Visual Evoked Potentials (VEP) är en elektrofysiologisk undersökningsmetod som används inom klinisk neurofysiologi. Undersökningen görs för att analysera synnervsfunktionen. Metoden går ut på att mäta den tid det tar för synbarken att registrera visuella synintrycken som näthinnan utsätts för. För att en optimal tolkning av det människan ser ska kunna ske måste elektriska signaler kunna fortledas från näthinnan till synbarken via en fullt fungerande, frisk synnerv. Skador på synnerven beror oftast på optikusneurit och misstänks oftast vara ett tidigt tecken multipel skleros. Undersökningen är därför ett viktigt komplement för diagnostiska ändamål. Syftet med studien var att jämföra normalvärden från befintlig apparatur med ny apparatur som kan komma att användas till VEP-undersökningar. Även en jämförelse av normalvärden med standardrutor och större rutor gjordes för att eventuellt kunna använda större rutor på patienter med försämrad visus. Undersökning hur normalvärden skiljer sig beroende på kön och ålder gjordes också. Totalt deltog 28 deltagare varav 27 deltagares rådata samlades in och analyserades genom stapeldiagram, t-test och korrelationsdiagram. Deltagarna var mellan 20-70år och delades upp i 18 kvinnor och 9 män. Utifrån studiens resultat kan ett påstående om att ny apparatur kan komma till att kunna användas med samma normalvärde för befintlig apparatur. Även större rutor visades kunna vara användbara vid behov. Dock behöver studien fortsätta med en större testgrupp för att erhålla tillförlitliga resultat rent kliniskt. / Visual evoked potentials (VEP) is an electrophysiological method which is done by the clinical neurophysiology clinics. The examination is done when the purpose is to analyze the visual pathways. The method is done by measuring the latency from the retina to the occipital lobe. In order for the brain to understand an image the optic nerve needs to be intact and fully functional. Nerve damage in the optic nerve occurs often from optikusneuritis. Optikusneuritis is often assumed as an early sign of multiple sclerosis. This study is therefore an important complement for diagnostic purposes. The purpose of this study was to compare normal values from the existing equipment with the new equipment so the new equipment can be used for VEP-examinations. A comparison of normal values for standard squares and lager squares was also made, to potentially use larger squares in patients with deteriorated visual acuity. The study investigated also how normal values differ according to gender and age. A total of 28 participant participated in the study, of which 27 participants values were analyzed. The results were analyzed by bar graphs, t-test and correlation charts. The participants were 18 women and 9 men between 20-70 years. Based on the results of the study, a claim that the new equipment may be used with the same normal values as the existing equipment. Even larger squares were shown to maybe be useful when needed in some patients. However, the study needs to continue with a larger test group to obtain reliable results. This so the clinic can use the new equipment in VEP’s.

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Les interfaces cerveau-machine (ICM) ouvrent des voies de communication alternatives entre le cerveau et son environnement. Elles peuvent être utilisées pour supplanter une fonction biologique défaillante ou pour permettre de nouveaux modes d’interaction à l’utilisateur. Les ICM de sortie, dont le fonctionnement se base sur la lecture de données biologiques, nécessitent la mesure de signaux de contrôle stables dans le temps et dans la population. La recherche de tels signaux et leur calibration sont des étapes clefs dans la conception d’une ICM. Cette étude s’intéresse en premier lieu aux ICM utilisant les potentiels évoqués visuels comme signaux de contrôle. Un modèle est proposé pour la prédiction individuelle de ces potentiels en régime permanent, c’est-à-dire lorsqu'ils sont issus d’une stimulation périodique. Ce modèle utilise une sommation linéaire corrigée en amplitude de la réponse à des stimulations visuelles discrètes pour prédire quantitativement la nature et la localisation spatiale de la réponse à des stimulations répétées. Les signaux modélisés sont ensuite utilisés en temps réel comme base de comparaison pour décoder les signaux électroencéphalographiques d’une ICM. Dans une deuxième partie, un paradigme est proposé pour le développement d’ICM cognitives, c’est-à-dire permettant la mesure de fonctions cérébrales de haut niveau. L’originalité du paradigme réside dans la volonté de mesurer la cognition en continu plutôt que son influence sur des événements discrets. Une expérience visant à discriminer différents états d’attention visuelle soutenue est proposée, avec l’ambition d’une mesure en temps réel pour le développement de systèmes de neurofeedback. / Brain-computer interfaces (BCIs) offer alternative communication pathways between the brain and its environment. They can be used to replace a defective biological function or to provide the user with new ways of interaction. Output BCIs, which are based on the reading of biological data, require the measurement of control signals as stable as possible in time and in the population. Identification and calibration of such signals are crucial steps in the conception of a BCI.The first part of this study focuses on BCIs using visual evoked potentials (VEPs) as control signals. A model is proposed to predict steady-state VEPs individually, i.e. to predict the response of a given subject’s brain to periodic visual stimulations. This model uses a linear summation of transient VEPs and an amplitude correction for quantitative prediction of the shape and spatial organization of the brain response to repeated stimulations. The simulated signals are then used as a basis of comparison for real-time decoding of electroencephalographic signals in a BCI.In the second part of this study, a paradigm is proposed for the development of cognitive BCIs, i.e. for the real-time measuring of high-level brain functions. The originality of the paradigm lies in the fact that correlates of cognition are measured continuously, instead of being observed on discrete events. An experiment with the purpose of discriminating between several levels of sustained visual attention is proposed, with the ambition of real-time measurement for the development of neurofeedback systems.

Malgré les récents progrès dans la prise en charge des patients en réanimation, la mortalité en réanimation reste élevée: environ 30%. L’atteinte cérébrale en est un déterminant majeur. Le concept de l'implication d'un dysfonctionnement du tronc cérébral dans la survenue de la mort en réanimation est bien établi. Cependant, les signatures neurophysiologiques de cette atteinte du tronc cérébral ne sont pas encore bien caractérisées. Certains paramètres de l'électroencéphalogramme (EEG) et des potentiels évoqués (PE) pourraient permettre l'évaluation de l'état fonctionnel du tronc cérébral en réanimation. La réactivité de l'EEG aux stimulations nociceptives permet de tester le fonctionnement du tronc cérébral par la voie extra-lemniscale (spino-thalamique). Les potentiels somesthésiques (PES) et auditifs précoces (PEAP) explorent respectivement les voies lemniscale médiane et lemniscale latérale dans le tronc cérébral.Dans les travaux présentés ici, nous avons évalué les anomalies de réponses neurophysiologiques du tronc cérébral et leur impact sur le pronostic dans différentes cohortes de patients en soins intensifs. En effet, le manque de réactivité de l'EEG à la stimulation douloureuse, ainsi que l'allongement du temps de conduction subcortico-corticale (PES P14-N20_ IPL) ont été chacun indépendamment corrélé à la mort en réanimation. L'allongement du temps de conduction ponto-mésencéphalique (PEAP III-V _ IPL) a tendance à être associé à l'apparition du délire ou du réveil retardé. Nos travaux fournissent des substrats neurophysiologiques des dysfonctionnements du tronc cérébral observés chez les patients gravement malades et leur relation avec le pronostic. Des études avec d'autres marqueurs neurophysiologiques ciblant le tronc cérébral comme les enregistrements du réflexe de clignement, des PE laser et des PE respiratoires, sont nécessaires. / Despite recent progress in the management of critically ill patients, mortality in the ICU remains high (around 30%). Neurological impairment is a major determinant of mortality in ICU. It has been hypothesithed that brainstem dysfunction might play a role in mortality in the ICU. However, neurophysiological signatures of brainstem failure in ICU patients have not yet been characterized. Electroencephalogram (EEG) and sensorial evoked potentials (EP) parameters could enable the assessment of the functional status of the brainstem at the bedside in the ICU. EEG reativity to intense painful stimuli allows testing the proper functioning of the brainstem via the extra-lemniscal pathway (spino-thalamic). Somatosensory (SSEP) and brainstem auditory (BAEP) evoked potentials respectively explore the median lemniscal and the lateral lemniscal pathways within the brainstem.In the works presented here, we assessed brainstem neurophysiological responses' and their impact on prognosis in various cohorts of critically ill patients. A lack of EEG reactivity to painful stimulation as well as the lengthening of subcortico-cortical conduction time (SSEP P14-N20_ IPL) was each independantly correlated with death in the ICU. The lengthening of ponto-mesencephalic conduction time (BAEP III-V _ IPL) tended to be associated with the onset of delirium or delayed awakening. Our work provides neurophysiological substratum for the concept of the brainstem dysfunctions in critically ill patients and their relationship with prognosis. Supplemental studies with other neurophysiological markers involving the brainstem such as recordings of blink reflexes, laser EP and respiratory EP, are needed to confirm these results.

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Flow is a mental state characterised by a feeling of energised focus, complete involvement and success when fully immersed in an activity. The dimensions of and the conditions required for flow to occur have been explored in a broad spectrum of situational contexts. The close relationship between flow and peak performance sparked an interest in ways to induce flow. However, any process of flow induction requires a measure to trace the degree to which flow is in fact occurring. Self-reports of the flow experience are subjective and provide ad hoc information. Psycho-physiological measures, such as EEG, can provide objective and continuous indications of the degree to which flow is occurring. Unfortunately few studies have explored the relationships between psycho-physiological measures and flow. The present study was an attempt to determine the EEG correlates of flow under conditions of peak performance. Twenty participants were asked to perform a continuous visuomotor task 10 times. Time taken per task was used as an indicator of task performance. EEG recordings were done concurrently. Participants completed an Abbreviated Flow Questionnaire (AFQ) after each task and a Game Flow Inventory (GFI) after having finished all 10 tasks. On completion, performance times and associated flow scores were standardised where after the sample was segmented into a high flow - peak performance and a low flow - low performance level. Multi-variate analysis of variance (MANOVA) was conducted on the performance, flow and EEG data to establish that a significant difference existed between the two levels. In addition, a one-way analysis of variance between high and low flow data was conducted for all variables and main effects were established. Inter-correlations of all EEG data at both levels were then conducted across four brain sites (F3, C3, P3, O1). In high flow only, results indicated increased lobeta power in the sensorimotor cortex together with a unique EEG pattern showing beta band synchronisation between the prefrontal and sensori-motor areas and de-synchronisation between all other areas, while all other frequencies (delta, theta, alpha, lobeta, hibeta, and gamma) remained synchronised across all scalp locations. These findings supported a theoretical neuropsychological model of flow. / Psychology / D. Com. (Consulting Psychology)

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται μια προσπάθεια αντικειμενοποίησης και μοντελοποίησης του μετεγχειρητικού πόνου συνεπεία προγραμματισμένων ορθοπαιδικών επεμβάσεων στην άρθρωση του γόνατος με την βοήθεια εργαλείων μηχανικής μάθησης. Σκοπός της εν λόγω μοντελοποίησης είναι η δημιουργία ενός ευφυούς συστήματος αξιολόγησης και εκτίμησης του μετεγχειρητικού πόνου και η εξέταση της υπόθεσης του κατά πόσο η χρήση ως παραμέτρου μιας αντικειμενικής τιμής όπως αυτή που προέρχεται από την καταγραφή των σωματοαισθητικών προκλητών δυναμικών μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια του συστήματος μας. Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν παράμετροι από το ιστορικό του ασθενούς, τα σωματομετρικά του χαρακτηριστικά, τα δεδομένα του χειρουργείου και της αναλγησίας που δόθηκε σε αυτό, η αυτοαξιολόγηση του ίδιου του ασθενούς μέσω της κλίμακας αυτοαξιολόγησης του πόνου NRS και τέλος αυτό που διαφοροποιεί την παρούσα διπλωματική είναι η προσπάθεια συσχέτισης μιας αντικειμενικής παραμέτρου που τα τελευταία χρόνια έχει συσχετιστεί με τον πόνο, αυτή των σωματοαισθητικών προκλητών δυναμικών. / In this paper we made an attempt of objectification and modeling of postoperative pain as a result of planned orthopedic surgery in the knee joint with the help of machine learning tools. The purpose of this modeling is to create an intelligent system evaluation and assessment of postoperative pain and the case is whether the use as an objective parameter value as derived from the recording of somatosensory evoked potentials may affect the accuracy of the system our. Specific parameters used by the patient's history, the anthropometric characteristics, data of surgery and analgesia given to this, self-evaluation of the patient using the scale of self-assessment of pain NRS and finally what differentiates this thesis is the attempt correlation of an objective parameter in recent years has been associated with pain, that of somatosensory evoked potentials.

Des sons émotionnels furent présentés comme stimuli cibles lors d'une tâche auditive de type oddball. Les effets acoustiques furent départagés des effets émotionnels à l'aide d'une tâche contrôle similaire utilisant une version brouillée des sons originaux et dépourvue de propriétés émotionnelles. Les résultats du oddball émotionnel qui ont différé du oddball contrôle ont montré des effets de valence inversés dans les composantes électrophysiologiques P2 et P300; la valence négative ayant une amplitude plus grande dans la fenêtre de 130-270ms mais moins intense autour de 290-460ms, lorsque comparée aux valences positives et neutres. Les résultats P2 peuvent être interprétés comme une mobilisation attentionnelle précoce privilégiant les stimuli potentiellement dangereux, tandis que les résultats de la P300 pourrait indiquer une évaluation moins détaillée de ces stimuli. / In an auditory oddball task, negatively (disgust) and positively (laughter) valenced sounds were presented as rare targets. To disentangle acoustic effects from emotional ones, a control oddball was conceived with a non‐emotional scrambled version of the original target sounds as rare targets. Results from the emotional oddball that differed from the control oddball showed an inverse effect of valence in the P2 and P300 range, with negative valence having higher mean amplitude values in the 130‐270ms range, but lower values in the 290‐460 range when compared to ERPs elicited by positive and neutral valence. The P2 results are interpreted as early mobilization of attentional resources towards potentially threatening stimuli, while the P300 results could reflect less detailed evaluation of such stimuli.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.