La pollution atmosphérique est omniprésente du fait de nombreuses sources émettrices de composés chimiques. Dans ce contexte, les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont largement diffusés dans l’air et ont déjà montré des effets délétères sur la santé.Ce travail a consisté en l’évaluation de la neurotoxicité du fluorène, composé choisi comme molécule représentative de la pollution liée aux HAP, chez le rat adulte exposé par voie i.p., par voie orale ou par inhalation. Le modèle d’exposition par inhalation a ensuite été appliqué à l’étude des effets du polluant sur le développement sensori-moteur et l’activité comportementale de l’animal exposé in utero ou au cours de la lactation.Ces études ont montré que le fluorène était susceptible d’affecter le niveau d’anxiété et l’activité locomotrice du rat adulte exposé directement et indirectement au polluant, et n’avait aucun effet sur les capacités d’apprentissage. En revanche, aucune atteinte majeure de la maturation des fonctions sensori-motrices n’a été mise en évidence. L’analyse de la présence du composé et de trois de ses métabolites a par ailleurs montré que le polluant était capable de traverser la barrière hémato-encéphalique et d’être métabolisé au niveau du cerveau. Les réponses physiologiques et comportementales étant variables entre les études, les effets induits par le fluorène dépendent donc de la voie d’entrée, du niveau de contamination et du moment d’exposition.Ces résultats ont ainsi révélé chez l’animal la toxicité comportementale du fluorène à des niveaux de contamination réalistes, confirmant ainsi le risque sanitaire de l’exposition aux HAP tout au long de la vie des individus / Actually air pollution is ubiquitous due to the emission of chemical compound from many sources. In this context, Polycyclic Aromaric Hydrocarbons (PAH)related compounds are widely distributed in the air and have shown deleterious health effects.Fluorene was chosen as a representative compound of PAHs pollution. This work consisted in the evaluation of its neurotoxic effects in adult animals, exposed i.p., orally or by exposure nose-only. The inhalation model of exposure was then applied to the study of its effects on sensorimotor development and on behavioral activity of animals exposed in utero or during lactation.The results showed that fluorene is able to induce behavioral changes in adult animals exposed directly or indirectly on the level of anxiety and the locomotor activity, whereas no effect on learning and memory abilities has been observed. However, no defect on the development of motor and sensory functions was demonstrated. Furthermore, the analysis of the presence of the compound and three of its metabolites showed that the pollutant was able to cross the blood brain barrier and can be metabolized in the brain. Moreover, variations have been observed concerning behavioral and physiological responses between studies, showing that effects induced by fluorene are dependent on the way of administration, the level of contamination and the time of exposure.In conclusion, these results demonstrate in animals the behavioral toxicity of fluorene at levels of contamination corresponding to human cases of exposure, confirming so the risk of PAH exposure throughout life

Si la perception de notre environnement paraît simple et naturelle, les attributs visuels composant les différents objets sont traités dans des espaces temps qui leur sont propres en engageant des voies neuronales distinctes. La question du liage des informations sensorielles en un percept unique est alors posée. Dans le cadre de cette thèse, la question du liage sensoriel a été étudiée au regard des actes moteurs volontaires. En situation d'observation passive, le point de simultanéité subjective (PSS) montre qu'un changement de couleur doit se produire 40 ms avant un changement de position pour donner lieu à une perception synchrone des deux événements. L'exécution d'un mouvement d'atteinte manuelle réduit significativement ce PSS (-3.3 ms) uniquement lorsque le délai et l'écart spatial entre la fin de l'action motrice et les changements environnementaux n'excède pas 250 ms (-0,6 ms) et 2 cm ( 3,8 ms). Cependant, dans le cas où une situation d'apprentissage est induite par la présence de nouvelles contingences sensori-motrices, le liage sensoriel par l'action peut être observé pour des intervalles de temps plus grands (jusqu'à 1000 ms). Ce liage sensoriel par l'action, mis en évidence pour la première fois, serait sous-tendu par les mécanismes prédictifs associés aux modèles internes. Une dernière étude a révélé l'intérêt diagnostique de l'étude des relations perception/action au cours du vieillissement. Des profils de réponse spécifique ont été observés chez des patients de type Alzheimer lors de tâches testant les relations perception/action. Ces études apportent des arguments en faveur d'un rôle important de l'action dans la perception et la cognition. / If the perception of our environment seems easy and natural, the visual attributes of various objects are processed in space-time which are their own by engaging distinct neural pathways. The issue of binding of sensory information into a single percept is then arise. In this thesis, the issus of sensory bending was studied in relation to voluntary motor action. In position of passive observation, the point of subjective simultaneity (PSS) shows that a color change had to occur 40 ms before a change of position to give rise to a perception of two synchronous events. Performing a manual reaching movement reduced significantly the pSS (-3.3 ms) only when the time and space gap between the end of the motor action and environmental change does not exceed 250 ms (-0.6 ms) and 2 cm (3.8 ms). However, if a learning situation is induced by the presence of new sensorimotor contingencies, sensory binding by action can be observed for larger time intervals (up to 1000ms). This sensory binding by action, demonstrated for the first time, would be underpinned by predictive mechanisms associated with internal models. A last study showed the diagnostic interest of the study of relation perception/action during aging. Specific profiles of responses were observed in patients with Alzheimer on task testing the relations perception/action. These studies provide arguments for an important role of action in perception and cognition.

L’objectif général de cette thèse est d’étudier dans les mouvements complexes, les propriétés psychophysiques de flexibilité d’un programme moteur suite à une perturbation inattendue et certaines de ses bases neurales. Pour ce faire, trois études comportementales et une étude en imagerie par résonance magnétique fonctionnelles ont été menées. (1)Les principaux résultats de notre première étude démontrent que lors de la réalisation de mouvements complexes, après un déplacement inattendu de la cible visuelle, des corrections motrices peuvent apparaître très rapidement en une centaine de millisecondes dans les muscles de la jambe et du bras. De telles latences pourraient indiquer que les corrections motrices rapides à partir des entrées visuelles pourraient être générées grâce à des boucles corticales de bas niveaux. (2) Lors d’un déplacement imprévu de la cible visuelle pendant l’exécution d’un mouvement complexe dirigé, les temps de correction sont significativement corrélés entre certaines paires de muscles, indépendamment de leur localisation anatomique ou de leur ordre d’apparition dans la séquence temporelle de recrutement musculaire. Ces résultats suggèrent que le système nerveux central est capable d’utiliser des synergies motrices fonctionnelles et complexes lors de la génération de corrections motrices. (3) Lorsque la taille de la cible est modifiée de manière imprévisible pendant l’exécution du plan moteur initial, la durée du mouvement augmente, indépendamment de la variabilité de la précision terminale du mouvement de pointage. Ce résultat suggère que les retours sensori-moteurs et une représentation en (quasi) temps réel de la vitesse de l’effecteur sont utilisés pour générer et contrôler le déplacement de la main. (4) Enfin, lors d’une tâche de rattrapés de balles répétitifs, en manipulant les conditions de prédiction a priori de la masse des balles utilisées, la dernière étude de ce travail expérimental démontre qu’un réseau cérébelleux bilatéral, impliquant les lobules IV, V et VI, est très majoritairement impliqué dans les processus de calcul de l’erreur sensori-motrice. Dans les boucles corticales classiques impliquées dans la flexibilité motrice, le cervelet est engagé dans la génération de l’erreur sensori-motrice. Néanmoins, il semblerait que d’autres boucles de plus bas niveaux puissent être également employées afin de générer des corrections motrices très rapides. La coordination entre ces différentes boucles reste à être étudiée plus précisément. / The main objective of this thesis is to study the motor flexibility in complex movements when an unexpected event makes the initial motor plan inefficient. In this way, three kinematic and electromyographic studies and a fourth with functional magnetic resonance imaging were realized. (1)The main result of the first study clearly demonstrate that during complex movements express motor corrections in the upper and lower limbs, with latency responses of less than 100 ms, were revealed by contrasting electromyographic activities in perturbed and unperturbed trials. Such findings could indicate that visual on-going movement corrections may be accomplished via fast loops at the level of the upper and lower limbs and may not require cortical involvement. (2) When an unexpected target jump occurred, correction times were strongly correlated together for some pairs of muscles independently of their occurrences during the motor sequence and independently of the location of the muscles at the anatomical level. This second study suggests that the CNS re-programs a new motor synergy after the target jumps in order to correct the on going reaching movement. (3) When the target size is varied during the initial motor plan execution, the movement duration can increase independently of the variability of the final endpoint. These results suggests that when the speed-accuracy trade-off is unexpectedly modified, terminal feedbacks based on intermediate representations of the endpoint velocity are used to monitor and control the hand displacement. (4) Finally, when catching a falling ball and the possibility of prediction about the ball weight was manipulated, the last study of this thesis showed that both the right and left cerebellum is engaged in processing sensory–motor errors, and more particularly the lobules IV, V and VI. For classical loops involved in motor flexibility, sensory-motor errors are processed within the cerebellum. However, some shorter sub-cortical loops seem also to be involved for faster motor corrections. The coordination between these different loops needs to be explained more precisely.

Orientador: Ricardo Pereira Tassinari / Banca: Adrian Oscar Dongo Montoya / Banca: André Leclerc / Resumo: A partir da consideração, feita pelo próprio Jean Piaget, de que a Epistemologia Genética é uma teoria do conhecimento, em seu sentido pleno, e que realiza também uma crítica dos conhecimentos (portanto é uma epistemologia) e de suas gêneses (no indivíduo e históricoculturalmente), o objetivo central desta Dissertação é o de apresentar algumas contribuições essenciais que a Epistemologia Genética pode trazer às discussões contemporâneas em Teoria do Conhecimento. Nela, mostramos como conceitos centrais como os de ação, esquema de ação e sistema de esquemas de ação, bem como o de processo de adaptação-organização, fazem parte de um modelo biológico-cognitivo que possibilita explicar, por um lado, a constituição das estruturas necessárias ao conhecimento e, por outro, a própria estruturação do real pelo sujeito epistêmico, i.e., o sujeito do conhecimento. Empreendemos aqui uma sistematização das definições e conceitos que permitem essa explicação e mostramos como o sistema de esquemas de ação do sujeito epistêmico se constitui como estofo da sua estruturação do real, em particular das noções de objeto permanente e de espaço objetivo. Por questão de delimitação, tratamos apenas do período inicial da construção do sistema de esquemas de ação (Período Sensório- Motor). / Abstract: À partir de la considération, qui a été faite par Jean Piaget, de que l'Épistémologie Génétique est une théorie de la connaissance, dans son plein sens, et que elle fait aussi une critique des connaissances (donc c'est une épistémologie) et de ses genèses (dans l'individu et dans l'historique-culturellement), l'objectif central de cette dissertation c'est de présenter quelques contributions indispensables que l'Épistémologie Génétique peut porter aux débats contemporains en Théorie de la Connaissance. Dans celle-là, nous montrons comme concepts centraux, comme ceux de l'action, du schème de l'action et du système de schèmes de l'action, ainsi que celui de la procédure d'adaptation-organisation, qui font partie d'un modele biologique-cognitif qui rend possible expliquer, d'un côté, la constitution des structures nécessaires à la connaissance et, de l'autre côté, la juste structuration du réel par le sujet épistémique, i. e., le sujet de la connaissance. Entreprenons ici une systematisation des définitions et concepts qui permettent cette explication et nous montrons comme le système de schèmes d'action du sujet épistémique se forme comme étoffe de sa structuration du réel, en particulier des notions d'objet permanent et d'espace objectif. Par raison de délimitation, nous parlons juste de la période initiale de la construction du système de schèmes de l'action (la Période Sensori-Moteur). / Mestre

Il existe actuellement peu de données sur l’apport du numérique dans le développement du langage chez des enfants porteurs de trouble du spectre autistique (TSA). Une recherche-action visant à évaluer l’évolution du langage et des particularités sensorielles et motrices est menée auprès de 20 enfants âgés entre 6 et 16 ans pendant 24 mois. La tablette numérique proposée en accompagnement individuel hebdomadaire a eu un effet positif sur le développement du langage et a participé à améliorer les comportements adaptatifs au quotidien des enfants. La proposition d’ateliers numériques sur la base de 4 curriculum numériques construits sur un modèle de type « bottom up” c'est-à-dire ciblant les apprentissages de la phonologie vers le lexique, la sémantique, la syntaxe et la pragmatique favorise la progression langagière et développementale des enfants. Les résultats vont dans le sens d’une corrélation positive entre une progression du langage et l’évolution des comportements adaptatifs au quotidien, et d’un apport bénéfique et significatif du numérique dans les accompagnements cognitifs des enfants avec TSA. / There is currently little data on the contribution of digital technology to language development in children with ASD. A research study was conducted over the course of 24 months among 20 children aged between 6 and 16 years to evaluate the language evolution and the sensory and motor characteristics. The digital tablet offered as a weekly individual intervention had a positive effect on language development and helped improve adaptive behaviors on a daily basis. The proposal for digital workshops based on 4 digital educational curriculum following on a bottom-up model, i.e. targeting the learning of phonology to vocabulary, semantics, syntax and pragmatics, promotes the linguistic and developmental progression of children. These results support a positive correlation between a progression of language and the evolution of adaptive behaviors in everyday life and in favor of a beneficial and significant contribution of digital in the cognitive interventions for children with ASD.

L'objectif général de cette thèse est d'étudier dans les mouvements complexes, les propriétés psychophysiques de flexibilité d'un programme moteur suite à une perturbation inattendue et certaines de ses bases neurales. Pour ce faire, trois études comportementales et une étude en imagerie par résonance magnétique fonctionnelles ont été menées. (1)Les principaux résultats de notre première étude démontrent que lors de la réalisation de mouvements complexes, après un déplacement inattendu de la cible visuelle, des corrections motrices peuvent apparaître très rapidement en une centaine de millisecondes dans les muscles de la jambe et du bras. De telles latences pourraient indiquer que les corrections motrices rapides à partir des entrées visuelles pourraient être générées grâce à des boucles corticales de bas niveaux. (2) Lors d'un déplacement imprévu de la cible visuelle pendant l'exécution d'un mouvement complexe dirigé, les temps de correction sont significativement corrélés entre certaines paires de muscles, indépendamment de leur localisation anatomique ou de leur ordre d'apparition dans la séquence temporelle de recrutement musculaire. Ces résultats suggèrent que le système nerveux central est capable d'utiliser des synergies motrices fonctionnelles et complexes lors de la génération de corrections motrices. (3) Lorsque la taille de la cible est modifiée de manière imprévisible pendant l'exécution du plan moteur initial, la durée du mouvement augmente, indépendamment de la variabilité de la précision terminale du mouvement de pointage. Ce résultat suggère que les retours sensori-moteurs et une représentation en (quasi) temps réel de la vitesse de l'effecteur sont utilisés pour générer et contrôler le déplacement de la main. (4) Enfin, lors d'une tâche de rattrapés de balles répétitifs, en manipulant les conditions de prédiction a priori de la masse des balles utilisées, la dernière étude de ce travail expérimental démontre qu'un réseau cérébelleux bilatéral, impliquant les lobules IV, V et VI, est très majoritairement impliqué dans les processus de calcul de l'erreur sensori-motrice. Dans les boucles corticales classiques impliquées dans la flexibilité motrice, le cervelet est engagé dans la génération de l'erreur sensori-motrice. Néanmoins, il semblerait que d'autres boucles de plus bas niveaux puissent être également employées afin de générer des corrections motrices très rapides. La coordination entre ces différentes boucles reste à être étudiée plus précisément.

De nombreux travaux chez l'adulte attestent de l'implication des systèmes sensori-moteurs dans les activités conceptuelles. Ce travail interroge la pertinence d'une approche incarnée de la formation des concepts et vise à fournir des éléments de compréhension quant à l'influence des actions sur la formation de concepts d'objets, en adoptant une approche développementale. Les modèles classiques du développement conceptuel suggèrent des points de départ unitaire aux premières catégories. Le modèle de Nelson souligne l'importance des interactions entre individu et environnement, et celui de Quinn et Eimas au contraire met l'accent sur la similarité perceptive comme point de départ des premières catégories. Ces modèles unitaires sont pourtant remis en cause, notamment par la variabilité des informations prises en compte pour catégoriser les objets. En défendant une approche globale, différentielle et interactionniste, nous envisagerons dans un premier temps une distinction entre domaines d'appartenance des objets (objets naturels et fabriqués) pour lui préférer ensuite une distinction en termes de manipulabilité des objets. Considérant que les caractéristiques de manipulation des objets se reflètent dans l'organisation des catégories taxonomiques, nous proposerons que les activités conceptuelles des enfants puissent être relatives aux interactions sensorielles et motrices avec les objets. Chez l'adulte, certains des résultats attestent de la nature sensori-motrice des connaissances conceptuelles et du rôle de l'action dans leur acquisition, appuyant les théories de la cognition incarnée (i.e., embodied cognition). Une série de travaux chez l'enfant de 5 à 9 ans a été conduite afin d'étudier, d'un point de vue développemental, les hypothèses d'une cognition incarnée. Les premiers testent l'existence de simulations sensori-motrices lors du traitement conceptuel. Les suivants évaluent directement le rôle des actions sur la catégorisation. Sont opposés des gestes de saisie d'objets et des gestes d'utilisation. La saisie d'objets, à pleine main ou à 2-3 doigts, permet très clairement la prise en compte d'informations structurales, utilisées ensuite comme critère de catégorisation d'objets nouveaux. Les actions d'utilisation, faire rouler ou appuyer, ont une influence moindre, plus variable selon l'âge des enfants. L'analyse des mouvements oculaires lors de la recherche de cible parmi des distracteurs similaires quant à la saisie ou à l'utilisation permet finalement de distinguer l'influence des affordances à la saisie de celle des actions elles-mêmes. Du point de vue développemental, les affordances à la saisie seraient détectées automatiquement quelles que soient les actions effectuées, dès l'âge de 5 ans, tandis que les informations issues des actions seraient prises en compte peu à peu, celles issues des actions d'utilisation intervenant plus tardivement que celles issues des actions de saisie. En outre, les performances catégorielles semblent modulées par la concordance ou la discordance entre les informations issues des actions et celles issues des affordances à la saisie.

La recherche s'appuie sur trois hypothèses fondamentales : 1) il existe un lien entre les processus cognitifs de bas et haut niveau; 2) l'espace sensori-rnoteur est une perception subjective; et 3) l'espace sensori-rnoteur varie en fonction des différentes conduites à l'intérieur des interactions sociales. La thèse soutient que l'espace sensori-rnoteur se laisse modeler par la simple co-présence humaine et par des interactions coopératives plutôt que non-coopératives. Les chapitres 1, II, III, ont pour but de décomposer et d'expliquer la signification des hypothèses 1), 2) et 3) qui débouchent sur la formulation de la thèse centrale que le chapitre TV démontrera expérimentalement. Le chapitre V ouvre des perspectives éthiques en formulant une nouvelle hypothèse sur le lien qui pourrait exister entre la perception de l'espace en situation d'interaction sociale et les jugements moraux. La recherche met en œuvre plusieurs des disciplines qui concourent aux sciences cognitives: la neuro-psychologie expérimentale, certains aspects de la psychologie sociale, mais aussi l'histoire de la philosophie et la philosophie de l'esprit contemporaine. / This research arises from the following three main hypotheses: 1) Low and high-level cognitive processes are bound together; 2) Sensorimotor space is a subjective perception; and 3) Sensorimotor space varies as a function of different types of social behaviours. The thesis argues that sensorimotor space is shaped by both mere co-presence of another human body and cooperative or uncooperative interactions. Chapters l, Il, III aim at analyzing and explaining the meaning of the first, the second and the third hypothesis in order to advance the primary thesis. Chapter V opens up an ethical perspective about a possible bound between spatial perception and moral evaluations during social interactions. This work is enriched by several constitutive disciplines of cognitive sciences : conternporary philosophy, philosophy of mind, experimental neuropsychology and some topics studied by social psychology. / La ricerca ha preso le mosse da tre ipotesi fondamentali: 1) Esiste un legame tra processi cognitivi di basso ed alto livello; 2) Lo spazio senso-motorio è una percezione soggettiva; 3) Lo spazio senso-motorio varia in funzione delle diverse modalità di interazione sociale. La tesi sostiene che lo spazio senso-motorio si lascia modulare dalla semplice co-presenza di un altro agente umano e da interazioni cooperative e non cooperative. I capitoli I, II, III, hanno lo scopo di scomporre e spiegare il significato della prima, seconda e terza ipotesi; giungendo a formulare la tesi centrale che sarà poi dimostrata sperimentalmente nel capitolo IV. Il capitolo V introduce future linee di ricerca nell’ambito dell’etica proponendo una nuova ipotesi sul legame che potrebbe sussistere tra la percezione dello spazio durante l’interazione sociale e i giudizi morali. Il lavoro svolto chiama ad operare insieme diverse discipline che concorrono a formare le scienze cognitive: la storia della filosofia, la filosofia della mente contemporanea, la neuropsicologia sperimentale ed alcuni temi della psicologia sociale.