réalisé en co-tutelle avec l'Université François-Rabelais de Tours / L’objectif général de cette thèse était de tester l’efficacité d’un entraînement exécutif ainsi que de tester les transferts des bénéfices de cet entraînement sur d’autres fonctions cognitives notamment la mémoire épisodique au niveau comportemental et électrophysiologique chez des adultes âgés. Pour cela, des effets test-retest ont été observés lors de la passation d’un même test de façon consécutive. Ainsi, la création de nouveaux tests pour confectionner le programme d’entraînement a été nécessaire pour ne pas avoir ces effets tests re-tests lors de la passation des pré-tests et des post-tests. Les entraînements exécutifs ont permis l’amélioration du fonctionnement exécutif mais aussi l’amélioration de la vitesse de traitement, et ces bénéfices ont permis l’annulation des effets d’âge dans le groupe entraîné sur une fonction exécutive : la mise à jour de la mémoire de travail. De plus, des effets de transfert ont été obtenus sur l’utilisation stratégique lors de l’encodage d’information en mémoire épisodique. Plus précisément, les adultes âgés entraînés utilisaient plus de stratégies d’encodages efficaces (encodage profond de type imagerie mentale ou phrase) après l’entraînement exécutif et l’utilisation de ces stratégies était plus efficace. Au niveau cérébral, l’entraînement exécutif semble engendrer des processus de spécialisation cérébrale se traduisant par une diminution de l’activité cérébrale de certaines zones cérébrales. Ce travail de thèse incite le développement de programmes d’entraînement des fonctions exécutives qui semblent permettre des effets de transfert à des tâches non entraînées et ces bénéfices semblent aussi modifier le fonctionnement cérébral, ce qui suppose un effet plus durable. Ceci confirme l’idée qu’un environnement stimulant cognitivement est en lien avec de bonnes capacités cognitives et contribue à un vieillissement réussi. / The main objective of this thesis was to test the efficiency of an executive training program and the transfer effects of this program on other cognitive functions, in particular episodic memory strategies and performance. The present work was based on behavioral and electrophysiological data. Practice effects of executive tests have been first tested in young and older adults. Two tests have been practiced across ten practice sessions, and the results showed that the executive functions scores increased after practice, more for the older adults than for the younger ones. In order to develop an executive training program requiring several different tests, we have created new executive tests. The psychometric validity of these tests has been verified and confirmed. These tests have been used for our executive program. Thus, if training effects appeared following this program, they will not be due to the practice of a unique test. Eight sessions of executive stimulation with our new tests have allowed older adults increasing their executive functioning, measured by tests which were different from those employed in the training program (near transfer effects). Other cognitive functions were also improved, as processing speed and episodic memory. For the first time in the literature, far transfer effect have been found memory strategy efficiency and memory performance. More especially, the older adults trained group used more efficient memory strategies (mental imagery or making sentence with the words to be learnt) after the executive training program, and these strategies were more efficient to recall the words. Thus, the memory performance was increased in this group, in comparison the older adults group who did not participate to the training program. At a cerebral level, the executive training seems to decrease the duration of the cerebral activity for the same memory task. However, these results must to be taken with caution and require further analyses to be interpreted correctly. The results of this thesis encourages the development of training programs for executive functions which allows the transfer effects to untrained tasks. These benefits also appear to modify the brain functioning, which implies a longer lasting benefit effect. This work supports the idea that a cognitively stimulating environment is in line with higher cognitive abilities and contributes to successful aging

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In unserem alltäglichen Leben ist Sprache ein unerlässliches Mittel für Kommunikation und die Umsetzung sozialer Interaktionen. Sprache kann in zwei verschiedene Modalitäten unterteilt werden, in die auditorische und die visuelle Modalität. Die auditorische Modalität umfasst gesprochene Sprache, wohingegen die visuelle Modalität vom geschriebenen Teil der Sprache gebildet wird. Auch wenn ein Tag ohne Sprechen für die meisten von uns unvorstellbar ist, hat die bisherige Forschung die Untersuchung von Effekten bei der Verarbeitung von emotionalem Bedeutungsinhalt in gesprochener Sprache, im Gegensatz zu der Verarbeitung von geschriebener Sprache, vernachlässigt. Die Verarbeitung des emotionalen Bedeutungsinhalts von geschriebenen Wörtern hat eine Vielzahl von Studien mit Hilfe von ereigniskorrelierten Potentialen (EKPs) ausführlich untersucht. Im Gegensatz dazu wurde der emotionale Bedeutungsinhalt bei der Verarbeitung von gesprochener Sprache nur gelegentlich und meist entweder in seiner Interaktion mit emotionaler Prosodie oder fokussiert auf die Existenz einer spezifischen EKP Komponente untersucht. Daher bleibt die Frage offen, wie und an welchen Verarbeitungsschritten der emotionale Inhalt gesprochener Sprache ereigniskorrelierte Potentiale beeinflusst, unabhängig von emotionaler Prosodie und der Frage, ob Gemeinsamkeiten mit der Verarbeitung von geschriebenen emotionalen Wörtern bestehen. In dieser Dissertation untersuche ich die Verarbeitung von gesprochenen Einzelwörtern mit positivem, neutralem und negativem Inhalt, mit der erkenntnisleitenden Fragestellung, ob der emotionale Inhalt von gesprochenen Wörtern Emotionseffekte in EKPs hervorruft und ob diese vergleichbar sind zu denen, die für geschriebene Wörter gezeigt wurden. In der ersten dieser Dissertation zugrundeliegenden Studie wurden gesprochene Wörter mit emotionalem und neutralem Inhalt den Versuchspersonen in zwei verschiedenen Lautstärken präsentiert, um mögliche Interaktionen mit bottom-up Aufmerksamkeitseffekten, geleitet durch die Größe des Stimulus, zu erklären. Für visuelle Stimuli mit emotionalem Inhalt, wie Bilder oder geschriebene Wörter, hat die Größe des Stimulus erhöhte emotions-bedingte EKPs hervorgerufen, zum Beispiel auf der Ebene der early posterior negativity (EPN). Es wurde untersucht, ob diese erhöhte Relevanz von größeren visuellen Stimuli auf die auditorische Modalität übertragbar sein könnte. Negativer emotionaler Bedeutungsinhalt führt zu einer erhöhten frontalen Positivierung und einer parieto-okzipitalen Negativierung zwischen 370 und 530 Millisekunden. Diese Komponente zeigt Ähnlichkeit mit der visuellen EPN, obwohl sich die Negativierung zu zentraleren Arealen der Kopfoberfläche ausweitet. Daher stellt sich die Frage, ob diese Komponente das auditorische Pendant zu einer visuellen EPN darstellen könnte. Entscheidend ist hier, dass keine Interaktion dieser emotions-bedingten EKP Komponente mit dem Lautstärkefaktor beobachtet werden kann. Die folgenden Vergleichsaspekte deuten auf umfassendere Unterschiede zwischen visueller und auditorischer Sprachverarbeitung hin: die fehlende Interaktion zwischen der Größe des Stimulus und der Emotionseffekte, die Unterschiede in den Topographien der Emotionseffekte sowie unterschiedliche Latenzen verglichen zu der visuellen EPN. Der zweite Teil dieser Dissertation ist auf einen direkteren Vergleich von Emotionseffekten in der visuellen und auditorischen Modalität ausgerichtet. Zu diesem Zweck wurde eine zweite Studie durchgeführt, in der Versuchspersonen dieselben Wörter in geschriebener und gesprochener Modalität präsentiert bekamen. Die gesprochenen Wörter wurden dabei sowohl von einer Computerstimme (Experiment 1) als auch von einer menschlichen Stimme (Experiment 2) produziert. Diese Studie wurde konzipiert, um die Existenz einer „auditorischen EPN“ und ihre Randbedingungen zu untersuchen. Darüber hinaus sollte die These überprüft werden, ob die höhere soziale Relevanz einer menschlichen Stimme die Emotionseffekte vergrößert. In beiden Experimenten zeigen sich Emotionseffekte. Für geschriebene Wörter zwischen 230 und 400 Millisekunden, im Zeitbereich der early posterior negativity, für gesprochene Wörter zwischen 460 und 510 Millisekunden. Wenn man die Verteilung der EKP Differenzen zwischen emotionalen und neutralen auditorischen Wörtern berücksichtigt, zeigen die Effekte interessanterweise sogar eine größere Ähnlichkeit mit der visuellen EPN als die Ergebnisse des ersten Teils dieser Dissertation. Eine Quellenlokalisierung ergab vergleichbare neuronale Generatoren im superioren parietalen Lobus (SPL) und im inferioren temporalen Lobus (IPL), sowohl im visuellen als auch im „auditorischen EPN“ Zeitfenster. Diese Befunde deuten auf Gemeinsamkeiten in der Verarbeitung emotionaler Inhalte über die Modalitäten hinweg hin, die – zumindest teilweise – durch das gleiche neuronale System gestützt werden. Trotzdem erscheinen diese Gemeinsamkeiten überraschend, da für die visuelle EPN angenommen wird, dass sie eine verstärkte sensorische Enkodierung für emotionale Stimuli in visuellen Arealen abbildet. Die oben beschriebenen und in diesen Studien gezeigten Emotionseffekte unterscheiden sich bezüglich ihrer Latenzen, Topographien und der Valenz, welche den Effekt hervorruft (positiv oder negativ). Im letzten Teil der Dissertation wurden daher systematisch Unterschiede zwischen den Studien untersucht um potenzielle Ursachen für die oben aufgeführten Unterschiede in den Emotionseffekten bestimmen zu können. Es zeigen sich Geschlechterunterschiede in den Topographien in Studie 2, die jedoch nicht die gefundenen Unterscheide in den Emotionseffekten zwischen den beiden Studien erklären können. Es wird angenommen, dass beide Studien die gleiche auditorische emotions-bedingte Komponente (AEK) in einem vergleichbaren Zeitfenster (Studie 1: 477 530 ms; Studie 2: 464 515 ms) hervorrufen, welcher in der ersten Studie eine N400-ähnlichen Verteilung vorausgegangen ist. Obwohl keine Interaktionen zwischen emotionalem Inhalt und Lautstärke aufgezeigt werden können, gehe ich davon aus, dass die Manipulation der Lautstärke in der ersten Studie den Kontext des Experiments verändert, und so den früheren Effekt ausgelöst hat. Auch wenn keine verifizierbaren Ursachen für die beschriebenen Unterschiede zwischen den Emotionseffekten aufgezeigt werden konnten, ist es mir mit dieser Dissertation gelungen, die Existenz einer auditorischen emotions-bedingten Komponente zu zeigen, die durch emotionalen (in Vergleich zu neutralem) Inhalt während der Verarbeitung von gesprochener Sprache hervorgerufen wird. Diese Komponente spiegelt sich in einer anterioren Positivierung und einer posterioren Negativierung zwischen 460 und 520 Millisekunden nach Wortbeginn wider. Diese zeigt sich gleichbleibend, unabhängig von der sozialen Signifikanz der Stimme des Sprechers oder der Manipulation der Lautstärke. Bezüglich eines Vergleich des zugrundeliegenden neuronalen Netzwerkes während der Verarbeitung des Inhalts von gesprochenen und geschriebenen Wörtern, kann man annehmen, dass die Verarbeitung Hirnareale aktiviert, die zumindest teilweise im SPL und IPL liegen. Obwohl die Verteilung der AEK eine hohe Ähnlichkeit zur visuellen EPN aufzeigt, kann man nicht annehmen, dass dieser Effekt ein auditorisches Pendant darstellt. Diese Schlussfolgerung beruht darauf, dass sich eine typische EPN-Verteilung nur bei der Berechnung der Differenzkurven von emotionalen und neutralen Stimuli zeigt. Die daraus resultierende posteriore Negativierung spiegelt eine erhöhte Aktivierung von visuellen Arealen - hervorgerufen durch emotionale Stimuli - wider. Die Analyse der zugrundeliegenden neuronalen Generatoren für den Unterschied zwischen auditorischen emotionalen und neutralen Stimuli liefert keine signifikanten Ergebnisse. Trotzdem zeigen die zugrundeliegenden Topographien der einzelnen Emotionskategorien, dass die Gemeinsamkeit auf der Ebene der Differenzkurven aus völlig unterschiedlichen Verteilungen resultiert. Zukünftige Forschung müsste das auditorische Stimulusmaterial bezüglich der Wortlänge oder des Worterkennungspunktes strikter kontrollieren, um den zeitlichen Jitter in den Daten zu reduzieren und somit die neuronalen Generatoren einer auditorischen emotions-bedingten Komponente besser bestimmen zu können.

Il apparaît, suite aux résultats de plusieurs études comportementales et d’imagerie cérébrale, que les hormones gonadiques peuvent moduler le fonctionnement cérébral chez la femme. Les asymétries cérébrales fonctionnelles (ACFs), en particulier, changeraient en fonction du niveau de progestérone et d’œstrogène. On a également observé que lorsque le taux d’œstrogène est bas, les performances aux tâches impliquant l’hémisphère droit sont améliorées. Par contre, les preuves de l’action physiologique de ces deux hormones sur le cerveau ne sont pas très nombreuses. Le peu d’études d’électrophysiologie cognitive qui ont porté sur les effets du cycle menstruel ont rapporté que la composante P300 y serait sensible. Aucune n’a cependant utilisé une tâche d’habileté spatiale ou de rotation mentale qui sont connues pour impliquer davantage l’hémisphère droit. Le but de la présente étude est de documenter les changements électrocorticaux reliés aux variations hormonales lors d’une tâche de rotation mentale. Notre hypothèse de départ est que le taux d’œstrogène influencera l’activité électrocorticale et la latéralisation. Les potentiels évoqués cognitifs ont été comparés chez les mêmes femmes (n=12) lors d’une tâche de rotation mentale, répétée à deux périodes du cycle menstruel. Nos résultats démontrent que la condition de rotation induit une latéralisation de l’activité pariétale, vers l’hémisphère gauche, quand le niveau d’œstrogène est bas. Par contre, lorsque le niveau d’œstrogène est élevé, il n’y a aucune latéralisation. Par ailleurs, nous avons observé une augmentation de l’amplitude de la P300 lors du niveau oestrogénique élevé. En conclusion, les fluctuations oestrogéniques du cycle menstruel ont un impact sur la latéralisation de l’activité électrocorticale, lors d’un effort de rotation mentale. / After many behavioral and some neuroimaging studies, it appears that the gonadic hormones can modulate the neuronal function of women's brain. In particular, the functional cerebral asymmetries can be affected by the level of progesterone and estrogens. It has been observed that when the level of estrogen is low, the performance at task that engages more the right hemisphere is enhanced. However, there is a lack of evidence for the physiological actions of these two hormones on the brain. The few event-related potential studies taking into account the menstrual cycle effects, had noticed that the component P300 can be affected. No electrophysiological study has used a mental rotation task or spatial ability tests which are known for their right hemisphere dominance. The aim of the present research is to document the effect of hormonal variations on the electrocortical activity, using a mental rotation task. Our hypothesis is that estrogen levels affect electrocortical activity and lateralization. The ERPs were compared in the same women (n = 12) during a mental rotation task, repeated over two periods of the menstrual cycle. Our results show a lateralization of the left parietal activity when estrogen levels are low and during the rotation. Whereas when the estrogen level is high, there is no lateralization. In addition, we observed an increase in the amplitude of P300 for this same high level. In conclusion, estrogens fluctuations associated with the menstrual cycle have an impact on the lateralization of electrocortical activity, when a mental rotation is needed.

L’influence de la couleur dans les mécanismes perceptuels et attentionnels a été étudiée. Quatre couleurs (le rouge, le vert, le bleu et le jaune) ont été calibrées individuellement à travers la technique heterochromatic flicker photometry. Suivant cela, les participants ont déployé leur attention à une cible (un cercle de couleur avec une ligne orientée). Les données électrophysiologiques ont été enregistrées pendant que les sujets performaient la tâche de recherche visuelle, et les analyses ont été basées sur les potentiels évoqués (PÉs). Trois composantes des PÉs ont été examinées : la posterior contralateral positivity (Ppc); la N2pc, reflétant le déploiement de l’attention visuo-spatiale et la temporal and contralateral positivity (Ptc). Des conditions dans lesquelles la cible était bleu ou rouge, lorsque comparées à des conditions avec une cible jaune ou verte suscitaient une N2pc plus précoce. Une amplitude plus élevée est aussi observée pour les cibles rouges pour les composantes Ppc et Ptc, reflétant une sélectivité pré-attentionelle. Ces résultats suggèrent de la prudence dans l’interprétation de données comparant des cibles de différentes couleurs dans des tâches de PÉs, et ce même lorsque les couleurs sont équiluminantes. / We investigated how target color affected behavioral and electrophysiological results in a visual search task. Perceptual and attentional mechanisms were tracked using the N2pc component of the event-related potential and other lateralized components. Four colors (red, green, blue, or yellow) were calibrated for each participant for luminance through heterochromatic flicker photometry and equated to the luminance of grey distractors. Each visual display contained 10 circles, 1 colored and 9 grey, each of which contained an oriented line segment. The task required deploying attention to the colored circle, which was either in the left or right visual hemifield. Three lateralized ERP components relative to the side of the lateral colored circle were examined: a posterior contralateral positivity (Ppc) prior to N2pc, the N2pc, reflecting the deployment of visual spatial attention, and a temporal and contralateral positivity (Ptc) following N2pc. Red or blue stimuli, as compared to green or yellow, had an earlier N2pc. Both the Ppc and Ptc had higher amplitudes to red stimuli, suggesting particular selectivity for red. The results suggest that attention may be deployed to red and blue more quickly than to other colors and suggests special caution when designing ERP experiments involving stimuli in different colors, even when all colors are equiluminant.

The objective of this study is to test whether human intentions to sustain or cease movements in right and left hands can be decoded reliably from spatially filtered single trial magneto-encephalographic (MEG) signals. This study was performed using motor execution and motor imagery movements to achieve a potential high performance Brain-Computer interface (BCI). Seven healthy volunteers, naïve to BCI technology, participated in this study. Signals were recorded from 275-channel MEG and synthetic aperture magnetometry (SAM) was employed as the spatial filter. The four-class classification for natural movement intentions was performed offline; Genetic Algorithm based Mahalanobis Linear Distance (GA-MLD) and direct-decision tree classifier (DTC) techniques were adopted for the classification through 10-fold cross-validation. Through SAM imaging, strong and distinct event related desynchronisation (ERD) associated with sustaining, and event related synchronisation (ERS) patterns associated with ceasing of hand movements were observed in the beta band (15 - 30 Hz). The right and left hand ERD/ERS patterns were observed on the contralateral hemispheres for motor execution and motor imagery sessions. Virtual channels were selected from these cortical areas of high activity to correspond with the motor tasks as per the paradigm of the study. Through a statistical comparison between SAM-filtered virtual channels from single trial MEG signals and basic MEG sensors, it was found that SAM-filtered virtual channels significantly increased the classification accuracy for motor execution (GA-MLD: 96.51 ± 2.43 %) as well as motor imagery sessions (GA-MLD: 89.69 ± 3.34%). Thus, multiple movement intentions can be reliably detected from SAM-based spatially-filtered single trial MEG signals. MEG signals associated with natural motor behavior may be utilized for a reliable high-performance brain-computer interface (BCI) and may reduce long-term training compared with conventional BCI methods using rhythm control. This may prove tremendously helpful for patients suffering from various movement disorders to improve their quality of life.

La capacité du système visuel humain à compléter une image partiellement dévoilée et à en dériver une forme globale à partir de ses fragments visibles incomplets est un phénomène qui suscite, jusqu’à nos jours, l’intérêt de nombreux scientifiques œuvrant dans différents milieux de recherche tels que l’informatique, l’ingénierie en intelligence artificielle, la perception et les neurosciences. Dans le cadre de la présente thèse, nous nous sommes intéressés spécifiquement sur les substrats neuronaux associés à ce phénomène de clôture perceptive. La thèse actuelle a donc pour objectif général d’explorer le décours spatio-temporel des corrélats neuronaux associés à la clôture perceptive au cours d’une tâche d’identification d’objets. Dans un premier temps, le premier article visera à caractériser la signature électrophysiologique liée à la clôture perceptive chez des personnes à développement typique dans le but de déterminer si les processus de clôture perceptive reflèteraient l’interaction itérative entre les mécanismes de bas et de haut-niveau et si ceux-ci seraient sollicités à une étape précoce ou tardive lors du traitement visuel de l’information. Dans un deuxième temps, le second article a pour objectif d’explorer le décours spatio-temporel des mécanismes neuronaux sous-tendant la clôture perceptive dans le but de déterminer si les processus de clôture perceptive des personnes présentant un trouble autistique se caractérisent par une signature idiosyncrasique des changements d’amplitude des potentiels évoqués (PÉs). En d’autres termes, nous cherchons à déterminer si la clôture perceptive en autisme est atypique et nécessiterait davantage la contribution des mécanismes de bas-niveau et/ou de haut-niveau. Les résultats du premier article indiquent que le phénomène de clôture perceptive est associé temporellement à l’occurrence de la composante de PÉs N80 et P160 tel que révélé par des différences significatives claires entre des objets et des versions méconnaissables brouillées. Nous proposons enfin que la clôture perceptive s’avère un processus de transition reflétant les interactions proactives entre les mécanismes neuronaux œuvrant à apparier l’input sensoriel fragmenté à une représentation d’objets en mémoire plausible. Les résultats du second article révèlent des effets précoces de fragmentation et d’identification obtenus au niveau de composantes de potentiels évoqués N80 et P160 et ce, en toute absence d’effets au niveau des composantes tardives pour les individus avec autisme de haut niveau et avec syndrome d’Asperger. Pour ces deux groupes du trouble du spectre autistique, les données électrophysiologiques suggèrent qu’il n’y aurait pas de pré-activation graduelle de l’activité des régions corticales, entre autres frontales, aux moments précédant et menant vers l’identification d’objets fragmentés. Pour les participants autistes et avec syndrome d’Asperger, les analyses statistiques démontrent d’ailleurs une plus importante activation au niveau des régions postérieures alors que les individus à développement typique démontrent une activation plus élevée au niveau antérieur. Ces résultats pourraient suggérer que les personnes du spectre autistique se fient davantage aux processus perceptifs de bas-niveau pour parvenir à compléter les images d’objets fragmentés. Ainsi, lorsque confrontés aux images d’objets partiellement visibles pouvant sembler ambiguës, les individus avec autisme pourraient démontrer plus de difficultés à générer de multiples prédictions au sujet de l’identité d’un objet qu’ils perçoivent. Les implications théoriques et cliniques, les limites et perspectives futures de ces résultats sont discutées. / The human visual system has come to prevail over partially hidden boundaries and edges of objects in order to render a unified and holistic representation of the surrounding world. This phenomenon, also referred to as perceptual closure, was further investigated in the context of this current thesis. More precisely, this doctoral thesis aimed at examining the neural mechanisms underlying perceptual closure processes. In order to achieve this goal, the first study to track the spatio-temporal dynamics of electrical brain activity during a pictorial object recognition task to determine whether closure processes are reflect an interplay between low-level and higher-level mechanisms and whether they are solicited during early or late stages of visual processing. We found that perceptual closure is temporally linked to the occurrence of the N80 and P160 which is the earliest negative ERP component sensitive to closure processes reported until now in previous similar studies. Results indicate that closure processes are implicated earlier during visual processing of fragmented object images. We propose here that perceptual closure is a transitional process that reflects the proactive interactions between neural mechanisms trying to match fragmented current sensory input with memory representations. Furthermore, the second study sought to explore the time-course of neural correlates underpinning perceptual closure, during an object recognition task, to determine whether closure processes are associated with an abrupt or gradual change in ERP responses in adults with high functioning autism (HFA), Asperger’s Syndrome (AS) and in typically developing (TD) individuals. We found that, in individuals with HFA and AS, perceptual closure was associated with changes in early ERP (N80 and P160) responses for fragmentation and identification effects, while there were no significant modulations of later ERP responses. However, for TD individuals, perceptual closure was characterized by significant differences in early ERP responses (N80 and P160) between objects and non-objects as well as gradual modulations in late ERP responses for identification effects (450-550ms). Our results suggest that adults with autism rely mostly on low-level processes to achieve closure and do not illustrate the characteristic interplay between early and late ERP responses observed in typically developed individuals, thus revealing the atypicality of perceptual closure mechanisms in this population. We propose here that the interactive matching of incoming fragmented visual information with corresponding candidate object representations is atypical in individuals with autism. Following these articles, we will discuss the theoretical and clinical implications of this work. Finally, we will also propose limitations within our studies and discuss new perspectives for future research.

This dissertation investigates how grammatical functions in transitive sentences (i.e., `subject' and `direct object') are distributed in written Swedish discourse with respect to morphosyntactic as well as semantic and referential (i.e., prominence-based) information. It also investigates how assignment of grammatical functions during on-line comprehension of transitive sentences in Swedish is influenced by interactions between morphosyntactic and prominence-based information. In the dissertation, grammatical functions are assumed to express role-semantic (e.g., Actor and Undergoer) and discourse-pragmatic (e.g., Topic and Focus) functions of NP arguments. Grammatical functions correlate with prominence-based information that is associated with these functions (e.g., animacy and definiteness). Because of these correlations, both prominence-based and morphosyntactic information are assumed to serve as argument interpretation cues during on-line comprehension. These cues are utilized in a probabilistic fashion. The weightings, interplay and availability of them are reflected in their distribution in language use, as shown in corpus data. The dissertation investigates these assumptions by using various methods in a triangulating fashion. The first contribution of the dissertation is an ERP (event-related brain potentials) experiment that investigates the ERP response to grammatical function reanalysis, i.e., a revision of a tentative grammatical function assignment, during on-line comprehension of transitive sentences. Grammatical function reanalysis engenders a response that correlates with the (re-)assignment of thematic roles to the NP arguments. This suggests that the comprehension of grammatical functions involves assigning role-semantic functions to the NPs. The second contribution is a corpus study that investigates the distribution of prominence-based, verb-semantic and morphosyntactic features in transitive sentences in written discourse. The study finds that overt morphosyntactic information about grammatical functions is used more frequently when the grammatical functions cannot be determined on the basis of word order or animacy. This suggests that writers are inclined to accommodate the understanding of their recipients by more often providing formal markers of grammatical functions in potentially ambiguous sentences. The study also finds that prominence features and their interactions with verb-semantic features are systematically distributed across grammatical functions and therefore can predict these functions with a high degree of confidence. The third contribution consists of three computational models of incremental grammatical function assignment. These models are based upon the distribution of argument interpretation cues in written discourse. They predict processing difficulties during grammatical function assignment in terms of on-line change in the expectation of different grammatical function assignments over the presentation of sentence constituents. The most prominent model predictions are qualitatively consistent with reading times in a self-paced reading experiment of Swedish transitive sentences. These findings indicate that grammatical function assignment draws upon statistical regularities in the distribution of morphosyntactic and prominence-based information in language use. Processing difficulties in the comprehension of Swedish transitive sentences can therefore be predicted on the basis of corpus distributions.

Neuronal activity of monolingual and bilinguals to environmental sounds and words that are semantically related to them were studied using the mismatch negativity (MMN) component of event-related potentials. MMN was expected to reflect the language selection process in bilinguals on the bases of semantics and phonology. In this regard, as lexical stimuli, interlingual homophones ‘car’ and ‘kar’ (snow) were presented together with semantically related environmental sounds in a passive auditory oddball paradigm. The lexical stimuli were recorded by a native English speaker. Three Turkish-English late bilinguals and one native English speaker participated in the study. An early MMN was elicited in both groups with a distribution over the fronto-central and central areas across the scalp with highest peak amplitude at -2.5 with a 113 ms latency. This response indicates that participants of the study were sensitive to the acoustic changes in two different types of stimuli. The further investigation of the interplay between environmental sounds and semantics displayed no conclusive result due to lack of data. Finally, the brain responses gathered from the bilinguals were not enough to draw a conclusion. Whether the bilinguals were sensitive to the sub-phonemic cues in the presented auditory lexical stimuli or not were inconclusive. / Neuronal aktivitet av en- och tvåspråkiga till miljöljud och ord som är semantiskt relaterade till dem studerades med hjälp av Mismatch Negativity (MMN) komponent av event-relaterade potentialer. MMN förväntades spegla språkvalsprocessen i tvåspråkiga baserad på semantik och fonologi. I detta avseende presenterades interlingual-homofoner ’car’ (bil) och ’kar’ (snö) som lexikala stimuli tillsammans med semantiskt besläktade miljöljud i ett passivt auditivt oddball paradigm. De lexikala stimuli spelades in av en modersmålstalare av engelska. Tre turkiska-engelska sena tvåspråkiga och en modersmålstalare av engelska deltog i studien. En tidig MMN framkallades i båda grupperna med en fördelning över de främre central- och centrala områdena över skalp med amplitud vid -2,5 med 113 ms latens. Detta indikerar att deltagarna var sensitiva till de akustiska förändringarna mellan de två olika typerna av stimuli. Den vidare undersökningen av samspelet mellan miljöljud och semantik visade inget avgörande resultat. Dessutom, var det också ett inkonklusivt resultat som handlade om att huruvida tvåspråkiga deltagarna använde subfonemiska signalerna i de presenterade auditiva lexikala stimuli eller inte.

INTRODUÇÃO: Os Potenciais Evocados Auditivos, associados à avaliação comportamental, podem ser uma ferramenta útil no diagnóstico e no monitoramento das mudanças ocorridas no Sistema Nervoso Auditivo Central em indivíduos com Transtorno de Processamento Auditivo (Central) submetidos a Treinamento Auditivo. OBJETIVOS: Os objetivos deste estudo foram caracterizar o P300 em crianças com Transtorno de Processamento Auditivo (Central) e verificar a evolução dos achados deste potencial frente ao Treinamento Auditivo. MÉTODOS: Participaram do estudo 29 indivíduos com Transtorno de Processamento Auditivo (Central) (Grupo Estudo) e 29 indivíduos sem Transtorno de Processamento Auditivo (Central) (Grupo Controle) com idades entre oito e 16 anos. Todos os indivíduos foram submetidos à avaliação inicial do processamento auditivo (central) e a uma primeira gravação do P300. O Grupo Estudo foi submetido a um programa de Treinamento Auditivo em cabina acústica durante oito sessões e, um mês após o término deste período, foi realizada nova avaliação do processamento auditivo (central) e nova gravação do P300. O Grupo Controle foi submetido a uma nova avaliação do P300 após três meses da avaliação inicial. RESULTADOS: Para os testes comportamentais, houve diferença estatisticamente significante em todos os testes quando comparados o Grupo Estudo ao Grupo Controle e nas situações pré e pós Treinamento Auditivo do Grupo Estudo. Quando comparados os dados eletrofisiológicos do Grupo Estudo antes e após o Treinamento Auditivo, houve diferença estatisticamente significante para a latência da onda P300. No Grupo Controle, não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes nos dados eletrofisiológicos entre a avaliação inicial e a final. Na comparação entre o Grupo Estudo e o Grupo Controle antes do Treinamento Auditivo, houve diferença estatisticamente significante nas medidas de latência e de amplitude e, após o Grupo Estudo ser submetido ao Treinamento Auditivo, houve diferença estatisticamente significante apenas na amplitude entre os dois grupos. CONCLUSÕES: O P300 mostrou-se um instrumento útil no diagnóstico e no monitoramento da reabilitação de crianças com Transtorno de Processamento Auditivo (Central). / INTRODUCTION: Auditory Evoked Potentials associated to behavioral assessment may be a useful tool for the diagnosis and monitoring of changes in the Auditory Central Nervous System of individuals with (Central) Auditory Processing Disorder submitted to Auditory Training. AIM: The aims of this study were to characterize the P300 of children with (Central) Auditory Processing Disorder and to verify the improvement of this potentials findings after the Auditory Training. METHOD: 29 individuals with (Central) Auditory Processing Disorder (Study Group) and 29 individuals without (Central) Auditory Processing Disorder (Control Group), ranging in age from eight to 16 years old took part in this study. All of them underwent the initial assessment of (Central) Auditory Processing and a first recording of P300. The Study Group underwent an Auditory Training program in acoustic booth during eight sessions, and a month after the end of this period, a new (Central) Auditory Processing assessment and a new recording of P300 were performed. The Control Group underwent a new recording of P300 three months after the initial assessment. RESULTS: Significant statistical differences were found in all behavioral tests when the Study Group was compared to the Control Group, and in the pre and post Auditory Training situations of the Study Group. When the electrophysiological data of the Study Group was compared before and after the Auditory Training, there was a significant statistical difference for the latency of wave P300. In the Control Group, no significant statistical differences were found between the initial and the final assessments. Comparing the Study Group and the Control Group before the Auditory Training, it was observed a significant statistical difference concerning measures of latency and amplitude, and after the Auditory Training of the Study Group, it was observed a significant statistical difference between the two groups only regarding the amplitude. CONCLUSIONS: P300 showed to be a useful instrument for the diagnosis and monitoring the rehabilitation of children with (Central) Auditory Processing Disorder