Cette thèse a pour objectif de contribuer à la modélisation, à la simulation et à l’analyse des signaux contenant des potentiels d’action extracellulaires (EAPs), tels que mesurés in-vivo par des microélectrodes implantées dans le cerveau. Les modèles actuels pour la simulation des EAPs consistent soit en des modèles compartimentaux très détaillés et lourds en calcul, soit en des modèles dipolaires jugés trop simplistes. Dans un premier temps, une approche de simulation des EAPs se situant entre ces deux extrêmes est proposée, où la somme des contributions des compartiments du neurone est traitée comme une convolution, appliquée aux courants membranaires d’un seul compartiment actif. L'analyse des EAPs passe par une étape de classification des potentiels d'action détectés dans le signal enregistré, qui consiste à discriminer les formes de potentiels d’action et ainsi à identifier l'activité de neurones uniques. Dans cette thèse, une nouvelle approche basée sur l’inférence bayésienne est développée permettant l'extraction et la classification simultanées des EAPs. La méthode est appliquée à des signaux générés à l'aide de l'approche de simulation proposée plus haut, confirmant la qualité de la méthode de classification introduite et illustrant la capacité de la méthode de simulation à générer des EAPs réalistes de formes diverses et discriminables. Nous avons enrichi une modélisation de l’activité hippocampique réalisée dans l’équipe permettant de reproduire des oscillations dans ces bandes fréquentielles spécifiques en introduisant les EAPs, ceci afin d’évaluer les contributions de l'activité synaptique et celle des potentiels d’action à certaines bandes de fréquence des signaux enregistrés. Finalement, une étude sur signaux réels enregistrés dans le cadre de l'étude de la perception des visages chez l'homme a été menée, illustrant les performances de la méthode de spike sorting proposée dans un cadre réel et ouvrant la discussion sur les perspectives qu'offrent ces travaux de thèse pour l'étude de questions neuroscientifiques basées sur l'analyse de signaux multi-échelle. / The objective of this thesis is to contribute to the modelling, simulation and analysis of signals containing extracellular action potentials (EAPs), as measured in vivo by microelectrodes implanted in the brain. Current models for the EAPs simulation consist either of very detailed and computationally heavy compartmental models or dipole models considered too simplistic. An EAP simulation approach between these two extremes is proposed, where the sum of the contributions of the neuron compartments is treated as a convolution, applied to the membrane currents of a single active compartment. The analysis of EAPs involves a step of classifying the action potentials detected in the recorded signal, which consists in discriminating the forms of action potentials and thus identifying the activity of single neurons In this thesis, a new approach based on Bayesian inference is developed allowing the simultaneous extraction and classification of EAPs. The method is applied to signals generated using the simulation approach proposed above, confirming the quality of the sorting method introduced and illustrating the ability of the simulation method to generate realistic EAPs of various and discriminatory forms. We modified a model of hippocampal activity previously proposed in our team, able to reproduce oscillations in specific frequency bands, by including the EAPs model, which allowed to evaluate the contributions of synaptic activity and that of action potentials the recorded signals. Finally, a study on real signals recorded as part of the study of face perception in humans is conducted, illustrating the performance of the proposed spike sorting method in a real setting and opening the discussion on the perspectives offered by this thesis work for the study of neuroscientific questions based on multiscale signal analysis.

Le but de cette thèse était d'étudier l'organisation anatomo-fonctionnelle du système sensorimoteur humain et la façon dont les mouvements volontaires sont produits et contrôlés. Avec le développement de l’imagerie cérébrale, des méthodes de corrélation anatomo-clinique et de stimulation électrique directe cérébrale, de nombreuses avancées scientifiques ont pu être réalisée. Ces trois approches complémentaires ont été utilisé dans cette thèse afin d’améliorer la compréhension de l’organisation sensorimotrice cérébrale. Dans la première étude (soumise à publication), nous avons montré que la chirurgie cérébrale éveillée utilisant la stimulation électrique directe est une procédure sûre et efficace chez les enfants afin de réduire le déficit neurologique postopératoire. L'approche améliore la précision de la détection des zones éloquentes, avec une bonne tolérance neuropsychologique et psychologique. Une évaluation psychologique et neuropsychologique est essentielle. Dans une deuxième série de deux études, nous avons montré que la partie dorso-postérieure dorsal du cortex pariétal (DPPr) est une structure clé dans l'organisation complexe du mouvement manuel fin chez l'homme à travers la mise en oeuvre d'une boucle sensori-parieto-motrice.La première étude (publiée, Current Biology 2018) montre que la stimulation électrique directe d’une region corticale focale dans la partie dorso-postérieure du cortex pariétal entraine l’inhibition de la production du mouvement manuel, c’est-à-dire bloque l'initiation et la réalisation de ce dernier, sans produire de contraction musculaire ni de sensation consciente de mouvement. Dans la seconde étude (en cours de soumission), nous avions pour objectif d'identifier précisément les bases anatomiques du circuit parietal inhibiteur précédemment décrit. Grâce à la tractographie de diffusion (DTI), nous avons réussi à isoler des projections ipsilatérales spécifiques reliant les sites d’inhibition du DPPr, retrouvés dans la première étude, avec la zones dévolues au contrôle distal fin dans les cortex primaires moteur (M1) et sensoriel (S1). Ces données montrent que la boucle pariétale inhibitrice est directe depuis S1 vers DPPr vers M1 (même s'il n'est pas possible d'exclure l'existence d'échanges bidirectionnels entre ces aires). Dans la dernière étude (en cours de soumission), nous nous sommes intéressé à une structure motrice fondamentale, qui supporte 50 % des invasions tumorales chez l'enfant : le cervelet. Il s'agissait de déterminer si les lésions précoces étaient oui ou non prédictives d'une récupération déficitaire à long terme après prise en compte des covariables les plus critiques. Nous avons mesuré la récupération fonctionnelle à long terme chez 3 groupes survivants de lésion de la fosse postérieure. Les 3 groupes étaient comparables en ce qui concerne leurs caractéristiques tumorales mais opérés à différents âges : jeune (≤ 7 ans), moyen (> 7 ans et ≤ 13 ans) et tardif (> 13 ans). La qualité de vie (échelles cliniques : Health-related Quality of Life -hrQol- et Performance Status -PS-), les performances motrices (ataxie -ICARS- et motricité fine -Pegboard-) et cognitif (quotient intellectuel -FSIQ-) furent mesurés. L'âge précoce lors de la chirurgie, une lésion des noyaux profonds cérébelleux et la nécessité d'une radiothérapie postopératoire révélèrent une influence significativement négative et indépendante sur la récupération à long terme des participants. Ces résultats confirment l'existence d'une période critique de développement au cours de laquelle la "machine à apprendre" cérébelleuse revêt une importance cruciale / The aim of the thesis was to investigate the mapping of the anatomofunctional organization of the human sensorimotor system and how volutional movements of human are produced and controlled. Neuroimaging and especially DTI, fine anatomo-functional observation in patient and direct electrical stimulation were considered. This multi-modal approach permitted to improve our understanding of sensorimotor organization in humans. In the first study, we showed that awake brain surgery with the use of direct electrical stimulation is a safe and efficient procedure in children in order to decrease post-operative neurological deficit. It improves the accuracy of detecting eloquent area, with a good tolerance from a neuropsychological and psychological aspect. Age-adapted neuropsychologic preparation may enable offering ABS even to younger children on an individual basis. In a second series of two studies, we showed that the dorso-posterior part of the parietal cortex is a key structure in the complex organization of movement in human with a S1-DPPr-M1 loop. In the first study, direct electrical stimulation of focal cortical site in the dorso-posterior part of the parietal cortex triggered inhibition of movement production and blocked ongoing movement without producing muscle contraction or conscious movement sensation. In the second study, we aimed to find a direct projection from the PRR, defined in the first study (Desmurget et al., 2018), to the primary motor cortex and the primary somatosensory cortex. Thanks to the DTI state-of-the-art tractography, we succeeded in finding such major ipsilateral streamlines projecting in the well-known hand knob region giving new insights of the white matter structures involved in the inhibition of volitional hand movements. These observations confirm clinical per-operative data showing that stimulating the counterpart of PRR in humans can disrupt hand movements ipsilaterally, irrespective of the hemisphere. Moreover, our results shed light on the implication of the PRR for the volitional hand sensorimotor operating behavior. In the last study, we investigate the impact of early cerebellar damage on long-term functional recovery in 3 groups of posterior fossa survivors, comparable with respect to their tumoural characteristics but operated at different ages: young (≤ 7 years), middle (> 7 years and ≤ 13 years) and old (> 13 years). Daily (Health-related Quality of Life -hrQol-, Performance Status -PS-), motor (International Cooperative Ataxia Rating Scale -ICARS-, Pegboard Purdue Test -PegBoard-) and cognitive (Full Scale Intelligence Quotient -FSIQ-) functioning were measured. Early age at surgery, lesion of deep cerebellar nuclei and post-operative radiotherapy had a significant, independent negative influence on long term recovery. These results support the existence of an early critical period of development during which the cerebellar "learning machine" is of critical importance

Dans cette thèse, nous étudions des problèmes de minimisation d'énergies discrètes et nous cherchons à comprendre pourquoi une structure périodique peut être un minimiseur pour une énergie d'interaction, c'est ce que l'on appelle un problème de cristallisation. Après avoir montré qu'un réseau de R^d soumis à un certain potentiel paramétré peut être vu comme un minimum local, nous démontrons des résultats d'optimalité du réseau triangulaire parmi les réseaux de Bravais du plan pour certaines énergies par point, avec ou sans densité fixée. Finalement, nous démontrons, à partir des travaux de Sandier et Serfaty sur les gaz de Coulomb bidimensionnels, la conjecture de Rakhmanov-Saff-Zhou, c'est-à-dire l'existence d'un terme d'ordre n dans le développement asymptotique de l'énergie logarithmique optimale pour n points sur la sphère unité de R^3. De plus, nous montrons l'équivalence entre la conjecture de Brauchart-Hardin-Saff portant sur la valeur de ce terme d'ordre n et celle de Sandier-Serfaty sur l'optimalité du réseau triangulaire pour une énergie coulombienne renormalisée / In this thesis, we study minimization problems for discrete energies and we search to understand why a periodic structure can be a minimizer for an interaction energy, that is called a crystallization problem. After showing that a given Bravais lattice of R^d submitted to some parametrized potential can be viewed as a local minimum, we prove that the triangular lattice is optimal, among Bravais lattices of R^2, for some energies per point, with or without a fixed density. Finally, we prove, from Sandier and Serfaty works about 2D Coulomb gases, Rakhmanov-Saff-Zhou conjecture, that is to say the existence of a term of order n in the asymptotic expansion of the optimal logarithmic energy for n points on the 2-sphere. Furthermore, we show the equivalence between Brauchart-Hardin-Saff conjecture about the value of this term of order n and Sandier-Serfaty conjecture about the optimality of triangular lattice for a coulombian renormalized energy

L'objectif de ces travaux est de déterminer les chargements hydrodynamiques agissant lors du tossage de structures navales. La connaissance de ces chargements est par exemple importante pour le dimensionnement de bulbes d'étrave en composites abritant un sonar. Nous nous sommes orientés vers le développement d'un modèle d'impact hydrodynamique tridimensionnel basé sur la théorie de Wagner. Cette approche constitue un compromis intéressant entre précision des résultats, facilité de mise en oeuvre et temps de calcul. Dans le modèle proposé, le problème de Wagner tridimensionnel est formulé en termes de potentiel des déplacements. Une méthode numérique originale est proposée pour déterminer la ligne de contact de façon approchée. La pression est ensuite calculée en utilisant le modèle de Logvinovich modifié. L'ensemble de l'approche proposée a été appliquée à différentes formes tridimensionnelles. Ces résultats ont été comparés à des résultats d'essais d'impacts hydrodynamiques à vitesse constante réalisés à l'aide d'une machine de choc hydraulique. De plus, des résultats issus de simulations par éléments finis d'impacts hydrodynamiques ont été réalisées. L'ensemble des résultats présentés démontre les capacités prédictives de l'approche proposée ainsi que ses avantages pour une utilisation en bureau d'étude.

Dans la vie de tous les jours, il arrive que nos actions soient perturbées par desvariations rapides des forces externes de notre environnement. Afin d'atteindre notre but, nousdevons alors réagir “vite et bien” à ces perturbations de mouvement, ce qui implique la mise enjeu à la fois de processus cognitifs et de processus sensori-moteurs. Nous nous sommesintéressés aux mécanismes corticaux (engagés notamment au niveau du cortex sensorimoteurprimaire) sous-tendant les interactions entre fonctions cognitive et sensorimotrice permettantd'adapter la réaction à la perturbation en fonction de notre intention, en nous efforçant de fairele lien entre les mécanismes impliqués au cours de la préparation et de la réalisation de laréaction. En utilisant le couplage EEG-TMS (avec enregistrement de l'EMG), nous avons menéune approche par stimulation-enregistrement, permettant d'observer simultanément lesmécanismes corticaux et corticospinaux précédant et suivant la stimulation, et ainsi de mieuxcomprendre le lien reliant l'activité cérébrale et le comportement.Dans l’étude 1, nous avons utilisé une perturbation motrice centrale, c'est-à-dire quenous avons demandé au sujet soit de résister soit d'assister un mouvement évoqué directementau niveau cortical par TMS. Ceci nous a permis de montrer que les processus cognitifs peuventinfluencer directement l'excitabilité corticale et corticospinale, avant la mise en jeu deprocessus sensorimoteurs impliqués dans l’exécution du mouvement. Lorsque le sujet s’estpréparé à résister au mouvement évoqué par TMS, l'augmentation anticipée de l'activité desréseaux intracorticaux inhibiteurs de M1 diminue l'excitabilité corticale, menant à une diminutionde l’excitabilité corticospinale, réduisant ainsi l’amplitude du mouvement évoqué par TMS.Dans les études suivantes (2, 3 et 4), nous nous sommes intéressés aux mécanismescorticaux et corticospinaux impliqués dans la préparation et la réaction rapide à uneperturbation périphérique du mouvement. Nous avons demandé au sujet soit de résister soitde se laisser-faire par une extension passive du poignet, et avons étudié les mécanismesimpliqués dans la modulation de la composante à longue latence du réflexe d'étirement (LLSR,qui débute environ 50 ms après la perturbation), en fonction de l'intention. Concernantl’excitabilité corticospinale, les résultats montrent que, lors de la préparation à uneperturbation périphérique, les phénomènes d'intégration sensori-motrice engendrés par lesafférences sensorielles dues à la perturbation sont pris en compte dans le réglage anticipé del'excitabilité corticospinale, afin que la réaction, déclenchée par les afférences sensorielles, soitadaptée à l'intention du sujet (étude 2). Au niveau cortical, une modification de l'activité desréseaux intracorticaux de M1 en fonction de l'intention précède la modulation de l'activitécorticale du cortex sensorimoteur primaire, liée à la genèse du LLSR, suggérant que desprocessus anticipateurs influencent l’activité du cortex sensorimoteur primaire afin que saréponse précoce à la perturbation soit adaptée à l'intention du sujet (étude 3). Enfin, dansl’étude 4, nous avons mis en évidence le rôle d'une aire motrice non primaire, la SMA proper,dans la modulation du réflexe d'étirement en fonction de l'intention.Ainsi, lorsque nous anticipons une perturbation motrice, des processus préparatoiresspécifiques (dépendants de notre intention), et différents de ceux impliqués avant la réalisationd’un mouvement sans variation des forces externes, sont mis en jeu dans la SMA proper et lecortex sensorimoteur primaire de manière à ce que la réaction rapide, déclenchée au niveau ducortex sensorimoteur par les afférences sensorielles induites par la perturbation, soit adaptée àl’intention du sujet. / In everyday life, our actions can be perturbed by rapid variations of environmentalexternal forces. In order to achieve our goals, we have to react “well and fast” to thesemovement perturbations. This reaction implies both cognitive and sensorimotor processes. Wewere interested in the cortical mechanisms (mainly involving the primary motor cortex, M1)underlying the interaction between cognitive and sensorimotor functions that allows theadaptation of the reaction to the perturbation according to the intention. We tried to relate themechanisms implicated during the preparation with those implicated during the realization ofthe reaction. With combined EEG-TMS (with EMG recording), we used a stimulation-recordingapproach, allowing simultaneous observation of cortical and corticospinal mechanisms, bothbefore and after the stimulation. This approach helps to obtain to a better understanding of therelationship between cerebral activity and behavior.In the first experiment, we used a central motor perturbation, i.e. subjects were asked toresist or to assist a movement evoked directly at the cortical level using TMS. We showed thatcognitive processes can directly influence cortical and corticospinal excitability before anyinvolvement of the sensorimotor processes related to the movement execution. When subjectsprepared to resist the TMS-evoked movement, the anticipatory increased activity of theintracortical inhibitory networks of M1 decreased the cortical excitability, leading to adecreased corticospinal excitability and thus to a reduced TMS-evoked movement.In the following experiments (2, 3 and 4), we were interested in cortical andcorticospinal mechanisms engaged during the preparation and the reaction to a peripheralmovement perturbation. We asked subjects either to resist or to not-react (to “let-go”) to apassive wrist extension, and we studied the mechanisms underlying the modulation of the longlatency stretch reflex (LLSR, starting about 50 ms after the perturbation) according to theintention. Concerning the corticospinal excitability, the results showed that, during thepreparation of a reaction to a peripheral perturbation, the anticipatory tuning of thecorticospinal excitability takes into account sensorimotor integrative phenomenons induced bythe afferent input due to the perturbation in such a way that the reaction, triggered by theafferent inputs, is adapted to the subject’s intention (experiment 2). At the cortical level, achange of M1 intracortical network activity (before the perturbation) precedes the modulationof the primary sensorimotor cortex activity that is linked to the LLSR generation (after theperturbation). This strongly suggests that anticipatory processes preset the primarysensorimotor cortex in order to adapt its early response to the perturbation according to thesubject’s intention (experiment 3). Finally, temporary inactivation of SMA proper (induced byTMS) showed that this non-primary motor area is also implicated in the modulation of thestretch reflex according to the intention (experiment 4).In conclusion, when we expect a motor perturbation, intention-specific preparatoryprocesses are engaged in SMA proper and the primary sensorimotor cortex that are differentfrom those involved in the realization of a movement without external force variations. Thesepreparatory processes allow the early motor reaction, generated by the primary sensorimotorcortex (triggered by the afferent input induced by the perturbation) to be adapted to thesubject’s intention.

Les commotions cérébrales d’origine sportive sont fréquentes chez les athlètes professionnels et semblent l’être tout autant chez les jeunes sportifs. Chez l’adulte, les symptômes se résorbent dans la majorité des cas assez rapidement (7-10 jours), mais la récupération peut s’avérer différente chez les jeunes. Plusieurs études utilisant les potentiels évoqués cognitifs ont découvert des anomalies cérébrales en l’absence de symptômes cliniques observables chez l'adulte. Toutefois, peu de données scientifiques sont disponibles sur les répercussions d’un tel impact sur le cerveau en développement. Le but de l’étude était de déterminer s’il existe une relation entre l’âge de survenue au moment de la commotion et la gravité des déficits. Cette étude transversale a évalué le fonctionnement cognitif de sportifs par des tests neuropsychologiques ainsi que les mécanismes neuronaux de l’orientation de l’attention (P3a) et de mise à jour de l’information en mémoire de travail (P3b) à l’aide de potentiels évoqués cognitifs. Les athlètes étaient répartis selon trois groupes d’âge [9-12 ans (n=32); 13-16 ans (n=34); adultes (n=30)], la moitié ayant subi une commotion dans la dernière année. Les comparaisons entre les groupes ont été effectuées par une série d’ANOVAs. Comparativement au groupe contrôle, les adolescents commotionnés présentaient des déficits de mémoire de travail. Les athlètes commotionnés démontraient une réduction de l’amplitude de la P3b comparativement aux non-commotionnés. Les résultats illustrent la présence de déficits neurophysiologiques persistants et ce, au moins six mois suivant l’impact. Les enfants semblent aussi sensibles que les adultes aux effets délétères d’une commotion cérébrale et les conséquences s’avèrent plus sévères chez l’adolescent. / Sport-related concussions are common injuries among professional athletes as well in adolescents and children participating in organized sports. Although the majority of concussions resolve rapidly in adults (7-10 days), recovery could be different in younger athletes. Several studies using event-related potentials show that adult athletes have cerebral anomalies in the absence of clinical symptoms. However, the consequences of a sport-related concussion on the developing brain are less known. The purpose of this study was to determine whether age differences exist with respect to cognitive functioning following a sport-related concussion. This cross-sectionnal study assessed cognitive functioning using standardized neuropsychological tests as well the neuronal mechanisms associated with the re-orienting attention (P3a) and with the update of information in working memory (P3b), using event-related potentials. Athletes were divided into three age groups [9-12 yrs (n=32); 13-16 yrs (n=34); and adults (n=30)] half of whom suffered from a sport-related concussion. Group comparisons were investigated with a series of ANOVAs. Specifically, concussed adolescents showed persistent deficits in working memory compare with their non injured counterparts. Concussed athletes from all age groups had significantly lower amplitude for the P3b component of their ERPs compared to their non injured teammates. No age-related differences for ERP’s were found among the concussed groups. These data suggest persistent neurophysiological deficits that are present at least 6 months following a concussion. Children appear to be as sensitive as adults to the consequences of a concussion and adolescents seem experience the most severe outcomes.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

D’importantes faiblesses dans l'expérience, l'expression et la reconnaissance des émotions chez les patients souffrant de schizophrénie ont été relativement bien documentées au fil des années. Par ailleurs, les différences sexuelles dans le comportement et l'activité cérébrale associée aux processus émotionnels ont été rapportées dans la population générale. Il apparaît donc surprenant que si peu ait été publié afin d’améliorer notre compréhension des différences sexuelles dans la schizophrénie. La présente étude vise à comparer les différences dans le mode de fonctionnement d’hommes et de femmes atteints de schizophrénie. Il s’agit, avec cette population, de comprendre la réponse comportementale et électrocorticale associés au traitement des images émotionnelles. Ces données ont été enregistrées à l’aide des potentiels évoqués cognitifs (PÉC), et des temps de réponses lors du visionnement passif d’images émotionnelles. L’activation des composantes P200, N200 antérieure et P300 a été comparée chez 18 patients avec une schizophrénie stabilisée (9 femmes et 9 hommes) et 24 participants formant un groupe contrôle (13 femmes et 11 hommes) sans problème psychiatrique. L’analyse des PÉC a globalement révélé que la valence et l’activation émotionnelle influencent les composantes précoces de même que les composantes tardives de façon indépendante, ce qui prouve l’importance d’investiguer ces deux dimensions émotionnelles sur plusieurs composantes. Une découverte d’intérêt réside dans l’observation de différences sexuelles qui entrent en interaction avec le groupe, à différentes latences et attribuées tant à la valence qu’à l’activation. De plus, les données provenant des hormones gonadiques montrent que la progestérone pourrait avoir un impact fonctionnel sur les processus de traitement des émotions tant chez les femmes que chez les hommes. Cependant, d’autres études sont nécessaires pour pouvoir comprendre davantage le rôle des hormones gonadiques en neuropsychopathologie. / Prominent disturbances in the experience, expression and emotion recognition in patients with schizophrenia have been relatively well documented over the last few years. Furthermore, sex differences in behavior and brain activity associated with emotional processes have been reported in the general population. It is therefore surprising that so little has been done to further our understanding of potential differences between sexes in schizophrenia. In the present study we compared the behavioral and electrophysiological responses related to emotional processes of individuals with schizophrenia and individuals from the general population, while taking into consideration the valence and arousal of presented stimuli, as well as sex of tested participants. These data were measured with the help of event-related potentials (ERP) during passive viewing of emotional pictures. Activation of components P200, N200 and P300 were compared in 18 schizophrenia patients (9 women and 9 men) and 24 controls (13 women and 11 men). The ERP analysis revealed that valence and arousal influences early and late components independently, which demonstrates the importance of investigating these two emotional dimensions. Moreover, several significant differences between groups (i.e. clinical vs. control and men vs. women), attributed to the valence and arousal, were found in the ERP data in the stream of emotional processing. Also, data from gonadal hormones show that progesterone may have a functional impact on emotional processes among women and men. However, further studies are needed to better understand the role of gonadal hormones in neuropsychopathology.

La présente thèse a pour but d'étudier l'apprentissage morphosyntaxique du français comme langue seconde (L2). Elle cherche à examiner l'hypothèse proposée par certains modèles linguistiques et neurocognitifs selon laquelle les difficultés observées chez des bilingues tardifs à maitriser les connaissances morphosyntaxiques en L2 peuvent s'expliquer par un échec lors de la représentation mentale et le traitement de l'information morphosyntaxique, en comparaison avec les locuteurs natifs. Ainsi, les travaux présentés dans cette thèse utilisent des mesures électrophysiologiques afin de déterminer si ces difficultés sont associées (a) à la réalisation phonologique des inflexions morphologiques de la langue cible et (b) à l'interférence de la langue maternelle (L1). Les résultats démontrent que les apprenants tardifs sont capables d'acquérir des représentations morphosyntaxiques similaires à celle des locuteurs natifs. Nous avons également montré que l'information phonologique comprise dans les inflexions morphologiques joue un rôle important dans l'apprentissage morphosyntaxique en L2. Ces résultats nous ont permis de conclure que la capacité des apprenants bilingues à traiter l'information morphosyntaxique en L2 est moins influencée par la L1 à un niveau avancé d'apprentissage, tout en restant affectée par les propriétés morphosyntaxiques de la langue cible. De plus, ces résultats plaident en faveur des modèles linguistiques et neurocognitifs qui postulent que le traitement morphosyntaxique chez les bilingues avancés implique les même processus cognitifs que ceux des locuteurs natifs. / This thesis investigates morphosyntactic learning in adult second language (L2) learners of French. It examines the assumption posited by linguistic and neurocognitive models according to which L2 learners' difficulty in fully mastering morphosyntactic knowledge is due to a failure to mentally represent and process morphosyntactic information in a native-like manner. The series of experiments presented in this thesis use ERPs to investigate whether the difficulties that late L2 learners encounter in processing morphosyntactic agreement can be explained by (a) the phonological realization of inflectional morphology in the target language and (b) interference from the learners' native language (L1). The findings demonstrate that late L2 learners can achieve native-like processing of morphosyntactic knowledge at high levels of proficiency, regardless of the status of the morphosyntactic system in their L1. In addition, we provide evidence that phonological information contained in inflectional morphology plays an important role in the acquisition and processing of morphosyntactic agreement in L2. It is thus argued that L2 learners' processing of morphosyntactic agreement is less influenced by the L1 at high levels of proficiency, while still being potentially affected by the specific morphosyntactic properties of the target language. These findings give further support to linguistic and neurocognitive models positing that morphosyntactic processing in adult L2 learners involves mental representations and cognitive mechanisms similar to those used by native speakers.

Certains enfants souffrant de maladies bronchopulmonaires et de maladies neuromusculaires présentent lors de l'évaluation de la force des muscles respiratoires des valeurs anormales et évaluent mal leur état dyspnéique. Le peu de gène respiratoire ressenti par ces patients permet d'émettre l'hypothèse qu'une anomalie de l'intégration corticale des afférences somesthésiques d'origines respiratoires serait responsable. Une nouvelle technique d'exploration neurophysiologique, les potentiels évoqués respiratoires (PER) provoqués par l'occlusion des voies aériennes permet d'investiguer cette voie.Des manoeuvres volitionnelles d'évaluation de la force des muscles respiratoires (Sniffs et SNIP) et non volitionnels (stimulation magnétique) ainsi que les PER ont été enregistrés chez des enfants sains et atteints de pathologies respiratoires et neuromusculaires.Les valeurs de force des muscles respiratoires enregistrées dans les différents groupes étaient semblables. Les composantes des PER enregistrées au sommet de la pariétale ascendante (C3-Cz ; C4-Cz) ont toutes été retrouvées chez les enfants sains et les enfants malades. Seules N1 et P2 ont été plus souvent recueillies chez les patients atteints de maladies neuromusculaires que chez les enfants souffrant de pathologies bronchopulmonaires (p < 0,005).Ces études ont montré que la force des muscles respiratoires peut être évaluée par différentes manœuvres chez les enfants atteints de maladies pulmonaires chroniques et de maladies neuromusculaires et que ces enfants présentent des altérations des PER. / Some children with chronic lung and neuromuscular diseases showed abnormal values of respiratory muscle strength and misjudge their dyspneic state. These breathing difficulties allow us to hypothesize an abnormal integration of cortical somatosensory afferents. A new neurophysiological approach, Respiratory Related Evoked Potentials (RREPs) caused by upper airways occlusion allows to investigate this pathway.Volitional manoeuvres assessment of the strength of respiratory muscles (Sniff and SNIP) and non-volitional (Magnetic stimulation) and RREPs were recorded in healthy and children suffering from respiratory and neuromuscular diseases.Respiratory muscle strength values recorded in different groups by these techniques were similar. The components of RREPs recorded at C3-Cz and C4-Cz have all been found in healthy children and patients. Only N1 and P2 were more often collected from patients with neuromuscular diseases than in children with lung disease (p <0.005).These studies have shown that muscle strength breathing can be assessed by different manoeuvres in children with chronic lung diseases, neuromuscular diseases and thatChildren show alterations of RREPs.