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Les individus ayant un trouble du spectre de l’autisme (TSA) ou une dyslexie développementale (DD) semblent avoir des difficultés de traitement temporel. Ces difficultés peuvent avoir un impact sur des processus de haut-niveau, comme la communication, les compétences sociales, la lecture et l’écriture. La présente méta-analyse a examiné deux tests de traitement temporel afin de remplir les objectifs suivants: 1) déterminer si les difficultés de traitement temporel sont un trait commun au TSA et à la DD, et ce pour le traitement multisensoriel et unisensoriel, pour différentes modalités et types de stimuli, 2) d’évaluer la relation entre la sévérité clinique et le traitement temporel, et 3) d’examiner l’effet de l’âge sur le traitement temporel. Les résultats ont montré un déficit de traitement temporel dans le TSA et la DD, caractérisé de déficits multisensoriels chez ces deux populations, et de déficits unisensoriels auditifs, tactiles et visuels pour la DD. De plus, notre analyse de la sévérité clinique indique qu’un meilleur traitement temporel en DD est associé à de meilleures compétences en lecture. Enfin, les déficits de traitement temporel ne varient pas avec l’âge des individus TSA et DD, ils sont donc présents tout au long du développement et de la vie adulte. En conclusion, les résultats de la méta-analyse montrent que les difficultés de traitement temporel font partie du cadre clinique du TSA et de la DD et permettent d’émettre des recommandations pour de futures recherches et interventions. / Individuals with autism spectrum disorder (ASD) or developmental dyslexia (DD) are commonly reported to have deficits in temporal processing. These deficits can impact higher-order processes, such as social communication, reading and writing. In this thesis, quantitative meta-analyses are used to examine two temporal processing tasks, with the following objectives: 1) determine whether temporal processing deficits are a consistent feature of ASD and DD across specific task contexts such as multisensory and unisensory processing, modality and stimulus type, 2) investigate the relationship between symptom severity and temporal processing, and 3) examine the effect of age on temporal processing deficits. The results provide strong evidence for impaired temporal processing in both ASD and DD, as measured by judgments of temporal order and simultaneity. Multisensory temporal processing was impaired for both ASD and DD, and unisensory auditory, tactile and visual processing was impaired in DD. Greater reading and spelling skills in DD were associated with greater temporal precision. Temporal deficits did not show changes with age in either disorder. In addition to more clearly defining temporal impairments in ASD and DD, the results highlight common and distinct patterns of temporal processing between these disorders. Deficits are discussed in relation to existing theoretical models, and recommendations are made for future research and interventions.

La dyslexie développementale est un trouble neuro-développemental qui affecte spécifiquement l’apprentissage du langage écrit d’environ 10% des enfants en âge scolaire. Ces dernières années, plusieurs études ont montré la présence des anomalies oculomotrices chez les enfants dyslexiques. Toutefois, plusieurs questions sur la performance oculomotrice des enfants dyslexiques sont encore sans réponse ou restent peu étudiées.Dans cette thèse, nous avons réalisé trois études afin d’examiner l’oculomotricité des enfants dyslexiques comparativement à celle des enfants non-dyslexiques. Pour la première fois, nous avons enregistré les saccades verticales chez les enfants dyslexiques (étude 1). Les résultats ont montré que, comparés aux enfants non-dyslexiques de même âge chronologique, les enfants dyslexiques avaient des latences plus longues, de faibles précisions et des vitesses saccadiques ayant une asymétrie haut/bas. Les études 2 et 3 nous ont permis d’élargir les investigations, respectivement, sur la fixation visuelle et sur la reconnaissance visuo-auditive phonologique chez les enfants dyslexiques. Nous avons reporté une fixation visuelle et une reconnaissance visuo-auditive phonologique de faible qualité chez les enfants dyslexiques par rapport aux groupes d’enfants-non dyslexiques de même âge chronologique et de même âge de lecture.Nous avons suggéré que le développement atypique du système visuel magnocellulaire, de même que celui des structures cortico-sous-corticales et des difficultés attentionnelles expliqueraient les perturbations oculomotrices des enfants dyslexiques. Ainsi, nous avons proposé des voies de rééducation oculomotrice en vue de contribuer à l’amélioration des capacités de lecture des enfants dyslexiques.Mots-clés: Mouvements oculaires, saccades, fixations, système visuel, cortex visuel, structures cortico-sous-corticales, attention, dyslexie développementale. / ABSTRACTDevelopmental dyslexia is a neurodevelopmental disorder that affects written language learning of about 10% of school-age children. During the last years, several studies have shown the presence of oculomotor abnormalities in dyslexia. However, several questions about the oculomotor performance of dyslexic children are still unanswered.We conducted three studies to examine eye movements of dyslexic children with respect to non-dyslexic age-matched children. In the first of our study, we investigated vertical saccades performance in dyslexic children. The results showed that, dyslexic children had longer latencies, poor precision and slow saccadic speed with up / down asymmetry. Studies 2 and 3 respectively allowed us to enlarge the investigation of visual fixation as well as visual-auditory phonological capabilities in dyslexic children. We reported a low quality of visual fixation and visual-auditory phonological recognition in children with dyslexia compared with the non-dyslexic children.Taken together, all these findings suggested, in dyslexic children, an immaturity of the magnocellular visual system, as well as of the cortico-subcortical structures responsible for oculomotor performances. Attentional capabilities, that are poor in dyslexic children, would be also explained their oculomotor deficiencies reported. Thus, we proposed oculomotor rehabilitation that could be able to improve reading skills in dyslexia.Key words: Eye movements, saccades, fixations, visual system, visual cortex, cortical and sub-cortical structures, attention, developmental dyslexia.

Les applications futures de la robotique, en particulier pour des robots de service à la personne, exigeront des capacités d’adaptation continue à l'environnement, et notamment la capacité à reconnaître des nouveaux objets et apprendre des nouveaux mots via l'interaction avec les humains. Bien qu'ayant fait d'énormes progrès en utilisant l'apprentissage automatique, les méthodes actuelles de vision par ordinateur pour la détection et la représentation des objets reposent fortement sur de très bonnes bases de données d’entrainement et des supervisions d'apprentissage idéales. En revanche, les enfants de deux ans ont une capacité impressionnante à apprendre à reconnaître des nouveaux objets et en même temps d'apprendre les noms des objets lors de l'interaction avec les adultes et sans supervision précise. Par conséquent, suivant l'approche de le robotique développementale, nous développons dans la thèse des approches d'apprentissage pour les objets, en associant leurs noms et leurs caractéristiques correspondantes, inspirées par les capacités des enfants, en particulier l'interaction ambiguë avec l’homme en s’inspirant de l'interaction qui a lieu entre les enfants et les parents.L'idée générale est d’utiliser l'apprentissage cross-situationnel (cherchant les points communs entre différentes présentations d’un objet ou d’une caractéristique) et la découverte de concepts multi-modaux basée sur deux approches de découverte de thèmes latents: la Factorisation en Natrices Non-Négatives (NMF) et l'Allocation de Dirichlet latente (LDA). Sur la base de descripteurs de vision et des entrées audio / vocale, les approches proposées vont découvrir les régularités sous-jacentes dans le flux de données brutes afin de parvenir à produire des ensembles de mots et leur signification visuelle associée (p.ex le nom d’un objet et sa forme, ou un adjectif de couleur et sa correspondance dans les images). Nous avons développé une approche complète basée sur ces algorithmes et comparé leur comportements face à deux sources d'incertitudes: ambiguïtés de références, dans des situations où plusieurs mots sont donnés qui décrivent des caractéristiques d'objets multiples; et les ambiguïtés linguistiques, dans des situations où les mots-clés que nous avons l'intention d'apprendre sont intégrés dans des phrases complètes. Cette thèse souligne les solutions algorithmiques requises pour pouvoir effectuer un apprentissage efficace de ces associations de mot-référent à partir de données acquises dans une configuration d'acquisition simplifiée mais réaliste qui a permis d'effectuer des simulations étendues et des expériences préliminaires dans des vraies interactions homme-robot. Nous avons également apporté des solutions pour l'estimation automatique du nombre de thèmes pour les NMF et LDA.Nous avons finalement proposé deux stratégies d'apprentissage actives: la Sélection par l'Erreur de Reconstruction Maximale (MRES) et l'Exploration Basée sur la Confiance (CBE), afin d'améliorer la qualité et la vitesse de l'apprentissage incrémental en laissant les algorithmes choisir les échantillons d'apprentissage suivants. Nous avons comparé les comportements produits par ces algorithmes et montré leurs points communs et leurs différences avec ceux des humains dans des situations d'apprentissage similaires. / Future applications of robotics, especially personal service robots, will require continuous adaptability to the environment, and particularly the ability to recognize new objects and learn new words through interaction with humans. Though having made tremendous progress by using machine learning, current computational models for object detection and representation still rely heavily on good training data and ideal learning supervision. In contrast, two year old children have an impressive ability to learn to recognize new objects and at the same time to learn the object names during interaction with adults and without precise supervision. Therefore, following the developmental robotics approach, we develop in the thesis learning approaches for objects, associating their names and corresponding features, inspired by the infants' capabilities, in particular, the ambiguous interaction with humans, inspired by the interaction that occurs between children and parents.The general idea is to use cross-situational learning (finding the common points between different presentations of an object or a feature) and to implement multi-modal concept discovery based on two latent topic discovery approaches : Non Negative Matrix Factorization (NMF) and Latent Dirichlet Association (LDA). Based on vision descriptors and sound/voice inputs, the proposed approaches will find the underlying regularities in the raw dataflow to produce sets of words and their associated visual meanings (eg. the name of an object and its shape, or a color adjective and its correspondence in images). We developed a complete approach based on these algorithms and compared their behavior in front of two sources of uncertainties: referential ambiguities, in situations where multiple words are given that describe multiple objects features; and linguistic ambiguities, in situations where keywords we intend to learn are merged in complete sentences. This thesis highlights the algorithmic solutions required to be able to perform efficient learning of these word-referent associations from data acquired in a simplified but realistic acquisition setup that made it possible to perform extensive simulations and preliminary experiments in real human-robot interactions. We also gave solutions for the automatic estimation of the number of topics for both NMF and LDA.We finally proposed two active learning strategies, Maximum Reconstruction Error Based Selection (MRES) and Confidence Based Exploration (CBE), to improve the quality and speed of incremental learning by letting the algorithms choose the next learning samples. We compared the behaviors produced by these algorithms and show their common points and differences with those of humans in similar learning situations.

Thèse de doctorat présentée en vue de l'obtention du doctorat en psychologie - recherche intervention, option neuropsychologie clinique (Ph.D). / Les cardiopathies congénitales, c’est-à-dire les anomalies de la structure du cœur ou des vaisseaux sanguins, constituent les malformations les plus fréquentes à la naissance. Considérant la prévalence des altérations cérébrales, des retards de développement et des déficits cognitifs qui leur sont associés, les cardiopathies congénitales sont reconnues comme une problématique de santé publique. Plusieurs questions méritent d’être étudiées pour mieux comprendre les conséquences neurodéveloppementales de ces malformations et identifier les mécanismes d’action qui en sont à l’origine. Dans ce contexte, la présente thèse vise à documenter le fonctionnement cérébral et le développement moteur et langagier des enfants présentant une cardiopathie congénitale complexe, ainsi qu’à identifier des facteurs de prévention et des pistes d’intervention pour améliorer leur pronostic neurodéveloppemental. Cette thèse est composée d’une revue de littérature et de quatre études empiriques. Le premier article avait pour objectif de recenser les principales données scientifiques disponibles dans la littérature, afin d’obtenir une vision intégrée des fonctions cognitives potentiellement affectées dans cette population et des facteurs qui en augmentent le risque. Le deuxième article visait à documenter les patrons de connectivité fonctionnelle des nourrissons de quatre mois ayant subi une chirurgie cardiaque correctrice, à l’aide de la spectroscopie proche infrarouge. Nos données de neuroimagerie révèlent une connectivité inférieure chez les participants avec malformation cardiaque comparativement aux contrôles, ce qui suggère la présence d’altérations du fonctionnement cérébral après la chirurgie cardiaque. Par ailleurs, nos résultats nous amènent à supposer que les régions frontales présenteraient un risque accru de dysfonctionnement, tandis que la connectivité fonctionnelle entre les régions temporales pourrait être préservée. L’objectif du troisième article était de décrire le développement de la motricité globale entre 4 et 24 mois dans cette population. Nos données révèlent une augmentation significative des performances motrices avec l’âge, et ce, particulièrement pour le groupe d’enfants ayant bénéficié d’interventions régulières en physiothérapie. Ceci suggère que l’intervention motrice pourrait améliorer le développement de la motricité globale chez les enfants à risque de retard moteur. Le quatrième article visait à décrire le développement du langage, entre 12 et 24 mois, chez les enfants présentant une cardiopathie congénitale complexe et à explorer les associations entre les habiletés de communication précoces et les capacités langagières futures. Les résultats de cette étude suggèrent une vulnérabilité spécifique des habiletés langagières expressives, comparativement aux compétences réceptives, et indiquent que les habiletés de communication gestuelle à 12 mois constituent un fort prédicteur du développement langagier futur. Enfin, le cinquième article avait pour objectif d’évaluer l’impact d’un programme développemental sur le fonctionnement moteur, cognitif et comportemental des enfants avec malformation cardiaque âgés de trois ans. Les résultats de cette étude suggèrent, pour la première fois, les potentiels bénéfices d’un tel programme sur le développement du vocabulaire réceptif et des compétences visuoconstructives. Ensemble, les résultats de cette thèse contribuent aux connaissances scientifiques sur le neurodéveloppement des enfants présentant une cardiopathie congénitale. Nos travaux permettent, en effet, de mieux comprendre le développement cognitif, moteur et langagier de ces enfants et fournissent des pistes concrètes pour une meilleure prévention des difficultés langagières et motrices dans cette population. Par ailleurs, ils soulignent la pertinence des études de neuroimagerie fonctionnelle pour comprendre les mécanismes d’action à l’origine de ces conséquences neurodéveloppementales, et ainsi, favoriser le développement de ces enfants. / Congenital heart disease, defined as a problem that affects the structure of the heart, constitutes the world’s most common birth defect. Given the prevalence of brain abnormalities, developmental delays and cognitive impairments associated with these defects, congenital heart diseases are recognized as a public health issue. Several questions remain to be investigated for a better understanding of the resulting neurodevelopmental complications, and to identify its specific mechanisms of action. This thesis aims to document the brain function and the development of motor and language skills of young children with complex congenital heart disease, and to identify preventive factors and avenues of intervention to improve their neurodevelopmental issue. This thesis includes a literature review and four empirical studies. The first article aimed to review the current knowledge, to get an overall view of cognitive disabilities that result from a congenital heart disease and the clinical factors that increase this risk. The goal of the second article was to investigate brain functional connectivity in 4-month-old infants with repaired congenital heart disease, using near-infrared spectroscopy. This neuroimaging study reveals reduced connectivity strength in infants with congenital heart disease compared to healthy controls, which suggests that alterations of brain functional connectivity persist after corrective cardiac surgery. Furthermore, our data lead us to hypothesize that functional connectivity in homologous temporal regions might be preserved in patients with congenital heart defect, while connectivity involving frontal regions might be at increased risk for dysfunction. The third study aimed to document the gross motor development in children with complex congenital heart disease aged 4 to 24 months. Our data revealed an increase in gross motor scores with age, and this, particularly for children who received regular motor intervention sessions. These results suggest that physical therapy may help to improve gross motor skills in children at risk of motor delay. The aim of the fourth article was to describe the language development, from 12 to 24 months of age, in children born with a heart disease, and to explore the relationship between early language performances and future language skills. The results of this study suggest that language impairments prominently affect expressive skills, rather than receptive skills, and indicate that early communicative gestures constitute a strong predictor of later language skills. Finally, the goal of the fifth article was to assess the impacts of a neurocardiac developmental follow-up program on motor, cognitive and behavioral functioning of 3-year-old children with congenital heart defect. This study suggests, for the first time, the potential benefits of such program on language receptive and visuospatial skills. This thesis significantly contributes to the scientific knowledge on neurodevelopment of children born with a congenital heart disease. The results of our studies allow a better description of the cognitive, motor and language development in this population, and provide interesting avenues for a better prevention of language and motor impairments. Furthermore, these results underline the relevance of functional neuroimaging studies for the understanding of mechanisms that result in neurodevelopmental disabilities and, therefore, the improvement of these children’s development.

L’objectif de cette recherche est la création d’une plateforme en ligne qui permettrait d’examiner les différences individuelles de stratégies de traitement de l’information visuelle dans différentes tâches de catégorisation des visages. Le but d’une telle plateforme est de récolter des données de participants géographiquement dispersés et dont les habiletés en reconnaissance des visages sont variables. En effet, de nombreuses études ont montré qu’il existe de grande variabilité dans le spectre des habiletés à reconnaître les visages, allant de la prosopagnosie développementale (Susilo & Duchaine, 2013), un trouble de reconnaissance des visages en l’absence de lésion cérébrale, aux super-recognizers, des individus dont les habiletés en reconnaissance des visages sont au-dessus de la moyenne (Russell, Duchaine & Nakayama, 2009). Entre ces deux extrêmes, les habiletés en reconnaissance des visages dans la population normale varient. Afin de démontrer la faisabilité de la création d’une telle plateforme pour des individus d’habiletés très variables, nous avons adapté une tâche de reconnaissance de l’identité des visages de célébrités utilisant la méthode Bubbles (Gosselin & Schyns, 2001) et avons recruté 14 sujets contrôles et un sujet présentant une prosopagnosie développementale. Nous avons pu mettre en évidence l’importance des yeux et de la bouche dans l’identification des visages chez les sujets « normaux ». Les meilleurs participants semblent, au contraire, utiliser majoritairement le côté gauche du visage (l’œil gauche et le côté gauche de la bouche). / The present study aims to create a web-based platform that would examine individual differences in face processing strategies in different categorization tasks. The purpose of this platform is to collect data from geographically dispersed participants with variable face recognition abilities. Indeed, many studies have shown that there is high variability in the spectrum of face recognition ability, ranging from developmental prosopagnosia (Duchaine & Susilo, 2013), a disorder of face recognition in the absence of brain damage, to super-recognizers, individuals with extraordinary face recognition ability (Russell, Duchaine & Nakayama, 2009). Between these extremes, people vary substantially in their ability to recognize faces. To demonstrate the reliability of creating such a platform for individuals of widely varying abilities, we adapted a recognition task of the identity of famous faces using the Bubbles method (Gosselin & Schyns, 2001) and recruited 12 control subjects and a subject with developmental prosopagnosia. We were able to highlight the importance of the eyes and the mouth in face identification. The best observers seem mostly to use the left side of the face (left eye and the left side of the mouth).

Le très faible pourcentage d’enfants d’âge préscolaire atteints de troubles mentaux qui accèdent à des services de santé mentale spécialisés est un problème majeur de santé publique, compte tenu notamment de la prévalence élevée et des répercussions négatives importantes des troubles mentaux chez les jeunes enfants. C’est particulièrement le cas pour le trouble développemental du langage (TDL) qui est associé à des difficultés d’apprentissage et psychosociales significatives pouvant perdurer jusqu’à l’âge adulte. La présente thèse s’intéresse aux composantes de la surveillance développementale pour soutenir la détection précoce du TDL à la petite enfance en contexte pédopsychiatrique. Son objectif est de mieux cibler les facteurs de risque et les inquiétudes rapportées par les parents qui distinguent le TDL des autres troubles mentaux au sein d’un échantillon d’enfant d’âge préscolaire consultant en pédopsychiatrie. Le premier article vise à étudier les facteurs de risques propres au TDL, en les comparant aux autres troubles mentaux. L'acquisition des premières phrases après 24 mois, l’immigration maternelle et les antécédents familiaux de retard langagier ont été identifiés comme les prédicteurs les plus importants du TDL. De plus, les résultats montrent que les enfants atteints de TDL étaient exposés à un nombre significativement plus élevé de facteurs de risque que ceux atteints d'autres troubles mentaux. Le deuxième article explore la précision des inquiétudes parentales selon ses niveaux de sensibilité et spécificité ainsi que par sa valeur prédictive quant au diagnostic final des enfants. Les résultats ont démontré que les troubles du langage étaient mieux détectés par les parents que les autres troubles, tout en étant moins spécifiques, car ils pouvaient être associés à d'autres diagnostics que le TDL. Les inquiétudes parentales se sont avérées généralement fiables et pertinentes dans la détection de troubles mentaux dès l’âge préscolaire, à l’exception de la sphère motrice, au sein de laquelle les difficultés des enfants étaient sous-détectées. L’intégration des résultats des deux articles de la présente thèse montre qu’une meilleure connaissance et une utilisation plus efficiente des inquiétudes parentales ainsi que de facteurs de risque spécifiques lors des premiers stades du développement de l’enfant pourraient être déterminantes pour le pronostic du TDL, en se concentrant plus rapidement sur les interventions nécessaires et en s’assurant de la correspondance entre les besoins des familles et les services offerts. / The low percentage of preschool children with mental disorders accessing specialized mental health services is a major public health concern, given the high prevalence and significant negative impact of mental disorders in young children. This is particularly the case for developmental language disorder (DLD), which is associated with significant learning and psychosocial difficulties that can last into adulthood. This thesis focuses on the components of developmental surveillance to support the early detection of DLD in early childhood in a child psychiatric context. Its objective is to better target the risk factors and concerns reported by parents that distinguish DLD from other mental disorders in a sample of preschoolers consulting in child psychiatry. The first article aimed to study the risk factors specific to DLD, by comparing them to other mental disorders. Acquisition of first sentences after 24 months, maternal immigration and family history of language delay were identified as the most important predictors of DLD. In addition, the results demonstrate that children with DLD were exposed to a significantly higher number of risk factors than those with other mental disorders. In the second article the levels of sensitivity and specificity of parental concerns were reported, as well as its predictive value for the final diagnosis of children. The results showed that language disorders were better detected by parents than other disorders, while being less specific, as they could be associated with other diagnoses than DLD. Parental concerns have proven to be generally reliable and relevant in the detection of mental disorders from preschool age, except for the motor sphere, in which children's difficulties were under-detected. The integration of the results of our two articles demonstrates that a better knowledge and more efficient use of parental concerns as well as specific risk factors during the early stages of child development could be decisive for DLD prognosis, by focusing more quickly on the necessary interventions and ensuring the correspondence between the needs of families and the services offered.

Ce mémoire propose de faire l’analyse épistémologique du pouvoir créateur de la sélection naturelle. L’objectif sera de déterminer en quelle mesure il est légitime ou non de lui attribuer un tel pouvoir. Pour ce faire, il sera question de savoir si l’explication sélectionniste peut répondre à la question de l’origine des formes structurelles du vivant. Au premier chapitre, nous verrons le raisonnement qui mena Darwin à accorder un pouvoir créateur à la sélection naturelle. Nous comprendrons alors qu’un cadre exclusivement darwinien n’est peut-être pas à même de répondre au problème de la nouveauté évolutionnaire. Au deuxième chapitre, nous verrons dans une perspective darwinienne qu’il est possible de conserver l’essence de la théorie darwinienne et d’accorder à la sélection naturelle un pouvoir créateur, bien que deux des piliers darwiniens fondamentaux doivent être remis en question. Au troisième chapitre, nous verrons dans une perspective postdarwinienne que le pouvoir cumulatif de la sélection naturelle n’est peut-être pas à même d’expliquer l’adaptation sur le plan individuel, ce qui remet lourdement en question le pouvoir créateur de la sélection naturelle. Nous comprendrons alors que le débat, entre partisans d’une vision positive et partisans d’une vision négative de la sélection naturelle, dépend peut-être d’un présupposé métaphysique particulier. / This thesis proposes an epistemological analysis of the creative power of natural selection. The aim will be to determine to what extent it is legitimate or not to give to this selection such power. To do this, we will have to know if the selectionist explanation can answer the question of the origin of structural forms of life. In the first chapter, we will see the reasoning leading Darwin to give a creative power of natural selection. We will then understand that an exclusively Darwinian framework is maybe unable to address the problem of evolutionary novelty. In the second chapter, we will see in a Darwinian way that it is possible to retain the essence of Darwinian theory and to give natural selection a creative power, although two of the fundamental Darwinians pillars must be questioned. In the third chapter, we will see in a post-Darwinian way that the cumulative power of natural selection is maybe unable to explain adaptation at individual level, challenging seriously the creative power of natural selection. We will then understand that the debate, between supporters of a positive view and supporters of a negative view of natural selection, may depend on a particular metaphysical assumption.

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