Le projet de thèse porte sur la consommation de substances psychoactives chez les adolescents et le lien séquentiel entre la consommation de drogues, la performance cognitive, et la santé mentale des jeunes. Les objectifs de la thèse sont : 1) de tester la relation entre la prise de cannabis, ou d’alcool, et la performance cognitive, et d’en observer la séquence, 2) de vérifier si la relation entre la consommation et la performance cognitive permet, en partie, de comprendre l’apparition de symptômes de psychopathologie chez les jeunes, et 3) de définir les pratiques les mieux fondées empiriquement pour prévenir la consommation de substances chez les adolescents. Le premier chapitre de la thèse évalue la relation et la séquence entre les habitudes de consommation d’environ 4000 jeunes de la région métropolitaine de Montréal (Qc, Canada) et la trajectoire de leur développement cognitif sur une période de quatre ans. Dans un deuxième chapitre, la thèse évalue comment la relation entre la consommation et la performance cognitive de ces mêmes jeunes peut expliquer, sur une période de cinq ans, une partie de la relation observée entre la consommation et l’apparition de symptômes de psychopathologie. Dans un dernier chapitre, la thèse fait la revue des données portant sur trois types d’interventions préventives afin d’identifier comment la recherche empirique peut bonifier les efforts de prévention de la toxicomanie chez les adolescents. Les données ont été extraites d’une cohorte d’adolescents issus de la population générale, suivis longitudinalement, dans le cadre de l’étude Co-Venture (n = 3826, âgés de 12 ans à l’admission dans l’étude, suivis annuellement pendant 5 ans). Les résultats ont démontré que, bien que certains facteurs semblent prédisposer un sous-groupe de jeunes à une consommation hâtive ainsi que des difficultés neuropsychologiques, la consommation de drogues, notamment de cannabis, semble liée, de façon à la fois ponctuelle et durable, à un délai du développement cognitif, plus particulièrement des fonctions exécutives. Cette association avec le cannabis semble, en faible partie, jouer un rôle médiateur dans la relation qui unit cette consommation et l’émergence de symptômes de psychopathologie chez les adolescents. Toutefois, des facteurs prédisposants semblent contribuer à l’association entre ces trois variables. Bien que la recherche identifie que plusieurs programmes de prévention peuvent être efficaces, la majorité d’entre eux présentent des effets modestes et ponctuels. Les programmes les plus probants semblent s’inscrire dans le registre des approches de prévention ciblées. Pour bonifier nos méthodes de prévention de la toxicomanie chez les adolescents, nous pourrions tenir compte de certains facteurs prédisposants et les utiliser comme cible d’intervention; par exemple, le fonctionnement cognitif basal pourrait constituer une piste intéressante. De plus, le tempérament ou la personnalité semblent mieux établis pour prévenir la consommation de façon durable et pour aborder les enjeux cognitifs et psychologiques associés à la consommation abusive de substances. Mots-clés : Alcool, cannabis, adolescence, fonctions cognitives, symptômes de psychopathologie, devis longitudinaux, médiation, prévention / This thesis project addresses adolescents’ substance misuse and the sequential link between drug use, cognitive performance, and mental health outcomes in youth. The objectives of this thesis are: 1) to test the relation and sequence between cannabis or alcohol use and cognitive outcomes, 2) to verify if the relation between substance use and cognitive outcomes could help understand, in part, why young substance users report psychopathology symptoms, and 3) to review evidence-based interventions to prevent adolescent substance misuse and to assess what contribution could stem from the collected empirical data. The first chapter of this thesis assesses the relation and sequence between substance use behaviour of nearly 4000 youth from the Montreal metropolitan area (QC, Canada) and their cognitive development over four years. In a second chapter, this thesis analyzes how the association between substance use and cognitive outcomes could partially explain, over five years, the link observed between substance use and the appearance of psychopathology symptoms. In a final chapter, this thesis reviews data surrounding three types of preventative interventions to identify how empirical research could improve addiction prevention strategies. The data was extracted from a group of adolescents issued from the general population followed longitudinally in the scope of the Co-Venture study (n = 3826, from 12 years of age upon admission to the study, followed up annually for a period of five years). The results demonstrated that, although certain factors seem to predispose a sub-group of young people to early consumption and neuropsychological difficulties, drug consumption, especially cannabis consumption, seem to reliably predict a delay in the development of cognitive faculties, particularly the executive functions of the brain. This association with cannabis appears, to a small extent, to partially mediate the link already observed between said consumption and the emergence of psychopathology symptoms in adolescents. Still, predisposing factors seem to contribute to the association between these three variables. Although research would appear to show that several prevention strategies could be effective, most of them present modest and punctual results. The best-substantiated programs appeared to be those that adhered to a targeted prevention approach. To improve our methods of substance use prevention, one could take predisposing factors into account and use them to inform specialized intervention. Baseline cognitive functioning could constitute a particularly promising avenue. All the same, certain predisposing factors such as temperament or personality seem better equipped to prevent early-onset substance misuse and to address the psychological and cognitive issues associated with adolescent substance intake. To improve addiction prevention methods in adolescents, one could factor into account predisposing factors and use them to inform specialized intervention; for example, baseline cognitive functioning could constitute a promising avenue. In addition, temperament or personality traits seem better established to prevent early-onset substance use and to address the psychological and cognitive issues associated with adolescents’ substance misuse. Key words: Alcohol, cannabis, adolescence, cognitive functions, psychopathology symptoms, longitudinal data, mediation, prevention

L’objectif de la présente étude visait à évaluer les effets différentiels de la privation de sommeil (PS) sur le fonctionnement cognitif sous-tendu par les substrats cérébraux distincts, impliqués dans le réseau fronto-pariétal attentionnel, lors de l’administration d’une tâche simple et de courte durée. Les potentiels évoqués cognitifs, avec sites d’enregistrement multiples, ont été prévilégiés afin d’apprécier les effets de la PS sur l’activité cognitive rapide et ses corrélats topographiques. Le matin suivant une PS totale d’une durée de 24 heures et suivant une nuit de sommeil normale, vingt participants ont exécuté une tâche oddball visuelle à 3 stimuli. L’amplitude et la latence ont été analysées pour la P200 et la N200 à titre d’indices frontaux, tandis que la P300 a été analysée, à titre de composante à contribution à la fois frontale et pariétale. Suite à la PS, une augmentation non spécifique de l’amplitude de la P200 frontale à l’hémisphère gauche, ainsi qu’une perte de latéralisation spécifique à la présentation des stimuli cibles, ont été observées. À l’opposé, l’amplitude de la P300 était réduite de façon prédominante dans la région pariétale pour les stimuli cibles. Enfin, un délai de latence non spécifique pour la N200 et la P300, ainsi qu’une atteinte de la performance (temps de réaction ralentis et nombre d’erreurs plus élevé) ont également été objectivées. Les résultats confirment qu’une PS de durée modérée entraîne une altération des processus attentionnels pouvant être objectivée à la fois par les mesures comportementales et électrophysiologiques. Ces modifications sont présentes à toutes les étapes de traitement, tel que démontré par les effets touchant la P200, la N200 et la P300. Qui plus est, la PS affecte différemment les composantes à prédominance frontale et pariétale. / The objective of the present study was to assess the differential effects of sleep deprivation (SD) on cognitive functions relying on distinct cerebral networks, involved in the fronto-parietal attentional network, during a relatively simple and short cognitive task. Multi-sites recording event-related-potentials (ERP) were used in order to evaluate the effect of SD on rapid cognitive activity and its topographical correlates. The morning following a night of total SD and a night of sleep, 20 participants were administered a 3-stimuli visual oddball paradigm. Amplitudes and latencies of the P200 and N200 ERP components were analyzed as frontal indexes, whereas P300 was analyzed as a mixed frontal and parietal component. Following TSD, a non specific increase in P200 amplitude for the left hemisphere, as well as a loss of lateralisation in response to target stimuli, were observed. Contrarily, P300 amplitude was predominantly reduced in the parietal region in response to target stimuli. Moreover, N200 and P300 latencies were delayed non specific to the type of stimuli and performance (reaction time and accuracy) was altered. These results confirm the deleterious effect of a moderate duration SD on attention processes that can be objectified by means of behavioural and electrophysiological measures. Each stages of information processing was altered by SD, as shown by its effect on P2, N2 and P3 components. Moreover, SD affected differently components caracterized by a predominant frontal or parietal distribution.

Les PBDEs appartiennent à la famille des retardateurs de flamme bromés, substances massivement utilisés ces dernières décennies. Ces molécules sont aujourd’hui retrouvées de façon ubiquitaire dans l’environnement extérieur et intérieur. L’Homme est exposé à ces polluants par le biais de l’alimentation et de l’ingestion/inhalation de poussières ménagères ou industrielles contaminées. Leurs propriétés lipophiles et leur persistance sont à l’origine de leur bioaccumulation dans les matrices abiotiques et biologiques (lait, sérum…). Les travaux de recherche de cette thèse ont eu pour objectif d’évaluer l’impact d’une exposition à un polluant environnemental toxique et très répandu, le BDE-99, administré dans des conditions reflétant l’exposition humaine. Ainsi, les effets d’une administration de longue durée à des doses réalistes de BDE-99 (0,15, 1,5 et 15 µg/kg/j) ont été évalués au plan neurocomportemental et physiologique chez le rat mâle de souche Sprague-Dawley. Aucune altération de l’activité, de l’anxiété et des fonctions cognitives n’a été mise en évidence que les animaux aient été traités à l’âge adulte, à partir du sevrage ou à partir du 8ème jour de vie postnatale. Les seules variations comportementales significatives observées ont été des troubles transitoires de la coordination locomotrice ainsi qu’un retard d’une journée de l’ouverture des yeux chez les animaux traités avec le BDE-99 depuis l’âge de 8 jours. Au plan physiologique, aucune variation significative de l’évolution pondérale, des prises hydrique et alimentaire ainsi que du poids de plusieurs organes (foie, cerveau, reins, rate et thymus) n’a été observée quelle que soit la dose de BDE-99 administrée et la période d’exposition considérée. Ces résultats montrent donc que ce polluant administré chez le rat à des doses réalistes, reflétant celles auxquelles l’Homme est réellement exposé, n’est pas à même d’induire une toxicité neurocomportementale que les animaux aient contaminés à l’âge adulte ou bien lors de différentes phases du développement postnatal. Le fait d’avoir utilisé des doses correspondantes au niveau d’exposition environnemental est sans aucun doute à la base des discordances observées entre les résultats de ce travail et ceux des études publiées par ailleurs, soulignant ainsi la nécessité de réaliser des modèles d’exposition les plus pertinents possibles de la réalité humaine pour pouvoir conclure au mieux quant au risque lié à cette famille de contaminants pour la santé humaine. / PBDEs belong to flame retardants, substances heavily used in recent decades. These molecules are now found ubiquitously in the environment outside and inside. Humans are exposed to these pollutants through diet and ingestion/inhalation of household dust or contaminated industrial dust. Their lipophilic properties and their persistence are the cause of their bioaccumulation in abiotic and biological matrices (milk, serum ...). The research works of this thesis was aimed to assess the impact of exposure to a toxic environmental pollutant and very prevalent, BDE-99, administered in conditions reflecting the human exposure. Thus, the effects of long-term exposure to realistic doses of BDE-99 (0.15, 1.5 and 15 µg/kg/day) were evaluated in terms neurobehavioral and physiological in male Sprague-Dawley rats. No alteration of the activity, anxiety and cognitive function has been highlighted that the animals were treated in adulthood, from weaning or from the 8th day of postnatal life. The only significant behavioral variations observed were transient locomotor coordination disorders and a delay of one day of eye opening in animals treated with BDE-99 from the age of 8 days. On a physiological level, no significant variation in body weight change, food and water consumption and weight of several organs (liver, brain, kidneys, spleen and thymus) was observed whatever the dose of BDE-99 administered and the exposure period considered. These results show that this pollutant administered to rats at realistic doses, reflecting those to which humans are actually exposed, is not able to induce neurobehavioral toxicity that the animal are contaminated in adulthood or at different phases of postnatal development. The fact to have used corresponding the level of environmental exposure is undoubtedly the basis of discrepancies observed between the results of this work and those of the published studies elsewhere, underscoring the necessity to realize exposure models the most possible relevant in order to able to conclude at best about risk associated with this family of contaminants to human health.

L’objectif de la présente étude visait à évaluer les effets différentiels de la privation de sommeil (PS) sur le fonctionnement cognitif sous-tendu par les substrats cérébraux distincts, impliqués dans le réseau fronto-pariétal attentionnel, lors de l’administration d’une tâche simple et de courte durée. Les potentiels évoqués cognitifs, avec sites d’enregistrement multiples, ont été prévilégiés afin d’apprécier les effets de la PS sur l’activité cognitive rapide et ses corrélats topographiques. Le matin suivant une PS totale d’une durée de 24 heures et suivant une nuit de sommeil normale, vingt participants ont exécuté une tâche oddball visuelle à 3 stimuli. L’amplitude et la latence ont été analysées pour la P200 et la N200 à titre d’indices frontaux, tandis que la P300 a été analysée, à titre de composante à contribution à la fois frontale et pariétale. Suite à la PS, une augmentation non spécifique de l’amplitude de la P200 frontale à l’hémisphère gauche, ainsi qu’une perte de latéralisation spécifique à la présentation des stimuli cibles, ont été observées. À l’opposé, l’amplitude de la P300 était réduite de façon prédominante dans la région pariétale pour les stimuli cibles. Enfin, un délai de latence non spécifique pour la N200 et la P300, ainsi qu’une atteinte de la performance (temps de réaction ralentis et nombre d’erreurs plus élevé) ont également été objectivées. Les résultats confirment qu’une PS de durée modérée entraîne une altération des processus attentionnels pouvant être objectivée à la fois par les mesures comportementales et électrophysiologiques. Ces modifications sont présentes à toutes les étapes de traitement, tel que démontré par les effets touchant la P200, la N200 et la P300. Qui plus est, la PS affecte différemment les composantes à prédominance frontale et pariétale. / The objective of the present study was to assess the differential effects of sleep deprivation (SD) on cognitive functions relying on distinct cerebral networks, involved in the fronto-parietal attentional network, during a relatively simple and short cognitive task. Multi-sites recording event-related-potentials (ERP) were used in order to evaluate the effect of SD on rapid cognitive activity and its topographical correlates. The morning following a night of total SD and a night of sleep, 20 participants were administered a 3-stimuli visual oddball paradigm. Amplitudes and latencies of the P200 and N200 ERP components were analyzed as frontal indexes, whereas P300 was analyzed as a mixed frontal and parietal component. Following TSD, a non specific increase in P200 amplitude for the left hemisphere, as well as a loss of lateralisation in response to target stimuli, were observed. Contrarily, P300 amplitude was predominantly reduced in the parietal region in response to target stimuli. Moreover, N200 and P300 latencies were delayed non specific to the type of stimuli and performance (reaction time and accuracy) was altered. These results confirm the deleterious effect of a moderate duration SD on attention processes that can be objectified by means of behavioural and electrophysiological measures. Each stages of information processing was altered by SD, as shown by its effect on P2, N2 and P3 components. Moreover, SD affected differently components caracterized by a predominant frontal or parietal distribution.

Durant les dernières décennies, les différences intersexes en matière de conduite avec les capacités affaiblies par l’alcool (CCAA) ont suscité l’attention, alors que le comportement est en augmentation chez les femmes tandis qu’il diminue chez les hommes. Les données suggèrent que, chez les femmes, la CCAA s’associe à des caractéristiques psychologiques différentes de celles qui se retrouvent chez les contrevenants masculins (c.-à-d. davantage de problèmes liés à l’alcool et aux drogues et de psychopathologies, mais moins de recherche de sensations et de comportements délinquants). Malgré ce profil différentiel, les femmes contrevenantes de la CCAA demeurent une population hautement méconnue, particulièrement en ce qui a trait au profil des récidivistes. Alors que chez les hommes, des données émergentes indiquent que des limitations cognitives sont présentes chez les récidivistes et qu’elles constituent potentiellement un mécanisme sous-jacent au comportement, le profil cognitif des femmes récidivistes demeure inexploré. Des données exploratoires obtenues chez les contrevenantes et la documentation de champs de recherche connexes suggèrent que les femmes se distinguent notamment en ce qui concerne leur fonctionnement exécutif qui pourrait être préservé, alors que leur fonctionnement visuospatial serait déficitaire en comparaison de leurs vis-à-vis masculins. L’objectif de la présente thèse est d’approfondir les connaissances sur les caractéristiques des femmes récidivistes, ce qui permettra de mieux comprendre l’hétérogénéité de cette population et de générer des hypothèses au regard des mécanismes cognitifs sous-jacents à la répétition du comportement de CCAA. Plus spécifiquement, la thèse a pour objectif premier d’étudier les différences entre les sexes en matière de fonctionnement visuospatial et de mémoire visuelle, d’attention et de fonctionnement exécutif (c.-à-d. flexibilité cognitive, abstraction, inhibition). L’objectif secondaire consiste à comparer ces contrevenants au regard de leurs caractéristiques psychologiques (problèmes liés à l’alcool et aux drogues, impulsivité, recherche de sensations, traits antisociaux, anxiété et dépression). L’hypothèse examinée soutient que les femmes et les hommes récidivistes de la CCAA performent moins bien que les femmes et les hommes non-contrevenants en termes de fonctionnement visuospatial, attentionnel et exécutif. En outre, il est attendu que les femmes récidivistes présentent des performances inférieures à celles des hommes récidivistes en ce qui a trait aux fonctions visuospatiales. Par ailleurs, l’hypothèse prévoit que les hommes récidivistes aient des performances inférieures à celles des femmes récidivistes sur le plan exécutif et attentionnel. En matière de caractéristiques psychologiques, il est attendu que les femmes et les hommes récidivistes présentent significativement plus de problèmes liés à l’alcool et aux drogues, d’impulsivité, de recherche de sensations et d’indices de psychopathologies (tendance antisociale, dépression, anxiété) que les non-contrevenants. En outre, il est attendu que les femmes récidivistes présentent plus de problèmes liés à l’alcool et aux drogues et d’indices de dépression et d’anxiété que les hommes récidivistes. Enfin, il est attendu que les hommes récidivistes présentent significativement plus d’impulsivité, de recherche de sensations et de traits antisociaux que les femmes récidivistes. Ces hypothèses se confirment partiellement, alors que les hommes récidivistes (n = 39) présentent des performances inférieures à celles des hommes non-contrevenants (n = 20) et des femmes récidivistes (n = 20) sur le plan attentionnel et exécutifs. Toutefois, les femmes récidivistes ne se distinguent pas des femmes non-contrevenantes (n = 20) en matière de fonctionnement neuropsychologique. En ce qui a trait aux caractéristiques psychologiques, les résultats soutiennent partiellement les hypothèses. La discussion met en lumière que les femmes et des hommes récidivistes présentent des caractéristiques similaires, hormis en ce qui a trait au fonctionnement attentionnel et exécutif qui semble jouer un rôle dans la récidive au masculin, alors que cela n’apparaît pas être le cas chez les femmes chez qui le comportement pourrait être davantage situationnel. La nécessité que des études futures soient réalisées au moyen de devis expérimentaux, de même que les difficultés inhérentes au recrutement des femmes récidivistes sont discutées. / During the past decade, female driving while impaired by alcohol (DWIA) have gathered more attention as DWIA is increasing in females while decreasing in males. Data suggest that DWIA risk in females is associated with distinct psychological characteristics from those of male offenders (i.e. more alcohol and drug-related problems, and psychopathology, while less sensation seeking and delinquency). Despite this differential profile, female DWIA offenders remain a highly unknown population, especially regarding recidivism. In addition, growing data, mostly based on male offenders, support the idea that cognitive limitations are present in recidivists and represent a potential underlying mechanism to their behavior. Exploratory data collected in female offenders and data from other germane research fields suggest that female recidivists are cognitively distinct, especially in terms of executive functioning that could be relatively spared while their visuospatial functioning would be more impaired in comparison of male offenders. The objective of this dissertation is to enhance knowledge on female recidivist’s characteristics. This will allow a better comprehension of the heterogeneity of DWIA recidivist’s population and generate hypotheses concerning potential mechanisms that underlie their repetitive DWIA behavior. The thesis is especially targeting neuropsychological and psychological characteristics of female recidivists. More specifically, the study’s first aim is to examine DWIA recidivists sex differences regarding visuospatial functioning, attentional and executive functions (i.e. cognitive flexibility, abstraction, inhibition). The secondary objective is to compare offenders on psychological characteristics (alcohol and drug use, impulsivity, sensation seeking, anxiety, depression and antisocial tendencies). It is hypothesized that female and male DWIA recidivists would present a lower performance than their respective non-offender counterparts in terms of visuospatial, attentional and executive functions. In addition, it is expected that female recidivists would present a lower visuospatial performance than male recidivists. It is also hypothesized that male recidivists would exhibit lower attentional and executive performances than female recidivists. Regarding psychological characteristics, it is expected that recidivists would present more alcohol and drug-related problems, impulsivity, sensations seeking and psychopathology (antisocial tendencies, depression, anxiety) than non-offenders and that female recidivists would present more alcohol and drug-related problems, depression and anxiety than male recidivists. Finally, hypotheses suggest that male recidivists would present more impulsivity, sensations seeking and antisocial tendencies than female recidivists. These hypotheses are partially supported as male recidivists (n = 39) present lower attentional and executive performances than male non-offenders (n = 20) and female recidivists (n = 20). However, female recidivists do not significantly differ from female non-offenders (n = 20) in terms of neuropsychological functioning. In regard to psychological characteristics, results partially support hypotheses. The discussion highlights female and male similar characteristics except for attentional and executive mechanisms that seem to play a role in male recidivism, while it is apparently not the case in female recidivists whose behavior could be more situational. The need for further studies with experimental design as well as difficulty in female recruitment are discussed.

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