La fatigue est l’un des symptômes les plus fréquents et persistants chez les victimes de commotion cérébrale. Au cours des dernières années, des signes d’altérations cognitives post-commotionnelles à la suite d’un effort aérobie, soit une forme de fatigue dont la cause est physique plus que cognitive, ont été trouvés à court et à long terme chez des athlètes étudiants. Or, puisque ces athlètes évoluent dans un contexte où ils doivent non seulement performer dans leur discipline sportive, mais aussi à l’école ou au travail, il convient de se demander si un effort mental soutenu n’aurait pas le même effet chez cette population. L’objectif de cette étude était donc de déterminer si des athlètes étudiants ayant subi une commotion cérébrale (groupe HC) se sentent plus fatigués ou ont davantage tendance à se fatiguer mentalement que ceux n’ayant jamais subi de commotion cérébrale (groupe ST). Les sujets devaient répondre à une série de questionnaires auto-rapportés. Ils devaient aussi compléter une tâche informatisée recrutant les fonctions exécutives avant et après avoir répondu à une épreuve de raisonnement, d’une durée d’une heure, visant à simuler un examen scolaire. Leur réaction physiologique à la tâche était mesurée via un appareil d’électroencéphalographie et un cardiofréquencemètre. Si dans l’ensemble les résultats n’appuient pas l’hypothèse initiale, les deux groupes ont montré des différences notables dans leur façon de répondre à la tâche. Nous avons notamment constaté l’absence d’un effet de pratique à la condition la plus facile ainsi qu’une variabilité de la performance généralement plus élevée chez les sujets avec un historique de commotion cérébrale. De plus, contrairement au groupe témoin, ceux qui rapportaient des symptômes plus importants de fatigue cognitive quotidienne, de somnolence et de dépression montraient également une moins bonne précision à la tâche après un effort cognitif soutenu. Ces résultats suggèrent que les commotions cérébrales pourraient avoir pour effet d’accroître la sensibilité de certains individus à l’effort cognitif. De futures études devraient se pencher sur cette relation afin de la confirmer et d’en comprendre les causes. / Fatigue is one of the most common and persistent symptoms in concussion victims. In recent years, signs of post-concussive cognitive impairment following aerobic exertion, a form of fatigue whose cause is more physical than cognitive, have been found in both shortand long-term in student athletes. However, since these athletes evolve in a context where they must not only perform in their sport, but also at school or at work, it is worth asking whether sustained mental effort would have the same effect in this population. The objective of this study was therefore to determine whether student athletes who have suffered a concussion (HC group) feel more tired or are more likely to become mentally fatigued than those who have never suffered a concussion (ST group). Subjects were asked to complete a series of self-report questionnaires. They were also required to complete a computerized task recruiting executive functions before and after completing a one-hour reasoning test meant to simulate a school examination. Their physiological response to the task was measured using electroencephalography and a heart rate monitor. While the results do not support the original hypothesis, the groups showed significant differences in the way they responded to the task. Particularly, we found the absence of a practice effect at the easiest condition as well as a generally higher performance variability in subjects with a history of concussion. In addition, unlike the control group, those who reported greater symptoms of daily cognitive fatigue, drowsiness and depression also showed poorer task accuracy after sustained cognitive effort. These results suggest that concussions may have the effect of increasing the sensitivity of some individuals to cognitive effort. Future studies should investigate this relationship in order to confirm it and understand its causes.

Objectif: Les troubles respiratoires du sommeil (TRS) sont courants pendant la grossesse et sont associés à des conséquences néfastes pour la santé de la mère et du fœtus. Ceux-ci peuvent être causés par des changements dans l'équilibre sympathovagal (ESV), qui peuvent être estimés par des analyses de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC). Le but de l'étude est d'évaluer la VFC chez les femmes enceintes souffrant d'apnée obstructive du sommeil (AOS) à l’aide d’enregistrements polysomnographiques (PSG) à trois moments. Matériel et méthode: Dix-sept femmes enceintes diagnostiquées avec une AOS légère à modérée ont effectué des PSGs: au 2e trimestre (PSG1), au 3e trimestre, traitées avec une orthèse d’avancement mandibulaire (OAM) titrée (PSG2) et 3-6 mois post-partum (PSG3). Les données ont été analysées par conditions en intervalles cumulés de 5 minutes d’état de base (Baseline) et en intervalles cumulés de 3 minutes avant le début des événements d'AOS (Event) pour chaque stade du sommeil (NREM2, NREM3, REM) au cours de la nuit. Résultats: Le ESV (rapport de puissance spectrale basses fréquences / hautes fréquences) était statistiquement significatif pour toutes les PSGs cumulatifs par conditions (stades de sommeil Baseline p <0,01 et stades de sommeil Event p <0,01; REM> NREM2> NREM3). Une diminution significative de l'indice d'apnée-hypopnée (IAH) a été observée à PSG2 (PSG1 vs PSG2; p < 0,01). À l'analyse post hoc, à PSG2 uniquement, l'activité parasympathique (puissance spectrale des hautes fréquences normalisées (% HF normalisé)) en condition Event diminue significativement dans les stades de sommeil NREM2 (p = 0,01) et NREM3 (p <0,01) par rapport au % HF normalisé en condition Baseline pour les mêmes stades de sommeil. Conclusions: Bien que l’IAH soit réduit avec le traitement de l’OAM pendant la grossesse, l’influence du système nerveux autonome sur les évènements respiratoires semble modérée. / Purpose: Sleep breathing disorders are common during pregnancy and are associated with adverse consequences for the health of the mother and the fetus. These can be caused by changes in sympatho-vagal balance (SVB), which can be estimated through heart rate variability (HRV) analyses. The aim of the study is to assess the HRV in pregnant women with obstructive sleep apnea (OSA) at three time points. Methods: Seventeen pregnant women diagnosed with mild to moderate OSA performed 3 polysomnographic recordings (PSG): in the second trimester (PSG1), in the third trimester treated with a titrated oral appliance (OA) (PSG2) and 3-6 months post-partum. Data were analyzed in cumulative 5 minutes baseline interval samples (Baseline) and in cumulative 3 minutes interval samples before the onset of the OSA events (Event) for each sleep stages (NREM2, NREM3, REM) over the course of the night. Results: SVB (Low-/High-Frequency power ratio) was statistically significant for all cumulative PSGs per samples (Baseline sleep stages p < 0.01 and Event sleep stages p < 0.01 ; REM > NREM2 > NREM3). Significant diminution of apnea-hypopnea index (AHI) was observed at PSG2 (PSG1 vs PSG2; p < 0,01). In post hoc analysis, at PSG2 only, Event parasympathetic activity (Normalized High-Frequency % (Normalized HF %)) decreases significantly in NREM2 (p = 0.01) and NREM3 (p < 0.01) when compared to respective Baseline Normalized HF %. Conclusions: Results suggest normal shifts in SVB across sleep stages. Although AHI is reduced with the treatment of OA during pregnancy, the influence of the autonomic nervous system on respiratory events seems to remain mild.

Introduction : L'apnée obstructive du sommeil (AOS) et ses comorbidités (tel le bruxisme du sommeil (BS)) sont associées à des fluctuations du système nerveux autonome (SNA) chez les adultes et les enfants. La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC), qui concerne, entre autres, la fluctuation des intervalles de temps entre les battements cardiaques adjacents, est une méthode non invasive et reproductible d'évaluation de la modulation du SNA. Objectif : Évaluer l'effet individuel et potentiellement cumulatif de ces conditions sur la VFC de la population pédiatrique. Méthodes : Des questionnaires dentaires et de bruxisme ont été remplis par les parents. Les enfants ont subi une évaluation dentaire et un enregistrement polysomnographique. La VFC a été analysée dans une fenêtre de référence de 5 minutes ainsi que dans des fenêtres de 4x3 minutes avant et après les événements d’AOS ou de BS. Résultats : Un total de 41 enfants ont été classés en sous-groupes : BS, contrôle et AOS+BS. Le rapport de puissance spectrale Basse Fréquence/Haute Fréquence (BF/HF), qui est connu pour utiliser les transformations de Fourier rapide, était plus élevé dans le groupe AOS + BS que dans le groupe contrôle (p = 0,01) et le groupe BS (p = 0,04) pour toutes les fenêtres d’analyse combinées (B0-B8). Dans le domaine temporel de la VFC, l'écart type des intervalles RR (SDNN) des fenêtres était plus élevé après chaque événement (B5 à B8) que la ligne de base (B0) pour les 3 groupes (p < 0,05). Conclusion : La VFC est différente entre les trois groupes. / Introduction: Obstructive sleep apnea (OSA) and its comorbid conditions (such as sleep bruxism (SB)) are associated with an autonomic nervous system (ANS) fluctuation in adults and children. Heart rate variability (HRV), which is concerned with, among other things, the fluctuation of the time intervals between adjacent heartbeats, is a non-invasive and reproducible method of assessing the modulation of the ANS. Aim: To assess the individual and potentially cumulative effect of these conditions on HRV in the pediatric population. Methods: Dental and bruxism questionnaires were completed by the parents. Children underwent a dental assessment and polysomnographic recording. HRV was analyzed in a 5-minute baseline windows as well as in 4x3-minute windows before and after OSA or SB events. Results: A total of 41 children were classified into subgroups: SB, control and OSA+SB. The Low Frequency/High Frequency (LF/HF) power ratio, which is known to use Fast Fourier Transforms, was higher in the AOS + SB group than in the control group (p = 0.01) and the SB group (p=0.04) for all analysis windows combined (B0-B8). In the time domain of the HRV, the standard deviation of the RR intervals (SDNN) of the windows was higher after each event (B5 to B8) than the baseline (B0) for the 3 groups (p < 0.05). Conclusion: HRV is different between the three groups.

Ce projet de recherche avait pour but d’évaluer les conséquences à long terme des commotions cérébrales d’origine sportive (CCOS) subies durant le développement sur la fonction cardio-autonomique. Nous avons comparé la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) de joueurs de hockey adolescents avec un historique d’une ou deux CCOS (commotion ; n = 39) à la VFC de joueurs de hockey adolescents n’en ayant jamais subi (contrôle ; n = 52). Les athlètes du groupe commotion ont été testés 26 mois (20) après leur dernière CCOS. L’électrocardiogramme des participants était mesuré durant, pendant et après un exercice sur ergocycle. La séance d’exercice consistait en un échauffement incrémenté de 6 minutes suivi de 20 minutes entre 60 et 70 % de la fréquence cardiaque maximale et finalement 2 minutes de retour au calme actif. Par la suite, un repos de 10 minutes était complété. Le logarithme naturel de l’écart-type des intervalles NN (lnETNN) et le logarithme naturel des basses fréquences (lnBF) étaient tous les deux plus élevés pour le groupe commotion que pour le groupe contrôle dans les trois conditions (repos, exercice et post-exercice) ( < 0,05). Cette différence était similaire pour toutes les conditions. Ces résultats suggèrent qu’une CCOS affecte la fonction cardio-autonomique différemment durant le développement qu’à l’âge adulte, renforçant la nécessité d’interventions post-commotion spécifiques durant développement. / This research project sought to evaluate long-term consequences of sport-related concussions (SRC) sustained during development on cardio-autonomic function. To do so, we compared the heart rate variability (HRV) of adolescents hockey players with a history of one or two sport-related concussion (HOC; n = 39) to the HRV of adolescents hockey players who never incurred a SRC (WHOC; n = 52). Athletes from the HOC group were 26 months (20) away from their last injury. Participants’ electrocardiogram was measured at rest, during and after an exercise session on ergocycle. The exercise session consisted of a 6 minutes incremental warm-up followed by 20 minutes between 60 and 70 % of maximal heart rate and finally a 2 minutes active cooldown. Then, a post-exercise rest of 10 minutes was completed. HRV linear and non-linear measures were calculated before, during and after the exercise session. Natural log of standard deviation of NN intervals (lnSDNN) and natural log of low frequencies (lnLF) were both higher for HOC group in the three conditions (rest, exercise, post-exercise) ( < 0.05). This difference was similar across all conditions. These results suggest that SRC might affect cardio-autonomic function differently during development than during adulthood thus reinforcing the need for specific post-concussion interventions for the developing population.

Les dérèglements émotionnels ont été largement avancés dans le développement et le maintien des conduites addictives. Ces perturbations des processus émotionnels sont associées à l’utilisation privilégiée de stratégies compensatoires mal adaptées qui vont à leur tour entériner les conduites addictives et entraver une consolidation de l’abstinence. Ce travail vise une meilleure compréhension des facteurs de vulnérabilité de la rechute à l’alcool par l’étude de l’évolution des compétences émotionnelles avec l’abstinence à travers trois volets expérimentaux. Pour cela, nous étudierons spécifiquement les mécanismes de régulation émotionnelle considérés comme centraux dans la problématique addictive. Nous utiliserons des outils particuliers pour étudier ces mécanismes que sont des indicateurs physiologiques du système nerveux autonome.Dans un premier volet, nous avons étudié les réponses du système sympathique par la mesure du diamètre pupillaire en réponse à la présentation d’images neutres etémotionnelles (positives et négatives). Nous avons démontré qu’en situation d’induction émotionnelle les patients abstinents à court terme présentent une activation plus forte du système d’alerte sympathique que les abstinents à long terme et les participants contrôles. Le niveau intermédiaire de la réponse pupillaire observé chez les abstinents à long terme suggère une amélioration partielle dans l’activation sympathique à la présentation d’une information émotionnelle (étude 1). La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) est un indicateur du système parasympathique, est reconnue comme marqueur de la régulation émotionnelle. L’étude de la VFC avant pendant et après une situation d’induction émotionnelle a montré une normalisation de la VFC en réponse aux stimuli émotionnels avec une abstinence à long terme. Cependant, les résultats pour les stimuli à valence négative ne sont pas différents entre les groupes abstinents à court et à long terme. Ce pattern de réponse appuie l’hypothèse d’un maintien de vulnérabilité aux émotions négatives en dépit d’une abstinence prolongée. De plus, une corrélation négative a été observée pour les deux groupes de patients entre les scores de craving et une augmentation de la VFC (étude 2). Enfin, dans un dernier volet expérimental, nous avons investigué les compétences et difficultés de régulation émotionnelle par des autoquestionnaires(CERQ et DERS) auprès de patients abstinents de quelques semaines à plusieurs années. Les résultats supportent l’hypothèse d’une limite de récupération capacités après deux ans d’abstinence (étude 3). L’étude de l’étendue des récupérations des compétences émotionnelles est une piste majeure dans la consolidation de l’abstinence. Ces trois études confirment la récupération des compétences émotionnelles avec l’abstinence mais surtout la persistance d’une vulnérabilité dans les processus émotionnels. Le caractère partiel des récupérations de ces mécanismes suppose non seulement le maintien d’une vulnérabilité en dépit d’une abstinence prolongée et met également en évidence la nécessité d’un travail d’accompagnement dans la remédiation de ces compétences à long terme. Un ensemble de perspectives de recherches et d’applications cliniques s’ouvrent au regard de ces résultats, et seront ici discutées. / Emotional disorders are recognized as a major factor of development andcontinuity of addictive behavior. These perturbations of the emotional processes areassociated with the preference given to ill-suited compensatory strategies which will inturn perpetuate addictive behaviors and interfere with the consolidation of abstinence.This study aimed to give a better understanding of the vulnerability factors of alcoholrelapse by studying the evolution of emotional competence with abstinence over threeexperimental chapters. For this purpose, we looked more closely at the mechanisms ofemotional regulation, which are considered as crucial in the addiction problem. In orderto study these mechanisms we used specific tools like the physiological cues of theautonomic nervous system.In a first chapter, we studied sympathetic system response by measuringpupillary diameter after exposure to neutral and emotional pictures (positive andnegative). We showed that when exposed to emotional induction, short-term abstinentpatients showed a stronger activation of the sympathetic nervous system than long-termabstinent patients as well as the control group. The intermediary level of pupillaryresponse found among long-term abstinent patients suggests a partial improvement ofsympathetic activation when exposed to emotional information (study 1). Heart RateVariability (HRV) is an indicator of the parasympathetic system and is viewed as amarker of emotional regulation. The study of HRV before, during and after a situation ofemotional induction showed a normalization of HRV in response to emotional stimuliwith long-term abstinence. However, results for stimuli with negative valence are notdifferent between the long-term and short-term abstinence groups. This responsepattern supports the hypothesis that there is still a vulnerability to negative emotionsdespite the prolonged abstinence. Moreover, a negative correlation between cravingscores and increase of HRV has been observed for the two patient groups (study 2).Finally, in a last experimental chapter, emotional competence and emotional regulationdifficulties were assessed by presenting the Difficulties in Emotion Regulation Scale(DERS) and the Cognitive Emotion Regulation Questionnaire (CERQ) to few weeks tofew years abstinent patients. Results support the hypothesis of a recovery shift of twoyears of abstinence for these abilities (study 3).The study of the extent of the recoveries of emotional competence is a major leadfor the consolidation of abstinence. Those three studies confirm the retrieval ofemotional competence with abstinence but they particularly show the persistence of avulnerability in the emotional processes. The fact that there is a recovery shift for thosemechanisms not only involves the continuity of a vulnerability despite a prolongedabstinence, but also underlines the need of a work of support for the remediation ofemotional competence in the long term. These results can lead to several researchprospects and clinical applications that will be discussed here.

Le nouveau-né hospitalisé est exposé de manière répétée à des procédures douloureuses ou stressantes pouvant entraîner des conséquences neurodéveloppementales à court et long terme. La prévention de la douleur procédurale est essentiellement basée sur l’utilisation de traitements non pharmacologiques parmi lesquels les solutions sucrées possèdent un niveau de preuve élevé. Cependant, leur efficacité a récemment été remise en cause et leurs mécanismes d’action restent mal compris. Enfin, la dissociation parfois retrouvée entre les réponses comportementales et corticales suggère de monitorer la douleur de manière multimodale. Les objectifs de ce travail étaient : 1) de comparer l’efficacité de l’allaitement maternel et du sucrose sur la douleur procédurale en analysant spécifiquement les réponses corticales, 2) d’étudier les effets périphériques des solutions sucrées au niveau de neurones sensoriels de ratons, 3) d’évaluer l’intérêt d’un modèle d’évaluation multimodale de la douleur chez le nouveau-né à terme et prématuré. Aucune différence entre le sucrose et l’allaitement maternel n’a pu être objectivée sur les réponses corticales(NIRS) à la douleur chez des nouveau-nés à terme à 3 jours de vie. Nous avons objectivé un effet périphérique du glucose et du sucrose sur des neurones sensoriels de ratons nouveau-nés, médié par TRPV1. L'effet du glucose était associé à une diminution de la libération de la substance P. L’évaluation multimodale de la douleur retrouvait des corrélations faibles à modérées entre le score NFCS et la conductance cutanée, le cortisol salivaire et les changements d’ [HbT] mesurés en NIRS. L’étude menée chez les nouveau-nés prématurés nous permettra de préciser l’intérêt de l’utilisation de la variabilité de la fréquence cardiaque (indice NIPE instantané) dans cette indication afin de proposer un modèle multimodal fiable pour de futurs essais randomisés contrôlés. / Hospitalized newborns are exposed to repeated painful or stressful procedures that can lead to short- and long-term neurodevelopmental sequellae.The prevention of procedural pain is essentially based on the use of nonpharmacological treatments among which the sweet solutions appear to be among the most effective. However, their effectiveness has recently been challenged and their mechanisms of action remain poorly understood. Finally, the dissociation frequently found between behavioural and cortical responses shows the importance of monitoring pain in a multimodal way. The objectives of this work were 1) to compare the efficacy of breastfeeding and sucrose on procedural pain by specifically analyzing cortical responses, 2) to study the peripheral effects of sweet solutions on sensory neurons of newborn rats and 3) to evaluate the contribution of a multimodal pain assessment model in term and preterm neonates. No difference between sucrose and breastfeeding was measured on pain-evoked cortical responses (NIRS) in term neonates at 3 days of life.We reported a peripheral effect of glucose and sucrose on afferent sensory neurons from newborns rats mediated byTRPV1. The effect for glucose was associated with a decrease of substance P release.The multidimensional assessment of pain found mild to moderate correlations between the NFCS score, skin conductance, salivary cortisol and changes in [HbT] measured in NIRS.The study conducted in preterm newborns will specify the reliability of heart rate variability (instant NIPE index) in thisindication to provide a suited multimodal pain assessment model for future randomized controlled trials.

La syncope est une perte brusque de conscience. Bien qu'elle ne soit pas généralement mortelle, elle présente un impact économique sur le système de soins et sur la vie personnelle de personnes en souffrant. L'objet de la présente étude est de réduire la durée du test clinique (environ 1 heure) et d'éviter aux patients de développer une syncope en la prédisant. L'ensemble de travail s'inscrit dans une démarche de datamining associant l'extraction de paramètres, la sélection des variables et la classification. Trois approches complémentaires sont proposées, la première exploite des méthodes d'analyse non-linéaires de séries temporelles extraites de signaux acquises pendant le test, la seconde s'intéresse aux relations cardiovasculaires en proposant des indices dans le plan temps-fréquence et la troisième, plus originale, prendre en compte leurs dynamiques temporelles. / Syncope is a sudden loss of consciousness. Although it is not usually fatal, it has an economic impact on the health care system and the personal lives of people suffering. The purpose of this study is to reduce the duration of the clinical test (approximately 1 hour) and to avoid patients to develop syncope by early predicting the occurrence of syncope. The entire work fits into a data mining approach involving the feature extraction, feature selection and classification. 3 complementary approaches are proposed, the first one exploits nonlinear analysis methods of time series extracted from signals acquired during the test, the second one focuses on time- frequency (TF) relation between signals and suggests new indexes and the third one, the most original, takes into account their temporal dynamics.

Lors du dernier consensus international sur les commotions cérébrales (CC) dans le sport tenu à Berlin en 2016, les lignes directrices proposées insistent sur le besoin de biomarqueurs de diagnostic et de suivi des CC, donnant à la prise en charge clinique un caractère plus objectif que celui de l’évaluation traditionnelle des symptômes. L’objectif principal de cette thèse est de dresser un inventaire de paramètres d’évaluation clinique pouvant servir de référence et d’outil au clinicien lors la prise en charge des CC, particulièrement chez les athlètes de sports de contact. Pour l’élaboration de ces outils, en plus de tenir compte des spécificités anthropométriques et démographiques des athlètes, une attention particulière a été portée à ceux présentant un trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité (TDAH) et ceux ayant des antécédents de CC. Le premier objectif de la thèse était de produire des scores normatifs de référence pour l’échelle des symptômes postcommotionnels (PCSS), en plus d’examiner si et comment les antécédents de CC affectent ces scores (étude 1). Le deuxième objectif était de produire des valeurs normatives de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) à court terme, chez des athlètes de sports de contact, tout en tenant compte des principaux déterminants qui pouvaient l’influencer (étude 2). Le troisième objectif était d’évaluer les scores de base du PCSS et la VFC à court terme, chez des athlètes de sports de contact avec TDAH et de les comparer à ceux d’athlètes sains appariés (étude 3). Les résultats de l’étude 1 ont montré que les scores normatifs des symptômes très élevés et susceptibles de signaler une CC variaient de 1 à 4 et plus, sur une échelle de 6, selon les symptômes concernés (n = 22). La comparaison des proportions des symptômes entre les groupes d’athlètes sans CC et ceux ayant des antécédents de CC a confirmé la présence de symptômes anormalement élevés chez les athlètes à CC répétées. Les résultats de l’étude 2 ont montré que la fréquence cardiaque (FC) était le principal déterminant des paramètres de la VFC standard. Par conséquent, les paramètres de la VFC ont été standardisés et leurs limites normatives développées en fonction de la FC moyenne. L’étude 3 a montré que les athlètes avec TDAH ont produit des scores de symptômes significativement plus élevés comparativement à ceux des athlètes sains appariés. L'évaluation de la VFC a révélé une réduction de plusieurs paramètres chez le groupe avec TDAH. En conclusion, les normes de référence proposées dans cette thèse pourraient être utilisées lors de l’évaluation et du suivi des CC chez les athlètes de sports de contact de sexe masculin. Les outils d’évaluation qui accompagnent nos travaux font directement voir si un score donné se situe dans les limites normales. L’accès facile à ces outils et leur simplicité d’utilisation et d’interprétation sont particulièrement intéressants lorsque l’intervention clinique est combinée à d’autres interventions dans un contexte multidisciplinaire. Il reste que, avec les athlètes souffrant d’un TDAH ou ayant des antécédents de CC, l’interprétation des scores devrait être faite avec prudence. / At the last international consensus on concussion in sports held in Berlin in 2016, the guidelines that were proposed emphasized the need for diagnostic and monitoring biomarkers for concussion, giving clinical management a more objective basis than that of traditional symptom assessment. The main objective of this thesis was to develop an inventory of clinical assessment parameters that may serve as reference and toolbox for the clinician in the management of concussion, particularly in contact sport athletes. For the development of these tools, in addition to taking into account the anthropometric and demographic specificities of the athletes, special attention has been paid to those with ADHD and those with a history of concussions. The first objective of the thesis was to produce a normative baseline scores post concussion symptom scale (PCSS), in addition to examining whether and how concussion history affects these scores (Study 1). The second objective was to produce normative values of short-term heart rate variability (HRV) in contact sport athletes, while accounting for the major determinants that could influence it (Study 2). The third objective was to evaluate baseline PCSS scores and short-term HRV in contact sports athletes with ADHD and to compare them with healthy matched athletes (Study 3). Study 1 showed that the higher normative scores of symptoms likely to signal concussion ranged from 1 to 4 and above on a scale of 6, according to the symptoms (n = 22). A comparison of symptom proportions between groups of athletes without concussions and those with a history of concussions confirmed the prevalence of abnormally high symptoms in athletes with a history of concussions. The results of study 2 showed that heart rate (HR) was the primary determinant of standard HRV parameters. Therefore, the HRV parameters were standardized and their normative limits developed in relation to the mean HR. Study 3 showed that athletes with ADHD produced significantly higher symptom scores compared to matched healthy athletes. Assessment of HRV revealed a lowering in several parameters in the ADHD group. In conclusion, the reference standards proposed in this thesis may be used in the assessment and monitoring of concussion in male contact sports athletes. The assessment tools available in our work directly indicate whether a given score is within the normal range. The easy access to these tools and the simplicity of their use and interpretation are of particular relevance when a clinical intervention is combined with other interventions in a multidisciplinary context. However, for athletes with ADHD or a history of concussions, interpretation of scores should be made with caution.

Des preuves cumulatives soutiennent le rôle de l'insula dans la régulation autonomique cardiaque et son dysfonctionnement pourrait être impliqué dans la physiopathologie de la mort subite et inexpliquée en épilepsie (MSIE –SUDEP en anglais). La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) est un outil simple et fiable pour évaluer la fonction autonomique; il est également considéré comme un prédicteur potentiel de la tachycardie ventriculaire et de la mort subite chez les patients après un infarctus du myocarde. Au cours des deux dernières décennies, la VFC a suscité beaucoup d'intérêt dans le monde de l'épilepsie. Toutefois, même si plusieurs études ont tenté d'évaluer les changements de VFC dans différentes formes d'épilepsie, les résultats ont été hétérogènes voire paradoxaux de sorte que son utilité en tant que marqueur de la MSIE est loin d’être concluant. Notons que la majorité des études ont porté sur l’épilepsie temporale. Aucune étude n’a étudié les changements de la fonction autonomique cardiaque dans l'épilepsie insulo-operculaire (EIO). Il est encore incertain si une chirurgie d’épilepsie insulaire peut accélérer la dysfonction autonomique inhérente. Dans cette étude, nous visons à étudier les changements de la VFC interictale chez les patients avec EIO. Nous avons en outre évalué l'effet de la chirurgie insulo-operculaire sur ces modifications de la VFC. Quatorze patients avec une EIO et un bon résultat post-chirurgie insulo-operculaire (Engel I-II) ont été recrutés pour cette étude. Quatorze patients appariés pour l'âge et le sexe atteints d'épilepsie du lobe temporal (ELT) et exempts de crise après une lobectomie temporale antérieure et 28 individus en bonne santé appariés selon l'âge et le sexe ont également été identifiés pour les besoins de l’étude. La VFC dans le domaine temporel RMSSD (root mean square of successive RR interval differences, pNN50 (percentage of successive RR intervals that differ by more than 50ms) et le domaine fréquentiel LF (low frequency) et HF (high frequency) ont été étudiés dans les périodes préopératoire et postopératoire (6-204 mois). La VFC avant la chirurgie des patients épileptiques fut calculée à partir des enregistrements EKG obtenus simultanément aux enregistrements vidéo-EEGs effectués dans le cadre de leur évaluation préchirurgicale. La VFC après la chirurgie fut calculée chez tous les patients et les sujets sains à partir d’un EKG de repos d'une durée d’une heure au laboratoire. Le score d’inventaire des risques de MSIE (le score SUDEP-7) a été calculé à partir des données cliniques obtenues dans le dossier médical de chaque patient. Les résultats n'ont montré aucune différence statistiquement significative dans toutes les mesures de VFC entre les groupes de patients avec EIO, de patients avec ELT avant la chirurgie et de sujets sains. Chez les patients avec EIO, le score SUDEP-7 variant de 1 à 6 (moyenne de 2,9; SD :1,2) était positivement corrélé avec le pNN50 (r = 0,671; p = 0,009 et Ln (RMSSD) (r = 0,591; p = 0,026). En postopératoire, les mesures de la VFC n'étaient pas statistiquement différentes des valeurs préopératoires ou de celles des témoins. Nous avons mené une analyse exploratoire dans laquelle nous avons stratifié les patients avec EIO en deux sous-groupes : un premier groupe (1a) dont les valeurs préopératoires de Ln (RMSSD) étaient inférieures à 3,52 (valeur moyenne de notre échantillon sain) et un second groupe (1b) dont les valeurs préopératoires étaient au-dessus. En préopératoire, dans le groupe 1a, toutes les valeurs du domaine temporel et fréquentiel (LnRMSSD, pNN50, LnLF et LnHF) étaient significativement inférieures à celles du groupe témoin (p <0,01), tandis que dans le groupe 1b, seules les valeurs du domaine temporel (LnRMSSD et pNN50) étaient significativement plus élevées que ceux du groupe témoin (p <0,01). Dans les deux groupes, les valeurs de la VFC avaient tendance à se normaliser après l'opération. En revanche, la lobectomie temporale antérieure des patients avec ELT n'a pas modifié les valeurs de HRV. Ces résultats préliminaires suggèrent que dans les EIO réfractaires, la VFC peut être soit diminuée au niveau du tonus sympathique et parasympathique, soit augmentée au niveau du tonus parasympathique. L'augmentation du tonus parasympathique est possiblement inquiétante puisqu’elle était corrélée positivement avec le score SUDEP-7. Une operculo-insulectomie n'a pas affecté négativement la VFC; au contraire, une chirurgie réussie semble entraîner une certaine ‘normalisation’ de l’HRV. Une confirmation avec un échantillon plus grand est nécessaire. / Cumulative evidence supports the role of the insula in cardiac autonomic regulation whose dysfunction may be involved in the pathophysiology of sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP). Heart rate variability (HRV) is a simple and reliable tool to assess autonomic function; it is even considered a potential predictor of ventricular tachycardia and sudden death in patients after myocardial infarction. Over the last two decades, heart rate variability (HRV) has also received much interest in epilepsy research. Several studies have tried to assess HRV changes in different epilepsy types but the results have been heterogeneous and sometimes contradictory; its role as a marker of SUDEP remains uncertain. Of note, most studies involved TLE patients and TLE surgeries; none have looked at HRV changes in insulo-opercular epilepsy (IOE) and how insular resection can affect autonomic function. In this study, we aimed to investigate changes in interictal HRV in IOE. We further evaluated the effect of insulo-opercular surgery on these HRV changes. Fourteen IOE patients who had a good outcome (Engel I-II) after an insulo-opercular surgery were enrolled in this study. Fourteen age- and sex-matched patients with temporal lobe epilepsy (TLE) who were seizure-free after temporal lobectomy and 28 age- and sex-matched healthy individuals were also included. HRV measurements including time domain root mean square of successive RR interval differences (RMSSD) and percentage of successive RR intervals that differ by more than 50ms (pNN50) and frequency domain low-frequency (LF) and high-frequency (HF) parameters were carried out in pre- and post-operative periods (6-204 months). Presurgical HRV values for epileptic patients were calculated using EKG obtained simultaneously with video-EEG recordings during the presurgical evaluation. HRV of healthy individuals and post-surgical HRV from all operated epileptic patients were calculated from a 1-hour resting electrocardiogram at the laboratory. We also collected the patients’ presurgical data to calculate the SUDEP-7 risk inventory score. Findings showed no statistically significant differences in all HRV measurements between groups of IOE patients, TLE patients before the surgery, and healthy controls. In IOE patients, the SUDEP-7 score ranged from 1 to 6 (mean 2,9; SD: 1,6) and was positively correlated with pNN50 (r=0,671; p<0,009) and LnRMSSD (r=0,591; p<0,026). Postoperatively, HRV measurements were not statistically different from either preoperative values or those of controls. We conducted exploratory analyses where we stratified IOE patients into those whose preoperative LnRMSSD values were below (Group 1a) versus above (Group 1b) a cut-off threshold of 3,52 (mean value of our healthy sample). Preoperatively, in Group 1a, all time and frequency domain values (LnRMSSD, pNN50, LnLF, and LnHF) were significantly lower than those of controls (p<0,01) while in Group 1b, only time-domain values (LnRMSSD and pNN50) were significantly higher than those of control subjects (p<0,01). In both groups, HRV values tended to normalize postoperatively. In contrast, anterior temporal lobectomy for TLE patients did not alter HRV values. Our preliminary results suggest that in refractory IOE, HRV may be either decreased globally in sympathetic and parasympathetic tones or increased in parasympathetic tone. The increase in parasympathetic tone observed preoperatively may be of clinical concern as it was positively correlated with the SUDEP-7 score. The insulo-opercular resection did not affect the HRV; successful surgery might even have a good impact on HRV changes. Confirmation with a larger sample size is necessary.

La plupart des études portant sur les commotions cérébrales se sont principalement intéressées aux conséquences de ces dernières sur le cerveau lui-même. Or, le cerveau assure de nombreuses fonctions, étant notamment impliqué dans la régulation du rythme cardiaque. Récemment, des chercheurs ont donc étudié les conséquences de ces commotions cérébrales sur la régulation de la fréquence cardiaque par le cerveau durant un effort physique. Cependant, la majorité des athlètes qui subissent une commotion cérébrale doivent non seulement planifier leur retour au jeu, mais également prévoir un retour au travail ou aux études. Ainsi, l’objectif de ce projet de recherche est d’étudier les conséquences des commotions cérébrales sur la régulation de la fréquence cardiaque par le cerveau durant un effort cognitif. Onze athlètes universitaires ayant subi une commotion cérébrale ainsi que 14 athlètes n’ayant aucun historique de commotion cérébrale ont pris part à l’étude. Les athlètes du groupe commotion ont été évalués en moyenne 14,6 jours (± 7,4 jours) après leur blessure. La fréquence cardiaque des participants a été enregistrée au repos ainsi que durant un effort cognitif qui consistait en une tâche d’alternance (« switch task »). De courts segments de la fréquence cardiaque d’une durée de deux minutes, au repos et durant la tâche cognitive, ont été analysés. Les résultats montrent une augmentation significative de l’entropie approximative chez les athlètes du groupe contrôle durant la tâche cognitive (ρ < 0,05), tandis qu’aucune différence n’a été observée entre l’entropie approximative au repos et celle durant la tâche cognitive chez les athlètes du groupe commotion. Ces résultats suggèrent que des déficits neurologiques liés à la régulation de la fréquence cardiaque peuvent être observés durant une tâche cognitive chez des athlètes ayant récemment subi une commotion cérébrale. / Most studies have focused on the consequences of concussions on the brain itself. However, the brain performs many functions, including regulating heart rate. Therefore, researchers have begun studying the consequences of these concussions on the brain’s heart rate regulation during physical exertion. Most athletes who sustain a concussion need to plan for their return to play as well as a return to work or school. The purpose of this research project was to study the consequences of concussions on the brain’s regulation of heart rate during cognitive effort. This study involved 11 university athletes who sustained a concussion, as well as 14 athletes with no history of concussion. Concussed athletes were assessed an average of 14.6 days (± 7.4 days) after their injury. The participants’ heart rate was recorded at rest and during cognitive effort, which consisted of a switch task. Short segments lasting two minutes at rest and during cognitive task were analyzed. The results show a significant increase in the approximate entropy in the control group during the cognitive task (ρ <0.05), while no difference was observed between the approximate entropy at rest and during the cognitive task in the concussed athletes. These results suggest that neurological deficits related to heart rate regulation may be observed during cognitive task in athletes who recently sustained a concussion.