Le vieillissement normal s'accompagne de difficultés à suivre les conversations dans les environnements exigeants, par exemple en présence de bruit ou de plusieurs locuteurs. Cet obstacle à la communication augmente le risque d'isolement social. Les aides auditives sont souvent insuffisantes pour réduire adéquatement ces difficultés, suggérant l'implication de mécanismes centraux. L'étiologie complexe de ce déclin demeure incertaine, ce qui limite le développement de nouvelles stratégies pour prévenir ou réduire ces difficultés prévalentes. Des études récentes ont suggéré que le vieillissement de la voie dorsale du langage pourrait être impliqué dans la réduction des capacités de perception de la parole chez les aînés. Ce réseau est notamment responsable de l'analyse acoustique (gyrus temporal supérieur ; STG), phonologique (sulcus temporal supérieur ; STS) et articulatoire (cortex prémoteur ventral ; PMv) de la parole. La contribution de chacune de ces étapes d'analyse au déclin de la perception de la parole chez les aînés demeure toutefois inconnue. La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) permet de moduler l'excitabilité corticale et de produire des changements dans des tâches comportementales, incluant des tâches langagières. L'utilisation de la TMS pour augmenter l'excitabilité corticale dans les aires impliquées dans le traitement de la parole pourrait réduire les difficultés de perception de la parole fréquemment rapportées chez les aînés. Toutefois, très peu d'études de neurostimulation ont été réalisées chez les personnes âgées, ce qui limite les connaissances sur le potentiel de ces méthodes pour induire des changements dans le cerveau vieillissant. L'objectif général de cette thèse consistait à déterminer si la TMS excitatrice appliquée à des régions impliquées dans le traitement de la parole pouvait améliorer la performance en perception de la parole dans le bruit chez l'adulte en santé. Le sous-objectif était d'identifier les facteurs qui influencent la réponse à la TMS, dont l'âge, la performance de base, la région stimulée, la variabilité du locuteur et les caractéristiques des régions stimulées (épaisseur corticale et force du signal BOLD). Pour répondre à ces objectifs, deux études ont été réalisées. L'étude 1a incluait l'élaboration d'un test de discrimination de syllabes accompagnée d'un bruit de parole, validé auprès de 21 participant.e.s en santé âgé.e.s de 20 à 85 ans. L'étude 1b incluait des séances de TMS excitatrice (théta-burst intermittentes) au STS et au PMv à partir d'images anatomiques IRM individuelles, auprès d'un second échantillon de 34 participant.e.s âgé.e.s de 32 à 79 ans. Une séance de stimulation placebo (sham) a été effectuée pour obtenir une mesure de performance de base. L'étude 2 incluait 30 participant.e.s âgé.e.s de 21 à 78 ans. Des séances de TMS excitatrices ont été appliquées au vertex (séance sham), au STG, au STS et au PMv en fonction des pics d'activité individuels mesurés durant une séquence d'imagerie magnétique fonctionnelle (1 visite pour l'imagerie et 2 visites pour les séances de TMS). La tâche de discrimination de syllabes dans le bruit incluait deux conditions: dans l'une d'elles, un seul locuteur produisait tous les stimuli (locuteur fixe), alors que dans l'autre, huit locuteurs variaient à travers les essais et à l'intérieur d'un même essai (locuteurs multiples). Les résultats des deux études démontrent un effet négatif de l'âge sur la performance au test de perception de la parole dans le bruit, indépendamment de mesures de l'audition et de la cognition. De plus, l'étude 2 a montré une interaction entre l'âge et la variabilité qui suggérait une réduction de la capacité de normalisation du locuteur chez les aînés. Les analyses des différences de score post-TMS ont révélé que les individus présentant plus de difficultés à la performance de base bénéficient plus de la TMS. De plus, une interaction entre l'âge et l'épaisseur corticale a été observée : les adultes âgés présentant une épaisseur corticale plus faible démontraient de meilleurs bénéfices post-TMS, et cette relation était inversée chez les jeunes adultes. Ces résultats confirment le rôle de la voie dorsale dans les habiletés de PPB et suggèrent qu'une augmentation de l'excitabilité corticale dans ce réseau peut réduire les difficultés de PPB chez l'adulte, mais que le bénéfice potentiel de cette méthode dépend de l'âge et de l'état structurel de ce réseau. Ces connaissances sont essentielles au développement d'interventions basées sur la neurostimulation pour réduire les obstacles à la communication dans la population adulte. / Normal aging is associated with difficulties following conversations in demanding environments, such as in the presence of noise or multiple talkers. These prevalent difficulties hinder communication and increase the risk of social isolation. Hearing aids often prove insufficient in adequately reducing these difficulties, suggesting the involvement of central mechanisms. The etiology of this decline remains uncertain, limiting the development of new strategies to prevent or alleviate these prevalent difficulties. Recent studies have suggested that aging in the dorsal language pathway may be implicated in the reduction of speech perception abilities in older individuals. This network is notably responsible for the acoustic (superior temporal gyrus; STG), phonological (superior temporal sulcus; STS), and articulatory (ventral premotor cortex; PMv) processing of speech. However, the contribution of each of these speech processing stages to speech perception decline in older individuals remains unknown. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) can modulate cortical excitability and induce changes in behaviour, including language-related behaviours. Using TMS to increase cortical excitability in areas involved in speech processing could reduce the reported speech perception difficulties in older individuals. However, very few neurostimulation studies have been conducted in the elderly, limiting our understanding of the potential of these methods to induce changes in the elder brain. The overall objective of this thesis was to determine if faciliatory TMS applied to regions involved in speech processing could improve speech perception in noise (SPiN) performance in healthy adults. The secondary objective was to identify the factors that influence the response to TMS, including age, baseline performance, talker variability, target region, and their characteristics (cortical thickness and BOLD signal strength). To address these objectives, two studies were conducted. Study 1a involved the development of a syllable discrimination test in speech noise, validated with 21 healthy participants aged 20 to 85. Study 1b included sessions of excitatory TMS (intermittent theta-burst) to the STS and PMv based on individual MRI anatomical images, with a second sample of 34 participants aged 32 to 79. A placebo (sham) stimulation session was performed to obtain a baseline performance measure. Study 2 included 30 participants aged 21 to 78. Faciliatory TMS sessions were applied to the vertex (sham session), STG, STS, and PMv based on individual activity peaks measured during a functional magnetic resonance imaging (fMRI) sequence (1 MRI visit and 2 TMS visits). The syllable discrimination task in noise included two conditions: in one, a single talker produced all stimuli (fixed talker), while in the other, eight talkers varied across trials and within the same trial (multiple talkers). The results of both studies demonstrate a negative effect of age on performance in the SPiN test, independent of hearing and cognitive measures. Furthermore, Study 2 showed an interaction between age and variability on performance, suggesting a reduction in the older individuals' ability to normalize talker variability. Post-TMS difference score analyses revealed that individuals with more difficulty in baseline performance benefited more from TMS. Additionally, an interaction between age and cortical thickness was observed: older adults with lower cortical thickness showed greater post-TMS benefits, while this association was reversed in younger adults. These results confirm the role of the dorsal pathway in speech perception abilities and suggest that increasing cortical excitability in this network can reduce speech perception difficulties in adults, but the extend of the benefit will vary according to age and structural state of this network. This knowledge is essential for the development of neurostimulation-based interventions to reduce communication barriers in the adult population.

Depuis plusieurs années, la réalité virtuelle est largement utilisée en neuropsychologie, notamment dans le domaine de l’étude de la cognition spatiale. Son utilisation grandissante a pour but de répondre à la fois au manque de validité écologique des tests classiques et au manque de contrôle des évaluations en conditions réelles. Les études dans le domaine de la cognition spatiale ont permis de montrer la complexité de l’apprentissage et de la navigation dans les grands espaces et suggèrent également une origine cognitive multifactorielle des difficultés de navigation chez les personnes âgées. Le but de cette thèse sera tout d’abord de vérifier la validité écologique de notre application utilisant la réalité virtuelle par une comparaison directe des performances d’apprentissage et de navigation, entre apprentissages réels et virtuels chez des adultes jeunes et âgés. Il s’agira ensuite de confirmer les hypothèses sur l’origine à la fois mnésique et exécutive des difficultés de navigation liées au vieillissement. Enfin, le rôle du contrôle sensorimoteur dans l’apprentissage de grands espaces, peu étudiée pour le moment dans le cas du vieillissement sera abordé. A l’aide d’une application en réalité virtuelle, nécessitant de mémoriser un parcours dans un quartier virtuel, réplique d’un quartier de Bordeaux, nous avons étudiés les effets du vieillissement en termes de mémoire spatiale et de performance de navigation. Nous avons comparé directement les apprentissages en conditions réelles et virtuelles, en conditions actives (joystick) et passives, et nous avons mis en relation ces indicateurs avec des mesures neurocognitives et des questionnaires d’estimation des difficultés quotidiennes. Nos principaux résultats ont permis de montrer un effet négatif de l’âge sur les performances dans notre application avec des patterns équivalents entre apprentissages réels et virtuels chez les jeunes et les âgés. Nous avons obtenu une bonne relation entre les mesures obtenues grâce à notre application virtuelle et les difficultés rapportées par les jeunes mais pas de différences entre jeunes et âgés concernant les difficultés de navigation au quotidien. Ces résultats confirment la bonne validité écologique de notre application virtuelle chez les personnes âgées et favorisent ainsi l’utilisation de mesures directes de mémoire spatiale et de navigation plutôt que des questionnaires chez les personnes âgées. Ils ont également permis de montrer de manière directe le rôle des déclins mnésiques et exécutifs dans leurs difficultés de navigation. Contrairement à ce qui avait été obtenu chez les jeunes, le contrôle moteur a eu un effet négatif sur les performances de navigation chez les personnes âgées. Nous discuterons alors les hypothèses neurocognitives concernant l’origine des difficultés de navigation chez les personnes âgées, ainsi que le rôle de la dimension actif (joystick) vs. passif dans les performances de navigation des jeunes et des âgés. / Since several years, virtual reality is widely used in neuropsychology, especially for the study of spatial cognition. The goal of its use is to respond to the lack of ecological validity of classical tests and to the lack of experimental control of assessments in real situations. The studies in the domain of spatial cognition reveal the complexity of learning and navigation activities in large scales spaces and suggest a multifactorial origin to spatial learning and navigation in older adults. The aim of this thesis will be first to verify the ecological validity of our virtual reality application, with a direct comparison of spatial learning and navigation performances between real and virtual learning conditions, in young and old participants. Another goal will be to confirm the hypothesis on the role of executive and memory decline in age-related spatial learning and navigation difficulties. Finally, the role of motor control in spatial learning in large scale spaces, which is poorly studied within the framework of aging, will be tested. With the use of a virtual reality application, requiring memorizing a path in a virtual district replicating a district of Bordeaux, we have studied the effects of aging on spatial memory and navigation performances. We compared real and virtual, active and passive learning conditions and studied the relation between spatial memory and navigation performances with neurocognitive measures and self-report questionnaires on everyday navigation difficulties. Our main results showed a negative effect of aging on the performances in our application, with pattern of results similar between real and virtual learning conditions in young and old participants. We obtained a good relation between measures from our virtual application and everyday navigation difficulties reported by the young participants but no differences between young and old participants on everyday navigation difficulties. These results confirm the good ecological validity of our virtual application and favor the use of direct navigation and spatial memory measures instead of self-report questionnaires for older adults. They also showed directly the role of memory and executive decline in older adults’ navigation difficulties. Contrary to the results obtained with the young participants, the motor control had a negative effect on navigation performances in older adults. We will discuss of the neurocognitive hypothesis already proposed concerning the origin of navigation difficulties due to aging. Also, the role of motor activities and dual-task effect on spatial navigation performances in older adults will be examined.

Au travers des données cognitives de la cohorte stéphanoise PROOF, l’objectif de ce travail de thèse a été de déterminer quelle pouvait être la valeur pronostique de plusieurs facteurs, entre autres psychosociaux et physiologiques, d’un maintien optimal du fonctionnement cognitif avec l’âge.Le premier axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que 70% des 632 participants âgés de 67 ans à la première évaluation cognitive de l’étude PROOF, présentaient une stabilité de leur fonctionnement cognitif après 8 ans de suivi. Le principal facteur mis en cause dans le vieillissement cognitif de cette population, que nous avons qualifié de « réussi », était, pour ces participants, d’avoir un haut niveau d’implication dans des activités sociales.Le second axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que la dégradation de la régulation autonomique, et non la présence de facteurs de risque cardiovasculaires classiques, avait un impact négatif sur le fonctionnement mnésique des participants. Confortant ces résultats, nous avons montré que les pathologies respiratoires liées au sommeil avaient un impact négatif sur le vieillissement cognitif normal, avec un impact délétère de la fragmentation autonomique nocturne sur l’évolution des capacités mnésiques. Une préservation de l’activité du Système Nerveux Autonome (SNA) pourrait donc être une clé d’un maintien optimal des capacités mnésiques au cours du vieillissement normal.Le troisième axe de recherche de ce travail, a mis en évidence que les plaintes, qu’elles soient cognitives ou liées à la qualité de sommeil, étaient stables au décours du vieillissement normal. Nous avons pu démontrer que ce n’est pas l’âge qui génère la plainte, mais la qualité de vie et l’état anxiodépressif des personnes qui les expriment. Ceci n’est pas sans nous rappeler que le sujet, son symptôme et son histoire sont autant de déterminants du vieillissement cognitif « réussi ». Le quatrième axe de recherche de ce travail, a enfin mis en exergue que la prise en compte de la richesse des interactions sociales menées tout au long de la vie était un élément déterminant du niveau de performances dans des tâches de cognition sociale de personnes agées de 78 ans, et ce, indépendamment de la nature du fonctionnement exécutif et du niveau socioculturel. En conclusion, le vieillissement cognitif « réussi » n’est pas uniquement une vision optimiste du bien vieillir, allant contre des stéréotypes négatifs sur une perte systématique des fonctions cognitives liée à l’âge. Il s’agit d’un concept multidimensionnel qu’il convient de bien cerner si l’on veut mettre en place des stratégies efficaces susceptibles d’intervenir sur le maintien des capacités cognitives avec l’âge. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence l’identification de quatre facteurs déterminant du vieillissement cognitif « réussi » (et pour lesquels une intervention est possible !) qui sont : 1) le maintien des activités sociales tout au long de sa vie ; 2) la préservation d’un bon équilibre du système sympathique-parasympathique ; 3) l’absence de pathologies respiratoires liés au sommeil ; 4) la stabilité des plaintes (sommeil, cognition) exprimées avec l’âge. / The aim of this thesis was to examine cognitive performances of a large French cohort study of elderlies, i.e. the Saint Etienne PROOF-Siempre cohort, in order to assess among several factors which of them could play a prognostic role on a successful cognitive aging including physiological and psychosocial factors. In order to assess these key factors we developped several research axes frequently examining the long-term changes.The first axis of the research consider the overtime evolution of cognitive function in this population. We found that 70% of the 632 participants 67 yrs old at their inclusion in the study with or without sleep related breathing disorders had stable cognitive data 8-yr later. In this sample that we defined as having a successful cognitive aging, the predictive factor was the "high level of social activities" without any contribution of the demographic data, the hypoxemic load or classical vascular and metabolic factors.The second axis of the research we examined the influence of the autonomic nervous system activity of cognitive performances. In a sample of 916 older people, we found that a parameter reflecting the parasympathetic arm of the ANS, the baroreceptor sensitivity, affect when it was found altered the memory function without interference of other cardiovascular risk factor. These results were confirmed in a 8-yr assessment on 425 subjects of the previous sample in whom again a alteration of baroreceptor sensitity affect the long-term changes on memory function with contribution of the other examined factors. This would suggest that autonomic nervous system may also influence the memory changes with aging and assuring a more successful cognitive aging.The third axis of the research was to define how subjective cognitive and sleep complaints remain stable across time and whether subjective estimation of sleep quality may affect the changes on the subjective cognitive complaints. We found again a stability of the subjective cognitive complaint without any interference of sleep quality and aging itself, the quality of life and the presence of anxiety and depression being the most important factors. The four axis of the research examined the possible effect of the degree of social interaction developed along lifetime on the social cognition. We found in group of 100 elderly aged 78 yrs that quality of social interactions in the life-span was the key factor implicated in late social cognitive skills in the elderly without any effect of the executive function status nor the educational and intellectual level.In conclusion, we have demonstrated that in contrast to the most common recognized of a systematic loss of cognitive functions related to age healthy elderlies may have a successful cognitive aging. The "successful" cognitive aging is a multidimensional concept that should clearly identify if one wants to adopt effective strategies to maintain cognitive abilities with age. The different aspects examined in this thesis have highlighted the identification of four determinants of a "successful" cognitive aging: 1) the maintenance of social activities throughout the life; 2) the preservation of a sympathetic-parasympathetic balance of the autonomic nervous system; 3) the lack of sleep-disordered breathing; and 4) the stability of sleep and cognitive complaints generally reported in older population. The application of those strategies may help to prevent the cognitive decline in older populations.

Depuis de nombreuses années, la littérature s’attache à mettre en évidence que, malgré les déficits cognitifs liés à l’avancée en âge, chaque individu peut bénéficier de ses expériences afin de les réinvestir quotidiennement à travers une optimisation de ses comportements, via le maintien d’un certain niveau de plasticité cognitive (i.e., théorie de l’enrichissement cognitif). Dans cette perspective, ce travail vise à appréhender l’étendue de la plasticité comportementale des seniors via l’étude du transfert d’apprentissage issu des exergames. Son ambition est d’établir quels peuvent être les bienfaits de la pratique des exergames afin de lutter contre les effets délétères du vieillissement cognitif normal. Il s’agit, au travers de deux études d’entrainement, d’identifier le potentiel de transférabilité de nouvelles acquisitions cognitives et motrices via cet outil d’entrainement virtuel. La première étude a mis en évidence qu’un programme d’entrainement en exergames de trois mois permet l’amélioration des fonctions exécutives et de la vitesse de traitement de l’information chez des personnes âgées sédentaires. Ces résultats suggèrent que ces améliorations cognitives pourraient prendre leurs sources explicatives, d’une part, via la sollicitation physique se traduisant ici par des améliorations physiques notamment au niveau de l’endurance cardiorespiratoire, et d’autre part, via l’intermédiaire de la stimulation cognitive induite par le jeu qui, grâce à la diversité des tâches et des interactions, a engendré un transfert vers les tests neuropsychologiques. La seconde étude a pour objectif d’identifier l’occurrence d’un transfert virtuel-réel au travers d’un contexte de similarité entre les éléments constituant nos deux tâches expérimentales, à partir d’une tâche de putting au golf. La comparaison de performances des deux groupes d’âges entrainés selon deux contextes d’apprentissage (réel versus virtuel) a mis en évidence que les adultes jeunes étaient parvenus à réinvestir les habiletés acquises issues du virtuel dans le contexte réel, à la différence des adultes âgés qui, bien qu’ils aient atteint une réelle acquisition motrice en contexte virtuel, n’ont pas réussi à réengager de façon optimale leur acquisition antérieure. Ce travail doctoral atteste que les exergames peuvent, à travers une stimulation à la fois physique et cognitive, être un moyen efficace de lutter contre les effets délétères liés à l’avancée en âge. / For years, research literature has underlined that, notwithstanding the cognitive deficits related to advancing age, individuals may continue to benefit from their prior experiences in the optimization of their behavior, aided by the maintenance of a certain level of cognitive plasticity (i.e., concept of enrichment effects). The present research aims to understand the extent of seniors’ behavioral plasticity and establish how exergames may assist them in countering the deleterious effects of normal cognitive aging. This research consists of two studies which aim to identify the potential for cognitive and motor acquisitions via the use of virtual training devices. The first study highlights that a three month exergame training program improved both executive functions and the speed of processing in sedentary seniors. These results suggest that such cognitive improvements may be explained by (1) physical solicitation resulting in improved cardiorespiratory endurance, and (2) by the game-related cognitive stimulation (due to the variety of tasks and interactions) further transferring to neuropsychological tests. The second study is designed to identify the occurrence of a virtual-real transfer through context similarity between our two experimental tasks, both based on a golf-putting task. Compared performances between the two age groups, having trained in one of two learning conditions (real versus virtual) underlined that young adults were able to reinvest the acquired skills from the virtual to the real context, in contrast to older adults. Even though the latter acquired actual motor skills in virtual context, they failed to optimally re-engage prior acquisitions. This doctoral research attests that exergames, through both physical and cognitive stimulation, may be an effective means to counter the deleterious effects related to advancing age.

L'activité de recherche d'information sur le web est devenue courante dans notre vie journalière. Malgré cela, elle pose encore de nombreux problèmes chez l'utilisateur qui ne trouve pas l'information qu'il recherche ou qui se perd devant la quantité d'informations disponible. Cette étude vise à expérimenter un nouveau dispositif de prévisualisation, breveté permettant à des utilisateurs de naviguer et de consulter des pages en profondeur. La tâche consiste à trouver un appartement cible possédant un ou plusieurs critères spécifiques dans un site web d'agence immobilière spécialement conçu. Plusieurs conditions ont été testées. L'une " habituelle " présentant les caractéristiques classiques de recherche, page par page; l'autre " transparente " qui permet de pré-visualiser les pages choisies et de ne sélectionner que les pages pertinentes. Nous nous intéressons à la mise en oeuvre des processus cognitifs ou s'ajoute l'importance du maintien du but de la recherche en mémoire de travail et aussi à la notion de charge cognitive investie dans une telle activité. Nous utilisons entre autres la technique des mouvements oculaires qui permet de déterminer comment un utilisateur traite et recherche des informations dans un document numérique. Par ailleurs, nous comparons les performances de ce dispositif avec une tablette tactile. Les résultats obtenus révèlent des effets significatifs de ce dispositif de prévisualisation.

L'activité de recherche d'information sur le web est devenue courante dans notre vie journalière. Malgré cela, elle pose encore de nombreux problèmes chez l’utilisateur qui ne trouve pas l'information qu’il recherche ou qui se perd devant la quantité d'informations disponible. Cette étude vise à expérimenter un nouveau dispositif de prévisualisation, breveté permettant à des utilisateurs de naviguer et de consulter des pages en profondeur. La tâche consiste à trouver un appartement cible possédant un ou plusieurs critères spécifiques dans un site web d’agence immobilière spécialement conçu. Plusieurs conditions ont été testées. L’une « habituelle » présentant les caractéristiques classiques de recherche, page par page; l’autre « transparente » qui permet de pré-visualiser les pages choisies et de ne sélectionner que les pages pertinentes. Nous nous intéressons à la mise en oeuvre des processus cognitifs ou s’ajoute l’importance du maintien du but de la recherche en mémoire de travail et aussi à la notion de charge cognitive investie dans une telle activité. Nous utilisons entre autres la technique des mouvements oculaires qui permet de déterminer comment un utilisateur traite et recherche des informations dans un document numérique. Par ailleurs, nous comparons les performances de ce dispositif avec une tablette tactile. Les résultats obtenus révèlent des effets significatifs de ce dispositif de prévisualisation. / The research activity of information on the internet has become common in our daily life. Despite this fact, it still raises many problems for the user who does not find the information they want or is lost to the amount of information available. This study aims at testing a new patented preview device, enabling users to browse and view pages in depth. The task is to find a target apartment with one or more specific criteria in a real estate agency designed website. Several conditions were tested. The “usual” condition with the classic search features, page by page, the other "transparent" condition which enables you to preview selected pages and select only relevant pages. We are interested in the implementation of cognitive processes to which is added the importance of maintaining the goal of research in working memory, and also in the concept of cognitive load invested in such activity. We use the technique of eye movements among others which determines how a user addresses and searches for information in a digital document. We also compare the performance of this device to a touch pad. The results show significant effects of such previewing device.

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Depuis de nombreuses années, la recherche dans le domaine du vieillissement s'attache à comprendre ce phénomène complexe et à identifier des solutions aux problématiques médicales, psychologiques, économiques ou sociologiques qui en découlent. Dans ce cadre, le présent travail rend compte des résultats obtenus dans l'identification des facteurs d'utilisation des jeux vidéo comme support de la stimulation cognitive. Afin de répondre à cette question, deux études ont été mises en place : une première expérience s'est attachée à explorer la jouabilité de la console Wii de Nintendo, tandis qu'une seconde visait à déterminer les facteurs d'acceptabilité des jeux vidéo par les seniors. Les travaux portant sur la Wii se sont focalisés sur le critère d'apprenabilité, en s’appuyant sur le cadre théorique de l'utilisabilité dans les Interfaces Homme-Machine. L'objectif était donc d'analyser les données recueillies au terme d'une observation comportementale, afin d'évaluer l'évolution de la maîtrise de l'interaction entre le joueur et le jeu. Les deux jeux retenus étaient le Bowling et le Tennis, auxquels les participants devaient jouer lors de 4 séances comprenant chacune deux parties de chaque jeu. Trois groupes de participants ont été ainsi constitués, comprenant des sujets jeunes, des seniors sans troubles cognitifs, et des seniors souffrant d'un MCI. Trois patients souffrant de la Maladie D'Alzheimer ont également participé à cette étude. Les résultats confirment un effet de l'âge, modéré par l'effet d'apprentissage ; l'effet du profil cognitif s'est avéré plus discret, et l'étude individuelle des trois volontaires souffrant de démence nous encourage à postuler la préservation d'un apprentissage moteur implicite, mais aussi à la présence obligatoire d'un médiateur humain. L'investigation des représentations de nos aînés sur un divertissement « réservé aux jeunes » a été opérationnalisée grâce à la constitution de deux focus groupes. L'objectif était de proposer une prise en main de différents jeux modernes, et d'explorer l'univers des jeux vidéo sous différents aspects, incluant le gameplay, les questions éthiques ou l'investissement financier. Les différentes thématiques étaient abordées de manière à susciter un libre échange entre les participants. Le matériel recueilli a par la suite été soumis à une analyse de contenu thématique : les différents extraits des échanges recueillis lors des deux focus groupes ont été étiquetés au moyen de mots clé, et les étiquettes ainsi obtenues ont permis de construire un arbre thématique. Les résultats de cette étude nous ont permis de mettre en évidence un intérêt très variable pour les jeux vidéo, mais un souci prégnant de préserver ses facultés cognitives. L'amusement est possible mais semble répondre à des critères très hétérogènes ; un consensus sur des jeux impliquant de la réflexion, de la créativité et l'acquisition de nouvelles connaissances s'est néanmoins dégagé. D'un point de vue plus pragmatique, il existe un refus clair d'investir financièrement dans du matériel spécifique (consoles) ou dans les jeux eux-mêmes. Enfin, les jeux de type First Person Shooter, mis en avant pour la sollicitation du réseau visuo-attentionnel, sont massivement rejetés en raison de la violence associée au gameplay. Dans la dernière partie de ce travail, ces résultats sont d'abord mis en relation avec les données de la littérature afin de dégager les apports réalisés et les limites expérimentales des études décrites. Notre réflexion se termine sur une synthèse des recommandations sur l'implémentation du jeu comme support d'entrainement ou de réhabilitation cognitive, mais aussi sur les questions de recherche et les problématiques identifiées au terme de ce cheminement intellectuel et humain. / For many years, research in the field of aging has focused on understanding this complex phenomenon and identifying solutions to medical, economic, psychological or sociological issues linked to it. In this context, the aim of this thesis was to identify factors that facilitate the use of video games as a medium for cognitive stimulation in older adults. To answer this question, two studies were carried out: the first one focused on exploring the gameplay of the Nintendo Wii, and the second one aimed at determining the factors of acceptability for video game in older adults. The work on the Wii was focused on the criterion of learnability, based on the theoretical framework of usability in Human Machine Interfaces. The objective was to analyze the data collected throughout a behavioral experimentation in order to assess the process by which the older adults were able to master the game (either bowling or tennis). Participants had to play four sessions and each session encompassed two sets of each game. Three groups of participants were implemented: younger patients, older adults without cognitive impairment and suffering from Mild Cognitive Impairment respectively. Three patients suffering from Alzheimer's disease also participated in this study. The results confirm an effect of age, which is moderated by the learning effect. The effect of the cognitive profile was more subtle. The analysis of the data for each volunteer with dementia showed that positive results in the games were probably due to the preservation of implicit motor learning, but also required the mandatory presence of a human mediator. The investigation on older adults' representations of entertainments "dedicated to young people" was carried out in two focus groups. The aim was to let older adults play with different modern games, and explore the world of video games from different angles, including gameplay, ethical issues or financial investment. Different themes were brought up in order to encourage free discussion between participants. The collected material was subsequently subjected to thematic content analysis: the different items of material collected during the two focus groups were labeled with key words, and then the tags that we obtained were used to build a theme tree. The results of this study showed that older adults had various interests in video games, but a strong desire to preserve their cognitive functions. For older adults, fun is possible when playing videogames but seems to be linked to very heterogeneous criteria. However, our results showed a consensus among older adults on criteria for appropriate games such as stimulating thinking, creativity and new knowledge. From a more pragmatic point of view, there is a clear refusal to invest in specific equipment for games. Finally, games like First Person Shooter, put forward because of their potential benefit on visual and attentional functions, were rejected because of the violence associated with the gameplay. In the last part of this work, we compared our results with those of the literature in order to identify our contributions as well as the experimental limits of our studies. Then our reflection focused on a summary of guidelines for the implementation of games aiming at supporting cognitive training or rehabilitation. We also analyzed the research questions and issues identified at the end of this intellectual and human process.

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.

Introduction : Les patients atteints de la variante sémantique de l'aphasie primaire progressive (vsAPP) et de trouble neurocognitif majeur dû à la maladie d'Alzheimer (MA) ont des déficits langagiers qui nuisent à leur qualité de vie. Ces déficits sont notamment liés à une atteinte du traitement de la signification des mots ou sémantique. Les thérapies actuelles, telles que les thérapies de rééducation du langage et la pharmacothérapie, ont une efficacité limitée pour améliorer les habiletés langagières chez les personnes atteintes de vsAPP et de MA. Une des raisons pouvant contribuer aux limites de l'efficacité de ces thérapies est qu'ils ne ciblent pas de façon spécifique les substrats cérébraux liés à l'atteinte du traitement sémantique. Or, ces substrats cérébraux ont besoin d'être mieux définis. Plusieurs mesures liées à l'anatomie, à l'activité électrophysiologique et à la modulation de l'activité cérébrale permettent d'étudier les substrats cérébraux associés au traitement sémantique. En ce qui a trait à l'anatomie, il est possible de mesurer le volume de matière grise du cerveau. Comme mesures de l'activité électrophysiologique, on note le potentiel évoqué N400 et la puissance des oscillations au repos. La modulation de l'activité cérébrale permet, pour sa part, d'explorer des liens de causalité entre des processus cognitifs et des réseaux cérébraux. Différentes techniques permettent d'obtenir ces mesures, telles la morphométrie cérébrale, l'électroencéphalographie (EEG) et la stimulation transcrânienne à courant continu (STCC). Objectif : L'objectif général de cette thèse est d'étudier les substrats cérébraux associés au traitement sémantique, au cours du vieillissement, afin de contribuer au développement d'approches thérapeutiques pour améliorer le langage dans le vieillissement pathologique. Hypothèse : L'anatomie et l'activité électrophysiologique cérébrale sont associées au traitement sémantique dans le vieillissement pathologique et normal, et la modulation de l'activité cérébrale permet d'explorer des liens de causalité entre le traitement sémantique et des régions cérébrales. Méthode : Pour atteindre notre objectif, nous avons effectué 4 études. L'étude 1 a pour but d'identifier les régions du cerveau dont le volume de matière grise est lié aux habiletés en lecture de mots, laquelle implique un traitement sémantique, chez des patients atteints de vsAPP et de MA et des aînés sains à l'aide de la morphométrie cérébrale. L'étude 2 a pour but d'étudier le traitement sémantique via le comportement et le potentiel évoqué N400 dans la MA et le vieillissement normal, par le biais d'une revue systématique. L'étude 3 a pour but d'étudier l'activité cérébrale associée au traitement sémantique chez des aînés sains en comparaison à celle de jeunes adultes avec l'EEG. L'étude 4 a pour but d'identifier les régions du cerveau auxquelles la STCC peut être appliquée pour moduler le traitement sémantique par le biais d'une revue de littérature. Résultats : L'étude 1 a révélé que le volume de matière grise du lobe temporal antérieur gauche est associé au nombre d'erreurs commises lors de la lecture de mots, qui implique un traitement sémantique. L'étude 2 a révélé des différences dans le potentiel évoqué N400 entre les personnes atteintes de MA et les aînés sains, ainsi qu'entre ces derniers et les adultes plus jeunes. L'étude 3 a révélé que, malgré un comportement similaire entre les aînés et les jeunes, l'activité électrophysiologique cérébrale associée au traitement sémantique diffère entre les groupes d'âge. L'étude 4 a révélé que la STCC appliquée à des régions des cortex frontal, temporal et pariétal peut moduler le traitement sémantique chez des adultes en santé. Conclusion : Des mesures de l'anatomie et de l'activité électrophysiologique, dont le volume de matière grise du lobe temporal du cerveau et le potentiel évoqué N400, sont associés au traitement sémantique dans le vieillissement pathologique et normal. Les mesures de la modulation de l'activité cérébrale renforcent le rôle de régions cérébrales temporales, frontales et pariétales dans le traitement sémantique. Ces études fournissent des pistes quant aux régions cérébrales qui pourraient être ciblées pour améliorer le traitement sémantique dans le vieillissement pathologique, tel que par l'utilisation de techniques de neuromodulation non-invasive. / Introduction: Patients with the semantic variant of primary progressive aphasia (svPPA) and with Alzheimer's disease (AD) show language impairments that affect their quality of life. One of the main sources of language impairment in these populations is that they present with abnormal processing of the meaning of words (semantic processing deficits). Treatment options currently available, namely pharmacotherapy and language therapy, have limited effectiveness to improve language abilities in these patients. It is possible that a therapy that would directly target the neural substrates involved in semantic processing, unlike currently available therapies, could have a positive impact on language abilities. However, these neural substrates are not that well characterized. Neural substrates of semantic processing can be studied via different anatomical and electrophysiological brain measures, or through neuromodulation of brain activity. To study the structural brain anatomy and electrophysiological brain activity, one can measure respectively gray matter volume and the N400 event-related potential. The measurement of the effects of neuromodulation further allows to explore causal links between cognitive processes and targeted brain regions. Different techniques enable to collect these measures, such as voxel-based morphometry (VBM), electroencephalography (EEG) and transcranial direct current stimulation (tDCS). Objective: The main objective of this thesis is to study the brain substrates related to semantic processing in aging in order to contribute to the development of treatments aiming at improving language abilities. Hypothesis: Anatomical and electrophysiological brain measures are associated with semantic processing in pathological and healthy aging, and neuromodulation allows to explore causal links between semantic processing and brain regions. Methods: To achieve our objective, we conducted 4 studies. Study 1 aims at identifying the brain regions in which gray matter volume is associated with whole-word reading (which implies semantic processing) in patients with svPPA or AD and healthy elderly adults using VBM. Study 2 aims at investigating the N400 event-related potential, associated with semantic processing, in AD and healthy aging through a systematic review. Study 3 aims at investigating the electrophysiological brain activity associated with semantic processing in healthy elderly adults in comparison to young adults using EEG. Study 4 aims at identifying the brain regions that could be targeted with tDCS to modulate semantic processing through a literature review. Results: Study 1 revealed that gray matter volume of the left anterior temporal lobe is associated with the number of errors in whole-word reading, which implies semantic processing. Study 2 revealed differences in the N400 event-related potential between patients with AD and healthy elderly adults, as well as between healthy elderly and younger adults. Study 3 revealed that, despite a similar behavioral performance between elderly and younger adults, some of the electrophysiological activity patterns associated with semantic processing differed between the two age groups. Study 4 revealed that tDCS delivered over the frontal, temporal and parietal cortices can modulate semantic processing in healthy adults. Conclusion: Anatomical and electrophysiological brain measures, including gray matter volume and the N400 event-related potential, are associated with semantic processing in pathological and healthy aging. Neuromodulation measures strengthen the role of temporal, frontal and parietal brain regions in semantic processing. These studies outline brain regions that could be targeted with non-invasive neuromodulation techniques to improve semantic processing in pathological aging.