Objectifs : 1) Investiguer si des erreurs d’accord en genre en français oral induisent des réponses neurophysiologiques différentes chez les adultes et les adolescents. 2) Comparer les réponses neurophysiologiques induites par des erreurs d’accord en genre sur les déterminants et sur les adjectifs. Contexte : Le genre féminin en français oral est irrégulièrement marqué par une consonne finale sur les adjectifs ([vɛʁ] / [vɛʁt]) et régulièrement marqué par une alternance vocalique sur les déterminants ([loe] / [la]). Les études d’électroencéphalographie (EEG) ont trouvé que des erreurs d’accord en genre en français oral induisaient chez les adultes des réponses neuronales différentes pour les désaccords sur les adjectifs et ceux sur les déterminants. Des réponses différentes, incomparables à celles des adultes, ont aussi induites chez de jeunes enfants de 4 à 8 ans par les mêmes désaccords. À quel âge ce patron sera comparable à celui des adultes et pour quel processus grammatical n’a pas été étudié exhaustivement. Méthodologie : 29 adultes et 26 (pré)adolescents francophones de 10 à 16 ans ont participé au projet. Les participants ont entendu des phrases contenant un désaccord en genre sur i) le déterminant (Je vois *le chaise vert sur la table) et ii) sur l’adjectif (Je vois la chaise *vert dans la boite). Ils ont aussi entendu des phrases sans erreur. Les potentiels évoqués ont été extraits de la différence de voltage entre les phrases avec erreurs et les phases correctes, et ils ont été insérés dans des modèles mixtes linéaires pour comparer les effets entre les deux groupes. Résultats : Les désaccords sur les déterminants ont induit une négativité antérieure (AN) suivie d’une P600 dans les deux groupes. Les erreurs sur adjectifs ont plutôt induit chez les adultes une négativité latéralisée à gauche en plus d’une une N400 suivie par une P600. Cette condition a induit une N400-P600 chez les adolescents. Ces résultats nous indiquent que le traitement de l’accord en genre du déterminant semble être mature à l’adolescence, ce qui n’est pas le cas pour celui de l’adjectif. De plus, les N400 trouvées pour les deux groupes indiquent une possible lexicalisation du traitement de l’accord des adjectifs en français. / Objectives: 1) Investigate whether neurophysiological responses elicited by spoken French gender agreement errors differ between Quebec adolescents and adults. 2) Compare the response elicited by disagreements on adjectives and determiners. Context: Spoken French gender agreement is irregularly marked on adjectives by a final consonant ([vɛʁ] / [vɛʁt]), whereas it is regularly marked on determiners by a regular final vowel alternation ([loe] / [la]). Electroencephalography (EEG) studies have found that gender agreement violations on French adjectives and determiners elicited different patterns in adults. Different patterns, however, incomparable to those found in adults, were also found in young children aged 4-8 years old. At what age and for which grammatical process the EEG response will be comparable to adults have yet to be fully explored. Methods: 29 adults and 26 French-speaking (pre)adolescents aged 10-16 years old participated in this project. Participants heard sentences containing gender disagreements on i) determiners (Je vois *le chaise vert sur la table ‘I see *theM green chairF on the table) ii) on adjectives (Je vois la chaise *vert dans la boite ‘I see the *greenM chairF in the box) iii) sentences with on disagreements. Event-related potentials were extracted by comparing the voltage difference between correct and incorrect sentences; they were then fitted into mixed linear models to compare group differences. Results: Violations on determiners elicited an anterior negativity (AN) followed by a P600 in both groups. Adjective errors elicited, in adults, a lateralized negativity (LN) and a N400 followed by a P600. This condition elicited a N400-P600 in adolescents. These results indicate that French determiner gender agreement seems to be mature in adolescents, which is not the case for adjective gender agreement. Furthermore, the presence of N400 in both groups for adjective mismatches points towards a lexicalisation of adjective gender agreement.

Avec le vieillissement démographique, de plus en plus d’aînés subiront un traumatisme crânio-cérébral léger (TCCL). Bien que l’occurrence de séquelles cognitives persistantes à la suite d’un TCCL demeure controversée, quelques études ayant manipulé la charge attentionnelle en encodage ont détecté des atteintes subtiles du fonctionnement cognitif et ce, plusieurs années post-TCCL. À cet effet, les outils diagnostiques utilisés en clinique et en recherche, tant les épreuves neuropsychologiques que les techniques de neuroimagerie, ne seraient pas suffisamment sensibles pour déceler les atteintes chroniques induites par un TCCL. Toutefois, la technique des potentiels évoqués (PE) est une approche qui s’est avérée efficace pour détecter les altérations neurophysiologiques causées par un tel traumatisme. La présente thèse visait à identifier les effets de l’attention divisée (Étude 1), du vieillissement normal (Étude 1) et du TCCL (Étude 2) sur les différents PE impliqués en encodage. Les résultats de l’Étude 1 ont démontré que l’ajout d’une tâche secondaire en encodage interfère avec la capture attentionnelle du stimulus et avec l’utilisation de stratégies d’encodage. De plus, l’encodage en attention divisée requiert une sollicitation accrue des fonctions exécutives chez les aînés, alors que ce recrutement n’est pas observé chez les jeunes adultes. Également, les aînés ont plus de difficulté à utiliser une stratégie d’encodage efficace. Ces résultats appuient davantage la théorie de la diminution des ressources attentionnelles avec l’âge bien que quelques indices suggérant la présence d’un déclin exécutif concomitant soient relevés. L’objectif de l’Étude 2 consistait à identifier les effets persistants du TCCL sur les PE en encodage chez une clientèle âgée. Les résultats ont montré que les aînés avec un TCCL présentent une atteinte de la mémoire de travail expliquée par un ralentissement de la vitesse de traitement ainsi qu’une perte des mécanismes de compensation habituellement observés chez les personnes âgées saines. Cette thèse contribue à une meilleure compréhension des causes du déclin mnésique associé au vieillissement et à l’identification d’instruments diagnostiques sensibles aux effets persistants du TCCL. Une connaissance approfondie de tels effets ont aussi permis de déterminer des types d’intervention efficaces pour préserver ou améliorer la cognition des aînés avec ou sans TCCL. / With the aging population, the incidence of mild traumatic brain injury (MTBI) in elders will probably increase. Even though the presence of persistent cognitive disabilities after a MTBI still remain controversial, a few studies having manipulated the attentional load during encoding have detected subtle alterations of cognitive functioning several years post-MTBI. Indeed, it is currently well accepted that diagnostic tools used in clinical and research settings, such as neuropsychological tests and neuroimaging techniques, are not sufficiently sensitive to detect chronic impairments induced by MTBI. However, the event-related potentials (ERP) technique is an efficient approach to identify the neurophysiological alterations caused by MTBI. The current thesis aimed to determine the effects of divided attention (Study 1), normal aging (Study 1) and MTBI (Study 2) on the different ERP solicited during encoding. The results of Study 1 demonstrate that the addition of a secondary task during episodic encoding interfere with attentional capture of the stimulus and with efficient use of encoding strategies. Moreover, encoding under divided attention requires a greater solicitation of executive functions in order to sustain encoding in elders. This activity is not observed in young adults. In addition, the elders struggle to use encoding strategies. These findings further support the decrease of attentional resources in aging’s theory, but some executive dysfunctions were also observed. Study 2 aimed to identify the persistent effects of MTBI on ERP in encoding among elders. The results show that the elders with a MTBI have working memory impairments due to a slowed processing speed and a decline in use of compensation mechanisms, normally observed in healthy elders. This thesis contributes to a better understanding of the causes of age-related memory decline and to the identification of diagnostic tools which are further sensitive to the chronic effects of MTBI. This in-depth knowledge on these effects can allow the identification of effective interventions to preserve or improve cognition in elders with or without MTBI.

L'objectif de cette thèse doctorale est de contribuer à une meilleure compréhension des bases neurophysiologiques de l'insomnie chronique pendant les périodes d'éveil, d'endormissement et de sommeil par le biais d'une mesure d'électrophysiologie cognitive. Les mécanismes corticaux sous-jacents à l'insomnie chronique sont investigués chez des personnes souffrant d'insomnie psychophysiologique et des personnes souffrant d'insomnie paradoxale en comparaison avec des bons dormeurs. L'insomnie est très prévalente au sein de la population générale et elle entraîne plusieurs conséquences néfastes chez les personnes qui en souffrent. Plusieurs modèles théoriques ont été proposés afin d'expliquer l'étiologie et la pathophysiologie de ce trouble du sommeil. Parmi ceux-ci, le modèle cognitif, le modèle neurocognitif et le modèle psychobiologique sont de plus en plus prédominants au sein de la littérature. Le modèle cognitif suggère que l'attention, les perceptions, les croyances erronées et les comportements de sécurité exacerbent les cognitions négatives et par conséquent l'activation physiologique et la détresse chez les personnes souffrant d'insomnie. Pour sa part, le modèle neurocognitif suggère que les personnes souffrant d'insomnie chronique développent une activation corticale conditionnée résultant en.un traitement de l'information facilité pouvant interférer avec l'initiation et le maintien du sommeil. Finalement, le modèle psychobiologique propose que l'activation corticale élevée, à elle seule, ne sort pas suffisante pour maintenir les difficultés de sommeil. Une inhabileté à inhiber cette activation corticale afin d'accéder aux processus normaux d'initiation du sommeil serait aussi en cause dans le maintien de l'insomnie chronique. Le présent projet a utilisé les potentiels évoqués cognitifs (PECs) afin de mesurer directement le traitement de l'information à l'éveil, à l'endormissement et en sommeil chez deux types de personnes souffrant d'insomnie chronique. Dans un premier temps, une étude corrélationnelle (article 1) a permis de remarquer que les paramètres des ondes Nl et P2 enregistrées chez les participants corrèlent avec certaines variables objectives de sommeil. Les résultats suggèrent que la qualité de la nuit a un impact sur le niveau d'activation du matin suivant, alors que les niveaux d'activation enregistrés le soir, avant le coucher influencent aussi la qualité de la nuit subséquente. Dans un deuxième temps, les PECs ont été enregistrés à l'éveil, à l'endormissement et en sommeil chez des personnes souffrant d'insomnie psychophysiologique, des personnes souffrant d'insomnie paradoxale et des bons dormeurs (article 2). Les résultats suggèrent une inhabilité à inhiber le traitement de l'information à l'endormissement chez les personnes souffrant d'insomnie psychophysiologique, alors que les personnes souffrant d'insomnie paradoxale présentent plutôt une hyperactivation de même qu'un besoin d'inhibition beaucoup plus élevé à l'éveil, à l'endormissement et en sommeil. Pendant la transition éveil-endormissement-sommeil, les personnes souffrant d'insomnie psychophysiologique sont celles qui démontrent le moins de modifications au niveau du traitement de l'information alors que les personnes souffrant d'insomnie paradoxale présentent des différences marquées au niveau de l'activité corticale. Finalement, une analyse de différents traits de la personnalité (article 3) a permis d'observer que les personnes souffrant d'insomnie psychophysiologique présentent plus de traits névrotiques que les bons dormeurs. De plus, les personnes souffrant d'insomnie chronique sont plus introverties que les bons dormeurs. Toutefois, il ne semble pas y avoir d'association entre le trait de personnalité d'Extraversion et les niveaux d'activation et d'inhibition corticale tels que mesurés par les PECs. Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet ont permis de souligner l'importance de documenter la qualité de la nuit de sommeil précédent l'évaluation lorsque le traitement cognitif de l'information est mesuré. Les différences observées entre les groupes au niveau des résultats de PECs démontrent l'intérêt de bien distinguer les types d'insomnie pour les recherches futures. De plus, les résultats de cette thèse appuient empiriquement les modèles théoriques de l'insomnie chronique, tout en présentant divers traits de personnalité pouvant y être associés.

L'objectif de ces travaux a été d'étudier, à partir des potentiels évoqués, l'implication des voies ventrale (qui sous-tend le traitement expert de l'écrit) et dorsale (qui sous-tend des processus phonologiques et attentionnels) lors de la reconnaissance visuelle des mots chez des adultes dyslexiques. Les spécificités des sujets dyslexiques ont été isolées en les comparant à deux groupes contrôles, appariés sur : l'âge (i.e., des lecteurs experts) et sur le niveau de lecture (i.e., des mauvais lecteurs). Les résultats montrent des déficits du traitement expert de l'écrit, phonologiques et de la détection du conflit spécifiques aux sujets dyslexiques. Nos données montrent aussi des déficits du traitement expert des mots familiers et d'orientation de l'attention communs aux sujets dyslexiques et mauvais lecteurs. Les résultats sont discutés dans le cadre du modèle LCD, de la théorie du mapping phonologique et d'une implication précoce de l'orientation attentionnelle dans la lecture.

L’amusie congénitale est un trouble neurodéveloppemental qui affecte la perception mélodique, malgré une ouïe et une intelligence normale. Un déficit de la discrimination des fines variations de hauteur des sons serait à l’origine de ces difficultés. Les études ayant permis de caractériser les corrélats neuronaux de ce trouble ont mis en lumière des anomalies anatomiques et fonctionnelles du réseau fronto-temporal droit dans l’amusie. Notamment, les processus tardifs et conscients de détection des fines variations de hauteur sonore apparaissent perturbés chez les amusiques, alors que le traitement plus précoce et automatique de ces mêmes variations de hauteur serait normal. À ce jour, la vaste majorité des études sur l’amusie congénitale ont été effectuées auprès d’adultes et nous détenons peu d’informations sur la façon dont ce trouble se manifeste au cours du développement. La présente thèse vise ainsi à caractériser les corrélats comportementaux et neuronaux de l’amusie congénitale chez l’adolescent, pour ensuite explorer les perspectives de réhabilitation de ce trouble neurodéveloppemental. Dans une première étude, nous avons tenté de mieux comprendre comment le cerveau d’adolescents amusiques traite les fines variations de hauteur des sons, tant en ce qui a trait aux processus précoces et automatiques (associés à la composante de potentiel évoqué mismatch negativity; MMN) qu’au niveau du traitement conscient et plus tardif (associé à la composante de potentiel évoqué P300), en comparaison aux contrôles. Nous avons étudié les effets d’un mois d’écoute musicale quotidienne chez ces participants. Une deuxième étude a ensuite été effectuée, afin d’examiner l’impact de trois mois de leçons de guitare sur le traitement des fines variations de hauteur sonore chez des adolescents ii amusiques et leurs témoins. Nous nous sommes intéressés aux effets de cette formation musicale sur diverses composantes des potentiels évoqués, dont la P300 et la MMN. Les résultats de cette thèse révèlent que l’amusie peut se manifester à part entière à l’adolescence. Plus précisément, les adolescents amusiques présentent un profil hautement similaire à celui documenté chez l’adulte, soit une incapacité à détecter consciemment les fines variations de hauteur des sons, associée à l’absence de la composante P300, en dépit d’un traitement précoce et automatique normal tel que reflété par une MMN comparable aux contrôles. En outre, il appert qu’un mois d’écoute musicale quotidienne ne constitue pas une technique de réhabilitation efficace dans l’amusie, dont les manifestations sont demeurées inchangées suite à cette intervention. Par ailleurs, nos résultats révèlent qu’il est possible pour de jeunes amusiques d’apprendre à jouer d’un instrument de musique et que cette formation musicale a le potentiel d’engendrer des phénomènes de plasticité cérébrale prometteurs chez certains d’entre eux. Plus précisément, nous observons l’émergence de la composante P300 associée à une amélioration des capacités de discrimination des fines variations de hauteur chez trois amusiques sur quatre suite à cette intervention. Ces résultats enrichissent notre compréhension de l’amusie et de sa trajectoire développementale, en plus de motiver de futurs travaux de recherche qui pourraient mener au développement d’interventions optimales dans une perspective de réhabilitation de ce trouble neurodéveloppemental. / Congenital amusia is a neurodevelopmental disorder that specifically impairs melodic perception despite normal hearing and intelligence. The disorder is thought to arise from a deficit in perceiving fine-grained pitch changes. Studies that aimed to characterize the neural correlates of congenital amusia have highlighted anatomical and functional anomalies along the right fronto-temporal pathways. Notably, the amusic brain has been shown to perceive fine-grained pitch distinctions at an early and automatic level of processing, but this does not reach higher levels of conscious processing. To date, the majority of research on amusia has been performed with adults and consequently little information has been acquired on how this disorder manifests itself during development. The goal of this thesis is therefore to characterize the behavioral and neural correlates of congenital amusia during adolescence, and then to explore different rehabilitation strategies in an attempt to attenuate the perceptual deficits. In a first study, we documented how amusic adolescents process fine-grained pitch changes using event-related potentials, both in terms of early and automatic processing (as indexed by the mismatch negativity component; MMN) and conscious processing (associated with the P300 component) compared to controls. We also explored the effects of a month of daily music listening among these participants. A second study was then conducted to explore the impact of three months of weekly guitar lessons on fine-grained pitch processing in amusic adolescents and controls. In particular, we investigated the effects of musical training on various evoked-potential components, including the P300 and the MMN. The results show that amusia can be fully expressed in the developing brain with manifestations that are similar to those observed in adults. Specifically, the amusic adolescent brain does not elicit a normal positivity (P300) in response to small pitch changes, while early and automatic processing of these pitch deviations appears normal (as indexed by the MMN). In addition, it appears that a month of daily music listening is not an effective amusia remediation strategy, since all electrophysiological and behavioral manifestations were unchanged following this intervention. Furthermore, we show that it is possible for amusic adolescents to learn to play a musical instrument despite their perceptual deficit and this intervention as the potential to induce promising brain plasticity phenomena for some of them. Specifically, a P300 response elicited by fine-grained pitch changes was seen after three months of guitar lessons in three out of four amusic adolescents. Importantly, the emergence of the P300 was paralleled by an improved perceptual ability to detect fine-grained pitch changes. These findings add to our understanding of congenital amusia and its developmental trajectory, while motivating future research that could lead to the development of optimal interventions to help young people with amusia engage with music.

La consommation de poisson et de mammifères marins représente une source importante d’acides gras oméga-3 connus pour leurs effets bénéfiques sur le développement des fonctions cérébrales et notamment, sur le développement du système visuel. Afin de tester l’hypothèse selon laquelle l’exposition prénatale aux acides gras oméga-3 a des effets bénéfiques à long terme, nous avons examiné les fonctions visuelles chez des enfants Inuits d’âge scolaire exposés à de grandes quantités d’oméga-3 durant la période de gestation. Des enfants Inuits (n = 136; moyenne d’âge = 11.3 ans) du nord du Québec (Nunavik) ont participé à cette étude. Un protocole de potentiels évoqués visuels (PEVs) utilisant des stimuli en couleur et en mouvement a été employé afin d’appréhender les réponses parvo- et magnocellulaires respectivement. Les concentrations d’acide docosahexaénoïque (ADH) ont été mesurées à la naissance à partir du sang de cordon ombilical et au moment du testing, reflétant ainsi les expositions pré- et post-natales. Les relations entre les niveaux sanguins d’ADH et les PEVs ont été examinées à l’aide d’analyses de régression multiples, en tenant compte des contaminants environnementaux et d’autres variables potentiellement confondantes. Aucune association significative n’a été trouvée en ce qui concerne les stimuli de mouvement. Cependant, après ajustement pour les covariables, les concentrations d’ADH à la naissance étaient associées à une latence plus courte des composantes N1 et P1 des PEVs couleur. Notre étude démontre, pour la première fois, des effets bénéfiques de l’exposition prénatale à l’ADH sur le système parvocellulaire à l’âge scolaire. / Fish and sea mammals consumption is an important source of omega-3 fatty acids, known for their beneficial effects on human brain development. Several lines of evidence indicate that omega-3 fatty acids are beneficial especially for the development of the visual system. However, the long-term effect of prenatal exposure to omega-3 fatty acids on human visual development is unknown. This question was addressed using visual evoked potentials (PEVs) to study a cohort of school-age Inuit children (n = 136; mean age = 11.3 years old) from Arctic Quebec (Nunavik) who received high levels of omega-3 intake during gestation. PEV protocols using color and motion-onset stimuli were used to assess the parvocellular and magnocellular responses, respectively. Concentrations of the omega-3 fatty acid DHA were measured at birth in the umbilical cord and at the time of testing, reflecting pre- and post-natal exposure, respectively. Relations between omega-3 and VEPs were assessed by multivariate regression analyses, taking into account environmental contaminants and other potential confounding variables. No significant associations were found with motion-onset VEPs. However, after adjustment for covariables, cord blood concentrations of DHA were associated with a shorter latency of the N1 and P1 components of the color VEPs. Our study suggests beneficial effects of DHA on the visual parvocellular system at school age. This is the first study supporting the longlasting beneficial effects of prenatal exposure to DHA.

La présente recherche explore les conséquences d’une perte auditive périphérique sur le traitement de l’information auditive. Des études ont montré que les enfants malentendants ont de la difficulté à effectuer des tâches d’écoute complexes. De plus, des études menées auprès d’adultes malentendants montrent que l’activité corticale associée à l’écoute de stimuli auditifs est différente de celle d’adultes entendants. Cependant, les résultats de ces études ne mettent pas en lumière la nature des difficultés de traitement de l’information auditive des enfants malentendants. Cette recherche examine donc cet aspect en ayant recours à des mesures comportementales et neurophysiologiques. Les données ont été recueillies auprès de 40 enfants âgés de 9 à 12 ans : 12 enfants ayant une surdité neurosensorielle, 12 enfants ayant trouble de traitement auditif et 16 enfants normo-entendants. Les enfants ont reproduit dans l’ordre des séquences de deux, trois et cinq stimuli verbaux ou non verbaux avec un intervalle interstimuli de 425 ms. Les enfants ont également reproduit des séquences de deux stimuli avec un intervalle interstimuli de 20 et 1000 ms. Enfin, les enfants ont été soumis à des mesures neurophysiologiques à partir de potentiels évoqués auditifs de latence longue et de négativité de discordance avec des paires de stimuli verbaux et non verbaux. Les résultats obtenus permettent d’avancer que les participants du groupe d’enfants malentendants ont un trouble spécifique de traitement auditif. En effet, les résultats de la tâche comportementale montrent que les enfants malentendants ont de la difficulté à traiter des séquences de stimuli lorsque ceux-ci sont verbaux et acoustiquement similaires. Quant aux données neurophysiologiques, les résultats ont démontré que l’amplitude de l’onde tardive N2 était réduite chez les enfants malentendants comparativement à celle de l’onde N2 des deux autres groupes d’enfants. Cette onde pourrait être considérée comme étant un marqueur neurophysiologique reflétant l’influence d’une perte auditive sur le traitement auditif central. De plus, l’amplitude de l’onde de négativité de discordance pourrait être aussi un marqueur pour distinguer les enfants malentendants de ceux ayant un trouble de traitement auditif.Mots-clés : organisation séquentielle auditive, potentiels évoqués auditifs de latence longue, négativité de discordance, enfants malentendants d’âge scolaire / The present research explores the effects of peripheral hearing loss on central auditory processing. Previous studies showed that children with hearing loss have significant difficulties in performing complex listening tasks. Moreover, studies of adults with hearing loss revealed that cortical activity related to listening to acoustic stimuli differed from that of adults without hearing loss. However, results of these studies do not clarify the nature of the difficulties in processing auditory information among children with hearing loss. The present research examines this issue using behavioural and neurophysiological measures. Behavioural and neurophysiological data were collected with forty 9- to 12-year-old children: 12 with hearing loss, 12 with central auditory processing disorder (CAPD) and 16 with normal hearing. Children repeated, in order, two, three, and five verbal and nonverbal stimuli with an interstimulus interval of 425 ms. They also repeated sequences of two stimuli with an interstimulus interval of 20 or 1000 ms. Finally, late-latency auditory evoked potentials and mismatch responses were recorded in the participants using pairs of verbal and nonverbal stimuli. Results suggest that children with hearing loss have a specific central auditory processing disorder. Results of the behavioural task showed that children with hearing loss had difficulty processing sequences of stimuli when the stimuli were verbal as well as similar and complex acoustically. As for the neurophysiological data, results indicated that the amplitude of late N2 waveform was smaller in children with hearing loss than in the other two groups of children. The N2 waveform has the potential to be a neurophysiological marker revealing the influence of hearing loss on central auditory processing. Moreover, the amplitude of the mismatch response could be another marker to distinguish the children with hearing loss from those with central auditory processing disorder. Keywords : Auditory sequential organization, late-latency auditory evoked potentials, mismatch responses, school-aged children with hearing loss

Dans de nombreux comportements qui reposent sur le rappel et la production de séquences, des groupements temporels émergent spontanément, créés par des délais ou des allongements. Ce « chunking » a été observé tant chez les humains que chez certains animaux et plusieurs auteurs l’attribuent à un processus général de chunking perceptif qui est conforme à la capacité de la mémoire à court terme. Cependant, aucune étude n’a établi comment ce chunking perceptif s’applique à la parole. Nous présentons une recension de la littérature qui fait ressortir certains problèmes critiques qui ont nui à la recherche sur cette question. C’est en revoyant ces problèmes qu’on propose une démonstration spécifique du chunking perceptif de la parole et de l’effet de ce processus sur la mémoire immédiate (ou mémoire de travail). Ces deux thèmes de notre thèse sont présentés séparément dans deux articles. Article 1 : The perceptual chunking of speech: a demonstration using ERPs Afin d’observer le chunking de la parole en temps réel, nous avons utilisé un paradigme de potentiels évoqués (PÉ) propice à susciter la Closure Positive Shift (CPS), une composante associée, entre autres, au traitement de marques de groupes prosodiques. Nos stimuli consistaient en des énoncés et des séries de syllabes sans sens comprenant des groupes intonatifs et des marques de groupements temporels qui pouvaient concorder, ou non, avec les marques de groupes intonatifs. Les analyses démontrent que la CPS est suscitée spécifiquement par les allongements marquant la fin des groupes temporels, indépendamment des autres variables. Notons que ces marques d’allongement, qui apparaissent universellement dans la langue parlée, créent le même type de chunking que celui qui émerge lors de l’apprentissage de séquences par des humains et des animaux. Nos résultats appuient donc l’idée que l’auditeur chunk la parole en groupes temporels et que ce chunking perceptif opère de façon similaire avec des comportements verbaux et non verbaux. Par ailleurs, les observations de l’Article 1 remettent en question des études où on associe la CPS au traitement de syntagmes intonatifs sans considérer les effets de marques temporels. Article 2 : Perceptual chunking and its effect on memory in speech processing:ERP and behavioral evidence Nous avons aussi observé comment le chunking perceptif d’énoncés en groupes temporels de différentes tailles influence la mémoire immédiate d’éléments entendus. Afin d’observer ces effets, nous avons utilisé des mesures comportementales et des PÉ, dont la composante N400 qui permettait d’évaluer la qualité de la trace mnésique d’éléments cibles étendus dans des groupes temporels. La modulation de l’amplitude relative de la N400 montre que les cibles présentées dans des groupes de 3 syllabes ont bénéficié d’une meilleure mise en mémoire immédiate que celles présentées dans des groupes plus longs. D’autres mesures comportementales et une analyse de la composante P300 ont aussi permis d’isoler l’effet de la position du groupe temporel (dans l’énoncé) sur les processus de mise en mémoire. Les études ci-dessus sont les premières à démontrer le chunking perceptif de la parole en temps réel et ses effets sur la mémoire immédiate d’éléments entendus. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent qu’un processus général de chunking perceptif favorise la mise en mémoire d’information séquentielle et une interprétation de la parole « chunk par chunk ». / In numerous behaviors involving the learning and production of sequences, temporal groups emerge spontaneously, created by delays or a lengthening of elements. This chunking has been observed across behaviors of both humans and animals and is taken to reflect a general process of perceptual chunking that conforms to capacity limits of short-term memory. Yet, no research has determined how perceptual chunking applies to speech. We provide a literature review that bears out critical problems, which have hampered research on this question. Consideration of these problems motivates a principled demonstration that aims to show how perceptual chunking applies to speech and the effect of this process on immediate memory (or “working memory”). These two themes are presented in separate papers in the format of journal articles. Paper 1: The perceptual chunking of speech: a demonstration using ERPs To observe perceptual chunking on line, we use event-related potentials (ERPs) and refer to the neural component of Closure Positive Shift (CPS), which is known to capture listeners’ responses to marks of prosodic groups. The speech stimuli were utterances and sequences of nonsense syllables, which contained intonation phrases marked by pitch, and both phrase-internal and phrase-final temporal groups marked by lengthening. Analyses of CPSs show that, across conditions, listeners specifically perceive speech in terms of chunks marked by lengthening. These lengthening marks, which appear universally in languages, create the same type of chunking as that which emerges in sequence learning by humans and animals. This finding supports the view that listeners chunk speech in temporal groups and that this perceptual chunking operates similarly for speech and non-verbal behaviors. Moreover, the results question reports that relate CPS to intonation phrasing without considering the effects of temporal marks. Paper 2: Perceptual chunking and its effect on memory in speech processing: ERP and behavioral evidence We examined how the perceptual chunking of utterances in terms of temporal groups of differing size influences immediate memory of heard speech. To weigh these effects, we used behavioural measures and ERPs, especially the N400 component, which served to evaluate the quality of the memory trace for target lexemes heard in the temporal groups. Variations in the amplitude of the N400 showed a better memory trace for lexemes presented in groups of 3 syllables compared to those in groups of 4 syllables. Response times along with P300 components revealed effects of position of the chunk in the utterance. This is the first study to demonstrate the perceptual chunking of speech on-line and its effects on immediate memory of heard elements. Taken together the results suggest that a general perceptual chunking enhances a buffering of sequential information and a processing of speech on a chunk-by-chunk basis.

VERSION ANGLAISE DISPONIBLE AU DÉPARTEMENT; THÈSE RÉALISÉE CONJOINTEMENT AVEC L'ÉCOLE DES SCIENCES DE LA COMMUNICATION DE L'UNIVERSITÉ MCGILL (DRS. K. STEINHAUER ET J.E. DRURY). / La présente thèse reprend trois articles de recherche (deux études et un article de revue) portant sur les neurosciences cognitives du langage, chacun desquels a été écrit en vue d’identifier les bénéfices que la théorie (neuro)linguistique contemporaine pourrait tirer d’une étude exhaustive des processus cognitifs et neuraux sous-tendant les troubles du spectre autistique (TSA) et inversement. Deux études y sont présentées, utilisant la méthode des potentiels évoqués, lesquelles fournissent des preuves préliminaires, chez des individus typiques, de deux aspects de la compréhension de phrases nécessitant une recherche approfondie chez des personnes autistes : (1) Les corrélats neuraux de la nature syntaxique et sémantique particulière des verbes d’expérience (par exemple The girl has feared the storm) contrairement aux verbes d’action (par exemple The kids have eaten the fries) et leur interface potentielle avec la Théorie de l’Esprit – la capacité d’attribuer des états mentaux à soi et à autrui – pour laquelle les personnes autistes semble accuser un retard et/ou un déficit, et (2) les corrélats neuraux des compétences en « imagerie visuelle », telles quelles sont identifiées à l’aide des Matrices de Raven, sur les processus de détection de violations de catégories grammaticales (par exemple He made the meal to enjoy with friends/He made the enjoy to meal with friends) dans un paradigme expérimental “équilibré” et en modalité visuelle. L’article de revue cherche à fournir une perspective plus large du rôle que les neurosciences cognitives des TSA peuvent jouer dans l’étude biologique du langage. L’importance de considérer l’autisme comme un « style cognitif » plutôt qu’un trouble en soi y est défendue, en particulier contre la notion commune d’autisme en tant que déficit de Théorie de l’Esprit. Au delà de leurs perspectives potentielles de recherche future auprès de populations autistes, ces trois articles cherchent à répondre à plusieurs questions de recherche cruciales sur le développement et la compréhension du langage (c’est à dire le débat sur la «P600 sémantique», les théorie d’échantillonnage asymétrique de la perception de la parole et de la musique, le rôle de la vision dans le langage, la modularité, les styles cognitifs et l’inférence Bayesienne). / The present thesis comprises a set of three research articles (two studies and one review article) on the cognitive neuroscience of language, all of which were written with the purpose of understanding the benefits that contemporary (neuro)linguistic theory may draw from an extensive study of the cognitive and neural processes underlying Autism Spectrum Disorders (ASD) and vice versa. Two studies are presented, using event-related brain potentials, which provide preliminary evidence in typical individuals for two aspects of sentence processing in need of future investigation in ASD participants: (1) The neural correlates of the peculiar syntactic and semantic nature of verbs of experience (Experiencer Subject verbs, i.e., The girl has feared the storm) as opposed to verbs of action (Agent Subject verbs, i.e., The boys have eaten the fries) and their potential interface with Theory of Mind – the ability to attribute mental states to self and others – known to present delays and impairments in autism, and (2) the neural correlates of “visual imagery” skills, as assessed through the Raven Matrices, on comprehenders’ ability to detect word category violations (e.g., He made the meal to enjoy with friends/He made the enjoy to meal with friends) in a balanced visual paradigm and their potential insights into the role of visual imagery in language comprehension, known to play a potentially predominant role in ASD. The review article attempts to provide a larger perspective on the role of the cognitive neuroscience of ASD in the biology of language, in which the importance of considering autism as a “cognitive style” rather than as a disorder is given greater value, especially relative to the common notion of autism solely as a Theory of Mind impairment. Aside from their potential prospects for future research in autistic populations, these three articles also attempt to frame their topic of inquiry into the broader context of contemporary research questions on language development and language comprehension, such as the role of animacy in language processing (the “semantic P600” debate), asymmetric sampling theories of speech and music perception, the role of vision in language, modularity, cognitive styles or Bayesian inference.

Les personnes ayant un trouble du spectre autistique (TSA) manifestent des particularités perceptives. En vision, des travaux influents chez les adultes ont mené à l’élaboration d’un modèle explicatif du fonctionnement perceptif autistique qui suggère que l’efficacité du traitement visuel varie en fonction de la complexité des réseaux neuronaux impliqués (Hypothèse spécifique à la complexité). Ainsi, lorsque plusieurs aires corticales sont recrutées pour traiter un stimulus complexe (e.g., modulations de texture; attributs de deuxième ordre), les adultes autistes démontrent une sensibilité diminuée. À l’inverse, lorsque le traitement repose principalement sur le cortex visuel primaire V1 (e.g., modulations locales de luminance; attributs de premier ordre), leur sensibilité est augmentée (matériel statique) ou intacte (matériel dynamique). Cette dissociation de performance est spécifique aux TSA et peut s’expliquer, entre autre, par une connectivité atypique au sein de leur cortex visuel. Les mécanismes neuronaux précis demeurent néanmoins méconnus. De plus, on ignore si cette signature perceptuelle est présente à l’enfance, information cruciale pour les théories perceptives de l’autisme. Le premier volet de cette thèse cherche à vérifier, à l’aide de la psychophysique et l’électrophysiologie, si la double dissociation de performance entre les attributs statiques de premier et deuxième ordre se retrouve également chez les enfants autistes d’âge scolaire. Le second volet vise à évaluer chez les enfants autistes l’intégrité des connexions visuelles descendantes impliquées dans le traitement des textures. À cet effet, une composante électrophysiologique reflétant principalement des processus de rétroaction corticale a été obtenue lors d’une tâche de ségrégation des textures. Les résultats comportementaux obtenus à l’étude 1 révèlent des seuils sensoriels similaires entre les enfants typiques et autistes à l’égard des stimuli définis par des variations de luminance et de texture. Quant aux données électrophysiologiques, il n’y a pas de différence de groupe en ce qui concerne le traitement cérébral associé aux stimuli définis par des variations de luminance. Cependant, contrairement aux enfants typiques, les enfants autistes ne démontrent pas une augmentation systématique d’activité cérébrale en réponse aux stimuli définis par des variations de texture pendant les fenêtres temporelles préférentiellement associées au traitement de deuxième ordre. Ces différences d’activation émergent après 200 ms et engagent les aires visuelles extrastriées des régions occipito-temporales et pariétales. Concernant la connectivité cérébrale, l’étude 2 indique que les connexions visuelles descendantes sont fortement asymétriques chez les enfants autistes, en défaveur de la région occipito-temporale droite. Ceci diffère des enfants typiques pour qui le signal électrophysiologique reflétant l’intégration visuo-corticale est similaire entre l’hémisphère gauche et droit du cerveau. En somme, en accord avec l’hypothèse spécifique à la complexité, la représentation corticale du traitement de deuxième ordre (texture) est atypiquement diminuée chez les enfants autistes, et un des mécanismes cérébraux impliqués est une altération des processus de rétroaction visuelle entre les aires visuelles de haut et bas niveau. En revanche, contrairement aux résultats obtenus chez les adultes, il n’y a aucun indice qui laisse suggérer la présence de mécanismes supérieurs pour le traitement de premier ordre (luminance) chez les enfants autistes. / Atypical perceptual information processing is commonly described in Autism Spectrum Disorders (ASD). In the visual modality, influential work with autistic adults suggests altered connectivity within specialized local networks defining the response properties of stimulus-driven mechanisms. This has led to the development of a hypothesis that stipulates that the efficiency of autistic visual perception is contingent on the complexity of the neural network involved (Complexity-specific hypothesis). When several cortical areas must communicate with each other (as in texture-defined perception, also called second-order), reduced sensitivity to visual input is observed in autistic individuals. In contrast, when visual processing predominately relies on the primary visual cortex V1 (as in luminance-defined perception, also called first-order), their sensitivity is either enhanced (stationary stimuli) or intact (moving stimuli). This dissociation in performance is unique to ASD and suggests atypical connectivity within their visual cortex. The precise type of neural alteration remains unknown, however. In addition, studies focusing on younger individuals are needed to define the developmental trajectories of perceptual abilities in autism. This issue is crucial for perceptual theories of ASD. The first experiment aims to investigate whether the dissociation regarding first- and second-order spatial vision is also present in school-aged children with autism. We combined the use of behavioural (psychophysics) and neuroimaging (visual evoked potentials: VEPs) methods. The second experiment was designed to assess the integrity of one type of neural connections that are known to be involved in texture processing: feedback processes from extrastriate areas towards lower hierarchical levels (V1). As such, we used a visual texture segregation task and isolated a texture-segregation specific VEP component that mainly reflects feedback modulation in the visual cortex. Behavioural measures from the first experiment do not reveal differences in visual thresholds between typically developing and autistic children for both luminance- and texture-defined stimuli. With respect to electrophysiology, there is no group difference in brain activity associated with luminance-defined stimuli. However, unlike typical children, autistic children do not reliably show reliable enhancements of brain activity in response to texture-defined stimuli during time-windows more closely associated with second-order processing. These differences emerge after 200 msec post-stimulation and mainly involve extrastriate areas located over occipito-temporal and parietal scalp areas. Regarding the second experiment, the texture-segregation specific VEP component is found to be greatly diminished over the right as compared to the left occipito-lateral cortex in autism, while it shows no hemispheric asymmetry in typically developing children. In summary, in line with the complexity-specific hypothesis, cortical representation of second-order attributes (texture) is atypically reduced in autistic children. This thesis further reveals that altered feedback from extrastriate visual areas to lower areas (V1) is one of the neuronal mechanisms involved in atypical texture processing. In contrast, contrary to the results obtained in adults with autism, first-order vision (luminance) is not found to be superior in autistic children.