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Pour percevoir le monde qui nous entoure, nous effectuons des mouvements rapides des yeux afin de placer les objets d'intérêt en fovéa, région de l'oeil où l'acuité visuelle est maximale. Ces mouvements oculaires, appelés saccades, sont précis malgré leur rapidité d'exécution. Le mécanisme assurant leur précision tout au long de la vie est l'adaptation saccadique. L'adaptation saccadique peut être facilement induite en laboratoire grâce au paradigme non invasif de double saut de la cible (McLaughlin, 1967) qui simule une « imprécision » de la visée d'une cible en déplaçant celle-ci pendant la saccade de manière répétée. Le système saccadique corrige progressivement l'erreur de visée induite artificiellement, la saccade amenant directement l'oeil vers la nouvelle position de la cible après seulement une cinquantaine d'essais. A ce jour, si les paramètres saccadiques (latence, amplitude, durée, vitesse moyenne et pic de vitesse) sont très bien documentés chez l'adulte, ils restent peu décrits chez le très jeune enfant. De plus, aucune étude n'a examiné la plasticité du système saccadique chez les enfants de moins de huit ans. Le but de ce travail de thèse est double. Il vise d'une part à caractériser les paramètres saccadiques chez le très jeune enfant. Pour ce faire, les mouvements oculaires d'un groupe de 115 bébés âgés de 7 à 42 mois ont été enregistrés pendant 140 essais (Etude 2). Nous avons mis au point un protocole expérimental original adapté à l'âge de ces jeunes participants que nous avons préalablement validé chez des adultes (Etude 1). D'autre part, nous avons étudié si la plasticité du système oculomoteur des bébés de cet âge possède les mêmes caractéristiques que celle des adultes en induisant, grâce au paradigme de double saut de la cible, une adaptation en diminution d'amplitude (Etude 3) et une adaptation en augmentation d'amplitude de la saccade (Etude 4). Les résultats reposant sur plus d'une centaine de saccades consécutives par participant montrent que les bébés sont capables de sélectionner un stimulus visuel comme cible et d'effectuer une saccade oculaire vers celle-ci. Le système oculomoteur est cependant immature à cet âge puisque les saccades des bébés ont des latences plus longues et sont plus hypométriques, i.e. moins précises que celles des adultes. Cependant, les performances saccadique des bébés s'améliorent avec l'âge pour la latence et, contre toute attente, au fur et à mesure des essais pour la précision de leur visée. Par ailleurs, les modifications adaptatives en réponse au saut intra-saccadique de la cible sont présentes chez un plus grand nombre d'adultes que d'enfants en diminution d'amplitude et inversement en augmentation d'amplitude. Cependant, l'efficacité de l'adaptation saccadique est similaire chez les deux groupes de participants. Nos études contribuent à la compréhension du développement du contrôle oculomoteur : le déclenchement de la saccade devient plus rapide (latence) avec l'âge mais la forte hypométrie de la saccade reste la même entre 7 et 42 mois. De façon inattendue, la précision saccadique s'améliore au cours de la session expérimentale suggérant une capacité d'apprentissage à court terme (Etude 2). Dans les Etudes 3 et 4, la plasticité du système oculomoteur est révélée pour la première fois chez des enfants d'âge préscolaire, signant des mécanismes adaptatifs fonctionnels chez le jeune enfant qui ne leur permettent cependant pas d'obtenir la précision saccadique des adultes. / To perceive the world around us, we perform rapid eye movements to bring objects of interest into the fovea, the eye region where visual acuity is optimal. These eye movements, called saccades, are accurate despite their high velocity. The mechanism that ensures accuracy throughout life is called saccadic adaptation. Saccadic adaptation can be easily induced in the laboratory by using the noninvasive double-step target paradigm (McLaughlin, 1967) that simulates targeting errors of the saccade by displacing repeatedly the target during the saccade. The saccadic system progressively reduces the error induced artificially so that after only fifty trials, the eyes rech the new position of the target. Today, if saccadic parameters (latency, amplitude, duration, average velocity and peak velocity) are well documented in adults, they remain poorly described in the very young children. Moreover, no study has examined the plasticity of the saccadic system in children aged under eight years-old. The goal of this thesis is twofold. On the one hand, it aims at characterizing saccadic parameters in very young children. To do this, the eye movements of a group of 115 babies aged 7-42 months-old were recorded during 140 trials (Study 2). We developed an original experimental protocol adapted to the age of these young participants, which first validated in adults (Study 1). One the other hand, we investigated whether the plasticity of the babies' oculomotor system has the same characteristics as adults' by inducing an adaptive shortening of saccade amplitude (backward adaptation; Study 3) and an adaptive lengthening of saccade amplitude (forward adaptation; Study 4). The results based on more than a hundred consecutive saccades per participant show that babies are able to select a stimulus as a visual target and generate a saccade toward it. However, the oculomotor system is immature at this age because babies' saccades have longer latencies and are more hypometric, i.e. less accurate than saccades in adults. Nevertheless, saccade latency improves with age in the child group. Unexpectedly, saccade accuracy improves over trials. Furthermore, adaptive changes in response to the intra-saccadic target step are present in a larger number of adults than children for backward adaptation and conversely for forward adaptation. However, the efficiency of saccadic adaptation is similar in the two groups of participants. Our studies allow to better understanding the development of oculomotor control: saccades are initiated faster with age but the high saccade hypometria remains the same between the age of 7 and 42 months. Unexpectedly, saccade accuracy improves over the course of the experimental session suggesting a short-term learning ability (Study 2). In Studies 3 and 4, the plasticity of the oculomotor system is revealed for the first time in preschool children. These results suggest that adaptive mechanisms are functional in young children. This ability however does not allow them to be as accurate as adults.

La compréhension des propriétés biomécaniques de la tête du nerf optique (TNO) est cruciale pour la gestion de conditions telles que le glaucome et le Syndrome Neuro-Oculaire Lié à l'Espace (SNOE). Cette thèse propose d’utiliser l'imagerie par tomographie de cohérence optique vidéo à haute fréquence (V-OCT) traitée avec des algorithmes de traitement d'image existants pour évaluer quantitativement la déformation pulsatile de la TNO due aux cycles cardiaques. Cette méthode est utilisée afin d’investiguer deux phénomènes: la réponse biomécanique de la TNO dans les conditions terrestres; et la réponse du TNO dans l'environnement de microgravité de l'espace. Le premier segment de cette thèse présente une nouvelle méthode non-invasive pour mesurer le déplacement pulsatile de la TNO via l'OCT vidéo (V-OCT), offrant des progrès significatifs dans la quantification des propriétés biomécaniques de l'œil in vivo. Une validation approfondie de cette technique, à la fois numérique et expérimentale, a confirmé la sensibilité de l'algorithme aux déformations induites, sa robustesse face à divers niveaux de bruit, et sa répétabilité. Deux groupes d’individus, sains et myopes, ont été évalués sous différentes conditions de contrainte physiologique. La déformation pulsatile des tissus de la TNO a été capturée quantitativement et représentée sous forme de cartes de déformation, montrant la sensibilité de la méthodologie aux déformations induites et la robustesse aux interférences de bruit élevé. Pour les sujets dont les yeux ont une longueur axiale de moins de 25mm, des différences notables de déformation pulsatile médiane ont émergé entre les positions primaires et en abduction de l'œil, avec une reproductibilité confirmée via des coefficients de corrélation intra-classe élevés. Ayant validé la méthode, elle a donc a été appliquée à une cohorte de glaucomateux pour examiner l'impact de la réduction de la pression intraoculaire (PIO) sur le déplacement pulsatile de la TNO. Chez les patients atteints de glaucome primaire à angle ouvert (GPAO), en particulier ceux sans myopie axiale, les interventions abaissant la PIO ont conduit à une réduction significative de la pulsation de la TNO. Cependant, les patients glaucomateux myopes n'ont affiché aucun changement substantiel, suggérant une relation nuancée entre la modulation de la PIO et la biomécanique de la TNO. Une étude de cohorte n’a révélé aucune différence marquée dans la pulsation de la TNO à travers divers degrés de gravité du glaucome. Pourtant, la déformation pulsatile a été corrélée à l'épaisseur de la couche de fibres nerveuses rétiniennes et à des mesures hémodynamiques spécifiques, soulignant les interconnexions complexes entre la biomécanique et l'hémodynamique oculaires. La dernière partie de cette thèse aborde les modifications de la rigidité oculaire chez les astronautes avant et après des vols spatiaux prolongés. En analysant les données de 26 yeux de 13 astronautes, la recherche a démontré des réductions significatives de la rigidité oculaire, de la pression intraoculaire et de l'amplitude du pouls oculaire après la mission. Ces découvertes explorent des effets précédemment inconnus de la microgravité sur les propriétés mécaniques de l'œil, améliorant notre compréhension du SNOE. Cette étude, tout en approfondissant notre compréhension des complexités biomécaniques et hémodynamiques de la TNO, démontre le potentiel du V-OCT comme outil pour le diagnostic et le suivi des conditions du nerf optique. Les techniques et les perspectives acquises ici posent également les bases pour de futures explorations prometteuses à la fois pour les patients atteints de glaucome et pour les astronautes. / The eye is a semi-rigid sphere with complex biomechanical properties. Chronic disease or stress like space flight can interfere with these properties, leading to vision loss. Noninvasive measurements of the biomechanical properties of the optic nerve head (ONH) could provide better tracking and management of conditions such as glaucoma and Space-Related Neuro-Ocular Syndrome (SANS). This thesis proposes to use high-frequency optical coherence tomography video imaging (V-OCT) with existing image processing algorithms to quantitatively evaluate the pulsatile displacement of the ONH due to cardiac cycles. This methodology is applied across two streams of research: examining the ocular biomechanical response of the ONH under terrestrial conditions; and the ONH deformation in the microgravity environment of space. The first section of this thesis introduces a non-invasive method to measure ONH pulsatile displacement via video-based OCT (V-OCT), quantifying biomechanical eye properties in vivo. A thorough validation of this technique, both numerically and experimentally, confirmed the algorithm’s sensitivity to induced deformation, robustness against various noise levels, and repeatability. Two groups, healthy and myopic individuals, underwent assessment under different physiological strain conditions. Pulsatile ONH tissue deformation was quantitatively captured and represented as deformation maps. For those subjects with eyes with an axial length of less than 25mm, notable median pulsatile displacement differences were found between primary and abducted eye positions. Reproducibility was confirmed via high intraclass correlation coefficients. Building on this foundation, the method was applied to a cohort of glaucoma patients to examine the impact of IOP reduction on ONH pulsatile displacement. In primary open-angle glaucoma (POAG) patients, particularly those without axial myopia, IOP-lowering interventions significantly reduced ONH pulsation. However, myopic glaucoma patients displayed no substantial changes, suggesting that myopic status moderates the relationship between IOP modulation and ONH biomechanics. This pilot study was expanded to a larger cross-sectional cohort study (N=176), revealing a decrease in ONH pulsatile displacement in people with early and moderate glaucoma compared to controls. . In addition, pulsatile displacement correlated with retinal nerve fiber layer thickness and specific hemodynamic measures, showing that ocular biomechanics and hemodynamics are closely linked. The last section of the thesis investigates ocular rigidity alterations in astronauts before and after extended space flights. Analyzing data from 26 eyes of 13 astronauts, significant reductions in ocular rigidity were observed; similarly, intraocular pressure and ocular pulse amplitude were reduced post-mission. These findings reveal previously undocumented microgravity effects on the eye's mechanical properties, improving our comprehension of SANS. This thesis demonstrates the potential of V-OCT as a tool for the diagnosis and assessment of the progression of optic nerve conditions. By gaining a deeper understanding of the biomechanical and hemodynamic intricacies of the ONH, we lay the groundwork for future explorations that hold promise for both glaucoma patients and astronauts.

Objectif: Évaluer les défis de la mobilité chez les personnes âgées atteintes de dégénérescence maculaire reliée à l’âge (DMLA), de glaucome ou de dystrophie cornéenne de Fuchs et les comparer avec les personnes âgées n’ayant pas de maladie oculaire. Devis: Étude transversale de population hospitalière Participants: 253 participants (61 avec la DMLA, 45 avec la dystrophie cornéenne de Fuchs, 79 avec le glaucome et 68 contrôles) Méthodes: Nous avons recruté les patients parmi ceux qui se font soigner dans les cliniques d’ophtalmologie de l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont (Montréal, Canada) de septembre 2009 à octobre 2010. Les patients atteints de la DMLA ou de la maladie de Fuchs ont une acuité visuelle inférieure à 20/40 dans les deux yeux, tandis que les patients avec du glaucome ont un champ visuel dans le pire oeil inférieur ou égal à -4dB. Les patients contrôles, qui ont été recrutés à partir des mêmes cliniques, ont une acuité visuelle et un champ visuel normaux. Nous avons colligé des données concernant la mobilité à partir des questionnaires (aire de mobilité et chutes) et des tests (test de l’équilibre monopodal, timed Up and Go (TUG) test). Pour mesurer la fonction visuelle nous avons mesuré l’acuité visuelle, la sensibilité au contraste et le champ visuel. Nous avons également révisé le dossier médical. Pour les analyses statistiques nous avons utilisé les régressions linéaire et logistique. Critères de jugement principaux: aire de mobilité, équilibre, test timed Up and Go, chutes Résultats: Les trois maladies oculaires ont été associées à des patrons différents de limitation de la mobilité. Les patients atteints de glaucome ont eu le type le plus sévère de restriction de mobilité; ils ont une aire de mobilité plus réduite, des scores plus bas au test TUG et ils sont plus enclins à avoir un équilibre faible et à faire plus de chutes que les contrôles (p < 0.05). De plus, comparativement aux contrôles, les patients ayant de la DMLA ou la dystrophie cornéenne de Fuchs ont eu une aire de mobilité réduite (p < 0.05). Les chutes n’ont pas été associées aux maladies oculaires dans cette étude. Conclusions: Nos résultats suggèrent que les maladies oculaires, et surtout le glaucome, limitent la mobilité chez les personnes âgées. De futures études sont nécessaires pour évaluer l’impact d’une mobilité restreinte chez cette population pour pouvoir envisager des interventions ciblées qui pourraient les aider à maintenir leur indépendance le plus longtemps possible. / Objective: To examine the extent of mobility limitations in patients with age-related macular degeneration (AMD), glaucoma, or Fuchs corneal dystrophy as compared to a control group of older adults with good vision. Design: Cross-sectional hospital-based study Participants: 253 people (61 with AMD, 45 with Fuchs, 79 with glaucoma, and 68 controls) Methods: Patients were recruited from the ophthalmology clinic of Maisonneuve- Rosemont Hospital (Montreal, Canada) from September 2009 until October 2010. Patients with AMD and Fuchs had to have visual acuity in the better eye of worse than 20/40 while patients with glaucoma had to have visual field deficit in their worse eye of at least -4dB. Control patients who had normal visual acuity and visual field were recruited from the same clinic. Questionnaire (life space and falls) and performance-based (one-legged balance test, timed Up and Go (TUG) test) mobility data were collected, visual acuity, contrast sensitivity, and visual field were assessed, and the medical record was reviewed. Linear and logistic regression were used. Main Outcome Measures: Life space, balance, timed Up and Go, falls Results: The three eye diseases were associated with different patterns of mobility limitations. Patients with glaucoma had the most types of mobility limitations as they had reduced life space, had worse TUG scores, and were more likely to have poor balance than the control group (p < 0.05). Compared to controls, patients with AMD or Fuchs corneal dystrophy had reduced life space (p < 0.05). Falls were not related to eye disease in this study.Conclusions: Our results suggest that eye diseases, especially glaucoma, restrain the mobility of older people. It is important to further explore the impact of eye disease on mobility in this population in order to develop interventions that would help affected older adults maintain their independence.

La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) représente actuellement la principale cause de cécité dans les pays industrialisés. Les traitements disponibles ne concernent qu’une partie des cas (DMLA néovasculaire) et n’évitent pas toujours le développement de déficiences visuelles sévères. L’identification de facteurs modifiables, tels que la nutrition, pourrait représenter des moyens de prévention permettant de diminuer la fréquence de cette maladie handicapante dans nos populations. L’objectif de la thèse était d’étudier d’un point de vue épidémiologique, la relation entre nutrition et DMLA chez les 963 sujets de l’étude Aliénor (Antioxydants Lipides Essentiels Nutrition et maladies OculaiRes), âgés de 73 ans et plus, avec un intérêt particulier pour les lipides. La relation entre les lipides et la DMLA repose principalement sur la potentielle implication du métabolisme lipidique dans la physiopathologie de la DMLA, ainsi que sur le triple rôle structurel, fonctionnel et protecteur des acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3 au sein de la rétine. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence une diminution du risque de DMLA chez les sujets ayant des apports alimentaires élevés en AGPI n-3. L’estimation des apports alimentaires étant sujette à de nombreuses imperfections (déclaration des sujets, biais de mémorisation, imprécisions des tables de composition alimentaire…), nous avons ensuite utilisé un biomarqueur du statut en AGPI n-3 afin de s’affranchir de ces limites. Ce travail nous a permis de mettre en évidence une diminution du risque de DMLA prévalente et incidente chez les sujets ayant des niveaux plasmatiques élevés d’AGPI n-3. Enfin, nous avons étudié les relations de certains gènes impliqués dans le métabolisme lipidique avec DMLA, les niveaux de lipides sanguins et de xanthophylles. Il ressort que les sujets TT pour le polymorphisme du gène LIPC (rs493258) présentaient un risque diminué de DMLA ainsi que des niveaux plasmatiques de zéaxanthine plus élevés. Ces travaux viennent compléter et enrichir la littérature à ce sujet et apportent des arguments nouveaux quant au rôle des AGPI n-3 dans la rétine ; ils pourront également servir de support en matière de recommandations nutritionnelles et de prévention de la DMLA. Nos travaux sur l’implication des gènes du métabolisme des lipides soulèvent de nouvelles questions quant aux mécanismes impliqués dans cette pathologie et pourraient suggérer de nouvelles pistes de recherche thérapeutiques et préventives. / Age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause of blindness in industrialized countries. Current treatments are limited to the neovascular form of the disease only and do not always prevent the development of severe visual impairment. The identification of modifiable risk factors, such as nutrition, may lead to preventive strategies, which may have the potential to reduce the impact and burden of AMD on the global aging population. The objective of the thesis was to study the association between nutrition and AMD in the 963 subjects, aged 73 years or older, from the Alienor Study, with a particular emphasis on lipids. The relationship between lipids and AMD is primarily based on the potential involvement of lipid metabolism in the pathogenesis of AMD and on the structural, functional and protective roles of omega-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) in the retina. First, we showed that high intakes of omega 3 PUFAs were associated with a decreased risk for AMD. Estimation of dietary intakes being affected by many imperfections (bias in reporting, memory bias, inaccuracies from food composition tables...); we used an omega 3 PUFAs biomarker in order to overcome these limitations. This second work showed that high plasma levels of omega 3 PUFAs were associated with a decreased risk for prevalent and incident AMD. Finally, we studied the associations of genes involved in lipid metabolism with AMD, plasma lipids and xanthophylls. It appears that subjects bearing TT genotype for LIPC gene had a decreased risk of AMD and higher plasma levels of zeaxanthin. These results provide new arguments about the role of omega-3 PUFAs in the retina. They can also provide support and recommendations for prevention of AMD. This work on genes involved in lipid metabolism suggest new questions about mechanisms involved in AMD and may suggest new way of research in treatment and prevention.

La schizophrénie, pathologie sévère et fréquente, regroupe des entités différentes au sein desquelles la schizophrénie déficitaire a été identifiée. C’est une entité clinique homogène caractérisée par des symptômes négatifs primaires et durables. Une des principales difficultés de la recherche dans la schizophrénie est la mauvaise corrélation entre le phénotype clinique et le génotype. Les nouvelles approches cherchent à identifier des endophénotypes pertinents permettant de déterminer un sous groupe homogène de la schizophrénie. L’objectif de cette thèse était de déterminer les marqueurs de vulnérabilité les plus pertinents pour la schizophrénie : (1) caractériser les anomalies électrophysiologiques dans la schizophrénie, (2) rechercher les perturbations spécifiques des mouvements oculaires dans la schizophrénie déficitaire, (3) mesurer les performances attentionnelles et exécutives, puis identifier des associations entre ces dernières et 6 polymorphismes des gènes COMT et DRD2. Les patients répondant aux critères DSM-IV de la schizophrénie ont été sélectionnés. Ils sont cliniquement stables depuis au moins 28 jours et ne prennent aucun traitement pouvant altérer les mouvements oculaires. Les patients ont été évalués à l’aide de la traduction française de l’échelle de déficit de Kirkpatrick, la PANSS, l’ESRS et le WCST. Les apparentés sains ont passé la version française de la SADS-LA. Les volontaires sains, recrutés dans la population générale, ont passé la Diagnostic Interview Schedule et le WCST. Les mouvements oculaires de l’ensemble des sujets ont été détectés par réflectométrie infrarouge et analysés sur un ordinateur par le logiciel SAMO. Les paradigmes utilisés sont : la poursuite oculaire sinusoïdale, la poursuite oculaire non prédictive, les saccades et les antisaccades. L’onde P50 des potentiels évoqués auditifs a également été étudiée. Nous avons trouvé chez les schizophrènes et dans une moindre mesure chez leurs apparentés une diminution du gain lors de la poursuite oculaire : la dégradation de la prédiction est à l’origine de l’altération des performances de la poursuite oculaire dans la schizophrénie. Chez les patients comparativement aux volontaires sains, une diminution du nombre d’antisaccades réussies et une augmentation de leur latence ont été mises en évidence. Cette dernière est plus importante chez les apparentés sains par rapport aux volontaires sains. L’augmentation de la latence des antisaccades réussies est plus importante chez les schizophrènes déficitaires par rapport aux non déficitaires et elle y est corrélée au nombre d’erreurs persévératives du WCST. Le ratio T/C de l’onde P50 est significativement plus élevé chez les patients comparativement aux volontaires sains. Pour tous les sujets, l’attention a été évaluée à l’aide du test de Stroop Color-Word et du test des réseaux attentionnels ANT. Le fonctionnement exécutif a été étudié avec le test du Wisconsin. Les patients porteurs du génotype de vulnérabilité TT de rs6275 en DRD2 et ceux porteurs du génotype de vulnérabilité CC de rs2242592 en DRD2, ont des performances significativement plus faibles au Stroop-WC par rapport aux non porteurs. Les patients de génotype Val/Val (COMT) font plus d’erreurs persévératives que les patients porteurs de l’allèle Met. Pour rs165599 (COMT), les patients porteurs de l’allèle de vulnérabilité G font plus d’erreurs persévératives que les patients porteurs du génotype AA. La pathologie schizophrénique et des facteurs génétiques interagissent sur le contrôle exécutif de l’attention, principalement sur le Stroop Color-Word et légèrement sur l’ANT. Les polymorphismes du DRD2, rs6275 et rs2242592, augmentent le conflit, tandis que ceux de la COMT n’auraient pas d’action. Concernant le fonctionnement exécutif, l’allèle G de la COMT et la pathologie schizophrénique interagissent ensemble. (...) / Schizophrenia is a complex disorder where the deficit syndrome has been identified as the presence of primary, enduring negative symptoms such as restricted affect, diminished emotional range, poverty of speech, curbing of interest, diminished sense of purpose, diminished social drive. The deficit syndrome is associated with specific neurological and neuropsychological impairments, biochemical characteristics, attentional impairments, structural and functional brain abnormalities. The identification of intermediate phenotypes associated with schizophrenia may improve understanding of the neurobiology of the disease and contribute to the genetic dissection of this disease. Endophenotypes would also be useful for establishing a biological underpinning for diagnosis and classification of schizophrenia. The aim of this work was to determine the most relevant vulnerability markers of schizophrenia: (1) describe electrophysiological abnormalities in schizophrenia, (2) specify eye movements impairments in deficit schizophrenia, (3) assess attentional, executive function and analyze their association with four SNPs in the DRD2/ANKK1 locus (rs6275, rs6277, rs2242592 and rs1800497) and two SNPs in the COMT gene (rs4680 and rs165599). Patients meeting DSM IV criteria for schizophrenia were recruited. They were clinically stabilized for a minimum of 28 days with no change in neuroleptic dose at the time of their participation in the study. None of them was treated with drugs known to affect eye movements. The patients were subtyped into deficit and nondeficit subgroups, using the french translation of the Schedule for the Deficit Syndrome. Patients were also assessed using PANSS, ESRS and WCST. Healthy parents of patients were interviewed using the french translation of the SADS-LA. The unrelated healthy controls (no personal or family history of neurological or psychiatric disease, free of any psychotropic treatment) were recruited from the hospital staff and screened by the Diagnostic Interview Schedule and the WCST. Horizontal eye movements were recorded by an infrared photoelectric limbus eye tracking device. Subjects were tested in five tasks: smooth pursuit, unpredictable pursuit, P50 eventrelated potential, reflexive saccades and antisaccades. Schizophrenia patients and parents had a high prevalence of eye tracking dysfunction: the impaired predictive mechanisms were involved. Both groups showed a high rate of inhibitory deficits measured by the P50 event-related potential and antisaccade paradigms. The latency of successful antisaccades was significantly increased in deficit patients as compared with non-deficit patients and healthy controls. In deficit patients only, we found a significant correlation between the latency of successful antisaccades and the WCST perseverative errors. Patients and healthy controls have performed the Stroop Color-Word Test, the Attention Network Test, and the Wisconsin Card Sorting Test to assess attention and executive functions. Patients with schizophrenia performed significantly worse than controls in all cognitive performance. The TT genotype of rs6275 and CC genotype of rs22422592 were associated with a marked deterioration of selective attention (Stroop Color-Word) and this effect is more important in participants with schizophrenia. We showed an interaction between schizophrenia and the genetic effect of rs6275 and rs22422592 on Stroop-PI, but the effect of the disease appears to be more prominent. The COMT Val/Val genotype and schizophrenia were associated with increased number of perseverative errors. Schizophrenia and genetics interact on the executive control of attention, mostly on Stroop-PI and slightly on ANT. Rs6275 and rs2242592 of the DRD2 increased the conflict while COMT SNPs do not. Regarding executive cognition, the COMT and schizophrenia also interact. (...)

Afin de poursuivre une cible en mouvement, le système nerveux central (SNC) utilise deux types de mouvements oculaires: la poursuite et les saccades. Les saccades sont des mouvements rapides et brefs de redirection de l’axe visuel d’un centre d’intérêt à un autre. La poursuite est un mouvement lent qui tend à maintenir la cible d’intérêt sur la fovéa. La vitesse de l’œil étant toujours inférieure à celle de la cible, une erreur positionnelle entre l’œil et la cible va croître en l’absence de mouvement correctif. Des saccades de rattrapage sont déclenchées par le SNC pour corriger cette erreur. Alors qu’il est largement reconnu que le système de la poursuite utilise un modèle interne du mouvement de la cible pour améliorer ses capacités, la modalité de contrôle de l’amplitude des saccades de rattrapage est sujette à controverse quant au rôle direct d’afférences sensorielles ou d’un modèle interne de la cible en mouvement. Nous avons développé un nouveau paradigme de transition de poursuite oculaire appliqué à l’Homme sain, dans lequel la cible change de manière imprévisible d’un profil de vitesse non constant périodique à un profil de vitesse non constant apériodique. Nos résultats confirment que le SNC utilise un modèle interne de la cible en mouvement pour contrôler l’amplitude des saccades de rattrapage. Ce modèle se construit progressivement à partir de 168 millisecondes après le changement de profil de vitesse et est utilisé conjointement par les systèmes de la poursuite et saccadique. Le substrat neuronal potentiel de ce modèle interne sera discuté à la lumière des connaissances issues de la littérature concernant le contrôle moteur et oculomoteur. / Two types of eye movements are combined while tracking a moving object: smooth pursuit and saccades. Saccades are rapid redirections of the visual axis between two centers of interest. Because pursuit gain is smaller than one, the eye would increasingly lag behind the target without any correcting movements. Thus, “catch-up saccades” are triggered by the central nervous system (CNS) to cancel this growing position error between the eye and the target. It is widely accepted that an internal model of target motion is used by the CNS to cancel inherent delays between visual input and smooth pursuit motor output, ensuring accurate tracking of moving targets. The amplitude of catch-up saccades triggered during smooth pursuit could be corrected by a delayed sensory signal to account for the ongoing target displacement during catch-up saccades. Yet, recent studies suggested that the correction of catch-up saccade amplitude must also be done through an internal model of target motion. We developed a new paradigm in which the target switches unexpectedly from one target with a non-constant periodic velocity profile to another with a non-constant aperiodic velocity profile. Our results in healthy humans confirm that the CNS uses an internal model of target motion to correct catch-up saccade amplitude. Internal model is being built gradually from 168 ms after the target switch. We show that a common internal model of target motion is shared within the CNS to control smooth pursuit and to correct catch-up saccade amplitude. The potential neuronal substrate of such an internal model will be discussed in the light of the knowledge from the literature on motor and oculomotor control.

Bien que les environnements informatiques pour l'apprentissage humain (EIAH) aient apporté une amélioration à la qualité de l'apprentissage, des recherches restent à mener pour bien comprendre et interagir avec l'apprenant. Dans notre recherche, nous avons tenté d'extraire des règles comportementales d'un agent artificiel pouvant offrir de l'aide à l'apprenant. Nous avons mis en place un environnement d'apprentissage d'un cours en sciences physiques sur l'effet photo-électrique vu sous l'angle quantique. Il s'agissait d'un apprentissage en sciences basé sur l'utilisation d'un simulateur et fondé sur l'expérimentation et le conflit cognitif. Les apprenants utilisaient des ordinateurs personnels dotés d'un oculomètre et de capteurs physiologiques et étaient connectés en réseau à un tuteur humain placé dans un local distant. Durant le déroulement du cours, les apprenants étaient soutenus par le tuteur humain avec qui ils pouvaient échanger des paroles ou des messages textuels pour surmonter les difficultés éprouvées et qui nuisaient à la qualité de l'apprentissage. Le tuteur humain était capable de déceler les faiblesses et de chercher des indices reflétant l'état de la compréhension des apprenants et intervenait pour aider et soutenir, malgré son éloignement et l'impossibilité de voir les gestes ou expressions faciales de l'apprenant. Tout au long des expérimentations, nous avons recueilli des informations oculométriques, physiologiques, des mouvements et actions de la souris et sur les variations des variables du simulateur. Nous avons également enregistré une vidéo de l'apprenant et du dialogue avec le tuteur. Nous disposions de données qui n'étaient pas à la portée du tuteur humain. Dans nos analyses de ces données non verbales et des traces d'utilisation, nous avons essayé de trouver des indicateurs pouvant être associés aux interventions du tuteur humain. Ces indicateurs ont servi à l'élaboration de règles pouvant être utilisées par un agent tuteur artificiel lui permettant d'identifier le comportement de l'apprenant et d'agir de la même façon qu'un tuteur humain pour le soutien à l'apprentissage. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Environnements informatiques pour l'apprentissage humain, Cyberapprentissage, Simulation informatique, Expérimentation assistée par ordinateur, Soutien à l'apprenant, Systèmes tutoriels intelligents, Apprentissage constructiviste, Modèle de l'apprenant, Suivi oculaire, Réponse psycho-galvanique.

Objectif: Évaluer les défis de la mobilité chez les personnes âgées atteintes de dégénérescence maculaire reliée à l’âge (DMLA), de glaucome ou de dystrophie cornéenne de Fuchs et les comparer avec les personnes âgées n’ayant pas de maladie oculaire. Devis: Étude transversale de population hospitalière Participants: 253 participants (61 avec la DMLA, 45 avec la dystrophie cornéenne de Fuchs, 79 avec le glaucome et 68 contrôles) Méthodes: Nous avons recruté les patients parmi ceux qui se font soigner dans les cliniques d’ophtalmologie de l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont (Montréal, Canada) de septembre 2009 à octobre 2010. Les patients atteints de la DMLA ou de la maladie de Fuchs ont une acuité visuelle inférieure à 20/40 dans les deux yeux, tandis que les patients avec du glaucome ont un champ visuel dans le pire oeil inférieur ou égal à -4dB. Les patients contrôles, qui ont été recrutés à partir des mêmes cliniques, ont une acuité visuelle et un champ visuel normaux. Nous avons colligé des données concernant la mobilité à partir des questionnaires (aire de mobilité et chutes) et des tests (test de l’équilibre monopodal, timed Up and Go (TUG) test). Pour mesurer la fonction visuelle nous avons mesuré l’acuité visuelle, la sensibilité au contraste et le champ visuel. Nous avons également révisé le dossier médical. Pour les analyses statistiques nous avons utilisé les régressions linéaire et logistique. Critères de jugement principaux: aire de mobilité, équilibre, test timed Up and Go, chutes Résultats: Les trois maladies oculaires ont été associées à des patrons différents de limitation de la mobilité. Les patients atteints de glaucome ont eu le type le plus sévère de restriction de mobilité; ils ont une aire de mobilité plus réduite, des scores plus bas au test TUG et ils sont plus enclins à avoir un équilibre faible et à faire plus de chutes que les contrôles (p < 0.05). De plus, comparativement aux contrôles, les patients ayant de la DMLA ou la dystrophie cornéenne de Fuchs ont eu une aire de mobilité réduite (p < 0.05). Les chutes n’ont pas été associées aux maladies oculaires dans cette étude. Conclusions: Nos résultats suggèrent que les maladies oculaires, et surtout le glaucome, limitent la mobilité chez les personnes âgées. De futures études sont nécessaires pour évaluer l’impact d’une mobilité restreinte chez cette population pour pouvoir envisager des interventions ciblées qui pourraient les aider à maintenir leur indépendance le plus longtemps possible. / Objective: To examine the extent of mobility limitations in patients with age-related macular degeneration (AMD), glaucoma, or Fuchs corneal dystrophy as compared to a control group of older adults with good vision. Design: Cross-sectional hospital-based study Participants: 253 people (61 with AMD, 45 with Fuchs, 79 with glaucoma, and 68 controls) Methods: Patients were recruited from the ophthalmology clinic of Maisonneuve- Rosemont Hospital (Montreal, Canada) from September 2009 until October 2010. Patients with AMD and Fuchs had to have visual acuity in the better eye of worse than 20/40 while patients with glaucoma had to have visual field deficit in their worse eye of at least -4dB. Control patients who had normal visual acuity and visual field were recruited from the same clinic. Questionnaire (life space and falls) and performance-based (one-legged balance test, timed Up and Go (TUG) test) mobility data were collected, visual acuity, contrast sensitivity, and visual field were assessed, and the medical record was reviewed. Linear and logistic regression were used. Main Outcome Measures: Life space, balance, timed Up and Go, falls Results: The three eye diseases were associated with different patterns of mobility limitations. Patients with glaucoma had the most types of mobility limitations as they had reduced life space, had worse TUG scores, and were more likely to have poor balance than the control group (p < 0.05). Compared to controls, patients with AMD or Fuchs corneal dystrophy had reduced life space (p < 0.05). Falls were not related to eye disease in this study.Conclusions: Our results suggest that eye diseases, especially glaucoma, restrain the mobility of older people. It is important to further explore the impact of eye disease on mobility in this population in order to develop interventions that would help affected older adults maintain their independence.

De nouveaux matériaux lasers solides dopés terres rares et pompés par diode émettant soit à 1 µm (dopage Yb) pour les applications laser de puissance et femtosecondes, soit à 1,55 µm (codopage Er, Yb) pour la zone de sécurité oculaire ont été étudiés. Le premier volet étudie deux types de défauts récurrents (centres colorés et diffusants) dans la matrice CaGdAlO4:Yb. Les différentes stoechiométries et les paramètres de croissance testés ne permettent pas d'éliminer les centres diffusants. Par contre, une substitution Ca2+-Sr2+ les supprime mais induit d'autres défauts sous forme de bulles.Les centres colorés sont attribués à des polarons O-, hypothèse confirmée par la modélisation des bandes d'absorption. L'influence d'un codopage de la matrice par un ion tétravalent en substitution de l'ion Al3+ tend à montrer un effet bénéfique sur la diminution des centres colorés. Le second volet concerne la recherche de matrices cristallines dopées Er3+, Yb3+. Une étude en composition permet de sélectionner les taux de dopage optimaux dans les matrices Ca2Al2SiO7, SrGdGa3O7, Y2SiO5, CaGdAlO4. Des croissances de monocristaux sont effectuées par le procédé Czochralski leurs propriétés spectroscopiques, thermiques et laser sont évaluées. En régime continu, les cristaux de CAS génèrent des puissances laser d'environ 200-300 mW à 1555 nm tandis qu'en régime déclenché, des pulses d'énergie de 1,4 mJ et 40 ns sont obtenus pour la première fois. A performances équivalentes, le CAS présente une résistance au pompage incident bien supérieure à celle du verre phosphate commercial, ce qui en fait une alternative possible.