La scolarisation des élèves en situation de handicap sur le plan cognitif, désignés comme handicapés mentaux, connaît en France une forte expansion depuis la loi du 11 février 2005. Le paradigme inclusif, encadré par une législation européenne et internationale, y contribue largement, tout comme l’influence des disability studies. Assurant un accompagnement pédagogique à l’inclusion des élèves dans les classes ordinaires, l’Unité Localisée pour l’Inclusion Scolaire est un dispositif dont les modalités d’organisation, particulièrement en second degré, varient selon les contextes académiques. Si l’inclusion se développe significativement au collège, la présence de ces élèves au lycée professionnel date seulement d’une dizaine d’années et se confronte à des résistances créant des effets de liminalité. À travers un recueil de données ethnographiques (observations, documents de terrain) et l’analyse d’entretiens semi-directifs de type compréhensif réalisés auprès de trente-six élèves et d’une trentaine de professionnels de l’école (coordonnateurs, enseignants, COP, responsables institutionnels), nous analysons les processus en œuvre dans les procédures d’orientation scolaire des élèves du second degré bénéficiant du cadre de l’ULIS. Fondées sur la mise en place du Parcours Avenir, ces pratiques empruntent de nouvelles voies pour des élèves dont l’orientation a été, jusque récemment, majoritairement tournée vers la filière médico-sociale. Notre analyse s’attache à montrer comment l’ULIS peut, dans certaines conditions, fournir les bases d’un environnement socialisant et capacitant afin d’ouvrir des perspectives de formation aux élèves en situation de handicap cognitif. / In France, the education of students with cognitive disorders, labelled as mentally disabled, has been growing since the act of the 11 of February 2005. The inclusion paradigm that is ruled by law at the European and international levels, has greatly influenced this development as well as the disability studies. The ULIS, provide some pedagogical support to include Special Education Needs students into mainstream classrooms. The organization of such a device varies according to context and education areas. If inclusion has significantly increased in lower secondary schools, the attendance of students with cognitive disabilities in vocational schools has started only ten years ago and the process faces liminality challenges. Thanks to the collection of ethnographic data based on observation and documents analysis as well as the completion of semi-directive face-to-face interviews conducted with 36 students and 30 educational professionals (coordinators, teachers, orientation counsellors, management staff), we set out to analyse the undergoing process for the orientation practices of ULIS students in secondary education. Based on the implementation of the Parcours Avenir project, these guidance practices open up new perspectives for these students whose orientation has been mainly guided by socio-therapeutic approaches. We show how the ULIS device, under specific conditions, can offer the basis for a socializing and empowering environment that contributes to open up new training perspectives to students with cognitive disabilities.

La prise en charge des personnes âgées présentant une maladie neurodégénérative aboutissant à des troubles cognitifs et une démence représente un enjeu majeur de santé. Il est important de concevoir des outils pour aider les cliniciens à mieux prendre en charge les patients par la stimulation. L’Environnement Enrichi – favorisant les stimulations cognitives, physiques et sociales dans un contexte émotionnel positif – apparait être une puissante stratégie non-médicamenteuse pour réduire ou retarder les évolutions des processus neurodégénératifs et les pertes cognitives. Dans cette approche, l’hypothèse de l’Enrichissement Cognitif stipule que les comportements qu’adopte un individu tout au long de sa vie vont avoir un impact sur le fonctionnement de son cerveau, même à l’âge avancé. C’est dans cette idée que les Jeux Vidéo et les Serious Games à activité physique sont utilisés. X-Torp est un Serious Game d’action conçu pour être accessible et stimulant pour les sujets âgés en bonne santé et présentant une Maladie Neurodégénérative due à un trouble cognitif léger ou une démence de type Alzheimer. Le joueur incarne un sous-marin et est plongé dans un monde quasi maritime où seules quelques îles sont en surface. Il doit ainsi évoluer dans un scénario pour monter en grade à travers la réalisation de missions et d’affrontements en mer. X-Torp est jouable sur Microsoft® Kinect™ pour PC. L’objectif de cette thèse est de présenter l’ensemble des travaux scientifiques entrepris pour (1) concevoir une première version du jeu ; (2) la tester chez les populations cibles et (3) concevoir en conséquence une seconde version commercialisable / The care of elderly people affected by neurodegenerative diseases leading to cognitive impairment and dementia represents a major challenge in the healthcare domain. It is important to design tools that can help clinicians to better treat these patients through stimulation. Enriched Environments - which favor cognitive and physical stimulations in a positive emotional context – look like a powerful non-pharmacological strategy to reduce or delay the evolution of neurodegenerative processes, and the consequent cognitive disorders. Based on this approach, the Enriched Environment hypothesis states that the behavior of an individual during the lifetime, even during old age, affect his brain functioning. Video Games and Serious Games implying physical activity are used in this context. X-Torp is an action Serious Game conceived to be usable and stimulating for healthy elderly people and people with neurodegenerative disorders leading to Mild Cognitive Impairment or to Alzheimer’s’ dementia. The player takes the command of a submarine and is immersed in a sea-world where only a few islands appear on the surface. The player needs to advance in the game scenario to improve his grade position accomplishing missions and battling over the sea. X-Torp is played with Microsoft® Kinect™ for PC. The aim of this thesis is to present the scientific work undergone to (1) conceive and design the first game version; (2) test this version on the target populations, and (3) based on the results, design a second game version ready to be commercialized

Cette étude vise à décrire les différences liées à l'âge sur le plan cognitif en fonction du niveau de l'habileté créative des personnes. Sachant que le vieillissement normal est accompagné d'un déclin cognitif, celles-ci présentent-elles un vieillissement plus favorable c'est-à-dire des effets de l'âge moins prononcés sur le plan cognitif ? L'indice de " créativité " nécessite plus de stimulation cognitive qu'un indicateur de " stimulation classique " tel que les mots croisés, la lecture et met en jeu aussi des aspects motivationnels qui pourraient multiplier le caractère stimulant de l'activité créative d'où son intérêt pour cette recherche. Pour cela, chaque participant est évalué selon différentes mesures cognitives (mémoire de travail, raisonnement, vocabulaire et vitesse de traitement). La créativité a été évalué à l'aide des épreuves de créativité les plus courantes qui sont les tests de pensée divergente et les épreuves d'insight.

À tout âge, l’exercice physique peut être bénéfique au fonctionnement cognitif. Étant quotidiennement confrontés à des situations d’apprentissage, l’enfant et l’adolescent constituent une population particulièrement susceptible de profiter de ces bienfaits. Cependant, il importe de préciser et d’étudier les facteurs qui influencent la relation entre l’exercice physique et la cognition. L’objectif général de cette thèse était d’examiner, à l’aide de mesures électrophysiologiques, les effets aigus et chroniques de l’exercice physique sur les mécanismes neurophysiologiques du fonctionnement cognitif de l’enfant. Une première étude a apprécié la durée des effets aigus de l’exercice physique. Les résultats de ces travaux suggèrent qu’une séance ponctuelle d’exercice physique augmente la vigilance pendant au moins 30 min. Toujours dans un contexte d’effets aigus de l’exercice, l’impact de la demande cognitive de la tâche et de l’âge ont été examinés dans une seconde étude. Les résultats ne révèlent aucune interaction avec l’âge, cependant ils indiquent une spécificité pour les processus plus complexes du traitement de l’information. Enfin, une troisième étude a évalué l’effet de l’exercice physique chronique dans le cadre d’un programme d’activités physiques de 12 semaines. Aucun changement n’a été observé quant à l’aptitude cardiovasculaire ou la performance cognitive suite au programme. Une condition physique initialement élevée des participants pourrait expliquer ce résultat. En résumé, peu importe la condition physique de l’enfant, un exercice physique aigu d’intensité moyenne est bénéfique à la vigilance et à certains aspects du traitement cognitif de l’information. Les effets observés semblent suffisamment durables pour avoir un impact positif sur l’apprentissage en classe après une récréation ou un cours d’éducation physique. / Exercise can be beneficial for cognitive functioning throughout lifespan. Children and adolescents may particularly benefit from the effects of exercise on cognition as they continually face learning situations. However, it is important to identify and to study the factors that influence the relationship between exercise and cognition. The general objective of this thesis was to examine, with electrophysiological measures, the acute and chronic effects of exercise on electrophysiological mechanisms of cognitive functioning in children. A first study appreciated the duration of the acute effect of a single session of exercise. The results suggested that a single session of exercise increases vigilance for at least 30 min. Still in a context of acute exercise, the impact of the cognitive demand of the task and age were examined in a second study. Although the results did not reveal any significant interaction with age, they indicated specific benefits for the more complex cognitive processes compare to more automatic processes. Finally, a third study evaluated the effect of a 12-week program of physical activity. Following the 12-week program, no change was observed neither for the cardiovascular function nor the cognitive performance. The fact that participants already demonstrated a high level of fitness at baseline may explain this result. In conclusion, regardless of a child’s fitness level, it appears that an exercise of moderate intensity improves vigilance and some aspects of information processing. The observed effects appear to last long enough to have a positive impact on classroom learning after a recess or a physical education class.

À tout âge, l’exercice physique peut être bénéfique au fonctionnement cognitif. Étant quotidiennement confrontés à des situations d’apprentissage, l’enfant et l’adolescent constituent une population particulièrement susceptible de profiter de ces bienfaits. Cependant, il importe de préciser et d’étudier les facteurs qui influencent la relation entre l’exercice physique et la cognition. L’objectif général de cette thèse était d’examiner, à l’aide de mesures électrophysiologiques, les effets aigus et chroniques de l’exercice physique sur les mécanismes neurophysiologiques du fonctionnement cognitif de l’enfant. Une première étude a apprécié la durée des effets aigus de l’exercice physique. Les résultats de ces travaux suggèrent qu’une séance ponctuelle d’exercice physique augmente la vigilance pendant au moins 30 min. Toujours dans un contexte d’effets aigus de l’exercice, l’impact de la demande cognitive de la tâche et de l’âge ont été examinés dans une seconde étude. Les résultats ne révèlent aucune interaction avec l’âge, cependant ils indiquent une spécificité pour les processus plus complexes du traitement de l’information. Enfin, une troisième étude a évalué l’effet de l’exercice physique chronique dans le cadre d’un programme d’activités physiques de 12 semaines. Aucun changement n’a été observé quant à l’aptitude cardiovasculaire ou la performance cognitive suite au programme. Une condition physique initialement élevée des participants pourrait expliquer ce résultat. En résumé, peu importe la condition physique de l’enfant, un exercice physique aigu d’intensité moyenne est bénéfique à la vigilance et à certains aspects du traitement cognitif de l’information. Les effets observés semblent suffisamment durables pour avoir un impact positif sur l’apprentissage en classe après une récréation ou un cours d’éducation physique. / Exercise can be beneficial for cognitive functioning throughout lifespan. Children and adolescents may particularly benefit from the effects of exercise on cognition as they continually face learning situations. However, it is important to identify and to study the factors that influence the relationship between exercise and cognition. The general objective of this thesis was to examine, with electrophysiological measures, the acute and chronic effects of exercise on electrophysiological mechanisms of cognitive functioning in children. A first study appreciated the duration of the acute effect of a single session of exercise. The results suggested that a single session of exercise increases vigilance for at least 30 min. Still in a context of acute exercise, the impact of the cognitive demand of the task and age were examined in a second study. Although the results did not reveal any significant interaction with age, they indicated specific benefits for the more complex cognitive processes compare to more automatic processes. Finally, a third study evaluated the effect of a 12-week program of physical activity. Following the 12-week program, no change was observed neither for the cardiovascular function nor the cognitive performance. The fact that participants already demonstrated a high level of fitness at baseline may explain this result. In conclusion, regardless of a child’s fitness level, it appears that an exercise of moderate intensity improves vigilance and some aspects of information processing. The observed effects appear to last long enough to have a positive impact on classroom learning after a recess or a physical education class.

La littérature indique que les consommateurs de cannabis sont fragilisés, tant au niveau émotionnel que cognitif. Nous pensions que ces dysfonctionnements pouvaient être associés à un appauvrissement du rappel autobiographique. Nous observons en effet, au travers cette étude exploratoire, que les usagers réguliers de cannabis éprouvent des difficultés à récupérer des évènements autobiographiques spécifiques, ce qui est révélateur d’un biais de surgénéralité. Il apparaît que la fonction adaptative que revêt l’usage de cannabis influence le rappel d’évènements généraux chez les usagers, bien plus que ne le font les facteurs représentatifs de leur fonctionnement émotionnel. Par conséquent, nous suggérons qu’au sein de cette population, la fonction «adaptative de l’usage, illustre, bien plus que d’autres facteurs prédicteurs, l’hypothèse d’évitement fonctionnel (Williams, 2006) afin d’expliquer la survenue de ce biais de surgénéralité. Au regard, à présent, de la valence émotionnelle des évènements autobiographiques rappelés par les usagers, cette recherche ne nous a pas permis de mettre en évidence de surreprésentation des évènements négatifs au sein du rappel autobiographique des usagers, contrairement à ce que nous envisagions au regard de la littérature. Il est possible de penser que ces résultats sont dus, entre autre, à l’effet des cannabinoïdes sur la modulation des émotions. Toutefois, afin de nous en assurer, nous aurions besoin que d’autres recherches s’attèlent à répondre sur cette question. / The literature indicates that cannabis users are vulnerable, both emotionally and cognitively. We expected that these dysfunctions may be associated with a loss of autobiographical recall. Indeed, through this exploratory study, we observe that regular cannabis users have difficulties to retrieve specific autobiographical events, which is indicative of a surgenerality bias. It appears that adaptive use motivation influences the recall of general events in users, much more than the representative factors of their emotional functioning. Therefore, we suggest that, in this population, adaptive use motive, illustrate, much more than other predictors, the functional avoidance assumption (Williams, 2006) to explain the occurrence of this surgenerality bias. Given, now, the emotional valence of autobiographical events recalled by the users, this research does not allow to demonstrate overrepresentation of negative events in the autobiographical recall of users, contrary to what we envisaged in the light of literature. It is possible to think that these results are due, among other things, to the effect of cannabinoids on the modulation of emotions. However, to confirm this, we need more research gets done to answer this question.

Un des enjeux majeurs de la Psychologie Cognitive est de décrire les grandes fonctions mentales, notamment chez l’humain. Du point de vue neuroscientifique, il s’agit de modéliser l’activité cérébrale pour en extraire les éléments et mécanismes spatio-temporels susceptibles d’être mis en correspondance avec les opérations cognitives. Le travail de cette thèse a consisté à définir et mettre en œuvre des stratégies originales permettant de confronter les modèles cognitifs existants à des données issues d’enregistrements neurophysiologiques chez l’humain. Dans une première étude nous avons démontré que la distinction entre les organisations classiques de la dénomination de dessin sériel-parallèle, doit être adressée au niveau des essais uniques et non sur la moyenne des signaux. Nous avons conçu et mené l’analyse des signaux SEEG de 15 patients pour montrer que l’organisation temporelle de la dénomination de dessin n’est pas, au sens strict, parallèle. Dans une deuxième étude nous avons combiné trois techniques d’enregistrements : SEEG, EEG et MEG pour clarifier l’organisation spatiale des sources d’activité neuronales. Nous avons établi la faisabilité de l’enregistrement sur un patient qui exécute une tâche de perception visuelle. Au delà des corrélations entre les signaux moyens des trois techniques, cette analyse a révélé des corrélations au niveau des essais uniques. À travers deux approches expérimentales, cette thèse propose de nombreux développements méthodologiques et conceptuels originaux et pertinents. Ces contributions ouvrent de nouvelles perspectives à partir desquelles les signaux neurophysiologiques pourront informer les théories des Neurosciences Cognitives. / A major issue in Cognitive Psychology is to describe human cognitive functions. From the Neuroscientific perceptive, measurements of brain activity are collected and processed in order to grasp, at their best resolution, the relevant spatio-temporal features of the signal that can be linked with cognitive operations. The work of this thesis consisted in designing and implementing strategies in order to overcome spatial and temporal limitations of signal processing procedures used to address cognitive issues. In a first study we demonstrated that the distinction between picture naming classical temporal organizations serial-parallel, should be addressed at the level of single trials and not on the averaged signals. We designed and conducted the analysis of SEEG signals from 5 patients to show that the temporal organization of picture naming involves a parallel processing architecture to a limited degree only. In a second study, we combined SEEG, EEG and MEG into a simultaneous trimodal recording session. A patient was presented with a visual stimulation paradigm while the three types of signals were simultaneously recorded. Averaged activities at the sensor level were shown to be consistent across the three techniques. More importantly a fine-grained coupling between the amplitudes of the three recording techniques is detected at the level of single evoked responses. This thesis proposes various relevant methodological and conceptual developments. It opens up several perspectives in which neurophysiological signals shall better inform Cognitive Neuroscientific theories.

Les études épidémiologiques ont associé la rigidité artérielle au déclin cognitif et à la démence. Cependant ses effets sur la biologie du cerveau restent méconnus. Dans notre première étude, en utilisant un nouveau modèle murin de rigidité artérielle, nous avons voulu caractériser les effets de la rigidité artérielle sur le cerveau indépendamment de l’âge et de l’augmentation de la pression artérielle. Les résultats indiquent que la rigidité artérielle altère la régulation du flux sanguin cérébral et l'intégrité du système vasculaire cérébral, endommageant la barrière hémato-encéphalique et conduisant à des déficits cognitifs. Le débit sanguin cérébral est altéré au repos ainsi qu’au niveau de ses mécanismes de régulation comme l’autorégulation cérébrale, le couplage neurovasculaire et la fonction endothéliale. Dans notre deuxième étude nous avons cherché à comprendre le dimorphisme sexuel pour la rigidité artérielle et ses conséquences sur le cerveau dans le même modèle. Nos résultats montrent que la rigidité artérielle entraîne une altération du couplage neurovasculaire et de la réactivité vasculaire dépendante de l’endothélium chez les souris mâles mais pas chez les souris femelles reproductives. Chez les souris ovariectomisées, cette protection a été supprimée, mais a été restaurée par un traitement à l’œstradiol. Dans la troisième étude, nous avons voulu étudier la possibilité de prévenir la rigidité artérielle et ses effets subséquents sur le cerveau. Pour cette étude, nous avons utilisé la vitamine K (VK) (phylloquinone ou VK1 et la ménaquinone-4 ou MK-4) vu son action anti-calcifiante et ses effets bénéfiques sur les fonctions cognitives observés dans d’autres modèles animaux et chez l’homme. Cette étude a démontré que la VK améliore les fonctions cognitives et rétablit le débit sanguin cérébral au repos et diminue la calcification vasculaire. Les capacités d’apprentissage s’amplifient avec l’apport de la VK alimentaire et la concentration de la VK au cerveau. Ces études permettent une meilleure compréhension de la rigidité artérielle et démontrent le potentiel de la VK et le traitement hormonal par l’œstradiol dans la prévention de ses effets sur le cerveau. Cependant, d’autres études sont nécessaires pour déterminer tous les mécanismes impliqués dans la protection du cerveau par la VK et l’œstradiol. / Epidemiological studies have associated arterial stiffness with cognitive decline and dementia. However, its effects on the brain biology remain unknown. In our first study, using a new murine model of arterial stiffness, we wanted to characterize the effects of arterial stiffness on the brain independently of age and pressure. Our results indicate that arterial stiffness impairs the regulation of cerebral blood flow and the integrity of the cerebrovascular system, damaging the blood-brain barrier and leading to cognitive deficits. Arterial stiffness results in significant alterations in resting cerebral blood flow and mechanisms regulating cerebral blood flow such as cerebral autoregulation, neurovascular coupling, and endothelial function. In our second study we sought to understand sexual dimorphism in arterial stiffness and its consequences on the brain in the same model. Our results show that arterial stiffness leads to impaired neurovascular coupling and endothelial-dependent vascular reactivity in male mice but not in female reproductive mice. In ovariectomized mice this protection was suppressed but was restored by estradiol treatment. In the third study, we wanted to study the possibility of preventing arterial stiffness and its subsequent effects on the brain. In this study, we used vitamin K (phylloquinone or VK1 and menaquinone-4 or MK-4) for its anti-calcifying action and its beneficial effects on the cognitive functions observed in other animal models and in humans. This study demonstrated that VK prevent cognitive impairment in part by restoring the resting cerebral blood flow but also by preventing vascular calcification. Learning abilities increase with the contribution of food VK, which in turn correlates with the VK content of the brain. These studies provide a better understanding of arterial stiffness and demonstrate the potential of VK and hormone therapy with estradiol in preventing its effects on the brain. However, further studies are needed to determine all the mechanisms involved in the brain protection by VK and estradiol.

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Cardiovascular disease has been a leading cause of death worldwide over the last decades (Roth et al., 2015; WHO, 2021a). In countries with middle or elevated gross domestic product indices, stroke and myocardial infarction represent the prevalent causes of death. Over the years, the scientific community has identified significant cognitive and emotional impacts on survivors of coronary heart disease and cardiovascular disease. We know that ageing populations and high-stress levels associated with contemporary lifestyles play a crucial role in the prognosis and recovery of individuals with myocardial infarction. These factors are associated with an increased societal burden related to survivors’ care. As they age, a higher proportion of women than men are affected by coronary heart disease, including myocardial infarction. Nonetheless, women remain under-represented in studies addressing trajectories of recovery associated with myocardial infarction. The arching goal of this thesis is to expand the knowledge on the association of various environmental and physical factors with a history of myocardial infarction in a sample of Canadian women. The accomplished research is presented in the form of two empirical studies carried out on samples of Canadian women with and without a history of myocardial infarction, as well as two systematic reviews of the literature. The first study established the state of knowledge on the Trier Social Stress Test paradigm, a tool that we later used in our laboratory study. Through an in-depth examination of the protocols used by different research groups, this systematic review identified essential elements for valid conclusions and proposed a set of recommendations for standardizing the use of the Trier Social Stress Test in research. The second systematic review updated the current scientific knowledge concerning the cognitive consequences of women with a history of coronary heart disease. Despite cardiovascular disease, including coronary heart disease, remainsunderstudied in women, the last decade has seen an emergence of research supporting cognition to be affected. Our findings support subtle cognitive impairments in women with a history of coronary heart disease. Our literature review was conducted to facilitate interpreting the results obtained in a sample of women with a history of MI in this thesis’ fourth study. Regarding data collection, an online questionnaire validated the presence of specific risk factors and symptoms associated with myocardial infarction in a sample of middle-aged Canadian women (N = 366). Finally, a laboratory study measured alterations in the physiological responses (i.e., heart rate variability and salivary cortisol secretion) associated with exposure to a social stressor (i.e., Trier Social Stress Test) in women with a history of myocardial infarction and age-matched controls (N = 29). This body of data and analytic reviews contribute to expanding the knowledge of physiological and cognitive impairments in women with a MI history. Our research also helps improve testing paradigms to examine deficits and identify areas where further research is needed. Our findings support women experiencing different symptoms than those described in men, and it pleads for these to be no longer described as "atypical." Our work highlights a similar prevalence of certain factors (e.g., hypertension) in Canadian women and women from other parts of the world. In terms of the laboratory study, our results indicate subjective/perceived levels of stress intensity to be comparable between the myocardial infarction and non-myocardial infarction women groups. However, we only found tendencies in changes related to measured physiological variables.