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Cette thèse s'inscrit dans le cadre des études menées sur les effets biologiques et sanitaires des radiofréquences associées à la téléphonie mobile. Le but de ce travail est d'évaluer l'influence des radiofréquences émises par le téléphone mobile sur l'activité corticale chez l'homme. Tout d'abord, un état des connaissances scientifiques relatives aux effets biologiques et sanitaires des radiofréquences associées à la téléphonie mobile a été dressé. Ensuite, on effectue une description du matériel et des méthodes d'acquisition des potentiels évoqués auditifs (PEA) caractéristiques de l'activité corticale auditive. De plus, on a sélectionné les électrodes qui recueillent les signaux les plus caractéristiques de PEA. Des variables dont certaines caractéristiques électrophysiologiques des PEA sont extraites et font l'objet d'une analyse statistique. Une sélection, basée sur la classification par Support Vector Machines, met en exergue les variables plus perturbées par les radiofréquences. Enfin, l'analyse statistique par électrode permet de localiser les effets des radiofréquences. On se consacre enfin à l'étude des signaux électroencéphalographiques en étudiant les coefficients de corrélations entre spectres et les densités spectrales de puissance par bande de fréquences. En conclusion, les radiofréquences émises par le téléphone mobile semblent montrer une incidence sur les potentiels évoqués auditifs et les signaux électroencéphalographiques. Cependant, aucun apport de causalité entre ces effets biologiques sur l'activité corticale et les effets néfastes sur la santé humaine ne peut être démontré à ce jour.

Environ 2-3% d’enfants avec convulsions fébriles (CF) développent une épilepsie, mais les outils cliniques existants ne permettent pas d’identifier les enfants susceptibles de développer une épilepsie post-convulsion fébrile. Des études ont mis en évidence des anomalies d’EEG quantifiée, et plus particulièrement en réponse à la stimulation lumineuse intermittente (SLI), chez des patients épileptiques. Aucune étude n’a analysé ces paramètres chez l’enfant avec CF et il importe de déterminer s’ils sont utiles pour évaluer le pronostic des CF. Les objectifs de ce programme de recherche étaient d’identifier, d’une part, des facteurs de risque cliniques qui déterminent le développement de l’épilepsie après des CF et, d’autre part, des marqueurs électrophysiologiques quantitatifs qui différencieraient les enfants avec CF des témoins et pourraient aider à évaluer leur pronostic. Afin de répondre à notre premier objectif, nous avons analysé les dossiers de 482 enfants avec CF, âgés de 3 mois à 6 ans. En utilisant des statistiques de survie, nous avons décrit les facteurs de risque pour développer une épilepsie partielle (antécédents prénataux, retard de développement, CF prolongées et focales) et généralisée (antécédents familiaux d’épilepsie, CF récurrentes et après l’âge de 4 ans). De plus, nous avons identifié trois phénotypes cliniques distincts ayant un pronostic différent : (i) CF simples avec des antécédents familiaux de CF et sans risque d’épilepsie ultérieure; (ii) CF récurrentes avec des antécédents familiaux d’épilepsie et un risque d’épilepsie généralisée; (iii) CF focales avec des antécédents familiaux d’épilepsie et un risque d’épilepsie partielle. Afin de répondre à notre deuxième objectif, nous avons d’abord analysé les potentiels visuels steady-state (PEVSS) évoqués par la SLI (5, 7,5, 10 et 12,5 Hz) en fonction de l’âge. Le tracé EEG de haute densité (128 canaux) a été enregistré chez 61 enfants âgés entre 6 mois et 16 ans et 8 adultes normaux. Nous rapportons un développement topographique différent de l’alignement de phase des composantes des PEVSS de basses (5-15 Hz) et de hautes (30-50 Hz) fréquences. Ainsi, l’alignement de phase des composantes de basses fréquences augmente en fonction de l’âge seulement au niveau des régions occipitale et frontale. Par contre, les composantes de hautes fréquences augmentent au niveau de toutes les régions cérébrales. Puis, en utilisant cette même méthodologie, nous avons investigué si les enfants avec CF présentent des anomalies des composantes gamma (50-100 Hz) des PEVSS auprès de 12 cas de CF, 5 frères et sœurs des enfants avec CF et 15 témoins entre 6 mois et 3 ans. Nous montrons une augmentation de la magnitude et de l’alignement de phase des composantes gamma des PEVSS chez les enfants avec CF comparés au groupe témoin et à la fratrie. Ces travaux ont permis d’identifier des phénotypes électro-cliniques d’intérêt qui différencient les enfants avec CF des enfants témoins et de leur fratrie. L’étape suivante sera de vérifier s’il y a une association entre les anomalies retrouvées, la présentation clinique et le pronostic des CF. Cela pourrait éventuellement aider à identifier les enfants à haut risque de développer une épilepsie et permettre l’institution d’un traitement neuroprotecteur précoce. / The incidence of epilepsy in children with febrile seizures (FS) varies from 2 to 3%, but available clinical tools do not allow the identification of those children who will later develop epilepsy. Evidences have shown quantitative EEG abnormalities, more particularly revealed by intermittent photic stimulation (IPS), in patients with epilepsy. No studies have yet examined quantitative EEG parameters in children with FS. It is not known either whether they can be relevant to the evaluation of FSs prognosis. The objectives of this research program were to identify, first, clinical risk factors for developing epilepsy after FS and, second, to determine quantitative EEG markers that differentiate FS patients from normal controls and may aid to evaluate their prognosis. In order to meet our first objective, we reviewed the charts of 482 children with FS, aged 3 months to 6 years. Using survival statistics, we described risk factors for developing partial (prenatal antecedents, developmental delay, prolonged and focal FS) and generalized (family history of epilepsy, recurrent FS and FS after the age of 4 years) epilepsy after FS. In addition, we identified several distinct clinical phenotypes related to the prognosis of FS: (i) simple FS with a family history of FS, not related to a subsequent epilepsy, (ii) recurrent FS with a family history of epilepsy and an increased risk of generalised epilepsy and (iii) focal FS with a family history of epilepsy and an increased risk of partial epilepsy. In order to meet our second objective, we analyzed the steady-state visual potentials (SSVEP) evoked by IPS (5, 7.5, 10 and 12.5 Hz) as a function of age. The high density EEG (128 channels) was recorded in 61 normal children between 6 months and 16 years of age and 8 adults. We showed different topographical development of low (5-15 Hz) and high (30-50 Hz) frequency SSVEP components phase alignment. Thus, low frequency phase alignment increased with age only over the frontal and occipital regions, whereas high frequency phase alignment increased over all cerebral regions. Then, using the same methodology, we investigated whether children with FS show abnormalities of gamma frequency SSVEP components. We show an increase of both magnitude and phase alignment of the gamma frequency SSVEP components in 12 FS patients compared to 5 siblings of FS patients and 15 control children between 6 and 36 months of age. This study has identified distinct electro-clinical phenotypes that differentiate FS patients from the group of siblings and controls. Future studies should investigate whether detected abnormalities are associated with the clinical presentation of FS and their prognosis. This could help identify children with FSs who will later develop epilepsy and would eventually allow the institution of an early neuroprotective treatment.

Questions : Cette thèse visait à répondre à deux questions fondamentales : 1) Est-ce que les athlètes qui présentent un historique de commotions cérébrales du sport en conservent des effets délétères à long terme? ; et 2) Est-ce que les effets néfastes des commotions cérébrales récurrentes sur le fonctionnement tant cognitif que moteur sont cumulatifs? Devis expérimental : À l’aide d’un plan d’investigation double-cohorte réalisé avec un groupe d’athlètes évoluant au niveau universitaire et un autre formé d’anciens athlètes universitaires testés plus de trois décennies plus tard, les quatre études qui composent cette thèse ont employé des méthodes raffinées d’investigation des fonctions cognitives et motrices pour en déceler des atteintes persistantes. Méthodologie : Les potentiels évoqués cognitifs ainsi que les tests neuropsychologiques ont permis de sonder le fonctionnement cognitif de ces athlètes alors que la stimulation magnétique transcrânienne, une plateforme de force permettant de mesurer la stabilité posturale ainsi qu’un système d’enregistrement tridimensionnel des mouvements rapides alternatifs ont servi à l’évaluation de l’intégrité du système moteur. Résultats : Cette thèse a permis de déceler des altérations persistentes et cumulatives des fonctions cognitives et motrices. De plus, ces subtiles atteintes observées chez les jeunes athlètes, affectant essentiellement des marqueurs neurophysiologiques sous-cliniques du fonctionnement cognitif et moteur, s’étaient accentuées chez les anciens athlètes universitaires qui montraient un déclin quantifiable tant des fonctions cognitives que motrices. Discussion : Ces résultats suggèrent d’une part que les commotions cérébrales du sport entraînent des altérations cognitives et motrices chroniques qui s’accentuent en fonction du nombre de commotions cérébrales subies. D’autre part, les effets délétères des commotions cérébrales du sport sur le fonctionnement cognitif et moteur combinés à ceux associés au processus de vieillissement entraînent un déclin cognitif et moteur quantifiable en comparaison aux anciens athlètes n’ayant jamais subi de commotions cérébrales. / Question: This thesis aimed to address two fundamental issues: 1) Are there long-lasting effects of sports-related concussion on cognitive and motor functions? and 2) Are the adverse effects of recurrent concussions cumulative? Experimental Design: The cross-sectional thesis design included a group of active university-level athletes as well as a group of former athletes recruited more than three decades after their university years who were tested on neurophysiological measures of both cognitive and motor system functions. Methods: Event-Related potentials and neuropsychological tests were used to assess cognitive functions while transcranial magnetic paradigms were used to assess motor cortex excitability, a force platform was used to assess postural stability and a 3-dimensional recording device was used to track hand position when performing a rapid alternating movement task. Results: This thesis disclosed persistent and cumulative alterations of both cognitive and motor functions after sports concussions. Furthermore, subclinical, neurophysiological alterations found in young concussed athletes were exacerbated in former athletes with concussions who displayed quantifiable cognitive and motor functions decline more than three decades post-concussion. Discussion: These results suggest that sports concussions induce cognitive and motor functions abnormalities that worsen as a function of the number of concussions sustained. Moreover, findings from the present thesis indicate that the deleterious effects of sports concussion on cognitive and motor system functions combined to those associated with the aging process lead to quantifiable decline on both cognition and motor functions.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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Tous les jours, dans le monde, des comportements agressifs sont commis à l’égard d’individus, causant des préjudices physiques, psychologiques et financiers. En réponse à une provocation, ces agressions sont dites réactives et peuvent être alimentées par des biais cognitifs d’attribution d’intention hostile et des styles de personnalité antisociale. Comblant un trou dans la littérature scientifique, cette étude a pour but d’évaluer le biais d’attribution d’intention hostile ainsi que son rôle dans la relation entre la personnalité antisociale et l’agressivité réactive. Dans cette perspective, les participants étaient invités à répondre à des questionnaires évaluant la personnalité, les processus cognitifs et l’agressivité. Puis, pendant l’enregistrement de leur activité cérébrale, ils devaient lire des scénarios d’interactions sociales et attribuer une intention aux comportements décrits comme ambigus et provocateurs. Nous avons analysé la N400, une composante de potentiels reliés aux évènements, associée à la présentation d’intentions inattendues hostiles ou non hostiles après chaque scénario. Des analyses de corrélations de Pearson et de régressions linéaires multiples ont été réalisées pour examiner la validité de notre modèle de médiation. Les résultats montrent que la N400 est plus forte lors de la présentation d’intention non hostile inattendue que lors de la présentation d’intention hostile inattendue dans les régions centropariétales. La personnalité antisociale et la violation des attentes hostiles étaient reliées positivement à l’agressivité réactive. La personnalité antisociale prédisait l’agressivité réactive même à l’ajout de la violation des attentes hostile (Z = .30, p = .76) ou de la violation des attentes non hostiles (Z = -.32, p = .75) comme médiateur. En somme, le rôle médiateur du biais d’attribution d’intention n’est pas confirmé et d’autres études sont nécessaires pour mieux comprendre le lien entre la personnalité antisociale et l’agressivité réactive. / Every day, around the world, aggressive behaviors are committed against individuals, causing physical, psychological and financial harm. In response to provocation, these assaults are said to be reactive and can be fuelled by cognitive biases of attributing hostile intent and antisocial personality styles. Filling a gap in the scientific literature, the purpose of this study is to evaluate hostile intent bias and its role in the relationship between antisocial personality and reactive aggression. To this end, participants were asked to complete questionnaires assessing personality, cognitive processes and aggression. Then, while recording their brain activity, they were asked to read scenarios of social interactions and to attribute intent to behaviors described as ambiguous and provocative. We analyzed the N400, an event-related potential component associated with the presentation of unexpected hostile or non-hostile intentions after each scenario. Pearson correlation and multiple linear regression analyses were performed to examine the validity of our mediation model. The results show that the N400 is stronger in the presentation of unexpected non-hostile intent than in the presentation of unexpected hostile intent in the centro-parietal regions. Antisocial personality and violation of hostile expectations were positively related to reactive aggression. Antisocial personality predicted reactive aggression even with the addition of hostile expectation violation (Z = .30, p = .76) or non-hostile expectation violation (Z = -.32, p = .75) as a mediator. In sum, the mediating role of intention attribution bias is unconfirmed and further studies are needed to better understand the link between antisocial personality and reactive aggression.

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La capacité humaine de reconnaitre et d’identifier de nombreux individus uniquement grâce à leur voix est unique et peut s’avérer cruciale pour certaines enquêtes. La méconnaissance de cette capacité jette cependant de l’ombre sur les applications dites « légales » de la phonétique. Le travail de thèse présenté ici a comme objectif principal de mieux définir les différents processus liés au traitement des voix dans le cerveau et les paramètres affectant ce traitement. Dans une première expérience, les potentiels évoqués (PÉs) ont été utilisés pour démontrer que les voix intimement familières sont traitées différemment des voix inconnues, même si ces dernières sont fréquemment répétées. Cette expérience a également permis de mieux définir les notions de reconnaissance et d’identification de la voix et les processus qui leur sont associés (respectivement les composantes P2 et LPC). Aussi, une distinction importante entre la reconnaissance de voix intimement familières (P2) et inconnues, mais répétées (N250) a été observée. En plus d’apporter des clarifications terminologiques plus-que-nécessaires, cette première étude est la première à distinguer clairement la reconnaissance et l’identification de locuteurs en termes de PÉs. Cette contribution est majeure, tout particulièrement en ce qui a trait aux applications légales qu’elle recèle. Une seconde expérience s’est concentrée sur l’effet des modalités d’apprentissage sur l’identification de voix apprises. Plus spécifiquement, les PÉs ont été analysés suite à la présentation de voix apprises à l’aide des modalités auditive, audiovisuelle et audiovisuelle interactive. Si les mêmes composantes (P2 et LPC) ont été observées pour les trois conditions d’apprentissage, l’étendue de ces réponses variait. L’analyse des composantes impliquées a révélé un « effet d’ombrage du visage » (face overshadowing effect, FOE) tel qu’illustré par une réponse atténuée suite à la présentation de voix apprise à l’aide d’information audiovisuelle par rapport celles apprises avec dans la condition audio seulement. La simulation d’interaction à l’apprentissage à quant à elle provoqué une réponse plus importante sur la LPC en comparaison avec la condition audiovisuelle passive. De manière générale, les données rapportées dans les expériences 1 et 2 sont congruentes et indiquent que la P2 et la LPC sont des marqueurs fiables des processus de reconnaissance et d’identification de locuteurs. Les implications fondamentales et en phonétique légale seront discutées. / The human ability to recognize and identify speakers by their voices is unique and can be critical in criminal investigations. However, the lack of knowledge on the working of this capacity overshadows its application in the field of “forensic phonetics”. The main objective of this thesis is to characterize the processing of voices in the human brain and the parameters that influence it. In a first experiment, event related potentials (ERPs) were used to establish that intimately familiar voices are processed differently from unknown voices, even when the latter are repeated. This experiment also served to establish a clear distinction between neural components of speaker recognition and identification supported by corresponding ERP components (respectively the P2 and the LPC). An essential contrast between the processes underlying the recognition of intimately familiar voices (P2) and that of unknown but previously heard voices (N250) was also observed. In addition to clarifying the terminology of voice processing, the first study in this thesis is the first to unambiguously distinguish between speaker recognition and identification in terms of ERPs. This contribution is major, especially when it comes to applications of voice processing in forensic phonetics. A second experiment focused more specifically on the effects of learning modalities on later speaker identification. ERPs to trained voices were analysed along with behavioral responses of speaker identification following a learning phase where participants were trained on voices in three modalities : audio only, audiovisual and audiovisual interactive. Although the ERP responses for the trained voices showed effects on the same components (P2 and LPC) across the three training conditions, the range of these responses varied. The analysis of these components first revealed a face overshadowing effect (FOE) resulting in an impaired encoding of voice information. This well documented effect resulted in a smaller LPC for the audiovisual condition compared to the audio only condition. However, effects of the audiovisual interactive condition appeared to minimize this FOE when compared to the passive audiovisual condition. Overall, the data presented in both experiments is generally congruent and indicate that the P2 and the LPC are reliable electrophysiological markers of speaker recognition and identification. The implications of these findings for current voice processing models and for the field of forensic phonetics are discussed.