INTRODUÇÃO: O Comprometimento Cognitivo Leve amnéstico (CCL-A) frequentemente representa a zona de transição entre o envelhecimento saudável e a demência, sendo considerado um problema de saúde pública, sobretudo devido ao crescimento da população idosa. Assim, é crucial o desenvolvimento de tratamentos eficazes que possam minimizar os déficits cognitivos presentes, tal como o treino de estratégia de memória (TEM). Destaca-se o TEM com foco na associação entre faces e nomes, alvo relevante, uma vez que esquecer nomes é uma queixa frequente em idosos com CCL-A. Entretanto, até o momento há pouca evidência quanto à eficácia dessa modalidade de intervenção a essa população, assim como à generalização dos possíveis efeitos, e o correlato neural subjacente. OBJETIVO: Investigar a eficácia do TEM com foco na associação face-nome e o correlato neural através da ressonância magnética funcional (RMf), em comparação a um grupo controle ativo (Psicoeducação - PED), em idosos com CCL-A. MÉTODOS: Trinta idosos com CCL-A foram randomizados em dois grupos: Grupo Experimental (GE, N=15), submetido ao TEM, e o Grupo Controle (GC, N=15), submetido a PED. Em cada programa, os participantes completaram quatro sessões de uma hora cada, duas vezes por semana. Os participantes foram avaliados nos momentos pré e pós intervenção, através de testes neuropsicológicos, tarefas de associação face-nome, escalas de humor e metamemória, além de uma tarefa na RMf. Ademais, no momento préintervenção, os participantes realizaram a coleta do líquido cefalorraquidiano; e, após a intervenção, responderam a um questionário de avaliação dos programas. A fim de investigar a manutenção dos efeitos ao longo do tempo, os voluntários foram reavaliados após um mês e após três meses. RESULTADOS: Não houve diferenças significativas entre ambos os grupos quanto ao perfil clínico, neuropsicológico e biomarcadores liquóricos. Quanto às mudanças após as intervenções, o GE apresentou melhor desempenho que o GC na tarefa de associação face-nome para o material treinado, o que generalizou em parte para o material não-treinado, com benefícios persistindo após três meses. No que se refere à generalização para as medidas neuropsicológicas, o GE exibiu melhora em teste de memória visual, porém não houve mudanças em testes de memória verbal e de atenção após ambos os programas. Além disto, em relação ao GC, o GE reportou uso mais frequente de estratégia associativa, e menor frequência de falhas de memória no cotidiano. Após os programas, ambos os grupos reportaram sentimentos mais positivos quanto à própria memória e avaliaram positivamente as intervenções. Ademais, não foram observadas mudanças em sintomas de depressão e ansiedade após os programas. Os achados de neuroimagem indicam que após as intervenções o GE mostrou maior ativação cerebral que o GC em regiões parietais (pré-cuneo, cíngulo posterior e giro angular bilaterais) e frontais (giro frontal medial à esquerda, giros frontal médio e pré-central à direita) ao codificarem o material treinado. Quanto ao material não-treinado, o GE mostrou maior ativação cebrebral que o GC em região anterior temporal (sulco temporal superior, giro temporal superior e médio). CONCLUSÃO: Os benefícios do TEM são observáveis tanto nos estímulos treinados, como transferem, em parte, para estímulos não-treinados e testes neuropsicológicos padronizados. Além disto, após o TEM, houve aumento no uso de estratégias associativas e ganhos de metamemória. Embora o GE tenha reportado menos falhas de memória que o GC, este aspecto não parece associado ao humor, uma vez que não ocorreram mudanças em sintomas de depressão e ansiedade após os programas. Os dados de neuroimagem corroboram os achados comportamentais sugerindo que o cérebro de idosos com CCL-A permanece altamente plástico. O GE mostrou maior aumento de ativação cerebral que o GC em regiões consistentes com as estratégias treinadas, envolvendo recursos atencionais, memória episódica, semântica e subjetiva, imageria mental, pensamento associativo, processamento de faces e cognição social / INTRODUCTION: Amnestic mild cognitive impairment (A-MCI) often represents the transitional stage between healthy aging and dementia, and has been considered a public health matter due to the growth of elderly population. Thus, it is critical to develop effective treatments that can minimize the cognitive deficits, such as mnemonic strategy training (MST). We highlight the MST focused on face-name associations, a relevant target since forgetting names is a frequent complaint in elders with MCI. However, at the moment there is little evidence of the efficacy of this modality of MST to this population, as well as, its transfer effects and underlying neural correlate. OBJECTIVE: Investigate the efficacy of MST focused on face-name associations, and the underlying neural correlate, in comparison with an active control group (Psychoeducation - PED) in elders with A-MCI. METOHDS: Thirty elders with A-MCI were randomized in two groups: Experimental Group (EG, N=15), underwent to MST, and the Control Group (CG, N=15), underwent to PED. In each program, the participants completed four individual one-hour sessions, twice a week. The participants were assessed at pre and post intervention through neuropsychological tests, face-name association tasks, mood and metamemory scales, beside a fMRI task. Moreover, at pre-intervention, the participants performed the cerebral spinal fluid (CSF) puncture; and at post-intervention, answered a questionnaire to evaluate the programs. In order to investigate the maintenance of the effects over the time, the volunteers were reassessed after 1 and 3-months. RESULTS: There was no significant differente between groups regarding the clinical and neuropsychological profiles, as well as, the CSF biomarkers. With respect to the changes after intervention, the EG showed a better performance than CG in the face-name association task to the trained material, and transfered, in part, to the untrained material, with the benefits persisting after three months. Regarding the transfer effects to the neuropsychological measures, the EG exhibited an improvement in the visual memory test, however no changes were observed in the verbal memory and attention tests after both programs. In comparison to CG, the EG reported a more frequent use of associative strategy, and less frequent memory mistakes. After the programs, both groups reported more positive feelings regarding their own memory and evaluated positively the interventions. In addition, there was no change in depression and anxiety symptoms after the programs. The neuroimaging findings indicate that after the interventions the EG showed greater cerebral activation than CG in parietal (bilateral precuneus, posterior cingulare and angular gyru), and frontal regions (left medial frontal gyru, right precentral and middle frontal gyrus), when enconding the trained material. For the untrained material, the EG showed greater brain activation than CG in an anterior temporal region (superior temporal sulcus, superior and middle temporal gyru). CONCLUSION: The MST benefits were observed in the trained and transfer, in part, to the untrained stimuli and neuropsychological tests Moreover, after the MST, there was an increase of associative strategy use and gains in metamemory. Despite the EG has been reported less memory mistakes than the CG, this aspect does not seem related to mood, since there was no changes in depression and anxiety symptoms after the programs. The neuroimaging data corroborate the behavioral findings suggesting that the brain of elders with a-MCI remains highly plastic. The EG showed greater increase of brain activation than the CG in regions consistent with the training, involving attentional resourses, episodic, semântic and subjective memory, mental imagery, associative thinking, face processing and social cognition

Les troubles mnésiques sont fréquents dans la sclérose en plaques (SEP) mais leurs substrats anatomique et biologique sont mal connus. L’objectif de cette thèse translationnelle était de comprendre les mécanismes physiopathologiques des troubles mnésiques à la phase précoce de la SEP, avec pour perspective de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques et de définir de nouveaux marqueurs d’imagerie. Nous avons réalisé une analyse neuropsychologique et IRM de patients atteints de forme précoce de SEP et nous avons étudié des souris à la phase précoce d’une encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE, le modèle animal de la SEP) avec une combinaison d’expériences comportementales, d’IRM, histologiques, électrophysiologiques et pharmacologiques. Nous avons démontré que l’atteinte hippocampique était précoce dans l’histoire de la maladie et qu’elle était corrélée au déclin mnésique des patients atteints de SEP. Nous avons identifié chez les souris EAE que la structure et la fonction du gyrus denté étaient plus vulnérables que les autres sous-champs de l’hippocampe au stade précoce de la maladie et nous avons transposé cette découverte à la pathologie humaine en démontrant une perte des capacités de pattern separation chez des patients atteints de forme précoce de SEP. Du point de vue mécanistique, nous avons démontré que l’activation microgliale précoce était responsable de l’atteinte du gyrus denté et des troubles mnésiques dans l’EAE et que cette cascade physiopathologique pouvait être prévenue grâce à un traitement par minocycline. Du point de vue de l’imagerie, nous avons également démontré que l’atteinte microstructurale de l’hippocampe ainsi que la neurodégénérescence précoce du gyrus denté pouvaient être étudiées in vivo en tenseur de diffusion (DTI). Nous travaillons à la mise en place de méthode encore plus spécifique par l’imagerie de densité neuritique et d’orientation/dispersion (NODDI). Nos résultats relient l’atteinte mnésique précoce de la SEP à une neurodégénérescence sélective du gyrus denté. Ce processus physiopathologique peut être prévenu en inhibant l’activation microgliale chez les souris EAE et peut être étudié in vivo grâce au DTI chez la souris comme chez l’homme, offrant d’évidentes perspectives cliniques dans la prise en charge des patients atteints de SEP. / Memory impairment is frequent in multiple sclerosis (MS) but its anatomical and biological substrates are poorly understood. The objective of this translational thesis was to understand the pathophysiological mechanisms of early memory impairment in MS, to find new potential therapeutic targets and to define new imaging biomarkers related to memory impairment. We used neuropsychological and MRI experiments in patients with early MS and we explored experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) mice (a mouse model of MS) at the early stage of the disease with a combination of behavioral, in vivo MRI, histological, electrophysiological and pharmacological approaches. In patients with MS, we demonstrated that hippocampal damage occurs early during the course of the disease and that it correlates with memory impairment. In EAE-mice, we identified that dentate gyrus structure and function are more vulnerable than other hippocampal subfields at the early stage of the disease and we translated this finding back to humans by demonstrating loss of pattern separation performances in patients with early MS. From a mechanistic point of view, we demonstrated that early microglial activation causes dentate gyrus disruption and memory impairment in EAE-mice and that this pathophysiological cascade can be prevented with minocycline. From the imaging point of view, we demonstrated that hippocampal microstructural damage and early dentate gyrus degeneration can be monitored in vivo with diffusion tensor imaging (DTI). We are currently developing more specific imaging approaches with optimization of the Neurite Orientation Dispersion and Density Imaging (NODDI) to assess hippocampal subfields. Our results link early memory impairment in MS to a selective disruption of the dentate gyrus. We were able to prevent this neurodegenerative process with microglial inhibitors in EAE-mice and to capture these features non-invasively with DTI in both humans and rodents, paving the way toward new clinical perspectives in MS.

This study uses Bergson's concepts of duration and spontaneous (now termed episodic) memory to reveal how musical material in Rachmaninoff's Prelude Op. 32 No. 10 in B Minor (1910) turns back on itself in recurring remembrances of its own past, bringing the listener out of ordinary time; a process that mirrors themes both from Rachmaninoff's life, and Arnold Böcklin's Die Heimkehr, the painting that inspired this piece. Time perception slows or even suspends when one reflects on the past, either a personal past or the historical past. Musical material in the Prelude undergoes analogous time warps. In conversation with Bergson's ideas, this study illustrates the unique temporal qualities in the musical language of the Prelude, for which standard forms of analysis fail to completely capture the essence. The overall aim is to demonstrate Rachmaninoff's idiosyncratic approach to piano writing, which many have discredited as anachronistic. This study suggests a new methodology – Bergsonian musical analysis – with which to understand the concealed innovations in Rachmaninoff's piano idiom. This study of Rachmaninoff's B Minor Prelude builds on publications concerning other Bergsonian interpretations of music in pursuing a thorough investigation of one work and its relationship with broader issues in philosophy and visual art. The result is a theoretical engagement with the Prelude that establishes a new methodology to deal with Rachmaninoff's piano idiom in general. A Bergsonian analytical technique reveals the real artistry behind Rachmaninoff's compositions – not just remnants of some past romantic idiom, but an idiosyncratic musical grappling with the nature of time and memory.

Background: Maintaining independence in instrumental activities of daily living (IADL) is crucial for older adults. This study explored the association between cognitive and functional performance in general and in single IADL domains. Also, risk factors for developing IADL impairment were assessed. Methods: Here, 3,215 patients aged 75–98 years were included. Data were collected during home visits. Results: Cognitive functioning was associated with IADL both cross-sectionally and longitudinally. Regarding the single IADL domains cross-sectionally, executive functioning was especially associated with shopping, while episodic memory was associated with responsibility for own medication. Conclusion: Reduced performance in neuropsychological tests is associated with a greater risk of current and subsequent functional impairment. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Background: Maintaining independence in instrumental activities of daily living (IADL) is crucial for older adults. This study explored the association between cognitive and functional performance in general and in single IADL domains. Also, risk factors for developing IADL impairment were assessed. Methods: Here, 3,215 patients aged 75–98 years were included. Data were collected during home visits. Results: Cognitive functioning was associated with IADL both cross-sectionally and longitudinally. Regarding the single IADL domains cross-sectionally, executive functioning was especially associated with shopping, while episodic memory was associated with responsibility for own medication. Conclusion: Reduced performance in neuropsychological tests is associated with a greater risk of current and subsequent functional impairment.

Le sommeil joue un rôle important dans la consolidation de la mémoire. Les expériences nouvellement acquises à l’éveil sont réactivées spontanément durant le sommeil, un processus qui aiderait à consolider et intégrer la mémoire à plus long terme. Il a été suggéré que ces réactivations de mémoire se reflétaient, du moins partiellement, dans le contenu des rêves et que les rêves pouvaient jouer un rôle actif dans la consolidation de la mémoire. L'objectif général de cette thèse de doctorat est ainsi d'évaluer si et comment le rêve est impliqué dans le traitement de la mémoire épisodique et procédurale en utilisant de nouvelles technologies et approches expérimentales pour étudier ces relations. La première étude de cette thèse visait à influencer les réactivations de mémoire durant le sommeil afin de clarifier leurs liens avec les rêves et la mémoire procédurale. Nous avons stimulé ces réactivations de mémoire en réexposant des participants, durant leur sommeil, à un stimulus sonore préalablement associé à un apprentissage moteur, une approche nommée « targeted memory reactivation » (TMR). Nous montrons que la TMR, lorsqu’appliquée en stade de sommeil paradoxal, permet d’améliorer l’apprentissage d’une tâche motrice complexe, soit apprendre à « voler » en réalité virtuelle. De plus, le fait de rêver à des éléments kinesthésiques de la tâche motrice en sommeil paradoxal, mais pas en sommeil lent léger, est associé à une meilleure amélioration à cette tâche (article I). Ces résultats appuient les modèles suggérant que le sommeil paradoxal joue un rôle important dans la consolidation de la mémoire procédurale complexe et suggèrent en outre que la simulation de sensations sensorimotrices dans les rêves pourrait contribuer à ce rôle. Bien que la TMR n’ait pas eu d’impact direct sur les rêves, nous montrons qu’elle peut influencer le décours temporel des incorporations de mémoire dans les rêves sur plusieurs jours. La TMR a amplifié les incorporations tardives de la tâche, soit 1-2 jours plus tard lorsqu’appliquée en sommeil paradoxal, et 5-6 jours plus tard lorsqu’appliquée en sommeil lent profond (article II). Nous suggérons que ces effets à plus long terme pourraient être dus à un mécanisme de marquage (tagging) des traces de mémoire, initiant ou amplifiant leur traitement subséquent au cours de plusieurs nuits de sommeil. De plus, nous montrons que notre expérience immersive en réalité virtuelle a augmenté l’incorporation de sensations de vol dans les rêves, particulièrement la nuit suivant l’exposition à celle-ci (article III). Nous identifions certains facteurs individuels qui sont associés à une plus grande incorporation de la tâche dans les rêves, tels que le fait d’avoir déjà eu des rêves de vols ou des rêves lucides. Un examen plus approfondi des rêves pendant 10 jours suivants l'expérience de réalité virtuelle montre que les sensations de vol sont progressivement décontextualisées du contexte de vol original au fil du temps. Les rêves de vol après l’expérience en réalité virtuelle avaient également des niveaux de contrôle et d'intensité émotionnelle plus élevés que ceux ayant eu lieu avant l’expérience. L'induction de rêves de vol nous a permis de faire une analyse qualitative approfondie sur ceux-ci, menant à une nouvelle proposition de la manière dont les sensations de vol, ou les sensations de mouvement de manière plus générale, peuvent survenir dans les rêves. Ces résultats pourraient à leur tour faciliter le développement de technologies pour mieux influencer et étudier les rêves. Une deuxième étude visait à évaluer quand et comment une source de mémoire épisodique commune à tous les participant – visiter le laboratoire de sommeil – est incorporé dans les rêves. Les résultats montrent que près du tiers des rêves incorporent des éléments du laboratoire, et ce, particulièrement dans les rêves en sommeil paradoxal lors d’une sieste matinale (article IV). Une étude qualitative de ces rêves met de l’avant les manières typiques par lesquelles des éléments du laboratoire réapparaissent dans les narratifs de rêve. Nous proposons l’existence de différentes « pressions intégratives » qui structurent les fragments de mémoire au sein de scénarios de rêves. Souvent, ces scénarios impliquent une certaine pression de performance, sont de nature sociale, projettent le rêveur dans le temps et dans l’espace, ou incorporent des sensations réelles du corps et de l’environnement de sommeil. Étudier le phénomène de « rêver au laboratoire » aide ainsi à clarifier comment les rêves sont façonnés autour de fragments de mémoire et souligne à la fois les avantages et les limites méthodologiques de l’étude des rêves et de la mémoire en laboratoire. Finalement, une troisième étude visait à suivre le décours temporel des sources de mémoire autobiographique des rêves au cours d’une nuit de sommeil entière en utilisant un protocole de réveils en série. Nos résultats montrent que les rêves peuvent combiner plusieurs sources de mémoire, en particulier lorsqu'ils se produisent en stade N1 ou en sommeil paradoxal, ce qui pourrait refléter une plus grande richesse ou capacité intégrative des rêves ayant lieu en ces stades (article V). Nous reproduisons le résultat voulant que les souvenirs récents sont préférentiellement réactivés tôt dans la nuit, tandis que les souvenirs plus lointains sont relativement plus représentés dans les rêves de fin de nuit – nous précisons que cet effet est indépendant des stades de sommeil. La co-activation de plusieurs sources de mémoire dans un même récit de rêve appuie la suggestion que l’une des fonctions du sommeil est d'intégrer les nouvelles connaissances à nos réseaux de mémoire préexistants. Nos résultats suggèrent que cette fonction pourrait être un processus cumulatif au cours d'une nuit de sommeil. Nous montrons entre autres qu'une seule source de mémoire peut être réactivée à plusieurs reprises dans plusieurs rêves, et en différents stades de sommeil, ce qui pourrait permettre un traitement continu ou séquentiel de souvenirs épisodiques avec d'autres souvenirs tout au long de la nuit. Dans l’ensemble, nos études quantitatives et qualitatives des incorporations de mémoire dans les rêves permettent d’éclairer les mécanismes fondamentaux de la formation des rêves ainsi que leurs associations avec le traitement et la consolidation des mémoires épisodique et procédurale. Nos résultats suggèrent qu’un rôle potentiel du rêve dans la mémoire irait au-delà de sa simple réactivation, soutenant des processus de transformation et d’intégration de la mémoire. La création de scénarios multisensoriels et immersifs basés sur des fragments mémoire est possiblement centrale à ces processus et permettrait d’optimiser l’utilisation de la mémoire pour le futur. / Sleep plays an important role in memory consolidation. New experiences acquired while awake are reactivated spontaneously during sleep, a process that is thought to facilitate their consolidation and integration into longer-term memory. It has been suggested that these memory reactivations are, at least partially, reflected in dream content and that dreams play an active role in memory consolidation. The general objective of this doctoral thesis is to assess these claims; I examine whether and how dreams are involved in episodic and procedural memory processes by using new technologies and experimental approaches to study relationships between memory and dreaming. Our first study aimed to influence memory reactivations during sleep in order to clarify their relationships with dreams and procedural learning. We experimentally stimulated memory reactivations by re-exposing participants during their sleep to an auditory stimulus previously associated with motor learning, a process called targeted memory reactivation (TMR). We show that TMR, when applied during rapid eye movement (REM) sleep, improves performance of a complex motor task, i.e., learning how to "fly" in a virtual reality (VR) setting. Moreover, dreaming about kinesthetic elements of the motor task in REM sleep, but not in stage 2 sleep, is associated with better improvement on this task (article I). These results support previous models suggesting that REM sleep plays an important role in the consolidation of complex procedural memory and further suggest that the simulation of sensorimotor sensations in dreams contribute to this role. Although TMR did not directly impact dreams, we show that it can influence the time course of memory incorporations in dreams over multiple days. It amplified delayed incorporations of the task 1-2 days later when applied in REM sleep, and 5-6 days later when applied in slow-wave sleep (article II). We suggest that these longer-term effects could be due to a “tagging” mechanism of memory traces, which primes or amplifies their subsequent processing over several nights of sleep. Furthermore, we show that our immersive VR task increased the incorporation of flying sensations in dreams, especially the night after exposure to it (article III). We identify individual factors that are associated with the incorporation of the flying task in dreams, such as previous experience with both flying and lucid dreams. A closer look at dreams over 10 days following the VR experience shows that flying sensations become progressively decontextualized from the original flying context over time. Flying dreams after VR exposure also had higher levels of control and emotional intensity compared to baseline flying dreams. The successful induction of flying dreams allowed us to do an in-depth qualitative analysis of them, based on which we propose a new mechanistic explanation of how flying sensations or movements may arise in dreams. These results could facilitate the development of technologies to better influence and study dreaming. Our second study aimed to assess when and how an episodic memory source shared by all participants – visiting the sleep laboratory – is incorporated into dreams. The results show that almost a third of dreams incorporate elements of the laboratory, particularly REM dreams from a morning nap (article IV). A qualitative study of these dreams highlights the typical ways in which elements of the laboratory reappear in dream narratives. We suggest the existence of different “integrative pressures” that structure memory fragments into these dream scenarios. These are often performative or social in nature, project the dreamer in time and space, or incorporate real sensations from the sleeping body or the sleep environment. Studying the phenomenon of dreaming about the laboratory helps clarify how dreams are shaped from memory fragments, and highlights the advantages and methodological limits of laboratory dream and memory studies. Finally, our third study evaluated the time course of autobiographical dream memory sources during an entire night of sleep using a serial awakenings protocol. Our results show that dreams can combine multiple memory sources at once, especially when they occur at sleep onset or in REM sleep, which may reflect a greater dream richness or a more widespread associative memory activation in those stages (article V). We replicate the finding that recent memories are preferentially reactivated early in the night, while more distant memories are relatively more represented in late night dreams – we here clarify that this effect is independent of sleep stages. The coactivation of multiple memory sources in a dream narrative aligns with the suggestion that a function of sleep is to integrate new knowledge with existing knowledge. Our results further suggest that the latter may be a cumulative function of a night of sleep. We show that a single memory source can be repeatedly reactivated in multiple dreams in different sleep stages, which could allow a continuous or sequential processing of episodic memories with other memories across the night. Overall, our quantitative and qualitative studies of memory incorporations in dreams shed light on fundamental mechanisms of dream formation and on their association with episodic and procedural memory processing and consolidation. Our results suggest that a potential role of dreams in memory goes beyond simple reactivation, supporting long-term processes of memory transformation and integration. The creation of immersive and multisensory dream scenarios built upon memory fragments may be key to these processes and to optimizing the use of these memories for the future.

Le vieillissement normal comporte une diminution légère des fonctions cognitives supérieures qui n’entrave pas le fonctionnement quotidien de la personne. Cependant, ce déclin peut rendre la personne âgée plus vulnérable si celle-ci subit une atteinte cérébrale acquise, tel un traumatisme craniocérébral (TCC). Devant le vieillissement démographique de la population, l’intérêt pour l’étude du vieillissement cérébral normal et pathologique a significativement augmenté au cours des dernières années. Malgré ce fait, on constate une absence de programmes validés de réadaptation cognitive pour les personnes âgées qui subissent un TCC, alors que la cause la plus fréquente de TCC chez la personne âgée sont les chutes de sa propre hauteur, dont la fréquence augmente avec l’âge. Ces faits permettent de présager une augmentation significative de cas de personnes âgées qui subissent un TCC, ce qui représentera un fardeau additionnel pour le déjà surchargé système de santé. Le présent projet de recherche clinique visait à compenser une telle carence en évaluant l’efficacité d’un programme d’entrainement cognitif, le Programme d’enrichissement cognitif (PEC), spécifiquement développé par l’auteur de cette thèse pour les personnes qui ont subi un TCC à l’âge de 55 ans et plus. Le PEC est composé de trois modules intégrant des méthodes de réadaptation qui visent des processus cognitifs fréquemment atteints tant chez la personne âgée que chez les personnes ayant subi un TCC : conscience de soi, mémoire épisodique et fonctions exécutives. Deux études de l’efficacité du PEC, effectuées par le biais d’un devis contrôlé semi-randomisé à simple aveugle, sont présentées dans la présente thèse. La première étude visait à démontrer l’efficacité du PEC pour améliorer la mémoire épisodique. Le deuxième module du PEC, composé d’exercices d’entrainement mnémonique tirés du Programme MEMO, vise tout particulièrement cette dimension mnésique. Le Programme MEMO a été originalement conçu et démontré comme étant efficace pour les personnes âgées présentant un déclin cognitif léger (ou mild cognitive impairment). Il s’agit de la première étude impliquant le Programme MEMO auprès de personnes ayant subi un TCC. Une ANCOVA a mis en évidence des améliorations significatives sur une mesure psychométrique de mémoire épisodique et d’une mesure auto-rapportée de généralisation dans la vie quotidienne des participants du groupe expérimental. De plus, une amélioration cliniquement significative a été constatée au niveau de leur perception de bien-être psychologique. La deuxième étude évaluait l’efficacité du PEC pour le fonctionnement exécutif des participants, tel que mesuré par des instruments psychométriques évaluant des composantes exécutives, ainsi que des mesures de généralisation à la vie quotidienne. Les résultats ont montré une amélioration significative dans le groupe expérimental pour des sous-tâches d’une épreuve de fonctionnement exécutif, ainsi qu’une réduction significative des différences entre les participants au PEC et leurs proches sur une échelle de fonctionnement exécutif dans la vie quotidienne. De plus, le nombre d’activités quotidiennes abandonnées était significativement réduit 6 mois plus tard dans le groupe expérimental. L’intégration de programmes de réadaptation cognitive comme le PEC dans les services de réadaptation nous paraît tout à fait nécessaire et hautement recommandée, tout comme la formation de neuropsychologues en méthodes et stratégies de réadaptation cognitive et neuropsychologiques afin d’améliorer significativement l’offre de services à la population vieillissante et générale. / Aging is a natural process that includes decline in higher cognitive functions. This decline doesn’t impede daily functioning but may render a person more vulnerable if they acquire a traumatic bran injury (TBI). The world’s demographic aging has motivated a rise of the interest for the study of normal and neuropathological cognitive decline. Despite this fact, there is a gap in terms of validated neurocognitive training programs specifically conceived for ageing persons who sustain a TBI, even though the main causes of TBI are falls from one’s own height, which become more frequent with age. These facts point to an expected rise of TBI among older people, creating a burden on the already overloaded public health system. This clinical research project aimed to compensate this gap by evaluating the efficacy of a cognitive training program specifically developed by the author of this thesis for people who suffered a TBI at the age of 55 years old or more. This program is named Cognitive Enrichment Program (CEP). The CEP is composed of three modules integrating rehabilitation methods of cognitive functions frequently disturbed during aging and in TBI: self-awareness, episodic memory, and executive functions. Two studies evaluating the efficacy of the CEP, using a controlled semi-randomized single-blind design, are reported in this thesis. The first study aimed to demonstrate the CEP’s efficacy in improving episodic memory. The CEP’s second module is composed of the training mnemonic exercises of the MEMO Program, which focuses mainly on this memory dimension. The MEMO program was originally conceived and demonstrated to be effective for people suffering from mild cognitive impairment. This is the first study to use the MEMO Program with individuals having sustained a TBI. ANCOVA showed significant improvements in a psychometric episodic memory measure, and on a daily-life generalisation self-reported measure in experimental group participants. In addition, they showed clinically significant improvement in self-perceived psychological well-being. The second study assessed CEP efficacy on participants’ executive functioning using psychometric measures of executive functions, and on daily-life generalization measures. Results showed significant improvement in the experimental group on subtasks of a psychometric executive function measure, as well as a significant reduction in CEP participant-significant other differences on a self-reported scale assessing executive functioning in daily life. Also, the number of forsaken daily activities was significantly reduced 6 months later in the experimental group. Integration of cognitive rehabilitation programs such as the CEP into holistic rehabilitation programs is necessary and highly recommended, as is training neuropsychologists on cognitive and neuropsychological rehabilitation methods and strategies, to improve services offered to the aging and general population.

Human capability to recall episodic memories depends on how much time has passed since the memory was encoded. This dependency is described by a memory retrieval curve that reflects an interesting phenomenon referred to as a reminiscence bump - a tendency for older people to recall more memories formed during their young adulthood than in other periods of life. This phenomenon can be modelled with an attractor neural network, for example, the firing-rate Bayesian Confidence Propagation Neural Network (BCPNN) with incremental learning. In this work, the mechanisms underlying the reminiscence bump in the neural network model are systematically studied. The effects of synaptic plasticity, network architecture and other relevant parameters on the characteristics of the reminiscence bump are systematically investigated. The most influential factors turn out to be the magnitude of dopamine-linked plasticity at birth and the time constant of exponential plasticity decay with age that set the position of the bump. The other parameters mainly influence the general amplitude of the lifespan retrieval curve. Furthermore, the recency phenomenon, i.e. the tendency to remember the most recent memories, can also be parameterized by adding a constant to the exponentially decaying plasticity function representing the decrease in the level of dopamine neurotransmitters. / Människans förmåga att återkalla episodiska minnen beror på hur lång tid som gått sedan minnena inkodades. Detta beroende beskrivs av en sk glömskekurva vilken uppvisar ett intressant fenomen som kallas ”reminiscence bump”. Detta är en tendens hos äldre att återkalla fler minnen från ungdoms- och tidiga vuxenår än från andra perioder i livet. Detta fenomen kan modelleras med ett neuralt nätverk, sk attraktornät, t ex ett icke spikande Bayesian Confidence Propagation Neural Network (BCPNN) med inkrementell inlärning. I detta arbete studeras systematiskt mekanismerna bakom ”reminiscence bump” med hjälp av denna neuronnätsmodell. Exempelvis belyses betydelsen av synaptisk plasticitet, nätverksarkitektur och andra relavanta parameterar för uppkomsten av och karaktären hos detta fenomen. De mest inflytelserika faktorerna för bumpens position befanns var initial dopaminberoende plasticitet vid födseln samt tidskonstanten för plasticitetens avtagande med åldern. De andra parametrarna påverkade huvudsakligen den generella amplituden hos kurvan för ihågkomst under livet. Dessutom kan den s k nysseffekten (”recency effect”), dvs tendensen att bäst komma ihåg saker som hänt nyligen, också parametriseras av en konstant adderad till den annars exponentiellt avtagande plasticiteten, som kan representera densiteten av dopaminreceptorer.

Un nombre croissant de travaux chez l’animal et chez l’homme suggèrent que les différentes structures composant le lobe temporal interne (LTI) contribuent de manière différentielle à la mémoire déclarative. Chez l’homme, deux réseaux neuraux impliquant le LTI sont décrits : un réseau mésiotemporal antérieur, constitué de structures pour lesquelles les études chez les patients cérébro-lésés indiquent qu’elles contribueraient à la mémoire décontextualisée (mémoire des objets et mémoire sémantique ou mémoire du « quoi ») ; un réseau mésiotemporal postérieur, constitué d’autres structures pour lesquelles ces études suggèrent plutôt une implication dans la mémoire contextualisée (mémoire spatiale, épisodique ou mémoire du «où » et du « quand»). Dans la Maladie d’Alzheimer (MA), les dégénérescences neurofibrillaires, dont la distribution topographique est corrélée à la nature des déficits cognitifs, se développent initialement dans les cortex sous-hippocampiques - transentorhinal et entorhinal - qui sont des composants du réseau mésiotemporal antérieur, avant de s’étendre à l’hippocampe. Les éventuels déficits cognitifs en relation avec l’atteinte de cette région ne sont pas clairement identifiés dans la MA. Les travaux présentés dans ce mémoire sont centrés sur l’étude des cortex sous-hippocampiques avec les méthodes de la neuropsychologie et la neuroimagerie. Ils suggèrent que la MA aux stades les plus précoces pourrait représenter un « modèle » d’étude privilégié des systèmes mnésiques auxquels contribue le LTI. Ces résultats sont en faveur de l’utilité de l’évaluation de la mémoire décontextualisée dans le diagnostic de la MA débutante. / There is increasing evidence from experiments in rodents and non-human primates, as well as from human studies, to suggest that the different structures within the medial temporal lobe (MTL) differentially contribute to declarative memory. In the human brain, two neural networks implicating MTL structures have been described: an anterior MTL network that includes brain areas that contribute to context-free memory (object memory and semantic memory or memory for « what ») and a posterior MTL network that contributes to context-rich memory (spatial memory, episodic memory or memory for “where” and “when”). In Alzheimer’s disease (AD), neurofibrillary tangles (NFT), associated with cognitive signs, initially appear in the sub-hippocampal (transentorhinal and entorhinal) cortex, which are part of the anterior MTL network, before reaching the hippocampus. Potential cognitive deficits related to the dysfunction of this brain area in AD are not clearly identified. In the presented studies, the emphasis is placed on the investigation of sub-hippocampal corteces using a neuropsychological approach and neuroimaging techniques. Our findings suggest that the very earliest stages of AD could represent a “model” leading to a better understanding of memory systems that involve the MTL. They also provide evidence that evaluating context-free memory may be useful in the diagnosis of early AD.

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