Le comportement humain est à la fois singulier et universel. La singularité serait principalement due aux trajectoires de vie propre à chaque individu (variant entre autres selon leur culture) alors que l’universalité émanerait d’une nature universelle ancrée dans un génome universel. Démêler les influences de la nature et de la culture sur le comportement humain est le Saint Graal de l’anthropologie biologique. J’aborde cette question en explorant les effets génétiques et environnementaux sur les bases psychiques du comportement. Plus particulièrement, je teste l’hypothèse que la singularité et l’universalité comportementales humaines s’observent au plan psychique par l’exploration de leur substrat neurobiologique, et que ce substrat possède à la fois un ancrage génétique et environnemental. À l’aide de données d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) recueillies auprès de 862 participants du Human Connectome Project (HCP), j’analyse les activations cérébrales liées à sept tâches socio-cognitives qui recoupent diverses facultés, dont le langage, la mémoire, la prise de risque, la logique, les émotions, la motricité et le raisonnement social. Après avoir groupé les sujets selon la similarité de leurs patrons d’activation cérébrale (c.-à-d. leurs sous-types neurobiologiques), j’estime l’influence génétique et environnementale sur la variabilité interindividuelle de ces divers sous-types. Les résultats démontrent bel et bien l’existence d’un regroupement des sujets selon la similarité de leurs cartes d’activation cérébrale lors d’une même tâche socio-cognitive, ce qui reflète à la fois le caractère singulier et universel des corrélats neuronaux d’un comportement observable. La variabilité interindividuelle constatée dans ces regroupements cérébraux témoigne quant à elle d’effets génétiques (héritabilité) ainsi qu’environnementaux (environnementalité), dont les ampleurs respectives varient selon la nature de la tâche effectuée. De plus, les sous-types cérébraux mis à jour révèlent une association avec les mesures comportementales et de performance effectuées lors des diverses tâches à l’étude. Enfin, les sous-types neurobiologiques résultant des diverses tâches partagent certaines bases génétiques. Dans leur ensemble, ces résultats appuient la notion que le comportement humain, ainsi que les processus neurobiologiques le sous-tendant, sont des phénotypes au même titre qu’un caractère morphologique ou physiologique, c’est-à-dire qu’ils sont le résultat de l’expression conjointe de bases génétiques (nature) et environnementales (culture). / Human behaviour is both singular and universal. Singularity is believed to be mainly due to life trajectories unique to each individual (influenced among others by culture), whereas universality would stem from a universal nature resulting from a panhuman genome. Unravelling the influences of nature and nurture on human behaviour is the Holy Grail of biological anthropology. I approach this issue by exploring genetic and environmental influences on the neuropsychological underpinnings of behaviour. In particular, I test the hypothesis that the singularity and universality of human behaviour are also observed at the psychological level through the exploration of the neurobiological basis of behaviour, and that these bases have both genetic and environmental sources. Using Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) data of 862 participants from the Human Connectome Project (HCP), I analyze brain activation related to 7 socio-cognitive tasks covering language, memory, risk taking, logic, emotions, motor skills, and social reasoning. After grouping subjects according to the similarity of their brain activation patterns (neurobiological subtypes), I estimate the genetic and environmental influences on the variation between participants on these subtypes. The inter-individual variability in cerebral groupings appears to have both genetic (heritability) and environmental (environmentality) sources that vary according to the particular psychological task involved. Moreover, these neurobiological subtypes show an association with behavioural and performance measures assessed by the socio-cognitive tasks. Finally, the neurobiological subtypes across the 7 tasks share common genetic links. Overall, the results support the notion that human behaviour, as well as its underlying neurobiological processes, are phenotypes in the same way as morphology or physiology, i.e., are the results of the integrated expression of a genetic basis (nature) and environmental influences (nurture).

Les troubles de la marche et le freezing entraînent une invalidité sévère et ont un impact important sur la qualité de vie des patients souffrant de la maladie de Parkinson (MP). Ceci est d'autant plus vrai que ces troubles répondent mal aux traitements actuels, médicamenteux et chirurgicaux. Leurs mécanismes physiopathologiques sont largement incompris. Toutefois, leur résistance aux traitements courants suggère l'extension du processus lésionnel vers des structures non-dopaminergiques concourant au contrôle de la locomotion. L'implication du noyau pédonculopontin (PPN) a été évoquée. L'objectif de cette étude était de mieux comprendre les circuits neuronaux impliqués dans ces troubles, ainsi que leur modulation par les médicaments dopaminergiques et la stimulation du PPN. Les contraintes d'immobilité de la tête, liées à l'utilisation de la technique de tomographie par émission de positons (TEP), excluant la réalisation d'une épreuve effective de marche, la tâche a été effectuée en imagerie mentale. Les mêmes réseaux neuronaux sont en effet activés lors de la réalisation effective et la représentation mentale d'un mouvement, sous réserve que l'imagerie mentale motrice soit réalisée selon une perspective dite kinesthésique. Il était donc nécessaire, au préalable, de vérifier l'aptitude des patients à imager leur marche selon cette modalité. Nos données vont dans ce sens, et montrent qu'il est possible d'améliorer cette capacité à travers une préparation spécifique. De plus, l'utilisation d'un protocole comportemental d'imagerie mentale reposant sur la loi de Fitts a permis de familiariser les patients avec la tâche d'imagerie mentale en amont de la réalisation des examens TEP, mais aussi de vérifier leur engagement dans cette dernière durant les acquisitions cérébrales. Les résultats obtenus à l'issue de l'étude menée en imagerie cérébrale confirment la complexité de la physiopathologie des troubles locomoteurs, et suggèrent notamment différents niveaux d'atteinte, à l'étage cortical, sous cortical, et du tronc cérébral, selon la nature dopa-sensible ou dopa-résistante du trouble concerné. En particulier, la dérégulation frontale semble confirmée. De plus, un dysfonctionnement du tronc cérébral pourrait être lié à l'émergence des troubles de la marche et du freezing. Nous avons également constaté une implication pariétale, mais son rôle compensateur, ou pathologique, reste encore à définir. Le freezing dopa-sensible pourrait en partie refléter l'expression aggravée de la bradykinésie parkinsonienne, étant donné l'efficacité de la lévodopa sur ce symptôme. La stimulation de la région des PPN semble quant à elle restaurer une boucle cortico-cérebello-thalamo-corticale, facilitant le mouvement dans le cas des troubles dopa-résistants. Des investigations complémentaires, sur un échantillon plus large de patients, sont donc nécessaires pour approfondir ces résultats. Une meilleure compréhension de la physiopathologie de ces troubles est en effet indispensable pour le développement de nouvelles thérapeutiques dans le but d'améliorer la prise en charge des patients souffrant de ces troubles invalidants, et ainsi leurs répercussions en termes de santé publique. / Gait disorders, including freezing of gait are frequent and disabling symptoms that lead to severe decrease of the quality of life on patients from Parkinson's disease (PD). This is emphasized by the fact that those difficulties respond poorly to current medical and surgical treatments. The underlying pathophysiology remains largely unknown. However, the resistance to actual treatments suggests the extension of the degenerative process towards non-dopaminergic structures. Involvement of the pedonculopontine nucleus (PPN) has been proposed. The aim of the study was to better understand the neural networks involved in those troubles, as well as their modulation by dopaminergic drugs and PPN stimulation. The constraints related to stillness of the head during Positron Emission Tomography (PET) exclude, necessarily, the realization of an effective gait. This task has been accomplished using mental moor imagery. The same mural networks are, indeed, activated during the actual execution and the mental representation of movement, under the assumption that motor mental imaging is undertaken from a kinesthetic perspective. Thus, it was necessary, preliminarily to this study, to control the ability of patients to imagine themselves walking from a kinesthetic point of view. Our data validate this condition. Moreover, they show that it is possible to improve this ability through a specific training. What is more, the use of a behavioral protocol, based on Fitt's law, helped the patients to familiarize themselves with this approach, before PET acquisitions, but also to control their correct performance during PET scan. The results, which have been obtained in cerebral imaging confirm the complexity of the underlying mechanisms of gait disorders, and suggest notably different levels of deregulation, on a cortical, sub-cortical and brainstem. In particular, frontal deregulation appears to be confirmed. Moreover, a deregulation of the brainstem could be more particularly involved in gait disorders apparition. We have also evidenced parietal implication, but its exact compensatory or pathologic role remains to be determined. Levodopa-responsive freezing seems to be a consequence of worsened parkinsonian bradykinesia. PPN stimulation seems able to restore a functional cortico-cerebello-cortical loop, facilitating movement. Complementarily studies, on a larger selection of patients, are thus necessary to complete those results. A better understanding of pathophysiology is, as a matter of fact, necessary for the development of new therapeutics in order to improve the therapy of patients from those very invalidating troubles, and thus, to reduce their impact on public health.