Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada et Université du Québec à Chicoutimi, Chicoutimi, Canada. / La fasciopathie plantaire est l'une des atteintes musculosquelettiques la plus commune aux pieds. Elle a une prévalence de 7% dans la population autant chez les hommes que chez les femmes et touche principalement la tranche d'âge se situant entre 45 et 64 ans. Le fascia plantaire a comme rôle le support des différentes arches plantaires ainsi que le transfert des forces durant les différentes phases de la marche. Une blessure à celui-ci peut avoir un impact sur la fonctionnalité de l'individu. Ce mémoire a pour but d'évaluer si la fasciopathie plantaire a un impact sur l'équilibre postural ainsi que le patron de marche dans différentes conditions. 30 participants (15 avec fasciopathie plantaire) ont eu à effectuer 5 tâches d'équilibre différentes sur une plateforme de force sur laquelle les déplacements du centre de pression étaient analysés pour évaluer le contrôle postural. Les participants devaient aussi effectuer un test de marche sur le système GaitRite en marchant selon 3 vitesses différentes pour l'évaluation de différentes données spatio-temporelles à la marche. De plus, différentes mesures du pied étaient effectuées pour évaluer la mobilité ainsi que la douleur. Aucune différence statistiquement significative n'a été trouvée entre les deux groupes pour ce qui est des mesures cliniques du pied, excepté pour la douleur à la palpation qui était significativement plus élevée chez le groupe avec fasciopathie plantaire. Pour l'équilibre postural, une différence significative a été observée entre les deux groupes pour la variable aire de centre de pression (p < 0,01; d = 0,08) et vitesse d'oscillation dans la direction antéro-postérieure (p = 0,022; d = 0,04), suggérant une diminution du contrôle postural parmi les participants avec fasciopathie plantaire. Pour la marche, il a été démontré chez le groupe pathologique une diminution de la vitesse (p < 0,01; d = 0,12), la longueur des pas (p < 0,01; d = 0,16) et de la largeur des pas (p < 0,01; d = 0,18) par rapport au groupe contrôle durant les trois vitesses de marche effectuées. En conclusion, les individus atteints de fasciopathie plantaire présentaient une diminution du contrôle postural, surtout lors d'une tâche d'équilibre plus difficile (semi-tandem et unipodal) ainsi que des changements dans leur patron de marche comparativement à un groupe contrôle. Ces résultats ont des implications pour la prise en charge clinique associée aux limitations physiques comme l'équilibre et la marche des individus souffrant de fasciopathie plantaire lors d'un programme de réadaptation.

Le traumatisme craniocérébral modéré-grave (TCC) a une prévalence élevée au Canada. Il s'agit d'une condition neurologique qui affecte le fonctionnement cognitif. Parmi ces atteintes cognitives, les fonctions exécutives (FE) et la mémoire prospective (MP) sont particulièrement touchées lors d'un TCC. Cependant, les outils actuels pour les évaluer présentent plusieurs lacunes, dont leur faible validité écologique, ce qui ne permet pas d'avoir un portrait juste du fonctionnement quotidien. Une avenue intéressante pour améliorer la validité écologique est d'utiliser la réalité virtuelle. L'objectif du mémoire était d'examiner la validité d'un scénario multitâches effectué dans un environnement virtuel non-immersif d'appartement (VMT = Virtual Multitasking Test) pour évaluer la MP et les FE chez des adultes ayant subi un TCC modéré-grave et des participants contrôles. Les objectifs spécifiques étaient d'examiner les associations entre la performance au VMT et à des mesures neuropsychologiques traditionnelles (Tour de Londres, Zoo Map Test, CAMPROMPT) ainsi que d'examiner la validité discriminante du VMT afin de voir si celui-ci permet de départager le groupe TCC et le groupe contrôle. Quinze participants ayant subi un TCC modéré-grave (20% de femmes; moyenne de 43,5 ans; moyenne de 80 mois post-TCC) ont été recrutés et appariés à 15 participants contrôles. Les résultats indiquent des corrélations positives et modérées entre une mesure du fonctionnement exécutif (Tour de Londres) et différentes mesures du VMT. Une corrélation positive et modérée entre une mesure de la mémoire prospective (CAMPROMPT) et le score total du VMT est également observées. À l'égard du deuxième objectif, les résultats démontrent que le VMT a une sensibilité de 80% et une spécificité de 73% chez une population ayant subi un TCC modéré ou grave. Ces résultats indiquent que l'utilisation du VMT peut être efficace pour mesurer le fonctionnement cognitif et détecter des difficultés dans une population clinique ayant subi un TCC. / Moderate-severe traumatic brain injury (TBI) is highly prevalent in Canada. It is a neurological condition that can impair cognitive functioning. Among these cognitive impairments, executive function (EF) and prospective memory (PM) are particularly impaired in TBI. However, current tools for assessing these domains have a number of limitations, including low ecological validity, which does not provide an accurate picture of day-to-day functioning. An interesting avenue for improving ecological validity is to use virtual reality. The aim of this study was to examine the validity of a multitasking scenario performed in a non-immersive virtual apartment environment (VMT = Virtual Multitasking Test) to assess PM and EF in adults with moderate-severe TBI and control participants. The specific aims were to examine associations between performance on the VMT and traditional neuropsychological measures (Tower of London, Zoo Map Test, CAMPROMPT), and to examine the discriminant validity of the VMT in terms of its ability to discriminate between the TBI and control groups. Fifteen participants with moderate-severe TBI (20% female; mean 43.5 years; mean 80 months post-TBI) were recruited and matched to 15 control participants. The results indicate moderate correlations between a measure of executive functioning (Tower of London) and various VMT measures. A positive and moderate correlation between a measure of prospective memory (CAMPROMPT) and the VMT total score was also reported. With regard to the second objective, results showed that VMT had a sensitivity of 80% and a specificity of 73% in a population with moderate to severe TBI. These results indicate that the use of the VMT can be effective in measuring cognitive functioning and detecting difficulties in a clinical population with TBI.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Le complexe MRN (MRE11-RAD50-NBS1) est essentiel au maintien de la stabilité du génome chez les eucaryotes supérieurs. Il a été démontré que la sous-unité MRE11 du complexe MRN, qui possède une activité nucléase nécessaire aux mécanismes de réparation des cassures double-brin (CDBs). est méthylée sur les arginines de façon asymétrique. Cette méthylation est effectuée par la protéine PRMT1 et survient sur les arginines du motif GAR (Glycine-Arginine Rich) de la protéine MRE11. Cet événement arrive apparemment avant l'incorporation de MRE11 dans le complexe MRN. Le motif GAR de MRE11 influence la relocalisation in vivo de MRN en réponse aux CDBs. en plus d'affecter la réponse de signalisation des CDBs. De plus, une analyse des mutants ponctuels sur les arginines du motif GAR de MRE11 montre que ces arginines normalement méthylées influencent l'activité nucléase de MRE11 in vitro. Finalement, nous montrons que le domaine GAR de MRE11 permet la liaison de la protéine SMN par son domaine tudor, in vivo et in vitro. Cette interaction suggère la participation de SMN au niveau de la réparation des CDBs, ce qui est supporté par la sensibilité aux CDBs des cellules mutantes pour le gène smnl. Nos résultats démontrent, pour la première fois, une implication possible de SMN dans la réparation de l'ADN.

Les macrophages sont présents en grand nombre durant la réparation tissulaire. Cependant, leurs rôles n'ont jamais été investigués suivant une blessure tendineuse. Une section transversale suivie d’une suture du tendon d'Achille étaient effectuées sur des souris injectées avec des liposomes contenant du clodronate et ainsi rendues déficientes en monocytes circulants ou encore des souris injectées au PBS et recevant le placebo. L'accumulation des macrophages et la prolifération cellulaire diminuaient dans les tendons des souris clodronate. L'œdème et la masse sèche étaient plus importantes dans les tendons des souris placebo. La force absolue et la rigidité étaient comparables entre les 2 groupes. Par contre, le module de Young et le stress maximal étaient supérieurs pour les tendons de souris injectées au clodronate. Globalement, nos résultats supportent l'hypothèse que les macrophages favorisent la prolifération cellulaire et l'accumulation de matrice extracellulaire, mais leur présence entraîne une diminution du stress mécanique maximal du tendon d'Achille blessé. / Macrophages are present in large numbers during the various phases of tissue repair. However, their roles following tendon injury and during repair have never been investigated. Mice were injected with liposome-encapsulated clodronate to deplete circulating monocytes/macrophages or with PBS for placebo mice. Achilles tendons were then transversely sectioned and sutured. Macrophage accumulation and cell proliferation were lower in the tendons from clodronate-treated mice than in those from PBS-treated mice. Edema and dry mass of the Achilles tendons were higher in PBS-treated mice. No differences in absolute strength were observed, but Young's modulus and maximal stress were significantly greater for tendons from clodronate-treated mice than those from PBS-treated mice. Overall, our findings showed that macrophages promote cell proliferation and extracellular matrix accumulation but their presence leads to inferior ultimate tensile strength of the Achilles tendons.

À partir des années 1950, la ventilation mécanique a été utilisée dans les soins comme moyen d'assistance respiratoire, notamment lors de l'épidémie de poliomyélite. Grâce à la ventilation, certains patients voués à la mort sont réanimés et maintenus en vie par cette technique. À partir des années 1960, grâce au progrès de l'immunologie, de la thérapie antirejet et de la chirurgie, la ventilation mécanique est utilisée comme support d'assistance respiratoire dans le cadre de la transplantation d'organes. À partir des années 1990, elle sera utilisée pour minimiser la dégradation des organes en attente de prélèvement de patients donneurs. Les patients cérébrolésés dont la mort est imminente, ainsi que des patients en état de mort cérébrale, sont des candidats à cette pratique. Cette nouvelle technique, nommée « ventilation non thérapeutique » accorde, non seulement la préservation des organes, mais permet à l'équipe médicale de planifier, d'organiser les opérations de prélèvement et de transplantation. En outre, elle contribue à maintenir une respiration artificielle à une femme enceinte cérébrolésée grave jusqu'au terme de sa grossesse. Si l'évolution de cette technique de ventilation artificielle a offert de nouvelles possibilités, elle suscite de nouvelles interrogations éthiques. Bien que certains donneurs puissent donner un consentement éclairé, garant de l'autonomie, le fait de réanimer les patients pour les besoins d'autrui suscite des questionnements. De plus, dans le cas des patients cérébrolésés, l'absence de directive anticipée pose un problème. La question se pose : n'y a-t-il pas un risque de réifier l'être humain, le considérer comme un objet ? À cela s'ajoute la question du respect de la dignité de ces patients : le fait de les réanimer pour le besoin d'autrui respecte-t-il la dignité de la personne ? Bien que ces interrogations aient été abondantes à partir des années 1960, la littérature démontre qu'il n'y a que peu d'intérêt dans l'analyse de la ventilation artificielle comme moyen technique et comme objet de recherche. Pourtant le constat est clair, depuis l'usage clinique de la ventilation artificielle, l'émergence de cas cliniques inédits, situés entre la vie est observée. Ces situations engendrent des dilemmes éthiques. La question se pose donc: comment cette technique de ventilation est-elle arrivée à franchir le stade de l'usage non-thérapeutique ? Un survol de l'évolution du souffle antique vers la ventilation mécanique nous montre que le souffle a perdu sa charge religieuse et divine au cours des siècles. Le souffle contemporain est réduit à une notion purement physiologique d'échange gazeux. Il n'est plus un indicateur de vie, dont l'absence évoque la mort. Il est substituable par une machine telle que la ventilation mécanique. De plus, il y a un paradoxe. La présence de souffle ou de respiration naturelle était jadis garant et signe de vie. Désormais, un patient déclaré en état de mort cérébrale continue à respirer grâce à la ventilation artificielle, mais n'est plus considéré en vie. La mort devient un évènement technicisé, maitrisable, dépendant du statut du cerveau. Cela pourrait être expliqué par le fait que le souffle antique, l'âme sont intériorisés au cours des siècles pour transmigrer dans le cerveau. Pour mieux clarifier les processus d'évolution et de transformation de la technique en lien avec les patients cérébrolésés, nous faisons appel à différentes théories. Le cadre théorique développé par le théologien et historien Jacques Ellul nous a permis de comprendre la progression, la finalité et l'évolution de la ventilation artificielle dans le temps. En outre, grâce à la mobilisation de théories sociales, autour de la déshumanisation de Nick Haslam, il nous est possible d'apporter un nouvel éclairage sur les critères et les situations qui conduisent à considérer les patients comme des êtres non-humains ou comme des objets. La théorie de la reconnaissance d'Axel Honneth nous a servi à discerner non seulement le contexte d'évolution de la technique, mais également de comprendre pourquoi les patients cérébrolésés peuvent être réifiés, instrumentalisés pour le besoin d'autrui. À partir des axes de réflexion issus de la théorie de la reconnaissance et des constats, nous proposons une réflexion éthique théologique autour des trois formes de reconnaissance, à savoir l'amour, le droit et la solidarité. La théologie, par ses réserves de traditions et d'histoire, nous apporte un nouvel éclairage sur la condition particulière des patients cérébrolésés et apporte des balises pour contrer les processus potentiels de déshumanisation et de réification. / Since the 1950s, mechanical ventilation has been used in health care as a means of respiratory assistance, particularly during the polio epidemic. Thanks to ventilation, some patients destined to die were resuscitated and kept alive by this technique. From the 1960s onwards, thanks to advances in immunology, anti-rejection therapy and surgery, mechanical ventilation was used as a means of respiratory assistance in the context of organ transplantation. From the 1990s onwards, it will be used to minimize the degradation of organs awaiting harvesting from donor patients. Brain damaged patients whose death is imminent, as well as brain dead patients, have been candidates for this practice. This new technique, called "non-therapeutic ventilation", not only preserves the organs, but also allows the medical team to plan and organize the removal and transplantation operations. In addition, it helps maintain artificial respiration for a pregnant woman with severe brain injury until the end of her pregnancy. If this technique of artificial ventilation has evolved to offer new possibilities, nonetheless it raises new ethical questions. Although some donors can give informed consent, thus guaranteeing autonomy, the fact of resuscitating patients for the needs of others raises questions. In addition, in the case of brain-dead patients, the absence of an advanced directive poses a problem. The question that arises is whether there is not a risk of reifying the human being, of considering him as an object. In addition, there is the question of respect for the dignity of these patients. Does resuscitating them for the needs of others respect the dignity of the person? Although these types of questions have been abundant since the 1960s, the literature shows that there is little interest in the analysis of artificial ventilation as a technical means and as an object of research. However, since the clinical use of artificial ventilation, the emergence of new clinical cases, situated between life and death, has been clearly observed. These situations generate ethical dilemmas. The question arises: how does this ventilation technique contribute to crossing the line of non-therapeutic use? An overview of the evolution from the "ancient breath" to mechanical ventilation shows us that breath has lost its religious and divine charge over the centuries. Contemporary breath is reduced to a purely physiological notion of gas exchange. It is no longer an indicator of life, of which absence evokes death. It can be substituted by a machine such as mechanical ventilation. There is, however, a paradox. The presence of breath or natural breathing was once a guarantee and sign of life. Now, a patient declared brain dead continues to breathe thanks to artificial ventilation but is no longer considered alive. Death becomes a technical event, controllable, dependent on the status of the brain. This could be explained by the fact that the "ancient breath", the soul, has been internalized over the centuries to eventually transmigrate into the brain. To better clarify the processes of evolution and transformation of this technique in relation to brain injury patients, we appeal to different theories. The theoretical framework developed by the theologian and historian Jacques Ellul has allowed us to understand the progression, the evolution and the finality of artificial ventilation over time. Moreover, thanks to Nick Haslam and his mobilization of social theories regarding dehumanization, it is possible for us to shed new light on the criteria and on situations that lead to considering patients as non-human beings or as objects. Axel Honneth's theory of recognition has helped us to appreciate not only the context of the evolution of technology, but also to understand why brain injury patients can be reified, and instrumentalized for the needs of others. Based on the lines of thought derived from the theory of recognition and its findings, we propose a theological ethical reflection around the three forms of recognition, namely love, right and solidarity. Theology, with its reserves of tradition and history, sheds new light on the particular condition of brain injury patients and provides guidelines to counteract the potential processes of dehumanization and reification.

Ce document fait la synthèse d'un ensemble de travaux concernant la nature de la plasticité neuronale et la manière dont la neurostimulation peut être utilisée pour améliorer la récupération motrice après une atteinte neurologique. Nous commençons par les principes fondamentaux généraux des neurosciences, la structure du système nerveux moteur chez l'homme et le rat, ainsi qu'une brève discussion sur les lésions neurologiques. Les sujets sont vastes et couverts avec la brièveté nécessaire, mais ils fournissent un contexte essentiel pour les chapitres suivants, présentés sous forme d'articles scientifiques. Dans le premier article, nous passons en revue le domaine de la neurostimulation sous ses aspects fondamental et clinique avec l'Accident Vasculaire Cerebral (AVC) en tant que maladie modèle pour les lésions neurologiques. Nous classifions les interventions de stimulation en trois modèles différents d'induction de la plasticité. Notre thèse centrale est qu'une meilleure compréhension des règles sous-jacentes de la plasticité, accompagnée de progrès dans une plus grande précision spatio-temporelle, est nécessaire pour faire avancer le domaine de la neurostimulation. Dans le deuxième article, nous décrivons, étape par étape, un nouveau protocole pour évaluer l'excitabilité corticospinale chez le rongeur éveillé pendant le comportement libre, ainsi que les plateformes matérielles et logicielles associées que notre équipe a développées à cette fin. L'une de ses principale caractéristique est la possibilité d'évaluer l'excitabilité corticomotrice en boucle fermée, en fonction de l'EMG, une nouvelle façon d'accroître l'uniformité des mesures sur des animaux en comportement. Cette plateforme de développement sera utile aux neuroscientifiques intéressés par l'évaluation de l'excitabilité du système nerveux chez les rongeurs éveillés par le biais d'une interrogation électrique ou optogénétique, un intermédiaire important avant les essais chez les primates non humains et éventuellement chez les humains. Dans le troisième article, nous avons utilisé cette plateforme prototype pour étudier la stimulation électrique associative appariée et le rôle de la plasticité dépendant de la synchronisation des potentiels d'action chez des rats implantés de façon chronique, sans l'influence de l'anesthésie. Nous nous sommes concentrés sur la variation systématique de l'intervalle entre la stimulation corticale et musculaire dans notre cohorte d'animaux afin de révéler l'effet de la synchronisation relative de l'activité aux niveaux cortical et spinal. Nous n'avons pas observé de potentialisation significative dans tous les intervalles de stimulation testés, mais plutôt des tendances vers des effets de type LTD dans la plupart des conditions de synchronisation. Nous discutons des raisons possibles pour lesquelles nous avons observé ces résultats. Dans le dernier article et dans le projet en cours, nous décrivons les premiers travaux prometteurs impliquant la neurostimulation optogénétique et électrique, ainsi que la réadaptation post-AVC comme tremplin pour des recherches futures. Nous concluons par une discussion générale et nous nous projetons dans l'avenir, tant à moyen qu'à long terme. La poursuite scientifique, tant sur le plan personnel que sur celui du domaine, se poursuivra, comme il se doit. Bien que ce travail soit conçu pour être lu dans un ordre séquentiel, chaque chapitre est indépendant. Collectivement, les travaux de cette thèse posent les bases et plaident en faveur d'une meilleure compréhension de la plasticité neuronale, du développement d'outils pour l'évaluer et de l'étude de ses applications pratiques pour parvenir à une meilleure récupération motrice après une lésion neurologique. / This document synthesizes a body of work concerning the nature of neural plasticity and how neurostimulation may be used to improve motor recovery after neurological insult. We begin with general foundational principles in neuroscience, the structure of the nervous and motor systems in humans and rats, and a brief discussion of neurological injury. The topics are broad and covered with the necessary brevity, but provides critical context for the following chapters. In the first paper, we review the fields of neurostimulation across the clinical and basic science domains in the service of stroke as a model disease for neurological injury, framing the field in terms of three different models of plasticity induction. Our central thesis here is that enhanced understanding of the underlying rules of plasticity, accompanied with advances in greater spatiotemporal precision is necessary to move the field of neurostimulation forward. In the second paper we describe a stable, novel step-by-step protocol to assess corticospinal excitability in the awake, freely behaving rodent, and the associated hardware and software platforms that our team has developed for this purpose. A core feature enables corticomotor excitability assessment in a closed-loop, Electromyogram (EMG)-dependent manner, a novel way of increasing consistency during free behavior in untrained animals. This development platform will be of use to neuroscientists interested in assessing the excitability of the nervous system in awake, unrestrained rodents via electrical or optogenetic interrogation, an important intermediary before trials in non-human primates and eventually humans. In the third paper, we used this prototype platform to investigate electrical paired associative stimulation and the role of spike-timing-dependent plasticity in chronically implanted rats, without the influence of anaesthesia. Our focus was on systematically varying the Inter-Stimulus Interval (ISI) between cortical and muscle stimulation in our animal cohort in order to reveal the effect of relative activity timing at both the cortical and spinal levels. We did not observe significant potentiation across all of the stimulus intervals we tested, but instead observed trends towards Long-Term Depression (LTD)-like effects in the short term across most timing conditions. We discuss possible reasons why we observed these results. In the final paper and project currently in progress, we describe early promising work involving optogenetic and electrical neurostimulation, and stroke recovery as a launchpad for future investigations. We conclude with a general discussion and peer into the future, both in the medium term and the long term. The scientific pursuit, both personally and as a field will continue, as it should. Although this work is designed to be read in sequential order, each chapter stands alone. Collectively, the work in this thesis lays the groundwork and argues for a greater understanding of neural plasticity, development of tools to assess it, and study of its practical applications to achieve enhanced motor recovery after neurological injury.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / Suite aux traumatismes crâniens pénétrants, le cerveau devient graduellement hyperexcitable et génère des activités paroxystiques spontanées. Les mécanismes qui sous-tendent l’épileptogénèse demeurent cependant peu connus. La ligne directrice de nos travaux consiste en l'hypothèse que la diminution de l'activité corticale engendrée par la déafférentation déclenche des mécanismes homéostatiques agissant tant au niveau cellulaire qu’au niveau du réseau cortical, et qui mènent à une excitabilité neuronale accrue culminant en crises d’épilepsie. Nous avons testé cette hypothèse chez des chats adultes, lors de différents états de vigilance ou sous anesthésie, ayant subits une déafférentation partielle du gyrus suprasylvien. Nous avons évalué les effets de la déafférentation corticale aigue et chronique sur la survie des neurones et des cellules gliales et nous avons investigué comment la privation chronique d'afférences neuronales pourrait modifier les propriétés du réseau cortical et déclencher des crises d’épilepsie. Après la déafférentation du gyrus suprasylvien, les neurones situés dans les couches corticales profondes, en particulier les neurones inhibiteurs GABAérgiques, dégénèrent progressivement et parallèlement à une fréquence croissante des activités paroxystiques, notamment pendant le sommeil à ondes lentes. La privation chronique d'afférences neuronales et la perte de neurones activent les mécanismes homéostatiques de plasticité qui favorisent une plus grande connectivité neuronale, une efficacité plus élevée des connexions synaptiques excitatrices et des changements des propriétés neuronales intrinsèques. Ensemble, ces facteurs favorisent une excitation accrue du réseau cortical. L'activité corticale spontanée, mesurée par les taux moyens de décharge, augmente progressivement, en particulier pendant le sommeil à ondes lentes, caractérisé par des périodes silencieuses alternant avec des périodes actives. Ceci soutient, en outre, notre hypothèse concernant la participation des mécanismes de plasticité homéostatique. La dégénération des neurones des couches corticales profondes produit des changements importants dans la distribution laminaire de l'activité neuronale, qui est déplacée vers les couches plus superficielles, dans la partie déafferenté du gyrus. Ce changement dans la distribution de profils de profondeurs de décharges neuronales modifie également le déclenchement de l'activité corticale spontanée. Dans le cortex normal et dans la partie relativement intacte du gyrus suprasylvien, l'activité corticale est générée dans les couches corticales profondes. Pourtant, dans le cortex chroniquement déafferenté, l'oscillation lente et les activités ictales sont générées dans les couches superficielles et puis diffusent vers les couches plus profondes. Le traumatisme cortical induit également une importante gliose réactive et une altération de la fonction normale des cellules gliales, ce qui cause l’enlèvement dysfonctionnel du K+ extracellulaire et qui augmente l'excitabilité des neurones favorisant ainsi la génération d’activités paroxystiques. En conclusion, les mécanismes de plasticité homéostatique déclenchés par le niveau diminué d'activité dans le cortex déafferenté produisent une hyperexcitabilité corticale incontrôlable et génèrent finalement les crises d’épilepsie. Dans ces conditions, l’augmentation de l'activité corticale plutôt que la diminution avec des médicaments antiépileptiques pourrait être salutaire pour empêcher le développement de l'épileptogenèse post-traumatique. / After penetrating cortical wounds, the brain becomes gradually hyperexcitable and generates spontaneous paroxysmal activity, but the progressive mechanisms of epileptogenesis remain virtually unknown. The guiding line of our experiments was the hypothesis that the reduced cortical activity following deafferentation triggers homeostatic mechanisms acting at cellular and network levels, leading to an increased neuronal excitability and finally generating paroxysmal activities. We tested this hypothesis either in anesthetized adult cats, or during natural sleep and wake, using the model of partially deafferented suprasylvian gyrus to induce posttraumatic epileptogenesis. We evaluated the effects of acute and chronic cortical deafferentation on the survival of neurons and glial cells and how long-term input deprivation could shape up the properties of neuronal networks and the initiation of spontaneous cortical activity. Following cortical deafferentation of the suprasylvian gyrus, the deeply laying neurons, particularly the inhibitory GABAergic ones, degenerate progressively in parallel with an increased propensity to paroxysmal activity, mainly during slow-wave sleep. The chronic input deprivation and the death of neurons activate homeostatic plasticity mechanisms, which promote a gradual increased neuronal connectivity, higher efficacy of excitatory synaptic connections and changes in intrinsic cellular properties favoring increased excitation. The spontaneous cortical activity quantified by means of firing rate augments also progressively, particularly during slow-wave sleep, characterized by periods of silent states alternating with periods of active states, which supports furthermore our hypothesis regarding the involvement of homeostatic plasticity mechanisms. The degeneration of neurons in the deep cortical layers generates important changes in the laminar distribution of neuronal activity, which is shifted from the deeper layers to the more superficial ones, in the partially deafferented part of the gyrus. This change in the depth profile distribution of firing rates modifies also the initiation of spontaneous cortical activity which, in normal cortex, and in the relatively intact part of the deafferented gyrus, is initiated in the deep cortical layers. Conversely, in late stages of the undercut, both the cortical slow oscillation and the ictal activity are initiated in the more superficial layers and then spread to the deeper ones. Cortical trauma induces also an important reactive gliosis associated with an impaired function of glial cells, responsible for a dysfunctional K+ clearance in the injured cortex, which additionally increases the excitability of neurons, promoting the generation of paroxysmal activity. We conclude, that the homeostatic plasticity mechanisms triggered by the decreased level of activity in the deafferented cortex, generate an uncontrollable cortical hyperexcitability, finally leading to seizures. If this statement is true, augmenting cortical activity rapidly after cortical trauma rather than decreasing it with antiepileptic medication, could prove beneficial in preventing the development of posttraumatic epileptogenesis.

Objectifs : L’objectif de cette étude consiste à déterminer la prévalence, les facteurs de risque et le délai d’apparition de complications pulmonaires tardives (i.e. hémothorax ou pneumothorax) chez les adultes avec un traumatisme thoracique mineur fermé. Méthode : Une cohorte multicentrique prospective de 450 patients consécutifs a été recrutée. Les patients éligibles devaient consulter pour un traumatisme thoracique survenu depuis moins de 72 heures et avoir eu leur congé de l'urgence. Les patients ont été suivis de façon systématique à 2, 7 et 14 jours suivant leur traumatisme. L'issue principale recherchée était la présence de complications pulmonaires tardives à la radiographie pulmonaire. Résultats : Au total, 12,0% (K W , 9,0-15,0%) des patients ont présenté au moins une complication tardive durant les premiers 14 jours de suivi : l’hémothorax est apparu chez 53 patients soit 11,8% (IC95% 8,8-14,8%) des patients et le pneumothorax chez quatre patients soit 0,9% (IC95%0 , 2 -2 , 3 %) des patients. Plus de la moitié des complications tardives ont été détectées dans les deux premiers jours (53,7%), 33,3% entre les jours 2 et 7 tandis que 13,0% ont été diagnostiqués durant la 2e semaine post-trauma. Le seul facteur de risque de complications tardives qui est demeuré statistiquement significatif, après ajustement pour l’ensemble des facteurs de risque potentiels, était la localisation des fractures sur la radiographie de l’hémithorax. Le rapport de cote ajusté se situe à 1,52 (KW , , 0,62-3,73) pour les côtes inférieures (10-12e côte), à 3,11 (KW , , 1,60-6,08) pour les côtes du milieu (6-9e côte) et à 5,05 (IC95% 1,80-14,19) pour les côtes supérieures (3e-5e côte) par rapport aux patients sans fracture de côte visible à la radiographie. Conclusion : L’hémothorax tardif est apparu chez près de 12 % des patients et le pneumothorax tardif chez près de 1 % des patients durant les premiers 14 jours de suivi. Durant la période de suivi, 87% de ces complications tardives sont survenues au cours de la première semaine. La présence d'au moins une fracture de côte entre la 3e et la 9e côte à la radiographie de Phémithorax est un facteur de risque significatif de complications pulmonaires tardives.

Les aînés (≥65 ans) représentent une proportion grandissante des admissions pour traumatismes. Cependant, on connait peu sur leur utilisation des ressources hospitalières. Pour améliorer les connaissances sur l’utilisation des ressources, nos objectifs étaient d’identifier les déterminants de l’utilisation des ressources, étudier la variation inter-hospitalière et évaluer l’association avec les résultats cliniques. Nous avons réalisé une étude de cohorte multicentrique en incluant tous les aînés admis dans le système de traumatologie du Québec (2013-2016) avec blessures traumatiques (N=16463) et avec fractures de fragilité (N=16721). Nous avons estimé l’utilisation des ressources avec la méthode de coûts basés sur les centres d’activité. Nous avons utilisé des modèles linéaires et logistiques multiniveaux pour nos analyses. L’utilisation des ressources augmentait avec l’âge et le nombre de comorbidités. La destination à la sortie de l’hôpital était aussi un important déterminant (soins longue durée vs domicile; blessures traumatiques; ratio de moyennes géométriques [RMG]=1,68; IC 95%=1,61-1,75; fracture de fragilité; RMG=1,28 IC 95%=1,24-1,32). L’utilisation des ressources ajustée variait significativement entre les hôpitaux. Cette variation était plus importante chez les patients avec des fractures de fragilité (coefficient de corrélation interclasse [CCI]=0,093; IC 95%=0,079-0,102) que chez ceux avec des blessures traumatiques (CCI=0,047; IC 95%=0,037-0,051). Les hôpitaux avec une plus importante utilisation des ressources avaient tendance à avoir une incidence plus élevée de mortalité (fracture de fragilité : coefficients de corrélation de Pearson [r]=0,41; IC 95%=-0,16-0,60) et de complications (blessures traumatiques : r=0,55; IC 95%=0,33-0,71; fracture de fragilité : r=0,54; IC 95%=0,32-0,70). Nos résultats suggèrent qu’il y a place à l’optimisation des ressources pour les aînés admis pour blessures. L’augmentation de mortalité et morbidité dans les hôpitaux utilisant plus de ressources pourrait être expliquée par la confondance résiduelle mais aussi par les effets indésirables reliés aux interventions ou aux journées d’hospitalisation potentiellement non-nécessaires. Ces hypothèses seront à confirmer lors d’études futures. / Elderly trauma admissions are increasing exponentially. However, little is known about resource use for this population. To advance knowledge on resource use and its optimization, our objectives were to identify resource use determinants, assess inter-hospital variation in resource use, and examine the impact of hospital resource use on patient outcomes for elderly injured patients. We conducted a multicenter cohort study of elders (≥65 years) with trauma (N=16,463) and with fragility fractures (N=16,721) admitted in the Québec trauma system (2013-2016). We estimated resource use with activity-based costing. We used intraclass correlation coefficients (ICC) to examine inter-hospital variation in resource use, multilevel linear models to identify determinants, and Pearson correlation coefficients (r) to assess the impact of resource use on patient outcomes. Resource use increased with age and the number of comorbidities for both groups. Patients discharged to long-term care had higher resource use than those discharged home (geometric mean ratio [GMR]=1.68; 95% CI [1.61, 1.75] for trauma and GMR=1.28; 95% CI [1.24, 1.32] for fragility fractures). Risk-adjusted resource use varied significantly across trauma centers for elderly patients. There was greater variation for elders with fragility fractures (ICC=0.093; 95% CI [0.079, 0.102]) than with trauma (ICC=0.047; 95% CI [0.035, 0.051]). Trauma centers with higher risk-adjusted resource use tended to have a higher incidence of mortality (r=0.41; 95% CI [0.16, 0.60]) for fragility fractures and complications for trauma (r=0.55; 95% CI [0.33, 0.71]) and for fragility (r=0.54; 95% CI [0.32, 0.70]). Our results suggest that there is room for resource use optimisation for elders admitted for injuries. The observed increase in mortality and morbidity in hospitals with higher resource use might be due to residual confounding but could also be due to adverse effects of potentially unnecessary interventions and hospitals stays. These hypotheses need to be confirmed in future studies.

Les troubles de la mémoire épisodique sont fréquents à la suite d'un traumatisme cranio-cérébral (TCC). De même, le vieillissement est caractérisé par un déclin de la mémoire épisodique. Conséquemment, l'effet synergique du vieillissement et du TCC pourrait exacerber les atteintes de la mémoire épisodique à la suite d'un TCC chez les personnes âgées. La technique des potentiels évoqués (PE) est une méthode ayant la capacité de mettre en évidence des dysfonctionnements neuronaux subtils pouvant être à l'origine de troubles de la mémoire épisodique. Jusqu'à présent, aucune étude n'a porté sur les corrélats neuronaux de la mémoire épisodique à l'aide de la méthode des potentiels évoqués, lors de l'utilisation de stratégies d'encodage par des personnes âgées ayant subi un TCC. Pour combler cette lacune, la présente thèse comporte des travaux menés sur les PE lors de l'encodage (étude 1) et de la récupération épisodique (étude 2) auprès de personnes âgées saines et ayant subi un TCC lors d'un paradigme de mémoire épisodique dans lequel le niveau d'organisation sémantique est manipulé en encodage. Les résultats comportementaux obtenus au paradigme de mémoire montrent des déficits mnésiques à la suite d'un TCC. Les résultats électrophysiologiques de l'encodage (étude 1) montrent un dysfonctionnement, chez les personnes âgées ayant subi un TCC, des bases neuronales sous-tendant les processus attentionnels et associatifs impliqués dans les stratégies mnésiques. L'altération de ces processus pourrait être attribuable à des déficits des fonctions exécutives. Les résultats suggèrent également qu'un TCC exacerbe les difficultés à auto-initier des stratégies mnésiques. Les résultats électrophysiologiques de la récupération (étude 2) suggèrent que le TCC induit une altération des mécanismes neuronaux de la familiarité et de la remémoration consciente. De plus, la présence d'un old/new effect précoce (P200, 150-300 ms) et d'un late frontal old/new effect uniquement chez le groupe témoin révèle que le TCC induit un déficit d'allocation des ressources attentionnelles et de la mémoire de travail nécessaire à la récupération. Les résultats de ces deux études permettent de décrire les effets couplés du vieillissement et du TCC sur la mémoire épisodique, et montrent que le TCC entraîne des dysfonctionnements neuronaux de l'encodage et de la récupération à l'origine des troubles de la mémoire épisodique. Ces travaux permettent d'amorcer une réflexion sur la prise en charge des patients cérébrolésés âgés et d'orienter des stratégies de récupération qui prennent en considération les sphères de la mémoire épisodique altérées.