a large French cohort study of elderlies, i.e. the Saint Etienne PROOF-Siempre cohort, in order to assess among several factors which of them could play a prognostic role on a successful cognitive aging including physiological and psychosocial factors. In order to assess these key factors we developped several research axes frequently examining the long-term changes.The first axis of the research consider the overtime evolution of cognitive function in this population. We found that 70% of the 632 participants 67 yrs old at their inclusion in the study with or without sleep related breathing disorders had stable cognitive data 8-yr later. In this sample that we defined as having a successful cognitive aging, the predictive factor was the "high level of social activities" without any contribution of the demographic data, the hypoxemic load or classical vascular and metabolic factors.The second axis of the research we examined the influence of the autonomic nervous system activity of cognitive performances. In a sample of 916 older people, we found that a parameter reflecting the parasympathetic arm of the ANS, the baroreceptor sensitivity, affect when it was found altered the memory function without interference of other cardiovascular risk factor. These results were confirmed in a 8-yr assessment on 425 subjects of the previous sample in whom again a alteration of baroreceptor sensitity affect the long-term changes on memory function with contribution of the other examined factors. This would suggest that autonomic nervous system may also influence the memory changes with aging and assuring a more successful cognitive aging.The third axis of the research was to define how subjective cognitive and sleep complaints remain stable across time and whether subjective estimation of sleep quality may affect the changes on the subjective cognitive complaints. We found again a stability of the subjective cognitive complaint without any interference of sleep quality and aging itself, the quality of life and the presence of anxiety and depression being the most important factors. The four axis of the research examined the possible effect of the degree of social interaction developed along lifetime on the social cognition. We found in group of 100 elderly aged 78 yrs that quality of social interactions in the life-span was the key factor implicated in late social cognitive skills in the elderly without any effect of the executive function status nor the educational and intellectual level.In conclusion, we have demonstrated that in contrast to the most common recognized of a systematic loss of cognitive functions related to age healthy elderlies may have a successful cognitive aging. The "successful" cognitive aging is a multidimensional concept that should clearly identify if one wants to adopt effective strategies to maintain cognitive abilities with age. The different aspects examined in this thesis have highlighted the identification of four determinants of a "successful" cognitive aging: 1) the maintenance of social activities throughout the life; 2) the preservation of a sympathetic-parasympathetic balance of the autonomic nervous system; 3) the lack of sleep-disordered breathing; and 4) the stability of sleep and cognitive complaints generally reported in older population. The application of those strategies may help to prevent the cognitive decline in older populations.

Depuis de nombreuses années, la littérature s’attache à mettre en évidence que, malgré les déficits cognitifs liés à l’avancée en âge, chaque individu peut bénéficier de ses expériences afin de les réinvestir quotidiennement à travers une optimisation de ses comportements, via le maintien d’un certain niveau de plasticité cognitive (i.e., théorie de l’enrichissement cognitif). Dans cette perspective, ce travail vise à appréhender l’étendue de la plasticité comportementale des seniors via l’étude du transfert d’apprentissage issu des exergames. Son ambition est d’établir quels peuvent être les bienfaits de la pratique des exergames afin de lutter contre les effets délétères du vieillissement cognitif normal. Il s’agit, au travers de deux études d’entrainement, d’identifier le potentiel de transférabilité de nouvelles acquisitions cognitives et motrices via cet outil d’entrainement virtuel. La première étude a mis en évidence qu’un programme d’entrainement en exergames de trois mois permet l’amélioration des fonctions exécutives et de la vitesse de traitement de l’information chez des personnes âgées sédentaires. Ces résultats suggèrent que ces améliorations cognitives pourraient prendre leurs sources explicatives, d’une part, via la sollicitation physique se traduisant ici par des améliorations physiques notamment au niveau de l’endurance cardiorespiratoire, et d’autre part, via l’intermédiaire de la stimulation cognitive induite par le jeu qui, grâce à la diversité des tâches et des interactions, a engendré un transfert vers les tests neuropsychologiques. La seconde étude a pour objectif d’identifier l’occurrence d’un transfert virtuel-réel au travers d’un contexte de similarité entre les éléments constituant nos deux tâches expérimentales, à partir d’une tâche de putting au golf. La comparaison de performances des deux groupes d’âges entrainés selon deux contextes d’apprentissage (réel versus virtuel) a mis en évidence que les adultes jeunes étaient parvenus à réinvestir les habiletés acquises issues du virtuel dans le contexte réel, à la différence des adultes âgés qui, bien qu’ils aient atteint une réelle acquisition motrice en contexte virtuel, n’ont pas réussi à réengager de façon optimale leur acquisition antérieure. Ce travail doctoral atteste que les exergames peuvent, à travers une stimulation à la fois physique et cognitive, être un moyen efficace de lutter contre les effets délétères liés à l’avancée en âge. / For years, research literature has underlined that, notwithstanding the cognitive deficits related to advancing age, individuals may continue to benefit from their prior experiences in the optimization of their behavior, aided by the maintenance of a certain level of cognitive plasticity (i.e., concept of enrichment effects). The present research aims to understand the extent of seniors’ behavioral plasticity and establish how exergames may assist them in countering the deleterious effects of normal cognitive aging. This research consists of two studies which aim to identify the potential for cognitive and motor acquisitions via the use of virtual training devices. The first study highlights that a three month exergame training program improved both executive functions and the speed of processing in sedentary seniors. These results suggest that such cognitive improvements may be explained by (1) physical solicitation resulting in improved cardiorespiratory endurance, and (2) by the game-related cognitive stimulation (due to the variety of tasks and interactions) further transferring to neuropsychological tests. The second study is designed to identify the occurrence of a virtual-real transfer through context similarity between our two experimental tasks, both based on a golf-putting task. Compared performances between the two age groups, having trained in one of two learning conditions (real versus virtual) underlined that young adults were able to reinvest the acquired skills from the virtual to the real context, in contrast to older adults. Even though the latter acquired actual motor skills in virtual context, they failed to optimally re-engage prior acquisitions. This doctoral research attests that exergames, through both physical and cognitive stimulation, may be an effective means to counter the deleterious effects related to advancing age.

Les mécanismes cérébraux impliqués dans l'optimisation des comportements sont encore mal connus. Nous avons cherché à préciser leurs fonctionnement à travers des études EEG et IRMf dans des tâches de temps de réaction manipulant la compatibilité Stimulus-Réponse. Plusieurs arguments issus de méthodologies différentes nous ont permis de préciser le rôle de la Négativité d'Erreur (Ne), une onde EEG initialement rapportée dans les erreur, et qui atteint son maximum juste après la réponse. Initialement attribuée à la détection de l'erreur, cette activité, localisée dans la zone cingulaire rostrale, pourrait avoir pour rôle d'évaluer la performance en cours d'essai dans le but de rattraper l'erreur. Nous nous sommes intéressés aux mécanismes impliqués de la sélection de la réponse. La N-40, enregistrée au dessus de l'aire motrice supplémentaire, incarnerait l'association stimulus-réponse alors que les cortex moteurs seraient le lieu de la mise en place d'un mécanisme de prévention de l'erreur implémenté par une élévation du seuil de déclenchement des réponses en présence d'un risque d'erreur. Enfin dans une étude IRMf, nous avons montré que les ajustements comportementaux suite à un essai incompatible prenaient la forme d'une augmentation du traitement perceptif des caractéristiques pertinentes de la tâche et d'une diminution du traitement des caractéristiques non-pertinentes. Nous avons précisé le rôle fonctionnel de la \Ne ainsi que les opérations mises en jeu lors de la mise en place des ajustements comportementaux. Ces résultats suggèrent également l'existence de mécanismes capables de détecter en ligne un risque d'erreur dans le but de prévenir une erreur en cours d'essai.

La coopération est un aspect important dans les équipes de conception. L'ingénierie concourante a fait que les organisations industrielles évoluent d'une approche séquentielle à une approche intégrée pour réaliser ses processus de conception. Ainsi les processus de conception se réalisent de plus en plus à distance, où les concepteurs sont repartis dans des endroits différents. Pour étudier cette problématique, cette thèse analyse l'activité de conception à distance. En particulier elle s'attache à la caractérisation des activités de conception et à la modélisation du phénomène d'intercompréhension à travers des objets. A partir des résultats deux propositions sont faites : d'une part, un modèle d'activité qui prend en compte les aspects collectifs et cognitifs de la conception et d'autre part, un cadre pour l'analyse et le développement des outils pour l'assistance de l'activité collective de conception.