La fatigue cognitive représente un phénomène auquel nous sommes tous familiers. Nous en faisons quotidiennement l'expérience, celle-ci étant associée à une réduction de productivité, une augmentation de risques professionnels et une diminution de notre qualité de vie. Malgré l’importance sociétale de ces implications, qui ont fait de l'étude de la fatigue cognitive une de plus investiguées dans le domaine des sciences cognitives, il subsiste un manque de vision commune ainsi qu'une théorie unifiée de la fatigue cognitive, déterminant son origine et ses fonctions, tandis que son caractère stochastique continue à diviser le milieu scientifique. La présente dissertation présente une approche multimodale combinant des données comportementaux et de neuroimagerie spectroscopie proche infrarouge (fNIRS) pour investiguer les facteurs à l’origine du déclenchement du phénomène ainsi que les dynamiques cérébrales associées. Nos résultats suggèrent que la fatigue cognitive ressentie associée à la chute de performance est une fonction de la charge cognitive définie par le Time Based Shared Resources Model (TBRS). Au niveau neural, nous discutons la présence des systèmes de compensation et les changements de connectivité cérébrale dans ce déclenchement. et comment les possibles mécanismes responsables de la maintenance de performance durant des demandes attentionnelles soutenues y sont associées. / Doctorat en Sciences psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

To do a schedule for pupils in a school-setting is a hard and arduous task for any school. The purpose of this study was to investigate the possibility to move towards an pupil-oriented scheduling process in which the pupils themselves was given the opportunity to assess when they wanted different school-subject taught. The research questions in this study were whether or not pupils had clear preferences on when subject should be taught and why they did. The paper also deals with the question if the teachers had a similar perception of scheduling as the pupils. The theory of choice methods was utilized in a web-based questionnaire that was sent to a middle-school (year 7-9). The result in this study shows clear preferences between subject on when pupils want them to be scheduled with theory-based subjects in the beginning of the school-day and more practical and esthetic subjects later in the day. The conclusion of this this study is that because there are clear indications of preference of when different subject should be scheduled. Schools could utilize the result to move toward a pupil-oriented scheduling paradigm which could increase concentration and reduce the onset of fatigue during long days and therefore increase the pupils learning ability and school results.

Prior caffeine research has examined the effects of caffeine on performance using simple, lower-level cognitive tasks. The present study extended this work to investigate the effects of caffeine on performance and self-report mood measures during execution of a complex cognitive task. In a between-subjects design, 116 participants were administered either caffeinated or non-caffeinated chewing gum. Results showed higher fatigue and negative affect (NA) levels and lower positive affect (PA) and task performance levels in the placebo condition. These findings replicate prior findings on mood effects of caffeine; also, they extend the limited results on performance effects of caffeine by demonstrating moderate support for improved complex cognitive task performance after caffeine intake. Furthermore, these results show the efficacy of gum for caffeine administration in research.

La fatigue est l’un des symptômes les plus fréquents et persistants chez les victimes de commotion cérébrale. Au cours des dernières années, des signes d’altérations cognitives post-commotionnelles à la suite d’un effort aérobie, soit une forme de fatigue dont la cause est physique plus que cognitive, ont été trouvés à court et à long terme chez des athlètes étudiants. Or, puisque ces athlètes évoluent dans un contexte où ils doivent non seulement performer dans leur discipline sportive, mais aussi à l’école ou au travail, il convient de se demander si un effort mental soutenu n’aurait pas le même effet chez cette population. L’objectif de cette étude était donc de déterminer si des athlètes étudiants ayant subi une commotion cérébrale (groupe HC) se sentent plus fatigués ou ont davantage tendance à se fatiguer mentalement que ceux n’ayant jamais subi de commotion cérébrale (groupe ST). Les sujets devaient répondre à une série de questionnaires auto-rapportés. Ils devaient aussi compléter une tâche informatisée recrutant les fonctions exécutives avant et après avoir répondu à une épreuve de raisonnement, d’une durée d’une heure, visant à simuler un examen scolaire. Leur réaction physiologique à la tâche était mesurée via un appareil d’électroencéphalographie et un cardiofréquencemètre. Si dans l’ensemble les résultats n’appuient pas l’hypothèse initiale, les deux groupes ont montré des différences notables dans leur façon de répondre à la tâche. Nous avons notamment constaté l’absence d’un effet de pratique à la condition la plus facile ainsi qu’une variabilité de la performance généralement plus élevée chez les sujets avec un historique de commotion cérébrale. De plus, contrairement au groupe témoin, ceux qui rapportaient des symptômes plus importants de fatigue cognitive quotidienne, de somnolence et de dépression montraient également une moins bonne précision à la tâche après un effort cognitif soutenu. Ces résultats suggèrent que les commotions cérébrales pourraient avoir pour effet d’accroître la sensibilité de certains individus à l’effort cognitif. De futures études devraient se pencher sur cette relation afin de la confirmer et d’en comprendre les causes. / Fatigue is one of the most common and persistent symptoms in concussion victims. In recent years, signs of post-concussive cognitive impairment following aerobic exertion, a form of fatigue whose cause is more physical than cognitive, have been found in both shortand long-term in student athletes. However, since these athletes evolve in a context where they must not only perform in their sport, but also at school or at work, it is worth asking whether sustained mental effort would have the same effect in this population. The objective of this study was therefore to determine whether student athletes who have suffered a concussion (HC group) feel more tired or are more likely to become mentally fatigued than those who have never suffered a concussion (ST group). Subjects were asked to complete a series of self-report questionnaires. They were also required to complete a computerized task recruiting executive functions before and after completing a one-hour reasoning test meant to simulate a school examination. Their physiological response to the task was measured using electroencephalography and a heart rate monitor. While the results do not support the original hypothesis, the groups showed significant differences in the way they responded to the task. Particularly, we found the absence of a practice effect at the easiest condition as well as a generally higher performance variability in subjects with a history of concussion. In addition, unlike the control group, those who reported greater symptoms of daily cognitive fatigue, drowsiness and depression also showed poorer task accuracy after sustained cognitive effort. These results suggest that concussions may have the effect of increasing the sensitivity of some individuals to cognitive effort. Future studies should investigate this relationship in order to confirm it and understand its causes.

L’objectif général de ce travail doctoral était d’étudier les effets de la fatigue (physique et mentale) sur le contrôle postural. Tout d’abord, les effets de la fatigue musculaire du quadriceps fémoral induite par des contractions volontaires et des contractions électro-induites ont été comparés. Les résultats ont montré que des contractions volontaires altéraient davantage le contrôle postural que des contractions électro-induites pour une perte de force musculaire équivalente. Ceci s’expliquerait par la présence d’une fatigue centrale après les contractions volontaires, ainsi qu’une sollicitation différente des fibres musculaires entre les deux modalités de contraction. Des mécanismes compensatoires seraient mis en œuvre après ces deux modalités de contractions fatigantes, mais de façon plus prononcée pour les contractions volontaires. Concernant la fatigue mentale, les effets d’une tâche cognitive exigeante et prolongée sur ordinateur (induisant un état de fatigue mentale) et d’un visionnage de documentaire (tâche contrôle) sur le contrôle postural ont été comparés. De prime abord, la fatigue mentale affecterait le contrôle postural en condition de privation visuelle, en réduisant l’efficacité des stratégies d’attention associatives. De façon surprenante, visionner un documentaire conduirait également à une altération du contrôle postural, potentiellement en raison du maintien prolongé d’une posture assise affaissée. La posture assise pourrait ainsi constituer un facteur confondant dans les protocoles expérimentaux comportant une évaluation posturale. Une analyse statistique de classification en cluster hiérarchique a permis de mettre en évidence des sensibilités différentes au sein des individus à l’égard de la tâche mentalement fatigante. Le niveau de fatigue mentale serait associé au niveau de dégradation du contrôle postural sur un support stable avec les yeux ouverts. La réalisation d’une tâche cognitive prolongée exigeant une attention visuelle soutenue face à un écran d’ordinateur provoquerait une fatigue visuelle. Cette fatigue visuelle affecterait différemment les individus. Elle toucherait plus particulièrement les sujets les plus dépendants des informations visuelles, pour lesquels le contrôle postural se dégraderait davantage que les autres individus. / The overall objective of this doctoral work was to study the effects of fatigue (physical and mental) on postural control. First, the effects of femoral quadriceps muscle fatigue induced by voluntary contractions and electro-induced contractions were compared. The results showed that voluntary contractions affected postural control more than electro-induced contractions for an equivalent loss of muscle strength. This could be explained by the presence of central fatigue after voluntary contractions, as well as a different strain on muscle fibres between the two modes of contraction. Compensatory mechanisms would be implemented after these two modes of tiresome contractions, but more pronounced for voluntary contractions. With regard to mental fatigue, the effects of demanding and prolonged cognitive computer work (inducing mental fatigue) and documentary viewing (task control) on postural control were compared. At first glance, mental fatigue would affect postural control in conditions of visual deprivation, reducing the effectiveness of associative attention strategies. Surprisingly, viewing a documentary would also lead to an alteration in postural control, potentially due to the prolonged maintenance of a collapsed sitting posture. Sitting posture could thus be a confounding factor in experimental protocols involving postural evaluation. A statistical analysis of hierarchical cluster classification revealed different sensitivities within individuals towards the mentally demanding task. The level of mental fatigue would be associated with the level of degradation of postural control on a stable support with eyes open. Performing a prolonged cognitive task requiring sustained visual attention to a computer screen would cause visual fatigue. This visual fatigue would affect individuals differently. It would particularly affect the subjects most dependent on visual information, for which postural control would be more degraded than other individuals.