L’objectif de ce travail était d’apporter des données encore inconnu sur la relation entre les corrélats neurophysiologiques de l’action et la représentation mentale. Un ensemble de six expérimentations ont été menées. Celles-ci nous ont permis de mieux comprendre les modalités d’utilisation de l’imagerie motrice qu’elle soit concomitante ou réaliser après la pratique réelle. Les effets de la pratique physique sur la capacité d’utilisation de l’imagerie motrice ont aussi été explorés. Nos résultats montrent que l’imagerie motrice est très efficace, qu’elle soit pratiquée de manière concomitante à la pratique réelle ou après celle-ci lorsque la fatigue physique est importante. Nous démontrons que des capacités d’imagerie élevées ne sont pas systématiquement reliées à une amélioration de la performance. De manière inédite nous démontrons que la pratique réelle peut–être bénéfique pour la capacité d’imagerie motrice d’une habilité fortement automatisée. De plus, des sessions de pratique physique prolongées et intermittentes semblent plus perturber la capacité d’imagerie motrice qu’une pratique continue. L’ensemble de ces résultats est une contribution importante aux connaissances relatives à l’utilisation de l’imagerie motrice dans la réhabilitation ou encore dans la pratique physique / The main purpose of the present work was to add substantial data regarding the psychophysiological correlates of action with respective mental representation. A total of six experimental protocols were developed to understand the mechanisms of using motor imagery concomitant and after actual practice, and the effects of exercise on motor imagery ability. According to our findings, motor imagery can very be usefull when performed concomitant with actual practice and even after an exercise session, when fatigue is most present. We demonstrate that higher levels of motor imagery ability are not always linked with greater performance enhancement. Unprecedentedly, we reported that an exercise session might even be beneficial for motor imagery ability of high-automated task. In addition, prolonged intermittent exercise session are more likely to impair motor imagery ability in comparison with continuous exercise. These findings are of special interest of sports coaches and rehabilitation professionals, which usually incorporate motor imagery into their physical training sessions

L’objectif de cette thèse est de mettre en évidence l’influence automatique que peuvent avoir les croyances stéréotypiques sur nos comportements. Utilisant une technique d’amorçage indirecte et des mesures comportementales, nous démontrons que l’activation du stéréotype associé aux personnes handicapées mène à une détérioration non-intentionnelle et non-consciente des performances motrices chez des individus valides. Cette détérioration correspond au contenu spécifique du stéréotype associé à la catégorie sociale (performances réduites) et traduit un effet d’assimilation. Cet effet s’avère être plus important chez les personnes étant familières (contacts fréquents) avec des membres de la catégorie sociale activée que chez des personnes non-familières. Par ailleurs, nos résultats montrent que les personnes handicapées elles-mêmes subissent également l’influence délétère du stéréotype négatif associé à leur groupe d’appartenance, ceci notamment en situation d’évaluation potentielle. / The objective of this thesis is to show that stereotypic beliefs about a social group can automatically influence the guidance of behavior by demonstrating that priming the disability stereotype alters subsequent motor performance in a way that is consistent with the specific content of the considered stereotype (poor performance). Thus, this thesis emphasizes that priming able-bodied persons with the disability stereotype leads to such an assimilation effect, an effect which appears to be particularly pronounced with persons who are familiar with the members of the primed social group. In addition, the presented thesis shows that disabled people are themselves unfavorably influenced by the negative stereotype associated with their membership group, especially in situations where these individuals could feel like being under examination.

MAGALHÃES, Erika Barreto. O corpo rebelado: dependência física e autonomia em pessoas com paralisia cerebral. 2012. 322f. Tese (Doutorado em Educação) - Universidade Federal do Ceará, Faculdade de Educação, Programa de Pós-Graduação em Educação Brasileira, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Maria Josineide Góis (josineide@ufc.br) on 2012-07-31T13:59:19Z No. of bitstreams: 1 2012_Tese_EBMagalhães.pdf: 3698885 bytes, checksum: 4e6d94500fc1d4de4cffce7e4f9ed9c3 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Josineide Góis(josineide@ufc.br) on 2013-11-14T14:05:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_Tese_EBMagalhaes.pdf: 3698885 bytes, checksum: 4e6d94500fc1d4de4cffce7e4f9ed9c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-14T14:05:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_Tese_EBMagalhaes.pdf: 3698885 bytes, checksum: 4e6d94500fc1d4de4cffce7e4f9ed9c3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Nas últimas décadas, observa-se um deslocamento dos discursos médicos em direção a uma concepção sócio-construcionista sobre as pessoas com deficiência, o que tem animado os debates a respeito da autonomia e a inserção social desse grupo. No entanto, a dualidade estabelecida por essa nova abordagem entre social-biológico não parece dar conta da complexidade que o processo de autonomia assume na vida desses sujeitos e não se sustenta sob a luz das teorias aportadas pelo pensamento pós-estruturalista. Assim, a partir da crítica ao racionalismo e ao individualismo moderno – levantada pelas reflexões feministas sobre cuidado – a contribuição da fenomenologia e das filosofias da diferença, a presente tese propõe uma análise da relação entre dependência, deficiência e autonomia de modo a considerar os elementos frequentemente descarados nos discursos militantes sobre o tema. O objetivo do trabalho consiste em analisar o processo de subjetivação de adultos com paralisia cerebral e dependência física a partir das estratégias cotidianas de conquista da autonomia. A pesquisa de campo teve duração de 14 meses, ao longo dos quais foi realizada observação participante sobre a vida cotidiana de dois indivíduos adultos com paralisia cerebral e dependência física. Entrevistas semidiretivas foram desenvolvidas com os familiares e os sujeitos com deficiência de modo a reconstituir a trajetória pessoal de cada um deles. Os resultados apontam três elementos que se articulam no fazer-autônomo dos sujeitos sob dependência física: (1) o processo de infantilização – que funciona como uma espécie de força de formatação e reificação da subjetivação desses indivíduos. A autonomia resultaria da dinâmica entre a resistência à infantilização e os efeitos desta na vida dos sujeitos com deficiência. São descritos na tese três pontos que constituem a infantilização: o argumento da vulnerabilidade como explicação para a necessidade de controle e cerceamento, a negação da sexualidade e da desejabilidade do corpo deficiente e a afirmação da razão como meio de ascensão à vida adulta; (2) dependência física e cuidado – trata-se de um elemento problematizador do projeto de autonomia como desvinculação do outro e que não pode ser descartado na compreensão deste fenômeno. O cuidado demandado pelo corpo dependente coloca em xeque o ideal de autonomia como autossuficiência presente na concepção de indivíduo moderno e exige uma análise que leve em consideração os dois polos da relação (cuidador – pessoa sob cuidado); (3) ação automizadora e invenção de si – a autonomia está intrinsecamente relacionada com os processos de subjetivação e, como tal, só pode ser percebida a partir dos movimentos cotidianos de autoprodução na relação com o outro e com o mundo. A ênfase é dada nas estratégias (ações, interações, reações) utilizadas pelos indivíduos com deficiência para resistir à circunscrição da subjetividade e para inventarem a si mesmos de modo original e singular. A hipótese central é de que o desejo (tanto quanto a razão) tem um papel determinante na busca pela autonomia. Tornar-se adulto (logo, autônomo) para as pessoas com deficiência física grave não significa necessariamente assumir a rigidez e a retidão comumente associada a essa fase da vida. Mas guiar-se pelo devir-criança e pelo prazer de experimentar a diferença a partir da multiplicidade que abriga o conceito de deficiência. / Dans les dernières décennies, il y a eu un changement dans le discours médical vers une vision social-constructiviste sur les personnes handicapées, ce qui a animé les débats sur l'autonomie et l'inclusion sociale de ce groupe. Toutefois, la dualité établie par cette nouvelle approche sociale/biologique ne semble pas tenir compte de la complexité du processus de conquête de l´autonomie et elle ne se soutient pas à la lumière des théories post-structuralistes. Ainsi, basée sur la critique du rationalisme et de l'individualisme moderne, soulevée par des réflexions féministes sur le soin et avec la contribution de la phénoménologie et les philosophies de la différence, cette thèse propose une analyse de la relation entre la dépendance, le handicap et l'autonomie. L'objectif de cette étude est d'analyser le processus de subjectivation des adultes atteints d´un handicap cérébral moteur et de dépendance physique à partir des stratégies quotidiennes conduisant à l‟autonomie. Le travail de terrain a duré douze mois, au cours desquels l'observation participante a été menée sur la vie quotidienne de deux adultes atteints de handicap cérébral moteur. Des entretiens semi-directifs ont été conduits avec des personnes handicapées et leurs parents en vue de reconstituer la trajectoire de vie de chacun des sujets de recherche. Les résultats montrent trois éléments liés à l´action autonomisante: (1) le processus d'infantilisation – qui fonctionne comme une sorte de formatage vigoureux et comme un outil de modélisation de la subjectivité de ces personnes. Alors, l´autonomie est le résultat de la dynamique entre la résistance et les effets de l'infantilisation dans la vie des personnes handicapées. Trois éléments peuvent être mis en lumière dans le processus d'infantilisation: - l'argument de la vulnérabilité comme explication pour le contrôle et la tutelle, le déni de la sexualité et l‟affirmation de la raison comme moyen d‟accession à l'âge adulte ; (2 ) la dépendance physique et les soins - ce qui est un élément qui pose un problème au projet d'autonomie en tant que détachement de l'autre. Le soin demandé par le corps abimé met en cause l'idéal d'autonomie comme auto-suffisance, ce qui exige une analyse qui prend en compte les deux pôles de la relation (soignant - soigné) ; (3) l'action autonomisante est l´invention de soi, l'autonomie est intrinsèquement liée à des processus subjectifs et en tant que telle ne peut être vue que par les mouvements quotidiens d´auto-production qui ont lieu dans les rapports à l'autre et dans le monde culturel. L'accent est mis sur les stratégies (les actions, les interactions, les réactions) utilisées par les personnes handicapées pour résister à la modélisation de leur subjectivité et de s'inventer soi-même de façon originale et unique. L'hypothèse centrale est que le désir (plutôt que la raison) a un rôle central dans la quête d'autonomie. Ainsi, devenir un adulte pour les personnes ayant un handicap physique ne prend pas forcément le chemin de la rigidité fréquemment associé à cette phase de la vie. L‟adulte en devenir est guidé par le plaisir de vivre la différence dans la pluralité que détient la notion de handicap.

Le concept de "cognition incarnée" considère que le schéma classique Perception-Cognition-Action proposant un flux séquentiel de traitement de l’information n'est pas approprié pour comprendre l'effet comportemental des troubles neurodégénératifs et trouver des solutions thérapeutiques innovantes. La découverte des neurones miroirs (NM) a donné un substrat biologique à cette théorie: on pense maintenant que les NM relient les connaissances sur les actions et les perceptions non seulement pour intégrer la perception dans la planification et l'exécution, mais aussi pour soutenir un large éventail de fonctions cognitives, par ex. empathie et langage. En même temps, il est maintenant clair que dans chaque maladie neurodégénérative les symptômes cognitifs et moteurs sont représentés le long d'un continuum. Les maladies neurodégénératives liées au vieillissement, comme la maladie d'Alzheimer (MA), la forme la plus courante de démence, sont devenues un enjeu social très important. Comme il n'y a pas de remède pour la MA, les études se concentrent sur la prévention. Une catégorie qui représente maintenant une cible privilégiée est le trouble cognitif léger (TCL), considéré comme une étape intermédiaire entre le vieillissement normal et la MA. Même si MA et TCL ont été caractérisées comme des maladies «cognitives» jusqu'à présent, un lien entre la fonction motrice et le risque de développer la MA a été reconnu.Le but principal de cette recherche est d'étudier l'intégrité du réseau NM dans la MA, le TCL et le vieillissement normal. La caractérisation de son fonctionnement dans les maladies neurodégénératives serait utile pour une meilleure compréhension de leurs mécanismes fonctionnels et manifestations cliniques. Cela permettrait également d’exploiter le NM dans la réhabilitation des symptômes.La thèse comprend deux parties : la première inclue une vaste recherche bibliographique destinée à décrire le cadre scientifique qui justifie une telle recherche.Nous avons d'abord passé en revue les preuves sur l'existence d'un système NM chez les singes et les humains, et ses multiples rôles possibles et après brièvement décrit le tableau clinique des principaux troubles neurodégénératifs, en montrant comment les symptômes cognitifs et moteurs s’entrecroisent. Ensuite, nous avons détaillé les résultats de la recherche documentaire sur les maladies neurodégénératives, NM et cognition incarnée, en les commentant à la lumière de cette théorie.La deuxième partie de la thèse décrit la procédure expérimentale qui a été réalisée dans le but de la recherche.Trois groupes appariés de 16 sujets chacun (CA-contrôles âgées, TCL amnésique avec atrophie hippocampique et MA) ont été évalués avec une batterie neuropsychologique centrée sur les fonctions liées au système NM, et une tâche IRMf spécifiquement créée pour tester les NM: celle- ci était constituée d'une tache d’observation, où aux sujets ont été montrés des vidéos d'une main droite saisissant différents objets, et d'une tache motrice où les sujets ont observé des images d'objets orientés pour être saisis avec la main droite, et ont fait le geste correspondant.Chez les CA, l'analyse de conjonction (comparant l'activation de l'IRMf pendant l'observation et l'exécution) a indiqué l'activation d'un réseau bilatéral fronto-pariétal dans les zones NM « classiques» et du gyrus temporal supérieur (STG), entrée visuelle corticale aux NM. Le groupe TCL a montré une activation similaire, cependant, les zones pariétales ont été moins activées et le STG n'a pas été activé, tandis que l'inverse était vrai pour la zone de Broca droite. Nous n'avons observé aucune activation du réseau fronto-pariétal chez le groupe MA. Dans tous les tests neuropsychologiques (y compris les tests de fonctions attribuées à NM), les sujets MA ont été plus mauvais que les CA, alors que les sujets TCL montraient seulement des troubles de mémoire épisodique et fluidité sémantique (...). / The concept of “embodied cognition” considers that the classical Perception-Cognition-Action architecture proposing a sequential flow of processing with clean cuts between all modules is not appropriate to understand the behavioral effect of neurodegenerative disorders and to find innovative therapeutic solutions. In the last decades, the discovery of the mirror neurons (MN) has given a biological substrate to this theoretical perspective: the MN are now thought linking together knowledge about actions and perceptions not only to integrate perception in action planning and execution but also as a neural mechanism supporting a wide range of cognitive functions, e.g. empathy and language. At the same time, it is now clear that in each neurodegenerative disease both cognitive and motor symptoms are represented along a continuum. In the current demographic context, neurodegenerative diseases linked to aging have become a very important social issue. Alzheimer Disease (AD), the most common form of dementia, is a neurodegenerative disease strictly linked to aging. As actually there is no cure, several studies are focusing on prevention. A category which now represents a preferential target of intervention is Mild Cognitive Impairment (MCI), considered as an intermediate stage between normal aging and AD. Even if AD and MCI have been characterized as “cognitive” diseases until now, a link between motor function and the risk of developing AD has been recognized.The main purpose of this research is to investigate the integrity of the MN network in AD, MCI and normal aging. Characterizing the functioning of the MN network in neurodegenerative diseases would be useful to better understand functional mechanisms and their clinical manifestations. It would also allow to capitalize on these kinds of neurons in the rehabilitation of motor and cognitive symptoms.The thesis consists of two parts: the first part includes an extensive bibliographic research intended to describe the scientific frame which justifies such a research.We first reviewed the evidence about the existence of a MN system in monkeys and humans, and its multiple possible roles in humans.We then briefly reviewed the clinical picture of the main neurodegenerative disorders, showing how cognitive and motor symptoms intersect in all of them.Next, we detailed the results of literature searching on neurodegenerative diseases, MN, and embodied cognition, commenting them at the light of this hypothesis.The second part of the thesis describe the experimental procedure which has been performed to evaluate the integrity of the MN network in normal elderly and people with AD and MCI, and its results.Three matched groups of 16 subjects each (normal elderly-NE, amnesic MCI with hippocampal atrophy and AD) were evaluated with a neuropsychological battery centered on functions thought to be linked to the MN system, and a fMRI task specifically created to test MN: that comprised of an observation run, where subjects were shown videos of a right hand grasping different objects, and of a motor run, where subjects observed visual pictures of objects oriented to be grasped with the right hand, and made the corresponding gesture.In NE subjects, the conjunction analysis (comparing fMRI activation during observation and execution), indicated the activation of a bilateral fronto-parietal network in “classical” MN areas, and of the superior temporal gyrus (STG), an area thought to provide the cortical visual input to the MN. The MCI group showed the activation of areas belonging to the same network, however, parietal areas were activated to a lesser extent and the STG was not activated, while the opposite was true for the right Broca’s area. We did not observe any activation of the fronto-parietal network in AD participants (...).

Les microfaisceaux (MBs) de rayons X générés par un synchrotron permettent de délivrer des doses de radiation très élevées, jusqu'à plusieurs centaines de gray (Gy), sans pour autant induire de dommages tissulaires irréversibles dans les zones avoisinant la lésion. La réactivité du réseau vasculaire à se régénérer grâce aux cellules endothéliales, est probablement un mécanisme clef dans la radio-tolérance des tissus sains, puisqu'il permet une recolonisation rapide des zones tissulaires lésées. Cette méthode permet ainsi de reproduire de façon non invasive une incision chirurgicale précise du cortex tout en préservant son architecture. Cette caractéristique présente un intérêt certain et permet d'envisager le développement de nouveaux modèles neurobiologiques expérimentaux ouvrant la voie à des traitements innovants pour de nombreux troubles cérébraux. Durant cette thèse, les microfaisceaux ont été utilisés sur la structure corticale et l'hippocampe de rats. Concernant le cortex, les MBs ont été appliqués au niveau du cortex sensori-moteur (taille 100 µm/600 µm, of 400 µm/1200 µm crête à crête, dose pics - vallèe de 360-240 Gy/150-100 Gy) chez des rats males Wistar sains ainsi que chez des rats développant des attaques cérébrales consécutivement à l'injection corticale d'Acide Kaïnique (KA). Suite aux traitements par MBs, les performances motrices étaient évaluées par le test du Rotarod et les structures corticales étudiées par immunohistochimie grâce au marquage par NeuN et GFAP des neurones et astrocytes matures. Aucun déficit neurologique n'a été observé chez les rats sains soumis au protocole de traitement par MBs et une diminution significative (normalement là il faut mettre des statistiques ou au moins les avoir sinon tu peux dire diminution importante) de la durée des crises de convulsions a pu être observée chez les rats KA. L'incidence des MBs (9 microfaisceaux de 75 μm de largeur séparés de 400 μm crête à crête, dose d'entrée: 1000 Gy) délivrés au niveau de l'hippocampe de rats Wistar sains a été comparée avec un traitement par rayons X de 10 Gy délivré uniformément. Le but de cette expérience était d'évaluer l'impact d'un traitement par microfaisceaux par rapport aux techniques d'irradiation conventionnelles. Pour cela, une évaluation quantitative (i) comparative a été faite sur la neurogénèse grâce à l'utilisation de marqueurs cellulaires (BrdU et Ki-67). Une étude (ii) a aussi été menée sur le long terme (1 an) pour mettre en évidence la corrélation entre la neurogénèse, les troubles de l'apprentissage et de la mémoire. Une préservation des cellules prolifératives a été observée au sein du groupe traité par MBs. Les transsections de l'hippocampe de rats par MBs n'induisent pas de troubles significatifs (là aussi, il faut avoir des stat ou alors utiliser troubles marquants) du comportement de plus, l'observation histologique et immunohistochimique des tissus a permis de mettre en évidence la conservation de sa structure.Le travail effectué au cours de cette thèse confirme que le traitement spécifique de zones radiosensibles du cerveau par les microfaisceaux est sûr et permet d'améliorer le pronostique des animaux traités par rapport aux techniques conventionnelles. Ainsi, le développement d'appareils permettant de délivrer des faisceaux de rayons submillimétriques capables de générer une destruction précise et limitée au niveau du cortex ou de l'hippocampe pourra permettre une prise en charge innovante plus sûre de nombreuses pathologies fonctionnelles cérébrales comme l'épilepsie ou certaines douleurs. / Synchrotron-generated X-ray microplanar beams (microbeams, MBs) are characterized by the ability to avoid widespread tissue damage following delivery of doses ranging from hundreds to over a thousand of Grays. The resistance of normal tissues to high doses of MBs is likely related to the fast repair of the microvessels and to the wide interface between normal and irradiated tissue, allowing fast recolonization of the microbeam ablated columns of tissue. The preservation of the cortical architecture following high-dose microbeam irradiation and the ability to induce non-invasively the equivalent of a surgical cut over the cortex is of great interest for the development of novel experimental models in neurobiology and new treatment avenues for a variety of brain disorders. In this Thesis microbeams transections were delivered to the rat cortex and hippocampus. MBs cortical transections were delivered to the sensory motor cortex (size 100 µm/600 µm, center-to-center distance of 400 µm/1200 µm, peak-valley doses of 360-240 Gy/150-100 Gy) of Wistar male healthy rats and rats developing seizures following cortical injections of Kainic Acid (KA)-. The motor performances following sensorimotor cortex transections was assessed by rotarod test. The effect of microbeam transections on cortical architecture was assessed by immunohistology with NeuN and GFAP, markers of mature neurons and astrocytes. No neurological deficit was observed in healthy animals undergoing sensorimotor cortex microbeam transections. Convulsive seizure duration was markedly reduced following transections in KA rats. MBs hippocampal transections (75 µm thickness, 400 c-t-c distance and 600 Gy as peak entrance dose) were performed in adult healthy Wistar rats. MBs transections were compared with an uniformly delivered X-ray dose (broad beam, BB) at 10 Gy. Our aims were to quantify (i) the impact of microbeams versus conventional irradiation on neurogenesis (using proliferative cells markers such as BrdU and Ki-67), and (ii) to investigate on a long term (1 year) the correlation between neurogenesis and impairments in learning and memory. Preservation of proliferative cells in the microbeam treated group were observed. Microbeam transections delivered to the hippocampus did not induce significant behavioral impairment histological and immunohistochemical findings showed a preserved hippocampal structure with evidence of higly precise transections diving the hippocampus in columns. This work confirms the safe delivery of high doses of radiation to specific and radiosensitive parts of the brain, if performed using microbeams Additionally, the development of clinical devices delivering submillimetric beams able to generate cortical or hippocampal transections might become a new powerful new tool for the clinical treatment of epilepsy, pain and other functional brain disorders.

L’élaboration de prophéties autoréalisatrices est fréquente dans le domaine sportif. L’objet de la thèse est de mesurer leurs impacts sur des prises décision en situation motrice tout en vérifiant la persistance dans le temps de cet impact. Cette production est l’une des premières à tester l’effet des attentes par l’action motrice. Pour cela, nous procédons à une recherche quasi-expérimentale menée auprès de 285 étudiants en STAPS (Sciences & Techniques des Activités Physiques et Sportives) volontaires. Ces derniers sont soumis à un jeu de type Faucon versus Colombe révélant des conduites motrices rationnelles ou risquées. L’expérience consiste à donner à chaque sujet des attentes positives, neutres négatives avant d’analyser leurs stratégies et le score correspondant. Une Analyse Factorielle des Correspondances (AFC) renforcée régressions logistiques (Tri2) tend à montrer que les attentes positives sont significativement liées à des stratégies motrices antagonistes et à un score moyen (p<0.01). A contrario, les interactions de coopération associées à score élevé émanent plutôt des attentes négatives (p<0.01). L’absence d’attentes (indifférence) entraîne les sportifs dans une spirale de l’échec alors que des attentes négatives tendent à favoriser une phase d’observation prudente – type Tit for Tat – traduisant une forme d’intelligence motrice. Positives négatives, l’effet des attentes est donc bien réel et il en va du rôle de l’entraîneur que d’apprendre à les manier. / No abstract

L'imagerie motrice, ou représentation interne d'un mouvement, est une technique d'entraînement mental ayant la particularité d'impacter la plasticité cérébrale activité-dépendante. La pertinence de son intégration au sein des programmes de rééducation fonctionnelle a été validée par de nombreuses études expérimentales, tout particulièrement pour les personnes victimes d'un accident vasculaire cérébral ou d'une lésion de la moelle épinière. Les résultats obtenus par ce travail de thèse élargissent l'éventail des populations pouvant bénéficier de cette approche en validant la faisabilité et en précisant les conditions optimales de l'intégration de l'imagerie motrice dans le cadre de la rééducation de personnes amputées du membre inférieur. Nous rapportons également des résultats préliminaires prometteurs quant à ses effets sur le recouvrement de leurs capacités locomotrices. Les données montrent que le travail en imagerie motrice devrait être spécifique aux mouvements fonctionnels bilatéraux et que, sous réserve d'une prochaine validation auprès de cette population, l'imagerie motrice de tâches posturales ainsi que l'utilisation conjointe de la stimulation transcrânienne à courant continu, devraient permettre de maximiser son pouvoir d'action sur le recouvrement de la locomotion de personnes amputées du membre inférieur / Motor imagery, which refers to the internal representation of a movement, has the potential to impact activity-dependent plasticity. The relevance of motor imagery, as a technique allowing substantial motor performance gains and motor recovery in the field of rehabilitation, has been validated by numerous experimental studies in stroke patients and persons suffering from spinal cord injury. By highlighting the possibility of integrating motor imagery within the framework of lower-limb amputees’ rehabilitation programs, and revealing promising preliminary data regarding locomotion recovery, the results of this thesis broaden the range of people which might benefit from this technique. Data further suggest that motor imagery should specifically focus on functional and bilateral tasks, and that concomitant use of transcranial direct current stimulation should contribute to potentiate the impact of motor imagery on locomotion recovery of lower-limb amputees

Bien qu'elle soit omniprésente dans notre société, l'écriture au clavier reste assez mal caractérisée. L’étudier impose de s'intéresser à l'intersection de plusieurs champs de recherche tels que la psycholinguistique, le contrôle moteur et la programmation de séquence. Le but de cette thèse était d'étudier les processus linguistiques et moteurs mis en jeu lors de l'écriture au clavier. Une première étude comportementale a démontré l'importance des processus linguistiques pour expliquer les performances d'écriture (temps de réaction, intervalles inter-frappes et proportion de réponses correctes). Dans une deuxième étude, nous avons évalué la fiabilité d’une plateforme de récolte de données en ligne pour enregistrer des séquences de frappe à grande échelle. Ensuite, trois études d'EEG ont permis de caractériser les processus de préparation de réponses motrices et leur éventuelle interaction avec des processus linguistiques. Nous avons observé à plusieurs reprises un patron d'activation/inhibition des cortex moteurs, précédemment caractérisé dans le contexte de tâches de choix forcé. Nous avons pu également observer la dépendance de cet index aux effecteurs engagés dans la séquence tapée. Les résultats présentés sont discutés en termes de processus linguistiques et moteurs sous-jacents. L'écriture au clavier se présente comme une modalité appropriée pour étudier leur interaction potentielle lors de la production écrite et la question générale de la transmission d'information entre processus cognitifs. Les données présentées ici contribuent à la caractérisation de ce comportement désormais omniprésent et ouvrent ainsi de nombreuses perspectives de recherche dans ce domaine. / Typing has become a ubiquitous skill in our modern information societies. It constitutes an important language production modality and probably our preferred way to produce written language. Still its investigation is rather scarce. Understanding typing behavior pertains to several research domains such as language production, motor control and sequence programming. The aim of this thesis was to characterize linguistic and motor processing during typing. The methodology combined fine grained behavioral and electroencephalography (EEG) investigations.The first study aimed to assess the importance of linguistic processes during typing. It revealed a composite pattern of effects on response latencies, inter-keystroke intervals and accuracy rates. The second study assessed the reliability of an online platform to perform large-scale studies of typing skills. Then, three EEG studies aimed to characterize motor planning during typing and their putative interaction with linguistic processing. While linguistic processing was harder to trace with EEG, all three studies revealed a reliable pattern over motor cortices prior to the striking of the first keystroke of a word, interpreted as an index of motor preparation. The manipulation of effectors engaged in sequence production revealed versatile inhibitory processes dependent on the content of the sequence. The results are discussed in terms of linguistic and motor processes and their putative interactions during typed language production, contributing to the popular debate about information processing in cognitive science. This work provides novel data that pave the way to promising future investigations of typing.

Ces travaux de thèse ont pour objectif de mieux comprendre comment le système nerveux central (SNC) planifie et contrôle les mouvements volontaires. Tout mouvement nécessite la résolution de deux types de redondance : interne (complexité du corps) et externe (interactions avec l’environnement), qui rendent difficile la sélection d’une action. Pour mieux comprendre ce contrôle, nous avons étudié en parallèle deux hypothèses importantes dans le domaine du contrôle moteur : les synergies musculaires et la décision motrice. Selon l’hypothèse des synergies musculaires, le contrôle des muscles par le SNC serait simplifié par l’utilisation de groupements invariants d’activations coordonnées de différents muscles, dont la combinaison sous-tendrait la réalisation de mouvements complexes. Le but de cette étude était de mettre à l’épreuve l’hypothèse des synergies musculaires en étudiant simultanément : a) un protocole spécifiant un grand nombre de mouvements variés, b) un nouveau modèle mathématiques tenant compte, pour l’extraction des synergies, de la modularité spatiale et temporelle, c) une double-évaluation de la qualité de la décomposition en synergies : au niveau musculaire (métrique VAF) et fonctionnel (performance de décodage). Notre idée directrice était que l’utilisation de synergies musculaires par le SNC n’est plausible que si elles permettent de rendre compte des activations musculaires d’un grand nombre de mouvements différents, et possèdent chacune un rôle fonctionnel spécifique. Les résultats de cette première étude montrent l'existence d'un petit ensemble de synergies dont la combinaison reconstruit les activations musculaires, et code efficacement toutes les tâches testées. La sélection d’une action, vue comme une prise de décision, peut être guidée par les contraintes extérieures objectives (e.g. la position de l’objet à attraper), les coûts/bénéfices explicites potentiels (e.g. une récompense monétaire), et les coûts/bénéfices internes associés à chaque mouvement (e.g. dépense d’énergie). Au quotidien, les actes sont rarement associés à des récompenses explicites. De plus, la redondance extrinsèque est toujours présente, la saisie d'une pomme par exemple ne définit pas une position finale précise de la main, contrairement au protocole souvent étudié de pointage d'une cible saillante. Les valeurs internes guidant le mouvement auraient donc une importance particulière dans le processus de décision motrice. Afin de les étudier, nous avons construit un protocole limitant les influences décisionnelles externes décrites ci-dessus. Les résultats de cette deuxième étude montrent des comportements différents entre les sujets, et mettent en avant en particulier l'existence de deux valeurs internes guidant la coordination entre posture et mouvement En conclusion, nous suggérons que le contrôle du mouvement peut être vu comme un processus de décision évaluant des valeurs internes pour produire la solution motrice la plus pertinente pour le contexte présent. De plus, ce contrôle serait simplifié par l'utilisation complémentaire de modules fonctionnels stockés dans le SNC. / This thesis is aimed at better understanding how the Central Nervous System (CNS) plans and controls voluntary movements. When moving, humans must overcome intrinsic (e.g. choosing which muscles to activate) and extrinsic (e.g. choosing where to reach an object) redundancy, requiring selecting one motor solution among several potential ones. To better understand this process, we studied in parallel two important motor control theories: muscular synergies and motor decision. In a first part, we focused on intrinsic redundancy by testing the muscular synergies hypothesis. According to it, the CNS simplifies the control of muscles, in using a limited set of building blocks whose linear combinations allow the performance of virtually any motor task. In this study, we challenge the modular motor control hypothesis by combining a) the design of a highly comprehensive experiment with b) the use of a unifying modularity model to describe single-trial EMG activity in space and time and c) a module evaluation process that assesses the modular decomposition not only in input space (EMG data reconstruction) but also in task space (task discrimination). Our rationale is that an effective modular control implementation would allow not only the formation of a wide variety of muscle patterns but also the achievement of a large set of tasks. The main theoretical result is the existence of few spatial and temporal modules that not onlygive a concise representation of muscle patterns but also carry nearly all task-relevant information of EMG signals. In a second part, we studied the decisional process that underlies all voluntary movement. In daily life, human movement is guided by objective external constraints (e.g. an object to reach), potential external cost/benefits (e.g. monetary reward) and internal cost/benefits associated with each movement (e.g. energy expenditure). Here,we aimed at investigating internal variables orienting action selection when facing the complexity of human-environment interactions. To this aim, we designed an experimental protocol reducing external constraints: no predetermined endpoint (e.g. salient target) and no explicit reward (e.g. money). Subjects had to perform whole body reaching movements towards a uniform surface (no pre-determined endpoint). Our results illustrate the presence of idiosyncratic values guiding posture and movement coordination that can be combined in a flexible manner as a function of context and subject. A first value takes into account the energy expenditure and articular jerk, while the other favored stable dynamic equilibrium but requires larger energy expenditure and articular jerk. In conclusion of this work, we suggest that motor control can be viewed as a decision process evaluating internal values to elaborate the most efficient control in function of context. In addition, this control can be simplified by the use of functional modules allowing CNS to generate rapidly a large set of whole body movements.

Un nombre non négligeable de patients ayant subi un accident vasculaire cérébral (AVC) vont développer une démence parfois associée à un handicap fonctionnel résiduel. Mon travail a pour but de mettre en place un suivi à long terme de l’ischémie cérébrale chez le rat afin de suivre et d’identifier de manière concomitante l’évolution des lésions cérébrales, les déficits fonctionnels afin d’explorer les mécanismes sous-jacents au développement de la démence post-ischémique. Des rats mâles de souche Wistar ont subi une ischémie cérébrale transitoire. Ces rats sont suivis par IRM à 24 heures, 7 jours, puis 1, 2, 4 et 6 mois de post-ischémie. En parallèle de ces examens, les animaux subissent une batterie de tests comportementaux, comprenant à la fois une étude des fonctions motrices et mnésiques. Après le sacrifice, les cerveaux sont récupérés à des fins histologiques et moléculaires. Des déficits moteurs et mnésiques sont décelés durant notre étude au sein du groupe I/R. L’étude in vivo par IRM a démontré une différenciation de la lésion et du tissu associé, dès 7 jours de reperfusion ainsi que l’apparition de différentes zones d’atrophie apparaissant au niveau de l’hippocampe et du cortex entorhinal dès 1 mois post-ischémie et perdurant le long de l’étude. L’étude histologique montre une diminution significative de la surface cellulaire dans les différentes zones hippocampiques associée à une moindre expression du facteur neurotrophique BDNF qui expliquerait le phénomène d’atrophie. Ces résultats prouvent la pertinence du modèle d’étude préclinique à long terme chez le rat pour reproduire des troubles du comportement en post-AVC. / Patients who have had a stroke have a higher prevalence of dementia associated with functional handicap affecting the quality of life and creating a loss of autonomy. My work aims to develop a long term model of stroke in rat to identify cerebral lesions and the associated behavior deficits as well as the involved cellular mechanisms. Male Wistar rats undergo transient ischemia/reperfusion. MRI was performed at 24 hours, 7 days, 1, 2, 4 and 6 months after operation. In parallel, behavioral tests were assessed to follow motor and mnesic functions. After sacrifice, brains are removed to made histological and molecular studies. Motor and mnesic deficits appeared during our study. MRI studies showed that lesion differentiated at 7 days of reperfusion and T2-MRI evidenced atrophies appearing since 1 month post-ischemia in entorhinal cortex and hippocampus. Histological studies evidenced a decreased cellular surface in hippocampal regions associated to a decreased expression of the neurotrophic factor BDNF which could explain atrophies. These results proved that this long-term ischemic model in rat is a good one to induce behavioral deficits like functional problems appearing at distance in post-stroke patients.