Les dysplasies corticales focales de type 2 (DCF2) sont une cause fréquente d’épilepsie partielle pharmacorésistante pouvant bénéficier d’un traitement chirurgical. Leur détection en IRM est un facteur indépendant de bon pronostic. Leur diagnostic reste difficile avec jusqu’à 40% d’IRM négatives. Le travail de cette thèse a pour principal objectif d’améliorer la détection des DCF2 à partir des séquences conventionnelles, d’évaluer la pertinence d’une augmentation de champ magnétique, et de valider de nouveaux outils de détection, en particulier par l’identification d’anomalies des sillons associées aux DCF2 de manière automatique puis visuelles. Cette étude a été réalisée à partir d’une des plus importante cohorte de patients (>80 patients) porteurs de DCF2 prouvée histologiquement. L’évaluation de la fréquence de chacun des signes en IRM nous a permis de démontrer que, bien qu’aucune anomalie ne soit visible dans 41% des cas, les différents signes chez les patients avec une IRM positive n’étaient jamais isolés et que la combinaison des 3 signes les plus évocateurs de DCF2 (épaississement cortical, flou de l'interface blanc-gris et « transmantle sign »), était retrouvée chez 27 patients (64%) suggérant que l’IRM puisse être un examen très caractéristique. En augmentant le champ magnétique de 1,5 à 3T en IRM le taux de détection n’est que peu modifié mais la caractérisation des DCF2 est améliorée en raison d’une meilleure visualisation du « transmantle sign », considéré comme une signature en IRM des DCF2. L’analyse automatisée des sillons basés sur le calcul d’un nouveau paramètre appelé « énergie sulcale » permet d’identifier des motifs sulcaux anormaux chez les patients porteurs de DCF2 dans la région centrale en comparaison aux sujets sains. Ce résultat souligne l'importance d’une étude des sillons et pourrait fournir un critère supplémentaire pour détecter et localiser la lésion chez des patients à IRM négative. Enfin, l’analyse visuelle des sillons par un reformatage 3D du cortex nous a permis de décrire un nouveau marqueur des DCF2 de la région centrale : un motif sulcal dénommé le "Power Button Sign". Compte tenu de son excellente reproductibilité et de sa spécificité, il pourrait être utilisé comme un nouveau critère diagnostic majeur de DCF2 de la région centrale. L’ensemble de ces résultat participe à la meilleure compréhension des phénomènes développementaux impliqués dans la physiopathologie des DCF2 et offre de nombreuses perspectives pour l’amélioration de leur détection en imagerie. / Focal cortical dysplasia type 2 (FCD2) is a common cause of intractable partial epilepsy surgically treatable. Their detection by MRI is an independent factor of good prognosis. The MR imaging diagnosis remains difficult with up to 40% negative MRI. Our main objective is to improve the detection of FCD2from conventional sequences, to assess the relevance of increased magnetic field and validate new tools for detection, in particular by identifying sulcal abnormalities associated with FCD2 automatically and visually. This study was carried out from one of the largest cohort of patients (> 80 patients) with histologically proven FCD2. The evaluation of the frequency of each MR signs showed that, although no abnormality is seen in 41% of cases, the different signs in patients with a positive MRI were never isolated and the combination of the 3 most suggestive signs of FCD2 (cortical thickening, bluring of the gray-white matter interface and "transmantle sign") was found in 27 patients (64%), indicating that MRI can be very suggestive. By increasing the magnetic field from 1.5 to 3T MRI detection rate is only slightly changed but characterization of FCD2 is improved thanks to a better visualization of the " transmantle sign " considered as a MR signature of FCD2. The automated sulcus analysis based on the calculation of a new parameter called "sulcal energy" identifies abnormal sulcal patterns in patients with FCD2 in the central region in comparison to healthy subjects. This result underlines the importance of the identification of sulci and could provide an additional criterion for detecting and locating the lesion in patients with negative MRI. Finally, the visual analysis of sulci by 3D reformatting of the cortex allowed us to describe a new MR sign of FCD2 in the central region: a sulcal pattern called the "Power Button Sign". Given its excellent reproducibility and specificity, it could be used as a new major diagnostic criterion of FCD2 in the central region. All these results contribute to the better understanding of the developmental processes involved in the pathophysiology of FCD2 and offers many opportunities for improving their MR detection.

The aim of this study is to investigate the neural mechanisms underlying the drawing of inferences based on a reader s knowledge during reading. Previous research studies have investigated this topic by using different types of text materials varying in coherence (e.g. Kuperberg et al., 2006), complexity (e.g. Xu et al., 2005), comprehensibility (e.g. Vandenberghe et al., 2002) or acceptability (e.g. Hagoort et al., 2004). Instead of using different types of text materials, we used a less explored method that manipulated the reader s reading goals to vary the level of engagement of inference processes. Cognitive psychologists have shown that the reader s reading goals have considerable influence on the cognitive processes of comprehension and on the content of the resulting representation of the text (Graesser et al., 1994). Here, two functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiments were conducted to investigate the neural mechanisms of drawing strategic and routine inferences. The experimental data were analysed using two complementary approaches, namely conventional fMRI data analysis and effective connectivity analysis. Combined with an anatomical model developed in this study, the latter approach enabled us to quantify the interregional interactions modulated by the experimental conditions and to discriminate between several plausible hypotheses regarding how inferences are drawn. The results of both fMRI experiments show that the left inferior frontal gyrus (IFG) in Brodmann area (BA) 45/47 is involved in inference processes, regardless of whether inferences are drawn strategically or routinely, while the left anterior prefrontal cortex in BA 9/10 is only involved in retrieving strategic inferences. The effective connectivity analyses show that the retrieval of strategic and routine inferences consistently enhances the connectivity between the left posterior superior temporal sulcus and the left dorsal lateral IFG.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(人間健康科学) / 甲第20294号 / 人健博第42号 / 新制||人健||4(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻 / (主査)教授 二木 淑子, 教授 精山 明敏, 教授 村井 俊哉 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Human Health Sciences / Kyoto University / DFAM

The thesis describes the anatomical study, which has been taken place at Orthopedic Clinic of the 1st Faculty of Medicine, Motol University Hospital and at Institute of Anatomy 1st Faculty of Medicine, Charles University in Prague from 2002 till 2009. The study was focused on the area of the upper part of the humerus in order to measure spatial relationships among anatomical structures, especially attachments of rotator cuff muscles to optimize implantation arthroplasty of shoulder joint. Clinico-anatomical study, which results were published in 2010, was also based at measuring angular relations of structures proximal humerus. The proximal humerus was marked by 29 points on the cortical bone, which defined the position of the medial margin of the greater tubercle, the lateral margin of the lesser tubercle, bicipital groove, the crest of greater tubercle and to define position of the proximal humeral metaphyseal axis and anatomical neck. Measurements were carried out in the transversal planes and the measurement method was developed on the reconstruction and the spatial definition of basic axes (axis of humeral head and axis of proximal humeral shaft) with the optimized number of reference points of anatomical neck and cortical bone of proximal humeral shaft. Angles between the axis of the head...

The thesis describes the anatomical study, which has been taken place at Orthopedic Clinic of the 1st Faculty of Medicine, Motol University Hospital and at Institute of Anatomy 1st Faculty of Medicine, Charles University in Prague from 2002 till 2009. The study was focused on the area of the upper part of the humerus in order to measure spatial relationships among anatomical structures, especially attachments of rotator cuff muscles to optimize implantation arthroplasty of shoulder joint. Clinico-anatomical study, which results were published in 2010, was also based at measuring angular relations of structures proximal humerus. The proximal humerus was marked by 29 points on the cortical bone, which defined the position of the medial margin of the greater tubercle, the lateral margin of the lesser tubercle, bicipital groove, the crest of greater tubercle and to define position of the proximal humeral metaphyseal axis and anatomical neck. Measurements were carried out in the transversal planes and the measurement method was developed on the reconstruction and the spatial definition of basic axes (axis of humeral head and axis of proximal humeral shaft) with the optimized number of reference points of anatomical neck and cortical bone of proximal humeral shaft. Angles between the axis of the head...

Les fonctions exécutives (FE), et en particulier le Contrôle Inhibiteur (CI), jouent un rôle très important dans la réussite académique et professionnelle ainsi que dans la physiopathologie de nombreux troubles psychiatriques. L'adolescence est une période critique du développement du CI, ce dernier étant sous-tendu en particulier par la maturation tardive du cortex préfrontal jusqu’au début de l'âge adulte. Le premier objectif de cette thèse a été de cartographier les bases neurales du CI durant le développement et d'en évaluer leurs spécificités en les comparant avec celles de la mémoire de travail (MdT), une autre composante clef des FE. À partir d'une méta-analyse des études en IRMf du CI et de la MdT incluant 845 enfants, 1377 adolescents et 10235 adultes, nous avons identifié des modifications de l'activité fonctionnelle, à savoir le passage d'un réseau diffus à un réseau focal plus spécialisé avec l'âge, en accord avec un modèle dynamique du développement cérébral. Un large recouvrement de régions fronto-pariétales pour le CI et la MdT a également été détecté, ce qui soulève la question de la spécificité des processus et des tâches de ces deux FE. Par la suite, nous avons analysé l'effet à long terme du neuro-développement précoce sur le CI à partir de l'étude de la morphologie sulcale, un paramètre anatomique du cerveau déterminé lors de la vie fœtale. Dans un premier temps, nous avons montré, d'après une analyse longitudinale de 243 IRM, la stabilité du motif des sillons durant le développement. Nous avons par la suite établi que les polymorphismes sulcaux du cortex cingulaire antérieur et du sillon frontal inférieur contribuaient, de manière complémentaire, à l'efficience du CI chez l'enfant et également chez l'adulte. Enfin, nous nous sommes intéressés à l’entraînement cognitif au CI à l'adolescence, une période de très grande plasticité cérébrale et de sensibilité à l'environnement. Nous avons étudié chez 49 adolescents de 16-17 ans l'effet d'un entraînement intensif sur tablette tactile (25 sessions de 15 minutes par jour) au CI versus Contrôle Actif aux niveaux cognitif et cérébral (IRMf : tâches de stop-signal, de matrice de points, du réseau attentionnel et de gratification retardée). Nous avons en particulier évalué l'effet des facteurs neurodéveloppementaux précoces sur la réceptivité à l’entraînement au CI. Ces travaux s'inscrivent dans un nouveau champ de recherche interdisciplinaire à l'interface entre les neurosciences et la psychologie. Dans une perspective translationnelle éducative et thérapeutique, il vise à évaluer le plus finement possible, grâce à l'imagerie cérébrale anatomique et fonctionnelle, quelles interventions pédagogiques et thérapeutiques sont susceptibles d'aider au mieux le cerveau à surmonter des difficultés d'ordre cognitif. / Executive functions (EF), including Inhibitory Control (IC), play a major role in academic and professional achievement, as well as in the pathophysiology of many psychiatric disorders. Adolescence is a critical period in IC development as it is underlain by the protracted maturation of prefrontal cortex until early adulthood. The first objective of this thesis was to examine the neural bases of IC during development and to evaluate their specificities by comparing them with the working memory (WM), another key component of EF. Based on a meta-analysis of IC and WM fMRI studies including 845 children, 1377 adolescents and 10235 adults, we identified changes in functional activity with a shift from a diffuse to a more focal and specialized network with age. These results support the model of dynamic neurofunctional development. Moreover, a large overlap of fronto-parietal regions was found for IC and WM, which raises issues regarding the specificities of IC and WM processes and tasks. Second, we analyzed the long-term effect of early neurodevelopment on IC based on the sulcus morphology, an anatomical brain feature determined during fetal life. We showed, using a longitudinal analysis of 243 MRIs, that folding patterns are fixed from childhood to adulthood. Subsequently, we established that the sulcal polymorphisms of the anterior cingulate cortex and the inferior frontal sulcus complementary contributed to IC efficiency in both children and adults. Finally, we studied IC training in adolescence, a period of high brain plasticity and environmental sensitivity. We examined the effects of an intensive IC training (25 sessions of 15 minutes per day) versus active control training group on touchscreens in 49 adolescents (16-17 years-old) on cognitive and brain levels (fMRI: stop-signal, dot matrix, attentional network and delayed gratification tasks). We also assessed the effect of early neurodevelopmental factors on IC training receptivity. This thesis is part of a new field of interdisciplinary research, at the interface between neurosciences and psychology. It includes translational educational and therapeutic perspectives, with aims at evaluating as finely as possible, using anatomical and functional brain imaging, what pedagogical and therapeutic interventions are likely to help the brain to overcome cognitive difficulties.