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

Le processus de vieillissement humain est un processus complexe qui varie grandement d’une personne à l’autre. Malgré l’ampleur des recherches faites sur le sujet, il reste encore beaucoup à explorer et à comprendre. Cette thèse propose trois expériences qui nous permettent d’améliorer notre compréhension des changements qui s’opèrent dans la mémoire de travail visuelle et l’attention visuospatiale avec la prise en âge. La première expérience propose d’examiner les changements dans les capacités de mémoire de travail visuelle entre des jeunes adultes, des adultes âgés sains et des personnes atteintes de trouble cognitif léger (TCL). De plus, grâce à un suivi fait avec les personnes ayant un TCL, nous avons pu examiner si des différences existaient au niveau comportemental entre les âgés qui ont déclinés vers un type de démence et ceux dont l’état est resté stable. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour étudier les effets du vieillissement sur le cerveau. Les tests neuropsychologiques et les tâches comportementales présentées dans la première expérience en sont un exemple. La neuroimagerie peut aussi s’avérer particulièrement utile. En effet, certaines mesures électrophysiologiques, aussi appelées potentiels reliés aux évènements (PRE), sont associées à des fonctions cognitives précises. Ces composantes nous permettent de suivre ces processus et d’observer les modulations causées par les caractéristiques des stimuli ou l’âge par exemple. C’est le cas de la N2pc (négativité 2 postérieure controlatérale) et de la SPCN (sustained posterior contralateral negativity), des composantes électrophysiologiques liées respectivement à l’attention visuospatiale et la mémoire de travail visuelle. On connait bien ces deux composantes ainsi que les facteurs qui les modulent, or elles sont peu utilisées pour les changements qui occurrent dans l’attention et la mémoire de travail visuelle dans le cadre du processus de vieillissement. Les deuxième et troisième expériences proposent d’utiliser une tâche de recherche visuelle (nombre d’items de couleur et identification d’une relation spatiale entre deux items de couleur) afin d’explorer les changements observables sur ces composantes électrophysiologiques. La deuxième expérience examine l’efficacité d’un paradigme à présentations multiples (‘multiple frame’) afin de mesurer la N2pc et la SPCN chez de jeunes adultes. La troisième expérience a pour but d’examiner les effets du vieillissement normal sur l’amplitude et la latence de la N2pc et la SPCN en utilisant le même type de tâche de recherche visuelle. / Human ageing is a complex process that varies a lot from one person to the other. Despite the scope of research of that subject, there is still a lot to explore. This thesis proposes three experiments that will help increase our understanding of the many changes in visual working memory and visuospatial attention seen in ageing. The first experiment assesses the changes in visual working memory capacities between young adults, healthy older adults, and persons with MCI. Furthermore, we were able to do a follow-up with the persons with MCI and determine which ones remained in a stable cognitive state and the ones that decline toward mild dementia, providing us with the opportunity to test for potential behavioral differences allowing us to distinguish between them. Many techniques, such as neuropsychological tests and behavioral tasks, can be used to study the effects of ageing on the brain. Neuroimaging techniques can be particularly useful. In fact, many electrophysiological measures, called event-related potentials (ERPs), are linked to specific cognitive functions which allow us to follow those processes and observe the modulations caused by stimuli characteristics or ageing for example. This is the case of the N2pc (negativity 2 posterior contralateral) and the SPCN (sustained posterior contralateral negativity), two ERPs linked to visuospatial attention and visual working memory. While they are both well-known in the literature, not many studies are using them as a way to examine the changes appearing in the visuospatial attention and the visual working memory during the normal ageing process. The second and third experiment use a visual search task (including 2 conditions: counting the number of items presented and identify a specific spatial relation between 2 coloured items) to explore the changes seen on those ERPs. The second experiment wants to assess the efficiency of a multiple frame paradigm to measure the N2pc and the SPCN with young adults. The third experiment wants to examine the effects of normal ageing on the amplitude and the latency of the two components using the same type of visual search task.

On admet aujourd'hui que les tests psychométriques traditionnels paraissent insuffisants pour détecter précocement des troubles cognitifs. Parallèlement, des cliniciens observent une perte de l'automaticité de la marche lors du vieillissement normal ou de pathologies neurodégénératives qui peut être directement imputée au déclin des fonctions exécutives (FE) et aggravé lors des situations de double-tâche (DT). Plusieurs auteurs ont montré que la présence prématurée d'une atteinte motrice pouvait prédire une évolution défavorable vers une démence de type Alzheimer. Dans ce contexte, il devient évident que l'évaluation de la marche doit faire l'objet d'une investigation spécifique lors d'un bilan cognitif. Les travaux de cette thèse s'articulent autour du concept de troubles cognitifs légers, des FE et de l'évaluation motrice lors de diverses situations de marche.L'objectif principal est de déterminer si l'évaluation de la marche spontanée et/ou en DT constitue un outil de détection précoce des troubles cognitifs. Un objectif secondaire est de préciser les FE qui affectent la performance motrice dans les situations de DT. L'originalité de ce travail de thèse réside dans le développement de nouveaux exercices de DT de navigation spatiale basés sur l'adaptation de tests neuropsychologiques (test de Corsi, de Stroop et Trail Making Test) à la marche. Finalement, nous avons aussi proposé un « stroop écologique » qui s'intéresse à la prise de décision de traverser de rue au feu piéton.Les résultats révèlent que les interférences provoquées par les situations de DT entrainent une modification spécifique du schéma de marche du sujet âgé ayant des troubles cognitifs même lorsqu'ils sont infracliniques. De plus, la résolution des tests de DT nécessite la participation commune de plusieurs FE.En conclusion, la batterie de test que nous proposons présente un intérêt potentiel dans la détection précoce des troubles cognitifs chez les sujets âgés, mais aussi dans la compréhension des mécanismes régulant les FE. / Traditional psychometric and/or neuropsychologic tests alone, are not powerful enough to detect cognitive disturbances in aging subjects and therefore new criteria and tests should be developed to get relevant screening tools. Since walking is not anymore considered as a pure automatic motor task but as a task depending both on cognitive and executive functions (EF), clinicians became interested in studying walking disturbances in the course of neurodegenerative pathology development. Walking tasks can be complex and could be assimilated as a double-task (DT) when individuals have to simultaneously proceed with cognitive and motor tasks. Several authors have suggested that disturbances in walking abilities could predict cognitive disorders (e.g. Alzheimer Disease, Mild Cognitive Impairment (MCI)). Therefore, walking abilities should specifically be evaluated during cognitive clinical investigation.The main goal of our work is to evaluate whether a walking task alone and/or walking tasks in the context of DT could be of interest in detecting early stages of cognitive disorders in the elderly. A secondary goal is to investigate what are the executive functions that can influence walking during a DT. The originality of our approach also stems from the new motor ability tests we have developed. They are based on validated neuropsychological tests (Corsi, Stroop and Trail Making Tests) and are adapted to the context of walking. Moreover, we also present an adaptation of the Stroop test in the situation of a pedestrian at the cross light intending to cross a street ("ecological Stroop test").Our results show that DT situations induce specific changes in walking scheme in the elderly with established cognitive disorders and also -and this is one of our most important result- with borderline patients. We also show that the DT we tested required the involment of several EF.In conclusion, the new tests we present could be of interest in detecting early stages of cognitive disorders in elderly subjects and moreover can give clues to the mechanisms involved in the regulation of executive functions.

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

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L’objectif du présent mémoire doctoral est de réaliser une revue systématique sur l’efficacité des interventions non pharmacologiques pour réduire le fardeau et les symptômes psychologiques et pour améliorer la qualité de vie des proches aidants de personnes âgées avec un trouble cognitif léger (TCL). Cette revue systématique inclut deux essais cliniques randomisés contrôlés et un essai clinique contrôlé qui mesurent l’efficacité d’un programme cognitif (c.-à-d., entraînement au calendrier et à la prise de notes) et à composantes multiples (c.-à-d., remédiation cognitive combinée à des éléments de psychoéducation et de soutien ainsi qu’une thérapie cognitivo-comportementale combinée à des éléments de psychoéducation et de remédiation cognitive). Les bases de données consultées pour la recherche des articles sont MedLine, Cochrane, Embase, PsycNet, AgeLine et ProQuest Dissertations and Theses pour la période qui s’étend entre 1999 et 2016. Pour l’entraînement au calendrier et à la prise de notes, l’intervention a diminué l’humeur dépressive chez les proches aidants de personnes âgées ayant un TCL et ce, jusqu’à 6 mois posttraitement. Le fardeau subjectif (attitudes et réactions émotionnelles à l’égard de la prestation de soins), les symptômes anxieux et la qualité de vie demeurent inchangés. Les traitements combinant des éléments d’interventions cognitives et psychologiques n’ont pas eu d’effet sur les mesures de fardeau, de qualité de vie et la santé psychologique des proches aidants. Dans l’ensemble, l’hétérogénéité clinique et méthodologique entre les études rend difficile la comparaison entre les essais cliniques. Néanmoins, certaines données de la documentation scientifique suggèrent que les interventions non pharmacologiques peuvent soutenir les proches aidants de personnes âgées avec un TCL.

La maladie d'Alzheimer (MA) constitue un problème majeur de santé publique. La clé pour diminuer le fardeau de la démence dans les prochaines décennies repose en grande partie sur la prévention primaire et secondaire. Les interventions de prévention ciblent les habitudes de vie et les facteurs de risque modifiables de la MA, dont l'inactivité physique. Des interventions en activité physique (AP) sont étudiées depuis quelques années chez les aînés ayant un trouble cognitif léger (TCL). Le TCL correspond au prodrome de la MA chez une large proportion d'aînés et constituerait une fenêtre d'action ciblée pour la prévention de la MA. Les interventions en AP auprès des personnes ayant un TCL sont prometteuses, mais les travaux sur le sujet sont limités, présentent des défis quant à l'adhésion des participants à l'intervention, s'intéressent peu aux effets psychologiques et excluent généralement les personnes présentant des symptômes dépressifs. Or, les symptômes dépressifs sont fréquents dans les cas de TCL et ils augmentent le risque de progresser vers la MA. Cette thèse vise à étudier une intervention en AP de 12 semaines auprès d'aînés ayant un TCL et des symptômes neuropsychiatriques (SNP, dont des symptômes dépressifs) concomitants. Le premier objectif de cette thèse est d'investiguer la faisabilité et la tolérance de cette intervention. Le taux d'attrition et le taux d'adhérence sont documentés à cet effet. Des entretiens de groupes focalisés (EGF) explorent comment la mise en œuvre du programme d'AP contribue à l'adhésion des aînés ayant un TCL et des SNP. Les données des EGF sont le sujet d'une analyse thématique. Le second objectif est de comparer de façon préliminaire les effets de deux programmes d'entraînement (cardiovasculaire, musculaire) chez cette population. Les effets de l'AP sont mesurés objectivement sur la cognition, l'état psychologique et la qualité de vie. Les variables d'efficacité sont soumises à une analyse par composantes principales (ACP) afin d'en dériver des scores composites. Une Anova à mesures répétées (Traitement x Temps) est effectuée pour chaque score composite. Des tailles d'effet (êta-carré partiel) sont calculées pour chaque résultat des Anovas. Dans l'ensemble, les résultats de cette thèse suggèrent qu'un programme d'AP présente un défi sur le plan du recrutement, mais qu'il est faisable et tolérable sur le plan de l'adhésion à l'intervention. L'analyse thématique des EGF permet d'identifier plusieurs facteurs de la mise en œuvre du programme qui peuvent contribuer à l'adhésion des participants. Les facteurs facilitant la participation regroupent les sous-thèmes suivants : (a) les relations sociales avec le groupe et les intervenants, (b) les services offerts ou recherchés concernant l'évaluation et l'intervention (c) les effets du programme d'entrainement sur l'état physique et psychocognitif, (d) les attitudes favorables et attentes réalistes envers l'étude et (e) l'horaire fixe et qui s'intègre facilement à l'emploi du temps. Les facteurs d'insatisfaction regroupent les sous-thèmes suivants : (a) la communication insuffisante d'informations, (b) la sollicitation difficile de leur mémoire et (c) les quantité et type d'AP imposés. En ce qui concerne les effets psychocognitifs préliminaires des deux programmes d'AP, il est à noter que la présente étude s'attarde avant tout aux tailles d'effet et non au seuil de signification. Les tailles d'effet suggèrent que le groupe cardiovasculaire montre une plus grande amélioration que le groupe musculaire entre le pré- et le post-test concernant : (a) les deux scores composites des fonctions exécutives (Composante 1, effet significatif, grande taille d'effet; Composte 2, moyenne taille d'effet) et (b) sur le score composite de mémoire épisodique (petite taille d'effet). Le groupe musculaire montre une plus grande amélioration que le groupe cardiovasculaire entre le pré- et le post-test concernant les deux scores composites des SNP et de la qualité de vie (Composante 1, moyenne taille d'effet; Composante 2, grande taille d'effet). Les conclusions à propos de l'effet des programmes sur l'attention sont limitées et discutées plus en détails dans cette thèse. En somme, ces résultats permettront d'ajuster les interventions en AP pour mener ultérieurement une étude à plus grande échelle pour démontrer les bénéfices de l'AP en matière de prévention secondaire de la MA. / Alzheimer's disease (AD) is a major public health issue. The key to reducing the burden of dementia in the coming decades lies in large part in primary and secondary prevention. Prevention interventions target lifestyle habits and modifiable risk factors for AD, including physical inactivity. Interventions in physical activity (PA) have been studied in the last few years in older aduts with mild cognitive impairment (MCI). For a high proportion of MCI cases, MCI is a prodromal phase of AD and could represent a favorable window of action to prevent AD. PA interventions in MCI are promising, but research on the subject is limited, presents challenges in terms of participants' adherence to the intervention, pays little attention to the psychological effects of these interventions and generally excludes people with depressive symptoms. Yet, depressive symptoms are frequent in MCI cases and they increase the risk of progressing to AD. This thesis aims to study a 12-week PA intervention in older adults with MCI and concomitant neuropsychiatric symptoms (NPS, including depressive symptoms). The first objective of this thesis is to investigate the feasibility and tolerance of this intervention. The attrition rate and adhesion rate are documented for this purpose. Focus group interviews explore how the implementation of the PA program contributes to adherence of seniors with MCI and NPS. These data are the subject of a thematic analysis. The second objective is to make a preliminary comparison of the effects of two PA programs (cardiovascular, resistance). The effects of PA are objectively measured on cognition, psychological state, and quality of life. The outcome variables are subjected to principal component analysis (PCA) in order to derive composite scores. A repeated measures Anova (Treatment x Time) is performed for each composite score. Effect sizes (partial eta-square) are calculated for each Anovas' result. The results of this thesis suggest that a PA program presents a challenge in terms of recruitment, but that the program is feasible and tolerable in terms of adherence to the intervention. The thematic analysis helps identify several factors that may contribute to participant adherence. The factors facilitating participation include the following sub-themes: (a) social relationships with the group and the instructors, (b) the services offered or sought regarding evaluation and intervention (c) the effects of the training program on physical and psychocognitive states, (d) favorable attitudes and realistic expectations towards the study and (e) a fixed PA schedule that fits easily into the weekly schedule. The dissatisfaction factors group together the following sub-themes: (a) insufficient communication of information, (b) difficult request upon their memory and (c) imposed quantity and type of PA. Regarding the preliminary psychocognitive effects of the two PA programs, it should be noted that the present study focuses primarily on effect sizes and not on the significance level. The effect sizes suggest that the cardiovascular training program leads to greater improvements than the resistance training program regarding: (a) the two composite scores of executive functions (Component 1, significant effect, large effect size; Component 2, moderate effect size) and (b) the composite score of episodic memory (small effect size). The resistance training program leads to greater improvements than the cardiovascular training program regarding the two composite scores of NPS and quality of life (Component 1, moderate effect size; Component 2, large effect size). Conclusions about the programs'effects on attention are limited and discussed in more details in this thesis. In sum, these results will allow adjustment of the PA interventions for a further large scale study with the aim of demonstrating the benefits of PA in secondary prevention of AD.

L'avancement en âge est lié au déclin de plusieurs fonctions tant physiques que cognitives en plus d'être associé aux difficultés de sommeil. Environ 50% des aînés (65 ans et plus) rapportent des difficultés de sommeil qui sont, à leur tour, associées au déclin cognitif tant subjectif qu'objectif. Sachant cela, il est pertinent de s'intéresser aux façons d'améliorer le sommeil dans cette population afin d'arrêter ou du moins ralentir le déclin cognitif et ainsi préserver la qualité de vie de ceux qui en souffrent. Les traitements pharmacologiques étant associés à des effets secondaires et à des risques liés à une utilisation à long terme, d'autres alternatives de traitement non pharmacologiques doivent être investiguées. L'objectif de cette étude pilote était donc de comparer l'effet de deux programmes d'exercices physiques sur le sommeil subjectif et objectif de personnes âgées souffrant d'un trouble cognitif léger (TCL). Douze participants de 60 ans et plus souffrant d'un TCL rapportant des difficultés de sommeil ont été assignés à un des deux groupes expérimentaux de 12 semaines d'exercices physiques en aérobie ou en résistance. La polysomnographie (PSG) pendant deux nuits à la maison a été effectuée et des agendas de sommeil ont été complétés avant et après l'intervention d'exercices physiques afin de mesurer la qualité et la quantité objectives et subjectives du sommeil des participants. Les comparaisons pré et post traitement ont révélées une diminution significative du nombre d'éveils durant la nuit dans les deux groupes. Les résultats étaient non significatifs pour les autres variables de sommeil. Toutefois, l'exploration visuelle des moyennes effectuée conjointement aux analyses de puissance suggère des améliorations sur plusieurs paramètres de sommeil subjectifs et objectifs, et ce, dans les deux groupes. Enfin, la participation à un programme d'exercices physiques a un effet significatif sur la qualité du sommeil des aînés souffrant d'un TCL. Les résultats ont été obtenus auprès d'un échantillon de petite taille. Il semble donc impératif de répliquer cette étude auprès d'un plus grand échantillon. La pratique d'exercices physiques pourrait être une approche non pharmacologique potentielle pour l'amélioration de la qualité du sommeil des personnes âgées souffrant d'un TCL.

L'objectif de l'étude était d'évaluer le lien entre la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) et le fonctionnement cognitif en tant que mécanisme sous-tendant l'effet bénéfique de l'activité physique (AP) sur la cognition. Les données de sept personnes âgées (65-81 ans) présentant un trouble cognitif léger (TCL) et des symptômes neuropsychiatriques, issues d'un plus vaste projet d'intervention en AP, ont été utilisées. Les mesures de la VFC, du fonctionnement cognitif (attention, mémoire et fonctions exécutives), des symptômes neuropsychiatriques et de la capacité cardiorespiratoire ont été réalisées avant et après un programme d'entraînement aérobie d'intensité élevée d'une durée de 12 semaines. Des analyses corrélationnelles ont été utilisées au prétest afin de valider la présence d'un lien entre la cognition et la VFC, ainsi que certaines variables confondantes (symptômes neuropsychiatriques et capacité cardiorespiratoire). Les changements bruts survenus entre le prétest et le posttest ont ensuite été décrits de manière exploratoire à l'aide de trois participants pour qui les données étaient disponibles. Les résultats des analyses corrélationnelles indiquent qu'une plus faible VFC et une plus grande capacité cardiorespiratoire sont associées de manière significative à de meilleures performances cognitives. Ces résultats sont appuyés par les changements bruts survenus entre le prétest et le posttest malgré l'hétérogénéité, possiblement liée à la présence des variables confondantes. La capacité cardiorespiratoire est améliorée chez tous les participants, alors que la VFC est diminuée chez un participant qui a pourtant des performances améliorées dans les différents domaines cognitifs évalués. En somme, les résultats suggèrent qu'une plus grande capacité cardiorespiratoire est associée à de meilleures capacités cognitives, indépendamment de l'activité du système parasympathique, et l'amélioration de la capacité cardiorespiratoire à la suite d'un programme d'entraînement serait davantage liée à l'amélioration des performances cognitives chez des aînés sédentaires présentant un TCL.

La maladie d’Alzheimer (MA) est une pathologie neurodégénérative invalidante à laquelle est associé un lourd fardeau économique et social. Pour l’instant, les traitements pharmacologiques disponibles ne sont pas en mesure d’arrêter définitivement ou d’altérer la progression de cette maladie. La prévention est une alternative intéressante puisque la MA évolue sur plusieurs années et serait attribuable à des facteurs de risque modifiables (ex : détresse psychologique, hypertension, tabagisme, inflammation périphérique, etc.) dans le tiers des cas. Parmi ces facteurs, l’inflammation périphérique est d’une importance cruciale puisqu’elle fait partie intégrante de la cascade pathophysiologique de la MA et se manifeste en conjonction avec d’autres facteurs de risque tels la dépression, l’anxiété, l’obésité et le tabagisme. De plus, des anomalies au plan inflammatoire sont détectables dès la phase prodromique de la MA, soit le trouble cognitif léger (TCL). Puisque les interventions basées sur la pleine conscience (IBPC) exerceraient un effet régulateur sur le profil inflammatoire périphérique chez diverses populations cliniques, elles semblent prometteuses pour des individus atteints d’un TCL. Ce mémoire doctoral avait comme objectif principal d’évaluer les effets d’une IBPC sur le profil inflammatoire périphérique de personnes âgées atteintes d’un TCL comparativement à une intervention contrôle basée sur la psychoéducation (IBPE). Le projet avait aussi comme but secondaire d’investiguer les mécanismes d’action de l’IBPC en étudiant la relation entre les paramètres inflammatoires et la symptomatologie dépressive. Les résultats suggèrent des altérations du profil inflammatoire potentiellement bénéfiques à la suite de l’IBPC, alors qu’aucune tendance ne fut identifiée pour l’IBPE. Concernant le second objectif, aucune association n’a été identifiée entre la symptomatologie dépressive et l’inflammation périphérique. L’IBPC aurait donc possiblement des effets physiologiques sur un des facteurs de risque central à la MA, l’inflammation périphérique. Cette forme d’intervention aurait avantage à être investiguée plus en profondeur dans un contexte de prévention de la MA. / Alzheimer’s disease (AD) is an extremely invalidating condition with considerable economic and social burden. The pharmacological agents currently available are unable to stop or alter the disease’s progression. Prevention is a promising alternative since AD progresses over many years and one-third of all cases are due to modifiable risk factors such as psychological distress, hypertension, diabetes, smoking, and peripheral inflammation. Amongst these risk factors, peripheral inflammation is of crucial importance since it is involved in the pathophysiological cascades of AD and appears in conjunction with many of its risk factors including depression, anxiety, smoking, and obesity. Furthermore, anomalies in peripheral inflammatory profiles can be found as early as during the mild cognitive impairment (MCI) stage, which corresponds to the prodromal phase of AD in several individuals. Since, mindfulness-based interventions (MBI) have normalizing effects on peripheral profiles of different populations, this approach is promising for individuals with MCI. The main objective of this doctoral dissertation was to evaluate the effects of a MBI, as compared to a psychoeducation-based intervention (PBI), on the peripheral inflammatory profiles of elderly participants with MCI. As a secondary objective, the present research work also aimed at investigating the action mechanisms of MBI by testing the relation between inflammatory parameters and depressive symptomatology. Results suggested potentially beneficial alterations of the inflammatory profiles following a MBI, whereas no particular tendency was found in the PBI group. Regarding the secondary objective, no association was found between inflammatory parameters and depressive symptomatology. Thus, MBI might exerts physiological effects on a central risk factor of AD, that is peripheral inflammation. Further studies are necessary to investigate the prospect of MBIs as part of an AD prevention strategy.