Le déficit lié à l’âge en mémoire épisodique est bien admis à l’heure actuelle, mais il n’y a pas de consensus sur son origine. Quels que soient les processus ou ressources impliqués, ils pourraient être à l’origine d’une difficulté à mettre en œuvre des stratégies mnésiques chez les adultes âgés. Dans ce travail, nous avons étudié les principaux médiateurs connus pour être impliqués dans la diminution des performances en mémoire liée à l’âge: l’attention, les fonctions exécutives, la mémoire de travail et la vitesse de traitement. Nous les regrouperons sous le terme de « contrôle exécutif ». Nous avons mené une série de quatre expériences afin d’examiner son rôle dans l’utilisation de stratégies de mémoire et dans le rappel dans des populations présentant des ressources attentionnelles limitées (adultes âgés, adultes jeunes en condition d’attention divisée). Les résultats obtenus indiquent que les ressources de contrôle diminuent avec l’âge et seraient responsables d’un déficit d’utilisation adaptée de stratégies d’encodage, induisant une diminution des performances en mémoire chez les adultes âgés / The age-related episodic memory decline is now well established, but there is no consensus about its cause. Whatever the processes or resources implied, they could 5e responsible of a difficulty in using mnesic strategies. In this work, we studied the main mediators known to be implied in the age related episodic memory impairment: attention, executive functions, working memory and processing speed. We called them “executive control”. We have conducted four experiments in order to examine its rule in the use of mnesic strategies and in the recall of words, on individuals who show reduce attentional resources (older adults and younger adults under divided attention). Results showed that the control resources were reduced with ageing, which could 5e responsible fora deficit in the adapted use of encoding strategies. leading to a decrease of memory performance with old age

Les humains doivent sans cesse s’adapter à des environnements incertains, changeants et ouverts. Pour ce faire, il est nécessaire d’explorer, d’ajuster et d’exploiter plusieurs task-sets, c’est-à-dire des associations sensorimotrices flexibles entre des stimuli, des actions et des résultats. Collins et Kœchlin ont proposé un modèle computationnel qui contrôle la création, l’apprentissage, le stockage, la récupération et la sélection de tels task-sets pour guider le comportement (Collins & Kœchlin, 2012, PloS biology). Le modèle met à jour les fiabilités d’un ensemble de task-sets, c’est-à-dire leur capacité à prédire correctement les conséquences des actions. Cette mise à jour des fiabilités est réalisée par inférence bayésienne en intégrant les résultats des actions et l’information contextuelle. Elle permet d’arbitrer entre l’exploitation du task-set le plus fiable et l’exploration de nouveaux task-sets. En l’absence d’information contextuelle, la fiabilité des task-sets appris est maintenue et mise à jour dans le cortex frontopolaire (Donoso, Collins & Kœchlin, Science, 2014). Ce travail de thèse a pour but d’élucider les mécanismes neuraux permettant le monitorage et la récupération de task-sets stockés en mémoire, que ce soit selon les indices contextuels ou les résultats des actions. Pour ce faire, nous avons élaboré une expérience d’IRM fonctionnelle dans laquelle des sujets sains doivent apprendre, par essais et erreurs, plusieurs task-sets associés à divers indices contextuels, puis réutiliser les task-sets appris. Les conditions expérimentales varient de façon non prédictible de telle sorte que : (i) des task-sets précédemment appris doivent être réutilisés soit avec le même indice contextuel, soit avec un indice contextuel nouveau ; (ii) de nouveaux task-sets doivent être appris soit avec de nouveaux indices contextuels, soit avec des indices connus. Les résultats comportementaux montrent que les sujets apprennent, maintiennent, mettent à jour et réutilisent un répertoire grandissant de task-sets tel que le prédit le modèle computationnel. Plus précisément : (i) les indices contextuels connus sont utilisés de façon proactive (avant l’exécution d’une action) pour sélectionner le task-set correspondant ; (ii) lorsque les indices contextuels sont inconnus, les sujets sélectionnent le task-set de façon réactive, selon les résultats des actions. Les résultats d’imagerie révèlent que la fiabilité des task-sets est mise à jour dans le cortex frontopolaire et le cortex préfrontal dorso-latéral. De plus, le cortex préfrontal latéral est impliqué dans le processus de sélection proactif et réactif. Cependant, les récupérations proactives et réactives dépendent de réseaux distincts : (i) d’une part la récupération proactive repose sur un réseau ventral qui inclut le cortex préfrontal ventro-médian, le striatum et l’hippocampe ;(ii) d’autre part, la récupération réactive repose sur un réseau frontal incluant notamment le cortex frontopolaire. / Humans need to adapt to uncertain, changing, and open-ended environ- ments. In such situations, decision-making involves exploring, adjusting and ex- ploiting multiple task-sets – defined as flexible sensorimotor mappings associating stimuli, actions, and expected outcomes. Collins and Kœchlin proposed a computational model that controls the crea- tion, learning, storage, retrieval, and selection of such task-sets for driving action (Collins & Kœchlin, 2012, PloS biology). The model monitors the reliability of a collection of concurrent task-sets - i.e., the ability of alternative task-sets to correctly predict action outcomes. Task-set reliability is updated in a Bayesian manner according to outcomes and contextual information and arbitrates between exploiting the most reliable task- set or exploring new ones to drive action. It has recently been shown that, without contextual information, the reliability of alternative learned task-sets is monito- red in frontopolar cortex (Donoso, Collins & Kœchlin, Science, 2014). The goal of this study is to investigate the neural mechanisms that subserve the monitoring and retrieval of stored task-sets according to both contextual cues and action outcomes. We designed an fMRI experiment requiring healthy human subjects to learn by trials and errors and to switch between multiple task-sets associated with va- rious contextual cues. Experimental conditions varied unpredictably such that: (i) previously learned task-sets re-occurred with either the same or new contextual cues, (ii) new task-sets that needed to be learned occurred with new cues or pre- viously encountered ones. Behavioral results and model fits show that subjects learned, monitored and switched across an expanding repertoire of task-sets as predicted by the compu- tational model. More specifically : (i) Known contextual cues were used proactively (before performing any action) to select the corresponding task-set ; (ii) When previously learned task-sets re-occurred with unknown contextual cues, subjects selected the stored task-set reactively based on action outcomes. Model-based fMRI results revealed that task-set reliability is updated in the frontopolar cortex and the lateral prefrontal cortex. Moreover, lateral prefrontal cortex is engaged in the selection process in both cases. However distinct networks are involved depending on whether the retrieval is cue or outcome-based: (i) on the one hand, proactive retrieval relies on a ventral pathway including ventromedial prefrontal cortex, striatum and bilateral hippocampus ;(ii) on the other hand, reactive retrieval relies on a frontal network including frontopolar cortex.

Le principal objectif de cette thèse est d'étudier le rôle du contrôle exécutif dans le décodage en lecture en confrontant cette hypothèse à celle d'un dysfonctionnement de la boucle phonologique ou de ressources insuffisantes en mémoire de travail. Des tâches simples, adaptées aux compétences des enfants et mobilisant des composantes exécutives précises ont été mises au point. Trois études ont été réalisées. Dans la première étude, les capacités de faibles et normolecteurs de CE2 à exercer un contrôle exécutif ont été mesurées à l'aide de tâches de mise à jour et d'alternance. Dans la deuxième, les effets de l'automatisation, de la charge attentionnelle et de l'évolution des capacités de contrôle avec l'âge ont été étudiés chez des enfants de CE1 et CM1 de niveaux en lecture différents. Dans la troisième, l'effet conjoint de la manipulation de la charge attentionnelle et mnésique a été étudié auprès d'adultes, à l'aide d'un dispositif d'enregistrement de mouvements oculaires. Dans chacune de ces études, des tâches d'empan en mémoire de travail ont également été présentées dans une version verbale et non-verbale. Les résultats confirment l'implication du contrôle exécutif : les faibles lecteurs sont systématiquement en difficulté lorsqu'un contrôle (alternance, mise à jour, inhibition) est exigé. Ce déficit de contrôle s'additionnerait à de faibles capacités de traitement phonologique. La difficulté à gérer différents processus pourrait par extension expliquer les difficultés de régulation des traitements mis en jeu dans une tâche de décodage en lecture, coûteuse pour les faibles lecteurs.

Les fonctions exécutives (FE) sont définies comme des processus de contrôle permettant d'adapter les comportements dans des situations nouvelles. La littérature sur l'homme fait état de fortes variabilités interindividuelles dans l'exécution de ces FE, notamment liées à l'âge des individus. Dans une approche comparative, nous avons cherché à savoir si le primate non humain exprimait de telles variabilités interindividuelles, dans quelle mesure, et pour quelle(s) fonctions(s). Nous avons proposé une série de tâches à un groupe de babouins Papio papio où des individus mâles et femelles d'âges différents, et de statuts sociaux différents cohabitent. Ces expériences ont bénéficié de l'environnement exceptionnel de la plateforme de Comportement et Cognition du Primate située sur la station de Primatologie CNRS de Rousset, où un groupe de babouins a accès ad libitum à dix systèmes de conditionnement opérant automatisés. Les tâches proposées impliquaient chacune une FE particulière, notamment les fonctions d'inhibition et de flexibilité cognitive. Les procédures utilisées, qui reposent sur un principe de conditionnement opérant, consistaient à présenter les tâches sur des écrans tactiles sur lesquels les babouins devaient donner leur réponse. Les expériences impliquant principalement l'inhibition ont montré que le babouin est capable de mettre en place un contrôle inhibiteur efficace. Cependant, les individus les plus âgés montrent des déficits dans leurs performances. Au contraire, lorsque la tâche d'inhibition a une forte composante motrice, les jeunes ont plus de difficultés à adapter leur mouvement. / Executive functions (EF), which are defined as control processes, serve the adaptation of the behaviour in new situations. The human literature reveals important inter-individual variabilities in the efficiency of EF, in particular when age is considered. In a comparative perspective, we investigated if similar individual differences also exist in nonhuman primates, and for which function(s). Several tasks were thus proposed to a group of baboons Papio papio, comprising individuals of both sexes and different ages and social status. These experiments were run in a unique research facility, the Primate Behaviour and Cognition platform (Primatology center, Rousset-sur-Arc), where the baboons had an ad libitum free access to ten automated operant conditioning test systems equipped with touch screens. Each task targeted a particular EF, including the functions of inhibition and cognitive flexibility. The baboons demonstrated an efficient inhibitory control in our tasks. Overall, older individuals showed deficits in inhibitory control when compared to the younger subjects. However, this pattern of results is inverted when motor rather than cognitive inhibition was required. The second set of experiments studied cognitive flexibility. That EF appears deficient in adults, in comparison to the younger individuals. Thus, as in humans, monkeys show significant individual differences in executive control. It is concluded that their analysis requires to distinguish motor from cognitive inhibition, and to pay special attention to the factor of age.

La gestion des buts, définie comme la capacité à se représenter les buts et à les maintenir activement en mémoire de travail, jouerait un rôle central dans l'efficience du contrôle exécutif. Cette thèse vise à étudier l'évolution de cette composante au cours de différents âges de la vie, ainsi que l'influence de verbalisations imposées sur ce développement. Quatre études ont été conduites et ont révélé 1) que l'amélioration de la capacité à gérer les buts lors de la période préscolaire s'accompagnait d'une évolution qualitative du contrôle; 2) que l'évolution des performances en flexibilité de l'enfance au grand âge était spécifiquement liée au développement de la gestion des buts ; et 3) que les verbalisations imposées modulaient le développement de la gestion des buts en produisant un bénéfice plus marqué chez les enfants et les adultes âgés. L'engagement d'un contrôle anticipé, proactif, lors de tâches d'alternance semble favorisé par l'emploi spontané de stratégies visant à orienter l'attention vers le but de la tâche, à la fois pour récupérer précocement la représentation du but, et pour la maintenir activement en mémoire lors des étapes de traitement de la tâche. L'effet bénéfique de verbalisations imposées chez les enfants et les adultes âgés suggère que ces populations présentent des difficultés à gérer les buts lorsqu'ils doivent effectuer la tâche en silence. Ces difficultés proviendraient d'une immaturité ou d'un déficit du langage interne, ou du fait qu'ils ne comprennent pas l'importance de s'engager dans une préparation anticipée de la tâche, ou encore qu'ils n'ont pas conscience que le recours au langage peut être bénéfique pour effectuer la tâche. / Goal-setting, defined as the ability to represent and maintain task goals in working memory, play a crucial role in executive control. The current work aims to study how this component develops across different age groups. It also examines whether required verbalizations have an impact on this development. To this end, four experimental studies were conducted, and revealed 1) that improvement in goal-setting ability during preschool years was associated with qualitative changes in the control used; 2) that flexibility abilities from childhood to old age was specifically linked to the development of goal-setting component; and 3) that requested verbalizations influenced the development of goal-setting ability by producing benefits in children and older adults. The use of proactive control in task-switching could be promoted by the spontaneous utilization of strategies which enable attention reorientation toward task goals to retrieve goal representation and to maintain it in memory during the processing steps of the task. The beneficial effect of requested verbalizations in children and older adults suggests that these age groups encounter goal-setting difficulties when asked to perform the task in silence. Such difficulties may stem from immaturity or deficits in inner speech, from the fact that these age groups do not understand the necessity to engage in an advance preparation of the task, or from their lack of awareness of the benefits induced by verbal strategies.

Nos organes sensoriels sont sous un bombardement permanent d'informations provenant du monde extérieur dont seule une infime fraction est intéressante ou pertinente pour l'individu à chaque instant, comme par exemple le visage d'une personne recherchée au milieu d'une foule. Filtrer et extraire cette information sont des fonctions vitales du cerveau, mais les mécanismes neuronaux qui décident de la réussite ou l'échec de cette épreuve restent partiellement compris. La visée de ce projet est d'étudier la relation entre activité neurale de fond et performance comportementale dans des paradigmes nécessitant différents types d'attention, au moyen de techniques comportementales et de la neuroimagerie fonctionnelle. Le modèle théorique que j'évalue dans cette thèse postule une organisation hiérarchique de ces fonctions avec l'éveil comme fonction basique d'activation physiologique, la vigilance comme fonction intermédiaire et l'attention sélective comme niveau le plus élevé et spécifique. Nous proposons en outre que l'attention sélective et la vigilance emploient deux mécanismes orthogonaux ; ces deux versants du spectre attentionnel seront le focus des deux études expérimentales présentées dans ce manuscrit. Dans les deux cas, il s'agit de chercher un lien entre l'activité neuronale spontanée et la variabilité comportementale à travers des essais répétés.J'ai utilisé le paradigme de Stroop pour opérationnaliser l'attention sélective soumise à la distraction ; la couleur du mot écrit étant la cible et le mot lui-même un distracteur en conflit direct avec cette cible. Les résultats indiquent qu'une activité pré-stimulus plus élevée dans les aires frontales et ventrales pertinentes pertinentes pour la tâche corrèle essai par essai avec des temps de réponse plus rapides ; l’effet inverse est observé dans l’aire liée au traitement de la distraction (i.e. sensible à la forme des mots). De plus, la variabilité comportementale observée à travers les sujets corrèle avec la variabilité de l’effet préstimulus dans ces régions. Pour étudier la vigilance j’ai conçu un paradigme expérimental au cours duquel les sujets ont pour instruction de rapporter tout événement saillant dans la modalité auditive ou visuelle, sans aucun signal préparatoire permettant de prédire l’apparition du prochain stimulus ou sa nature. Confirmant nos résultats précédents, des temps de réactions plus rapides sont associés à une activité pré-stimulus plus élevée dans le réseau cingulo-thalamo-insulaire. De surcroît, une activité plus élevée dans le réseau du mode par défaut (DMN) est également associée à des réponses plus rapides alors que l’activité spontanée du réseau attentionnel dorsal (DAN) n’a aucun effet sur les temps de réaction aux essais visuels et un effet négatif sur ceux des essais auditifs. Des temps de réaction plus rapide sont également associés à une activité pré-stimulus plus élevée dans les aires sensorielles primaires, mais uniquement lorsque la modalité du stimulus subséquent est congruente avec l’aire de traitement sensoriel. Les conclusions générales qui découlent de cette thèse sont donc doubles : d’une part elle confirme la pertinence fonctionnelle des fluctuations neuronales spontanées pour le comportement, d’autre part elle apporte une première identification des structures neuronales impliquées dans la vigilance sans la confondre avec l’attention sélective. / How does the brain manage to efficiently select from the abundance of sensory input that information which is currently relevant, as, for example, a known face in a crowd? Filtering and extracting this information are essential functions of the brain, but the neural mechanisms underlying the success or failure of this cognitive operation are only partially understood. Together, the aim of this project is to study, using behavioral and imaging techniques, the relationship between spontaneous neural activity and behavioral performance in task settings involving several types of attention. The related working model I wish to assess in my thesis is that attentional functions are organized in a hierarchical manner, with arousal as a basic function, alertness as an intermediate function and selective attention as the highest and most specific level. I further propose that selective attention and tonic alertness employ two orthogonal mechanisms, those two sides of the attentional spectrum will be the focus of the two experiments presented in this manuscript. In both studies, our aim was to establish a link between spontaneous fluctuations of brain activity and behavioral variability across repeated trials I used the Stroop paradigm to operationalize selective attention under distraction, the target being the color of the ink in which the word is written, the word itself is then a distractor conflicting with the target. Results indicate that higher prestimulus activity in frontal and ventral regions relevant for the task correlates trial-by-trial with faster reaction times, the opposite effect is found in the area involved in the processing of distracting features (i.e. sensitive to the word form). Moreover, inter-subjects behavioral variability also correlated with the prestimulus effect variability in those regions. To study alertness, I designed an experimental paradigm where subjects are instructed to report whatever salient event occurs in the auditory or visual modality during the recording, without any preparatory cue allowing them to predict the timing or type of an upcoming stimulus. Confirming our previous results, faster reaction times were associated with a higher prestimulus activity in the cingulo-thalamo-insular network. Furthermore, higher prestimulus activity in the default mode network (DMN) was also tied to faster responses whereas dorsal attention network (DAN) activity was overall irrelevant and, on auditory trials, even detrimental to performance. Similarly, higher prestimulus activity in the primary sensory cortices was associated with faster responses, but those effects were confined to the respective modality or, for visual trials, most pronounced in the relevant retinotopic representation. The general conclusions resulting from this thesis are two-fold: first, it confirms the functional relevance of spontaneous neuronal fluctuations for behavior; on the other hand, it brings a first identification of the brain structures involved in alertness, without confusing it with selective attention.

La schizophrénie, pathologie sévère et fréquente, regroupe des entités différentes au sein desquelles la schizophrénie déficitaire a été identifiée. C’est une entité clinique homogène caractérisée par des symptômes négatifs primaires et durables. Une des principales difficultés de la recherche dans la schizophrénie est la mauvaise corrélation entre le phénotype clinique et le génotype. Les nouvelles approches cherchent à identifier des endophénotypes pertinents permettant de déterminer un sous groupe homogène de la schizophrénie. L’objectif de cette thèse était de déterminer les marqueurs de vulnérabilité les plus pertinents pour la schizophrénie : (1) caractériser les anomalies électrophysiologiques dans la schizophrénie, (2) rechercher les perturbations spécifiques des mouvements oculaires dans la schizophrénie déficitaire, (3) mesurer les performances attentionnelles et exécutives, puis identifier des associations entre ces dernières et 6 polymorphismes des gènes COMT et DRD2. Les patients répondant aux critères DSM-IV de la schizophrénie ont été sélectionnés. Ils sont cliniquement stables depuis au moins 28 jours et ne prennent aucun traitement pouvant altérer les mouvements oculaires. Les patients ont été évalués à l’aide de la traduction française de l’échelle de déficit de Kirkpatrick, la PANSS, l’ESRS et le WCST. Les apparentés sains ont passé la version française de la SADS-LA. Les volontaires sains, recrutés dans la population générale, ont passé la Diagnostic Interview Schedule et le WCST. Les mouvements oculaires de l’ensemble des sujets ont été détectés par réflectométrie infrarouge et analysés sur un ordinateur par le logiciel SAMO. Les paradigmes utilisés sont : la poursuite oculaire sinusoïdale, la poursuite oculaire non prédictive, les saccades et les antisaccades. L’onde P50 des potentiels évoqués auditifs a également été étudiée. Nous avons trouvé chez les schizophrènes et dans une moindre mesure chez leurs apparentés une diminution du gain lors de la poursuite oculaire : la dégradation de la prédiction est à l’origine de l’altération des performances de la poursuite oculaire dans la schizophrénie. Chez les patients comparativement aux volontaires sains, une diminution du nombre d’antisaccades réussies et une augmentation de leur latence ont été mises en évidence. Cette dernière est plus importante chez les apparentés sains par rapport aux volontaires sains. L’augmentation de la latence des antisaccades réussies est plus importante chez les schizophrènes déficitaires par rapport aux non déficitaires et elle y est corrélée au nombre d’erreurs persévératives du WCST. Le ratio T/C de l’onde P50 est significativement plus élevé chez les patients comparativement aux volontaires sains. Pour tous les sujets, l’attention a été évaluée à l’aide du test de Stroop Color-Word et du test des réseaux attentionnels ANT. Le fonctionnement exécutif a été étudié avec le test du Wisconsin. Les patients porteurs du génotype de vulnérabilité TT de rs6275 en DRD2 et ceux porteurs du génotype de vulnérabilité CC de rs2242592 en DRD2, ont des performances significativement plus faibles au Stroop-WC par rapport aux non porteurs. Les patients de génotype Val/Val (COMT) font plus d’erreurs persévératives que les patients porteurs de l’allèle Met. Pour rs165599 (COMT), les patients porteurs de l’allèle de vulnérabilité G font plus d’erreurs persévératives que les patients porteurs du génotype AA. La pathologie schizophrénique et des facteurs génétiques interagissent sur le contrôle exécutif de l’attention, principalement sur le Stroop Color-Word et légèrement sur l’ANT. Les polymorphismes du DRD2, rs6275 et rs2242592, augmentent le conflit, tandis que ceux de la COMT n’auraient pas d’action. Concernant le fonctionnement exécutif, l’allèle G de la COMT et la pathologie schizophrénique interagissent ensemble. (...) / Schizophrenia is a complex disorder where the deficit syndrome has been identified as the presence of primary, enduring negative symptoms such as restricted affect, diminished emotional range, poverty of speech, curbing of interest, diminished sense of purpose, diminished social drive. The deficit syndrome is associated with specific neurological and neuropsychological impairments, biochemical characteristics, attentional impairments, structural and functional brain abnormalities. The identification of intermediate phenotypes associated with schizophrenia may improve understanding of the neurobiology of the disease and contribute to the genetic dissection of this disease. Endophenotypes would also be useful for establishing a biological underpinning for diagnosis and classification of schizophrenia. The aim of this work was to determine the most relevant vulnerability markers of schizophrenia: (1) describe electrophysiological abnormalities in schizophrenia, (2) specify eye movements impairments in deficit schizophrenia, (3) assess attentional, executive function and analyze their association with four SNPs in the DRD2/ANKK1 locus (rs6275, rs6277, rs2242592 and rs1800497) and two SNPs in the COMT gene (rs4680 and rs165599). Patients meeting DSM IV criteria for schizophrenia were recruited. They were clinically stabilized for a minimum of 28 days with no change in neuroleptic dose at the time of their participation in the study. None of them was treated with drugs known to affect eye movements. The patients were subtyped into deficit and nondeficit subgroups, using the french translation of the Schedule for the Deficit Syndrome. Patients were also assessed using PANSS, ESRS and WCST. Healthy parents of patients were interviewed using the french translation of the SADS-LA. The unrelated healthy controls (no personal or family history of neurological or psychiatric disease, free of any psychotropic treatment) were recruited from the hospital staff and screened by the Diagnostic Interview Schedule and the WCST. Horizontal eye movements were recorded by an infrared photoelectric limbus eye tracking device. Subjects were tested in five tasks: smooth pursuit, unpredictable pursuit, P50 eventrelated potential, reflexive saccades and antisaccades. Schizophrenia patients and parents had a high prevalence of eye tracking dysfunction: the impaired predictive mechanisms were involved. Both groups showed a high rate of inhibitory deficits measured by the P50 event-related potential and antisaccade paradigms. The latency of successful antisaccades was significantly increased in deficit patients as compared with non-deficit patients and healthy controls. In deficit patients only, we found a significant correlation between the latency of successful antisaccades and the WCST perseverative errors. Patients and healthy controls have performed the Stroop Color-Word Test, the Attention Network Test, and the Wisconsin Card Sorting Test to assess attention and executive functions. Patients with schizophrenia performed significantly worse than controls in all cognitive performance. The TT genotype of rs6275 and CC genotype of rs22422592 were associated with a marked deterioration of selective attention (Stroop Color-Word) and this effect is more important in participants with schizophrenia. We showed an interaction between schizophrenia and the genetic effect of rs6275 and rs22422592 on Stroop-PI, but the effect of the disease appears to be more prominent. The COMT Val/Val genotype and schizophrenia were associated with increased number of perseverative errors. Schizophrenia and genetics interact on the executive control of attention, mostly on Stroop-PI and slightly on ANT. Rs6275 and rs2242592 of the DRD2 increased the conflict while COMT SNPs do not. Regarding executive cognition, the COMT and schizophrenia also interact. (...)

Les nombreuses études ayant porté sur le vieillissement cognitif ont très tôt permis de distinguer deux composantes clés de la cognition : une composante de « connaissances » définie comme l’ensemble des connaissances générales acquises tout au long de la vie, et une composante de « contrôle exécutif», défini comme l’ensemble des processus de contrôle et de régulation de l’action. Ces modèles permettent d’avancer l’idée selon laquelle le recours à ces deux composantes évolue de manière différentielle au cours de la vie. De ce fait, l’objectif de ce travail de thèse était d’examiner l’implication de ces deux composantes dans la cognition à différentes périodes de vie mais également de déterminer si l’une ou l’autre de ces composantes pouvaient jouer un rôle de protection contre le vieillissement cognitif. L’ensemble des résultats de ce travail suggère que la composante de « contrôle » serait impliquée de manière particulièrement importante dans la cognition chez les adultes âgés, et que cette même composante pourrait jouer un rôle de modération du fonctionnement cognitif au cours du vieillissement normal / Several studies of cognitive aging allow to distinguish two key components of the cognition: « knowledge » defined as the general knowledge acquired throughout the life, and the « executive control », defined as the set of operations that control and regulate cognitive performance. These models suggest that the recourse to these two components evolves in a differential way during the life. Therefore, the objective of this work was to examine the implication of these two components in the cognition at different periods of life but also to determine whether one or the other of these components could play a protective role against the cognitive aging. Results suggest mainly that « control » is more involved in the cognition in older adults, and that this component moderates age-related effect on cognitive functioning

Les manifestations comportementales de dépendance à l'environnement renvoient à des concepts fondamentaux tels que le libre-arbitre et l'autonomie de l'homme. Ces phénomènes sont paradoxalement peu étudiés dans la littérature, mais leurs définitions particulièrement discutées et contrastées. Par l'analyse des données empiriques et leur confrontation aux performances des épreuves de l'examen neuropsychologique, les visées de ce travail étaient de contribuer à préciser les définitions sémiologiques de ces manifestations ainsi que d'examiner leurs interprétations théoriques. Sous l'influence des modèles cognitivistes, les phénomènes de dépendance à l'environnement ont été attribués à l'altération de processus inhibiteurs, fréquemment postulés pour être sous la dépendance du contrôle exécutif. La présente thèse suggère que ce point de vue est perfectible, car il néglige ce qui fonde la spécificité du fonctionnement humain en situation d'interaction. Par conséquent, si ce travail s'inscrit résolument dans le champ de la neuropsychologie clinique, il s'inspire de postulats théoriques issus de la sociologie et de la psychologie sociale. Cinq études expérimentales ont été menées auprès de trois groupes de patients neurologiques, porteurs de lésions cérébrales frontales, sous-corticales et postérieures. Des perturbations spécifiquement associées à l'atteinte des structures cérébrales antérieures sont rapportées. Ce travail contribue ainsi à fonder une distinction entre deux concepts historiques de la clinique neuropsychologique, désignés sous les termes de « syndrome frontal » et de « syndrome dysexécutif ».

Les modèles du contrôle exécutif et du cortex préfrontal accordent une place grandissante au signal de récompense dans la prise de décision. La dopamine pourrait jouer un rôle clé en signalant l'écart entre la récompense reçue et celle qui était prédite (erreur de prédiction de la récompense).<br />Nous avons combiné les méthodes de psychophysique, d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), et de tomographie par émission de positons (TEP) avec un antagoniste des récepteurs dopaminergiques D2/D3 (11C-raclopride) afin d'étudier chez l'homme les mécanismes de l'apprentissage d'une séquence motrice guidé par la récompense. L'IRMf nous a permis d'analyser en détail la dynamique de cet effort mental, impliquant un réseau préfrontal, pariétal et striatal distribué qui s'activait rapidement durant les périodes de recherche de séquences par essais et erreurs et s'effondrait durant les périodes suivantes de répétition routinière. Cet effondrement pouvait être conduit par un processus de déduction élémentaire préalable à la réception de la récompense (autoévaluation).<br />De plus, certaines sous-régions de ce réseau étaient particulièrement engagées dans le traitement de paramètres statistiques de la récompense (l'erreur de prédiction et la quantité d'information).<br />Parallèlement, nous avons développé une méthode récente d'évaluation dynamique de la libération de dopamine in vivo en TEP, et avons montré que la libération de dopamine augmentait bilatéralement au sein du striatum ventral et du noyau caudé durant la tâche de recherche. Afin de valider ces observations et d'évaluer la sensibilité de cette méthode, nous avons mis en oeuvre un paradigme TEP standard (mesure du « binding potential » du raclopride). Celui-ci nous a en outre permis de mesurer une corrélation entre la libération de dopamine dans le striatum ventral droit et les valeurs comportementales des sujets. Ces résultats sont en accord avec l'hypothèse d'un rôle de la dopamine striatale dans l'apprentissage guidé par la récompense chez l'homme.<br />Pour la première fois à notre connaissance, l'emploi combiné de l'IRMf et du marquage des récepteurs dopaminergiques en TEP nous a ainsi permis de considérer à la fois la dynamique de l'activation cérébrale et la « neurochimie cognitive » dans une situation d'effort mental et d'apprentissage guidés par la récompense.