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207 Research products, page 1 of 21

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10
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  • Open Access French
    Authors: 
    Duquette, Marco;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

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

  • Open Access French
    Authors: 
    Giasson-Gariépy, Karine;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Objectifs : L’objectif principal est d’évaluer la faisabilité de l’utilisation d’un paradigme de réactivité aux stimuli dans un contexte de neuroimagerie fonctionnelle (IRMf) pour comparer le craving induit entre deux groupes de consommateurs actifs, un groupe de sujets dépendants à la cocaïne (GC; n = 12) et un groupe dépendants à la cocaïne et qui abusent de cannabis également (GCM; n = 16). Les objectifs secondaires sont de comparer entre les groupes l’induction du craving, les patrons d'activations cérébrales associés, puis de corréler les activations cérébrales et le craving. Méthode : Un paradigme standard de réactivité aux stimuli a été utilisé dans un contexte d’IRMf. Nous avons présenté des stimuli neutres et reliés à la cocaïne sous forme de deux séquences vidéos. Des mesures subjectives du craving ont été obtenues avant et après chacun des blocs en utilisant l’échelle visuelle analogue (VAS). Résultats : L’induction du craving a été possible dans ces deux groupes, sans différence significative. Nous avons observé une augmentation des cotes VAS pré-vidéos au fil du temps pour le vidéo cocaïne dans le GCM. Nous avons observé une activation significative du lobule pariétal gauche GC > GCM, sans corrélation avec le craving subjectif. Conclusion : Ces résultats suggèrent que des adaptations des mesures standards d’évaluation du craving sont probablement nécessaires lorsque des utilisateurs actifs sont étudiés, notamment dans un contexte de co-utilisation de substances. Le déficit en décroissance du craving dans le GCM et la différence d’activation cérébrale au niveau pariétal pourraient être associés à un effet du cannabis, mais d’autres études sont nécessaires. Objectives: The main goal is to assess the feasibility of using a cue-reactivity paradigm in the context of functional neuroimaging (fMRI) to compare craving induction between two groups of active users; a group of cocaine-dependent subjects (GC; n = 12) and a cocaine-dependent and cannabis users group (GCM; n = 16). Secondary goals are to compare craving induction between groups, associated brain activation patterns, and then to correlate cerebral activations to craving. Method: A standard cue-reactivity paradigm was used in an fMRI context. We presented neutral and cocaine-related cues using two video sequences. Subjective measurements of craving were obtained before and after each block using the visual analog scale (VAS). Results: Induction of craving was achieved in these two groups, with no significant difference between them. We observed an increase in PRE-video VAS scores over time during the cocaine video in the GCM. We observed a significant activation of the left parietal lobule, GC > GCM, without correlation with subjective craving. Conclusion: These results suggest that adaptations of standard measurements of craving evaluation are probably necessary when active users are studied, particularly in the context of co-substance use. The deficit in craving decay in the GCM and the difference in cerebral activation at the parietal level could be associated with a modulation effect from cannabis, but other studies are needed.

  • Open Access English
    Authors: 
    Viens, Isabelle;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

  • Other research product . Other ORP type . 2017
    Open Access French
    Authors: 
    Paquette, Sébastien;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    L’objectif de cette thèse est de comparer les mécanismes fondamentaux liés à la perception émotionnelle vocale et musicale. Cet objectif est sustenté par de nombreux rapports et théories appuyant l'idée de substrats neuronaux communs pour le traitement des émotions vocales et musicales. Il est proposé que la musique, afin de nous faire percevoir des émotions, recrute/recycle les circuits émotionnels qui ont évolué principalement pour le traitement des vocalisations biologiquement importantes (p.ex. cris pleurs). Bien que certaines études ont relevé de grandes similarités entre ces deux timbres (voix, musique) du point de vue cérébral (traitement émotionnel) et acoustique (expressions émotionnelles), certaines différences acoustiques et neuronales spécifique à chaque timbre ont également été observées. Il est possible que les différences rapportées ne soient pas spécifiques au timbre, mais observées en raison de facteurs spécifiques aux stimuli utilisés tels que leur complexité et leur longueur. Ici, il est proposé de contourner les problèmes de comparabilité de stimulus, par l’utilisation des expressions émotionnelles les plus simples dans les deux domaines. Pour atteindre l’objectif global de la thèse, les travaux ont été réalisés en deux temps. Premièrement, une batterie de stimuli émotionnels musicaux comparables aux stimuli vocaux déjà disponibles (Voix Affectives Montréalaises) a été développée. Des stimuli (Éclats Émotionnels Musicaux) exprimant 4 émotions (joie, peur, tristesse, neutralité) performés au violon et à la clarinette ont été enregistrés et validés. Ces Éclats Émotionnels Musicaux ont obtenu un haut taux de reconnaissance (M=80.4%) et reçu des jugements d’arousal (éveil/stimulation) et de valence correspondant à l’émotion qu’il représentait. Nous avons donc pu, dans un deuxième temps, utiliser ces stimuli nouvellement validés et les Voix Affectives Montréalaises pour réaliser deux études de comparaison expérimentales. D’abord, nous avons effectué à l’aide de l’imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle une comparaison des circuits neuronaux utilisés pour le traitement de ces deux types d’expressions émotionnelles. Indépendamment de leur nature vocale ou musicale, une activité cérébrale spécifique à l'émotion a été observée dans le cortex auditif (centrée sur le gyrus temporal supérieur) et dans les régions limbiques (gyrus parahippocampique/amygdale), alors qu'aucune activité spécifique aux stimuli vocaux ou musicaux n'a été observée. Par la suite, nous avons comparé la perception des émotions vocales et musicales sous simulation d’implant cochléaire. Cette simulation affectant grandement la perception des indices acoustiques liés aux hauteurs tonales (important pour la discrimination émotionnelle), nous a permis de déterminer quels indices acoustiques secondaires à ceux-ci sont importants pour la perception émotionnelle chez les utilisateurs d’implant cochléaire. L’examen des caractéristiques acoustiques et des jugements émotionnels a permis de déterminer que certaines caractéristiques timbrales (clarté, énergie et rugosité) communes à la voix et la musique sont utilisées pour réaliser des jugements émotionnels sous simulations d’implant cochléaire, dans les deux domaines. L’attention que nous avons portée au choix des stimuli nous a permis de mettre de l’avant les grandes similarités (acoustique, neuronales) impliquées dans la perception des émotions vocales et musicales. Cette convergence d’évidence donne un appui important à l’hypothèse de circuits neuronaux fondamentaux commun pour le traitement des émotions vocales et musicales. The aim of this thesis is to compare the fundamental mechanisms related to vocal and musical emotion perception. This objective is supported by many reports and theories bringing forward the idea of common neural substrates for the treatment of vocal and musical emotions. It is proposed that music, in order to make us perceive emotions, recruits/recycles the emotional circuits that evolved mainly for the treatment of biologically important vocalisations (e.g. cries, screams). Although some studies have found great similarities between these two timbres (voice, music) from the cerebral (emotional treatment) and acoustic (emotional expressions) point of view, some acoustic and neural differences specific to each timbre have also been reported. It is possible that the differences described are not specific to the timbre but are observed due to factors specific to the stimuli used such as their complexity and length. Here, it is proposed to circumvent the problems of stimulus comparability by using the simplest emotional expressions in both domains. To achieve the overall objective of the thesis, the work was carried out in two stages. First, a battery of musical emotional stimuli comparable to the vocal stimuli already available (Montreal Affective Voices) was developed. Stimuli (Musical Emotional Bursts) expressing 4 emotions (happiness, fear, sadness, neutrality) performed on the violin and clarinet were recorded and validated. These Musical Emotional Bursts obtained a high recognition rate (M = 80.4%) and received arousal and valence judgments corresponding to the emotion they represented. Secondly, we were able to use these newly validated stimuli and the Montreal Affective Voices to perform two experimental comparison studies. First, functional magnetic resonance imaging was used to compare the neural circuits used to process these two types of emotional expressions. Independently of their vocal or musical nature, emotion-specific activity was observed in the auditory cortex (centered on the superior temporal gyrus) and in the limbic regions (amygdala/parahippocampal gyrus), whereas no activity specific to vocal or musical stimuli was observed. Subsequently, we compared the perception of vocal and musical emotions under cochlear implant simulation. This simulation greatly affects the perception of acoustic indices related to pitch (important for emotional discrimination), allowing us to determine which acoustic indices secondary to these are important for emotional perception in cochlear implant users. Examination of acoustic characteristics and emotional judgments determined that certain timbral characteristics (brightness, energy, and roughness) common to voice and music are used to make emotional judgments in both domains, under cochlear implant simulations. The specific attention to our stimuli selection has allowed us to put forward the similarities (acoustic, neuronal) involved in the perception of vocal and musical emotions. This convergence of evidence provides important support to the hypothesis of a fundamental common neural circuit for the processing of vocal and musical emotions.

  • Open Access English
    Authors: 
    Shearer, Kaden;
    Country: Canada

    Background: The study of impact biomechanics in contact sports has improved our current understanding of concussion mechanisms and the cumulative effects of subconcussive impacts on brain health. Impact exposure is often described by the total insults an athlete sustains or peak magnitude, however, these metrics do not consider underlying properties of the acceleration-time impact profile. It remains unknown whether additional kinematic information can better differentiate impact exposure across positions and session types or characterize subclinical brain changes. Purpose: The objective of this project was to examine potential differences in the biomechanical properties of impacts sustained by collegiate football athletes. These parameters were also used to evaluate changes in functional connectivity and resting perfusion over a season of football. Methods: Helmet accelerometer data were analyzed to characterize subconcussive impact exposure among collegiate football athletes. Impact frequency (per session), peak linear and rotational magnitude, impact duration, area under the acceleration-time curve, impulse, and peak head jerk were used to differentiate mechanical loading events between positional groups, as well as across session types. Resting-state neuroimaging was also used to evaluate the relationship between positional group, impact biomechanics, and concussion history with changes in functional connectivity and resting perfusion in a subset of athletes following subconcussive impact exposure. Results: Biomechanical differences were found in all parameters of interest between session types and positional groups. Several properties of the linear acceleration profile, in addition to rotational velocity, highlighted alterations in regional hemodynamics and functional connectivity within the brain, whereas no such differences were observed using impact count or peak linear acceleration alone. Scaling the functional connectivity data by resting perfusion altered the observed differences in some regions of the brain, highlighting the shared variance that exists between functional network re-organization and perturbations to local physiology following subconcussive impact exposure. Conclusion: These findings indicate that kinematic profile analyses may provide novel insight beyond impact count or peak magnitude that allows for a more complete characterization of impact biomechanics. Altogether, this approach creates a strong paradigm for future studies to examine how these impact parameters relate to injury risk following exposure to repetitive subconcussive head impacts.

  • Open Access English
    Authors: 
    Harrison, Amabilis Helen;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

  • Open Access English
    Authors: 
    Dinh-Williams, Lê-Anh Laurence;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Contexte: Plusieurs études ont démontré que les indices environnementaux associés à la cigarette peuvent provoquer des envies de consommer (« cravings ») chez les fumeurs, ce qui nuit aux efforts d’abandon de la substance et favorise le maintien du tabagisme. Un bon nombre d’études en imagerie cérébrale ont examiné les bases neurophysiologiques de cette caractéristique clinique. Le tabagisme se caractérise aussi par l’incapacité des représentations négatives de la consommation (méfaits médicaux et sociaux) d’influencer la consommation des fumeurs. Étonnamment toutefois, très peu de travaux de recherche se sont intéressés à examiner les bases neurophysiologiques de cette insouciance envers les méfaits de la cigarette chez les fumeurs. En utilisant l'imagerie cérébrale fonctionnelle, l'objectif de cette étude était: d’examiner la réponse neurophysiologique des fumeurs chroniques à des images qui illustrent les effets négatifs de la cigarette (campagne anti-tabac); d’examiner le caractère affectif de cette réactivité utilisant des conditions contrôles (c.-à-d., images aversives non-liées au tabac et appétitives liées au tabac); d'examiner la connectivité fonctionnelle durant cette tâche entre les systèmes affectifs et exécutifs (une interaction qui peut favoriser ou entraver l'impact des évènements aversifs). Méthodes: 30 fumeurs chroniques ont passé une session de neuroimagerie durant laquelle ils devaient regarder des images appétitives et aversives de cigarettes, des images aversives non-reliées au tabac et des images neutres. Résultats: Les images aversives liés au tabagisme suscitent une plus grande activation dans le cortex médial préfrontal, l'amygdale, le gyrus frontal inférieur et le cortex orbitofrontal latéral en comparaison avec les images neutres, mais une moins grande activation dans des structures médiaux / sous-corticales comparé aux images aversives non-reliés et images appétitives reliées aux tabac. L’activité du système exécutif présente une connectivité fonctionnelle négative avec le système affectif lorsque les images aversives sont liées au tabac, mais pas quand elles ne le sont pas. Conclusions: Le modèle d'activation du cerveau observé suggère qu’il y a un biais dans la réactivité des fumeurs chroniques lorsqu’ils observent des représentations négatives de la consommation du tabac. L’activité du système exécutif cérébral semble promouvoir chez les fumeurs une baisse d’activité dans des régions impliquées dans la genèse d’une réponse physiologique affective; il s’agit d’un mécanisme qui permettrait de réduire l’impact persuasif de ces représentations des méfaits de la cigarette sur la consommation des fumeurs. Background: Studies have shown that appetitive smoking-related stimuli trigger important cravings in smokers which promote the maintenance of smoking behavior. Neuroimaging studies have been valuable in elucidating the mechanisms underlying this clinical feature. However, another important but under-explored feature of tobacco dependence is the inability for aversive smoking-related stimuli, such as anti-smoking campaigns, to influence this craving and smoking response. Using functional magnetic resonance imaging, the goal of this study was three-fold: to examine the neurobiological response of chronic smokers when processing aversive smoking-related cues; to further characterize this response using control conditions (i.e., aversive nonsmoking-related, appetitive smoking-related cues); to examine the pattern of functional connectivity during this task between executive and affective systems that may interact in ways that promote or hinder the impact of aversive events. Methods: Thirty chronic smokers passively viewed aversive smoking-related, aversive nonsmoking-related, appetitive smoking-related and neutral images presented in a block design while being scanned. Results: Aversive smoking-related stimuli elicited significantly greater activation in the medial prefrontal cortex, amygdala, inferior frontal gyrus and lateral orbitofrontal cortex than neutral stimuli. Aversive smoking-related stimuli elicited lower activation in medial/subcortical structures compared to the processing of aversive nonsmoking-related and appetitive smoking cues. Executive and affective systems are negatively associated when aversive cues are smoking-related, but not when nonsmoking-related. Conclusion: The brain activation pattern observed suggests that chronic smokers experience an aversive response when processing aversive smoking related stimuli, however we argue that the latter triggers a weaker negative emotional and driving response than the aversive nonsmoking-related and appetitive smoking-related cues respectively. Executive systems, activated during aversive smoking-related processing, may act to down-regulate activity in regions key to an affective and persuasive response; a mechanism that may reduce the extent to which “feeling bad” affects a change in behavior.

  • Open Access French
    Authors: 
    Simard, Isabelle;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Les individus autistes présentent un profil cognitif particulier. Par exemple, contrairement aux non-autistes, ils tendent à obtenir des scores plus élevés au test des Matrices progressives de Raven (RSPM) qu’aux tests de QI de Wechsler. Ils peuvent aussi résoudre les items du RSPM plus rapidement. Les mécanismes cérébraux sous-tendant cette différence sont toutefois encore peu connus. Cette étude vise à caractériser comment l’activité du réseau fronto-pariétal de raisonnement est modulée par la complexité de la tâche chez les individus autistes (AUT) en comparaison à un groupe contrôle (Non-AUT) lors d’une tâche de raisonnement fluide. Pour ce faire, nous avons ré-analysé les données d’une étude précédente, dans laquelle 15 AUT et 18 Non-AUT ont résolu les 60 problèmes du RSPM alors qu’ils se trouvaient dans un scanner IRM. Lorsque la complexité du raisonnement augmentait, nous avons observé une augmentation de l’activité dans des aires occipitales chez le groupe AUT, et dans les régions frontales et pariétales chez le groupe Non-AUT. De plus, alors que la complexité du raisonnement augmentait, la modulation de la connectivité entre les régions impliquées dans le raisonnement était moins grande chez les AUT et ces derniers montraient une implication plus ciblée des aires occipitales lors de cette modulation que les Non-AUT. La moins grande modulation du réseau impliqué dans le raisonnement pour une performance semblable suggère que les individus autistes sont moins affectés par la complexité des tâches de raisonnement non verbal. Aussi, ils dépendent plus de processus visuospatiaux pour résoudre les matrices plus complexes que les participants non-autistes. Ces résultats nous apportent une meilleure compréhension des processus cognitifs impliqués dans l’intelligence autistique et de l’influence positive du sur-fonctionnement perceptif autistique sur celle-ci. Having a distinct cognitive profile, autistic individuals, as opposed to non-autistics, tend to obtain higher scores at the Raven’s Progressive Matrices test (RSPM), than at the Wechsler IQ tests and to resolve the items of the RSPM more quickly. Though, the cerebral processes underlying these differences are not well known. Re-analyzing data previously published (Soulières et al., 2009), this study aims to characterize the modulation of the reasoning network by task complexity in the fronto-parietal reasoning network in autistic individuals (AUT) in comparison to a control group (Non-AUT) during a fluid reasoning task. 15 AUT and 18 Non-AUT resolved the 60 RSPM problems while lying in an MRI. As reasoning complexity was increasing, an increase in the activity in the occipital areas in the AUT group, and in frontal and parietal areas for the Non-AUT group were observed. Moreover, as task complexity was increasing, the modulation of the connectivity between areas involved in reasoning was lower in AUT, and they showed a more narrowly focused implication of occipital areas in this modulation as opposed to Non-AUT. These results suggest that autistic individuals are less affected by task complexity, given a lower modulation of the reasoning network that they exhibit for a similar accuracy, and rely more on visuospatial processes to solve complex matrices. These results give us a better understanding of the cognitive processes engaged in autistic intelligence and on the positive influence that the autistic enhanced perceptual functioning has on it.

  • Open Access French
    Authors: 
    Nadeau, Alexandra;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    La maladie de Parkinson (MP) est la deuxième maladie neurodégénérative la plus répandue au Canada et dans d’autres pays industrialisés. Cette pathologie se caractérise par des symptômes moteurs tels que les tremblements de repos, la rigidité musculaire, la difficulté à initier les gestes volontaires et la lenteur dans l’exécution des mouvements (i.e., akinésie et bradykinésie). Des symptômes non moteurs, tels que des troubles cognitifs, de sommeil et autres sont également couramment rencontrés. L’activité physique s’est montrée jusqu’à ce jour un complément intéressant aux traitements pharmacologiques et neurochirurgicaux existants pour soulager les symptômes de la MP. Cependant, malgré les connaissances acquises jusqu’à présent concernant l’impact de l’exercice physique chez les personnes atteintes de cette maladie, il est possible de constater que plusieurs questions demeurent encore sans réponse ou peu élucidées. Le présent travail s’insère donc dans un immense projet de recherche qui a pour but de combler certaines de ces lacunes. Plus précisément, l’objectif principal de cette thèse est d’évaluer les effets d’un entrainement de type aérobie chez une population atteinte de la MP sur les paramètres de marche, la mobilité du membre supérieur et les structures anatomiques cérébrales. Un second objectif est d’observer les relations existantes entre ces trois composantes, et d’autres paramètres tels que l’amélioration des capacités aérobies, les fonctions exécutives et les capacités d’apprentissage d’une nouvelle séquence motrice. Vingt adultes en bonne santé et 19 personnes atteintes de la MP ont participé à un programme d’entraînement de 3 mois sur vélo stationnaire, à raison de 3 séances par semaine durant lesquelles la durée (20 à 40 minutes) et l’intensité (60% à 80% de la fréquence cardiaque maximale) étaient augmentées de façon progressive. Plusieurs mesures telles que le patron de la I marche, la mobilité du membre supérieur, les fonctions exécutives, l’apprentissage d’une tâche motrice, les capacités aérobies (VO2 pic), les symptômes moteurs de la MP et quelques métriques provenant de données d’imagerie par résonance magnétique ont été acquises avant et après le programme d’exercice. Les résultats ont permis de démontrer qu’un entraînement de 3 mois sur vélo stationnaire est bénéfique pour les gens atteints de la MP. En effet, ce type d’exercice permet d’augmenter la cadence et la vitesse marche. Il est également possible de réduire la force antagoniste, en plus d’améliorer la propagation du signal neuromusculaire antagoniste, améliorant globalement la mobilité du membre supérieur. Finalement, un exercice aérobie de 3 mois permettre également d’augmenter le volume de certaines structures cérébrales, tel que le globus pallidus. Ce projet de recherche est parmi les premiers à démontrer l’efficacité d’un programme d’entraînement aérobie sur vélo stationnaire pour améliorer les paramètres de la marche et la mobilité du membre supérieur. Cette étude est également la première à investiguer les effets de l’exercice sur les structures cérébrales de personnes atteintes de la MP et ainsi essayer de comprendre les mécanismes qui sont sous-jacents aux améliorations des symptômes moteurs et non-moteurs suite à un programme d’activité physique d’intensité modérée à élevée. Nous croyons que les résultats obtenus aideront les spécialistes de l’activité physique à offrir une prescription d’exercice adaptée et variée pour la population de gens atteints de la maladie de Parkinson. Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease in Canada and other industrialized countries. The pathology is characterized by motor symptoms such as resting tremor, muscle rigidity, difficulty in initiating voluntary gestures and slowness in the execution of movements (i.e. bradykinesia). Non-motor symptoms, such as cognitive impairment, sleep disorders and others are commonly encountered. To date, physical activity has been an interesting complement to existing pharmacological and neurosurgical treatments to relieve the symptoms of PD. However, despite the knowledge gained so far about the impact of physical exercise in patients with the disease, it is possible to note that many questions remain unanswered or unclear. This work is part of a larger research project that aims to fill some of theses gaps. More specifically, the main objective of this thesis is to evaluate the effects of an aerobic training in a population with PD on walking parameters, upper limb mobility and anatomical brain structures. A second objective is to observe the relationships existing between these three components, and with other parameters such as the improvement of aerobic capacities, the executive functions and the learning capacities of a new motor skill. 20 healthy adults and 19 persons with PD participated in a 3-month stationary recumbent bicycle training program, with 3 sessions per week during which the duration (20 to 40 minutes) and intensity (60 to 80%) were increased gradually. Several measures such as walking pattern, upper limb function, executive functions, learning of a new motor skill, aerobic capacities (VO2 peak), motor symptoms of PD and magnetic resonance imaging were acquired before and after the exercise program. The results showed that a 3-month training on stationary bike is beneficial for people with PD. Indeed, this type of exercise can increase the cadence and walking speed. It is also possible III to reduce the antagonist force, in addition to improve the propagation of this neuromuscular signal, generally improving the mobility of the upper limb. Finally, an aerobic exercise of 3 months can also increase the volume of certain brain structures, such as globus pallidus. This research project is among the first to demonstrate the effectiveness of a stationary bicycle aerobic exercise program to improve gait parameters and upper limb function in persons with PD. This study is also the first to investigate the effects of exercise on the brain structures of these patients and to try to understand the mechanisms that underlie improvements in motor and non-motor symptoms following a moderate to high intensity exercise program. We believe that the results obtained will help physical activity specialists to provide a more tailored and varied exercise prescription for people living with Parkinson’s disease.

  • Open Access French
    Authors: 
    Desjardins, Marie-Ève;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Le somnambulisme se caractérise par des comportements moteurs complexes au cours du sommeil, dans un état où persiste une altération des fonctions cognitives, du jugement et de la conscience. Bien que cette parasomnie affecte jusqu’à 4% des adultes, sa physiopathologie demeure peu documentée à ce jour. Conceptualisé au départ comme un trouble reflétant une transition incomplète du sommeil vers l’éveil, le somnambulisme est maintenant aussi considéré comme un trouble reflétant des anomalies au niveau du sommeil lent profond (SLP). L’objectif de la thèse est de documenter la physiopathologie du trouble à la lumière de ces conceptualisations, en caractérisant l’activité cérébrale de somnambules à l’éveil et en sommeil lent profond à l’aide de deux techniques novatrices : les analyses de connectivité fonctionnelle cérébrale et la tomographie par émission monophotonique. Ces deux techniques sont particulièrement indiquées pour l’étude du sommeil et, bien que largement utilisées pour décrire le sommeil régulier, celles-ci n’avaient jamais encore été utilisées pour décrire le SLP de somnambules. Dans une première étude, des analyses de connectivité fonctionnelle cérébrale ont permis d’investiguer les changements d’interdépendance et de synchronisation des signaux EEG de 27 somnambules. La période de 20 secondes immédiatement avant le déclenchement d’un épisode de somnambulisme a été comparée à la période survenant 2 minutes avant leur déclenchement. Les résultats montrent que les épisodes sont précédés par des changements dans la connectivité fonctionnelle cérébrale qui suggèrent le passage vers un état plus près de l’éveil: une diminution de la connectivité locale dans la bande delta, caractéristique du sommeil, ainsi qu’une augmentation de la connectivité dans la bande beta, caractéristique de l’éveil, sur de longs réseaux inter-hémisphériques impliquant les régions frontales, pariétales et occipitales. Ces résultats soulignent que la coexistence entre le sommeil et l’éveil qui sous-tend les épisodes se manifeste également sous forme de changements au niveau des réseaux de connectivité cérébrale et que des marqueurs de cette coexistence s’installent avant même les manifestations comportementales des épisodes. Cette coexistence suggérant des anomalies du processus de transition vers l’éveil, elle appuie par ailleurs la classification du somnambulisme dans la catégorie des troubles de l’éveil. Dans une deuxième étude, la tomographie par émission monophotonique a été utilisée afin de caractériser le SLP et l’éveil, suivant 24 heures de privation de sommeil, de 10 somnambules et 10 participants contrôles. Les résultats révèlent que les somnambules, lorsque comparés aux participants contrôles, montrent une diminution de la perfusion en SLP dans plusieurs régions frontales et pariétales, régions qui ont préalablement été associées à la génération du SLP et à l’occurrence d’épisodes. De plus, les résultats en SLP montrent une diminution de la perfusion dans le cortex préfrontal dorsolatéral et l’insula, ce qui est congruent avec des manifestations cliniques des épisodes. À l’éveil, une diminution de la perfusion est observée chez les somnambules dans plusieurs régions frontales et pariétales, ce qui peut être mis en lien avec les dysfonctions cognitives et fonctionnelles diurnes observées chez cette population. En résumé, cette thèse suggère que le somnambulisme est associé à des anomalies fonctionnelles cérébrales qui s’étendent au-delà des épisodes eux-mêmes, affectant la période précédant leur déclenchement, de même que le SLP et l’éveil suivant privation de sommeil. Ainsi, elle souligne l’importance d’en arriver à une compréhension de la physiopathologie du somnambulisme qui prenne en considération la façon dont ce trouble se manifeste en dehors des épisodes comportementaux. Somnambulism is characterized by the occurrence of complex motor behaviours during NREM sleep in a state in which consciousness, judgement and cognitive functions are altered. Although the disorder affects up to 4% of adults, its pathophysiology remains poorly understood. Initially viewed as a disorder reflecting an incomplete transition from sleep to wakefulness, sleepwalking is now also conceptualized as reflecting key anomalies in slow-wave sleep. The main objective of this thesis was to characterize the cerebral activity of sleepwalkers during wakefulness and during slow-wave sleep in order to elucidate the nature of episode occurrence as well as the disorder’s pathophysiology. EEG functional connectivity analysis and single-photon emission computed tomography (SPECT) are two innovative methods that have been widely used to describe normal sleep. However, these methods had not yet been used to investigate sleepwalkers’ slow wave sleep. In study 1, EEG functional connectivity analyses were used to investigate changes in EEG signal synchronization and interdependency in a group of 27 sleepwalkers who experienced a somnambulistic episode during slow-wave sleep. The 20-sec segment of sleep EEG immediately preceding each patient’s episode was compared with the 20-sec segment occurring two minutes prior to episode onset. Results show that episode onset is preceded by changes in EEG functional connectivity, including decreased delta connectivity in parietal and occipital regions and increased beta connectivity in symmetric inter-hemispheric networks implicating frontal, parietal and occipital areas. These results indicate that somnambulistic episodes are preceded by brain processes characterized by the co-existence of arousal and deep sleep and provide new insights into sleepwalking’s pathophysiology while bolstering its conceptualization as a disorder of arousal. In study 2, SPECT was used to investigate recovery slow-wave sleep and wakefulness following sleep deprivation in 10 sleepwalkers and 10 matched controls. When compared to controls, sleepwalkers showed decreased rCBF in frontal and parietal areas, regions previously associated with slow-wave sleep generation and episode occurrence. Additionally, reduced rCBF was found in the dorsolateral prefrontal cortex and insula during recovery slow-wave sleep, which is consistent with several clinical features of somnambulistic episodes. Reduced rCBF found during sleepwalkers’ resting-state wakefulness in frontal and parietal regions may be related to daytime cognitive and functional anomalies previously described in this population. Taken as a whole, the results from this thesis suggest that sleepwalking is characterized by cerebral functional anomalies that extend well beyond the episodes themselves. In fact, not only are such anomalies observed immediately preceding episode onset, but also more generally during sleepwalkers’ recovery slow-wave sleep and resting-state wakefulness following sleep deprivation. These findings highlight the importance of conceptualizing sleepwalking’s pathophysiology in a way that adequately accounts for how the disorder manifests itself outside of actual behavioural episodes.

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207 Research products, page 1 of 21
  • Open Access French
    Authors: 
    Duquette, Marco;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

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

  • Open Access French
    Authors: 
    Giasson-Gariépy, Karine;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Objectifs : L’objectif principal est d’évaluer la faisabilité de l’utilisation d’un paradigme de réactivité aux stimuli dans un contexte de neuroimagerie fonctionnelle (IRMf) pour comparer le craving induit entre deux groupes de consommateurs actifs, un groupe de sujets dépendants à la cocaïne (GC; n = 12) et un groupe dépendants à la cocaïne et qui abusent de cannabis également (GCM; n = 16). Les objectifs secondaires sont de comparer entre les groupes l’induction du craving, les patrons d'activations cérébrales associés, puis de corréler les activations cérébrales et le craving. Méthode : Un paradigme standard de réactivité aux stimuli a été utilisé dans un contexte d’IRMf. Nous avons présenté des stimuli neutres et reliés à la cocaïne sous forme de deux séquences vidéos. Des mesures subjectives du craving ont été obtenues avant et après chacun des blocs en utilisant l’échelle visuelle analogue (VAS). Résultats : L’induction du craving a été possible dans ces deux groupes, sans différence significative. Nous avons observé une augmentation des cotes VAS pré-vidéos au fil du temps pour le vidéo cocaïne dans le GCM. Nous avons observé une activation significative du lobule pariétal gauche GC > GCM, sans corrélation avec le craving subjectif. Conclusion : Ces résultats suggèrent que des adaptations des mesures standards d’évaluation du craving sont probablement nécessaires lorsque des utilisateurs actifs sont étudiés, notamment dans un contexte de co-utilisation de substances. Le déficit en décroissance du craving dans le GCM et la différence d’activation cérébrale au niveau pariétal pourraient être associés à un effet du cannabis, mais d’autres études sont nécessaires. Objectives: The main goal is to assess the feasibility of using a cue-reactivity paradigm in the context of functional neuroimaging (fMRI) to compare craving induction between two groups of active users; a group of cocaine-dependent subjects (GC; n = 12) and a cocaine-dependent and cannabis users group (GCM; n = 16). Secondary goals are to compare craving induction between groups, associated brain activation patterns, and then to correlate cerebral activations to craving. Method: A standard cue-reactivity paradigm was used in an fMRI context. We presented neutral and cocaine-related cues using two video sequences. Subjective measurements of craving were obtained before and after each block using the visual analog scale (VAS). Results: Induction of craving was achieved in these two groups, with no significant difference between them. We observed an increase in PRE-video VAS scores over time during the cocaine video in the GCM. We observed a significant activation of the left parietal lobule, GC > GCM, without correlation with subjective craving. Conclusion: These results suggest that adaptations of standard measurements of craving evaluation are probably necessary when active users are studied, particularly in the context of co-substance use. The deficit in craving decay in the GCM and the difference in cerebral activation at the parietal level could be associated with a modulation effect from cannabis, but other studies are needed.

  • Open Access English
    Authors: 
    Viens, Isabelle;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

  • Other research product . Other ORP type . 2017
    Open Access French
    Authors: 
    Paquette, Sébastien;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    L’objectif de cette thèse est de comparer les mécanismes fondamentaux liés à la perception émotionnelle vocale et musicale. Cet objectif est sustenté par de nombreux rapports et théories appuyant l'idée de substrats neuronaux communs pour le traitement des émotions vocales et musicales. Il est proposé que la musique, afin de nous faire percevoir des émotions, recrute/recycle les circuits émotionnels qui ont évolué principalement pour le traitement des vocalisations biologiquement importantes (p.ex. cris pleurs). Bien que certaines études ont relevé de grandes similarités entre ces deux timbres (voix, musique) du point de vue cérébral (traitement émotionnel) et acoustique (expressions émotionnelles), certaines différences acoustiques et neuronales spécifique à chaque timbre ont également été observées. Il est possible que les différences rapportées ne soient pas spécifiques au timbre, mais observées en raison de facteurs spécifiques aux stimuli utilisés tels que leur complexité et leur longueur. Ici, il est proposé de contourner les problèmes de comparabilité de stimulus, par l’utilisation des expressions émotionnelles les plus simples dans les deux domaines. Pour atteindre l’objectif global de la thèse, les travaux ont été réalisés en deux temps. Premièrement, une batterie de stimuli émotionnels musicaux comparables aux stimuli vocaux déjà disponibles (Voix Affectives Montréalaises) a été développée. Des stimuli (Éclats Émotionnels Musicaux) exprimant 4 émotions (joie, peur, tristesse, neutralité) performés au violon et à la clarinette ont été enregistrés et validés. Ces Éclats Émotionnels Musicaux ont obtenu un haut taux de reconnaissance (M=80.4%) et reçu des jugements d’arousal (éveil/stimulation) et de valence correspondant à l’émotion qu’il représentait. Nous avons donc pu, dans un deuxième temps, utiliser ces stimuli nouvellement validés et les Voix Affectives Montréalaises pour réaliser deux études de comparaison expérimentales. D’abord, nous avons effectué à l’aide de l’imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle une comparaison des circuits neuronaux utilisés pour le traitement de ces deux types d’expressions émotionnelles. Indépendamment de leur nature vocale ou musicale, une activité cérébrale spécifique à l'émotion a été observée dans le cortex auditif (centrée sur le gyrus temporal supérieur) et dans les régions limbiques (gyrus parahippocampique/amygdale), alors qu'aucune activité spécifique aux stimuli vocaux ou musicaux n'a été observée. Par la suite, nous avons comparé la perception des émotions vocales et musicales sous simulation d’implant cochléaire. Cette simulation affectant grandement la perception des indices acoustiques liés aux hauteurs tonales (important pour la discrimination émotionnelle), nous a permis de déterminer quels indices acoustiques secondaires à ceux-ci sont importants pour la perception émotionnelle chez les utilisateurs d’implant cochléaire. L’examen des caractéristiques acoustiques et des jugements émotionnels a permis de déterminer que certaines caractéristiques timbrales (clarté, énergie et rugosité) communes à la voix et la musique sont utilisées pour réaliser des jugements émotionnels sous simulations d’implant cochléaire, dans les deux domaines. L’attention que nous avons portée au choix des stimuli nous a permis de mettre de l’avant les grandes similarités (acoustique, neuronales) impliquées dans la perception des émotions vocales et musicales. Cette convergence d’évidence donne un appui important à l’hypothèse de circuits neuronaux fondamentaux commun pour le traitement des émotions vocales et musicales. The aim of this thesis is to compare the fundamental mechanisms related to vocal and musical emotion perception. This objective is supported by many reports and theories bringing forward the idea of common neural substrates for the treatment of vocal and musical emotions. It is proposed that music, in order to make us perceive emotions, recruits/recycles the emotional circuits that evolved mainly for the treatment of biologically important vocalisations (e.g. cries, screams). Although some studies have found great similarities between these two timbres (voice, music) from the cerebral (emotional treatment) and acoustic (emotional expressions) point of view, some acoustic and neural differences specific to each timbre have also been reported. It is possible that the differences described are not specific to the timbre but are observed due to factors specific to the stimuli used such as their complexity and length. Here, it is proposed to circumvent the problems of stimulus comparability by using the simplest emotional expressions in both domains. To achieve the overall objective of the thesis, the work was carried out in two stages. First, a battery of musical emotional stimuli comparable to the vocal stimuli already available (Montreal Affective Voices) was developed. Stimuli (Musical Emotional Bursts) expressing 4 emotions (happiness, fear, sadness, neutrality) performed on the violin and clarinet were recorded and validated. These Musical Emotional Bursts obtained a high recognition rate (M = 80.4%) and received arousal and valence judgments corresponding to the emotion they represented. Secondly, we were able to use these newly validated stimuli and the Montreal Affective Voices to perform two experimental comparison studies. First, functional magnetic resonance imaging was used to compare the neural circuits used to process these two types of emotional expressions. Independently of their vocal or musical nature, emotion-specific activity was observed in the auditory cortex (centered on the superior temporal gyrus) and in the limbic regions (amygdala/parahippocampal gyrus), whereas no activity specific to vocal or musical stimuli was observed. Subsequently, we compared the perception of vocal and musical emotions under cochlear implant simulation. This simulation greatly affects the perception of acoustic indices related to pitch (important for emotional discrimination), allowing us to determine which acoustic indices secondary to these are important for emotional perception in cochlear implant users. Examination of acoustic characteristics and emotional judgments determined that certain timbral characteristics (brightness, energy, and roughness) common to voice and music are used to make emotional judgments in both domains, under cochlear implant simulations. The specific attention to our stimuli selection has allowed us to put forward the similarities (acoustic, neuronal) involved in the perception of vocal and musical emotions. This convergence of evidence provides important support to the hypothesis of a fundamental common neural circuit for the processing of vocal and musical emotions.

  • Open Access English
    Authors: 
    Shearer, Kaden;
    Country: Canada

    Background: The study of impact biomechanics in contact sports has improved our current understanding of concussion mechanisms and the cumulative effects of subconcussive impacts on brain health. Impact exposure is often described by the total insults an athlete sustains or peak magnitude, however, these metrics do not consider underlying properties of the acceleration-time impact profile. It remains unknown whether additional kinematic information can better differentiate impact exposure across positions and session types or characterize subclinical brain changes. Purpose: The objective of this project was to examine potential differences in the biomechanical properties of impacts sustained by collegiate football athletes. These parameters were also used to evaluate changes in functional connectivity and resting perfusion over a season of football. Methods: Helmet accelerometer data were analyzed to characterize subconcussive impact exposure among collegiate football athletes. Impact frequency (per session), peak linear and rotational magnitude, impact duration, area under the acceleration-time curve, impulse, and peak head jerk were used to differentiate mechanical loading events between positional groups, as well as across session types. Resting-state neuroimaging was also used to evaluate the relationship between positional group, impact biomechanics, and concussion history with changes in functional connectivity and resting perfusion in a subset of athletes following subconcussive impact exposure. Results: Biomechanical differences were found in all parameters of interest between session types and positional groups. Several properties of the linear acceleration profile, in addition to rotational velocity, highlighted alterations in regional hemodynamics and functional connectivity within the brain, whereas no such differences were observed using impact count or peak linear acceleration alone. Scaling the functional connectivity data by resting perfusion altered the observed differences in some regions of the brain, highlighting the shared variance that exists between functional network re-organization and perturbations to local physiology following subconcussive impact exposure. Conclusion: These findings indicate that kinematic profile analyses may provide novel insight beyond impact count or peak magnitude that allows for a more complete characterization of impact biomechanics. Altogether, this approach creates a strong paradigm for future studies to examine how these impact parameters relate to injury risk following exposure to repetitive subconcussive head impacts.

  • Open Access English
    Authors: 
    Harrison, Amabilis Helen;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

  • Open Access English
    Authors: 
    Dinh-Williams, Lê-Anh Laurence;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Contexte: Plusieurs études ont démontré que les indices environnementaux associés à la cigarette peuvent provoquer des envies de consommer (« cravings ») chez les fumeurs, ce qui nuit aux efforts d’abandon de la substance et favorise le maintien du tabagisme. Un bon nombre d’études en imagerie cérébrale ont examiné les bases neurophysiologiques de cette caractéristique clinique. Le tabagisme se caractérise aussi par l’incapacité des représentations négatives de la consommation (méfaits médicaux et sociaux) d’influencer la consommation des fumeurs. Étonnamment toutefois, très peu de travaux de recherche se sont intéressés à examiner les bases neurophysiologiques de cette insouciance envers les méfaits de la cigarette chez les fumeurs. En utilisant l'imagerie cérébrale fonctionnelle, l'objectif de cette étude était: d’examiner la réponse neurophysiologique des fumeurs chroniques à des images qui illustrent les effets négatifs de la cigarette (campagne anti-tabac); d’examiner le caractère affectif de cette réactivité utilisant des conditions contrôles (c.-à-d., images aversives non-liées au tabac et appétitives liées au tabac); d'examiner la connectivité fonctionnelle durant cette tâche entre les systèmes affectifs et exécutifs (une interaction qui peut favoriser ou entraver l'impact des évènements aversifs). Méthodes: 30 fumeurs chroniques ont passé une session de neuroimagerie durant laquelle ils devaient regarder des images appétitives et aversives de cigarettes, des images aversives non-reliées au tabac et des images neutres. Résultats: Les images aversives liés au tabagisme suscitent une plus grande activation dans le cortex médial préfrontal, l'amygdale, le gyrus frontal inférieur et le cortex orbitofrontal latéral en comparaison avec les images neutres, mais une moins grande activation dans des structures médiaux / sous-corticales comparé aux images aversives non-reliés et images appétitives reliées aux tabac. L’activité du système exécutif présente une connectivité fonctionnelle négative avec le système affectif lorsque les images aversives sont liées au tabac, mais pas quand elles ne le sont pas. Conclusions: Le modèle d'activation du cerveau observé suggère qu’il y a un biais dans la réactivité des fumeurs chroniques lorsqu’ils observent des représentations négatives de la consommation du tabac. L’activité du système exécutif cérébral semble promouvoir chez les fumeurs une baisse d’activité dans des régions impliquées dans la genèse d’une réponse physiologique affective; il s’agit d’un mécanisme qui permettrait de réduire l’impact persuasif de ces représentations des méfaits de la cigarette sur la consommation des fumeurs. Background: Studies have shown that appetitive smoking-related stimuli trigger important cravings in smokers which promote the maintenance of smoking behavior. Neuroimaging studies have been valuable in elucidating the mechanisms underlying this clinical feature. However, another important but under-explored feature of tobacco dependence is the inability for aversive smoking-related stimuli, such as anti-smoking campaigns, to influence this craving and smoking response. Using functional magnetic resonance imaging, the goal of this study was three-fold: to examine the neurobiological response of chronic smokers when processing aversive smoking-related cues; to further characterize this response using control conditions (i.e., aversive nonsmoking-related, appetitive smoking-related cues); to examine the pattern of functional connectivity during this task between executive and affective systems that may interact in ways that promote or hinder the impact of aversive events. Methods: Thirty chronic smokers passively viewed aversive smoking-related, aversive nonsmoking-related, appetitive smoking-related and neutral images presented in a block design while being scanned. Results: Aversive smoking-related stimuli elicited significantly greater activation in the medial prefrontal cortex, amygdala, inferior frontal gyrus and lateral orbitofrontal cortex than neutral stimuli. Aversive smoking-related stimuli elicited lower activation in medial/subcortical structures compared to the processing of aversive nonsmoking-related and appetitive smoking cues. Executive and affective systems are negatively associated when aversive cues are smoking-related, but not when nonsmoking-related. Conclusion: The brain activation pattern observed suggests that chronic smokers experience an aversive response when processing aversive smoking related stimuli, however we argue that the latter triggers a weaker negative emotional and driving response than the aversive nonsmoking-related and appetitive smoking-related cues respectively. Executive systems, activated during aversive smoking-related processing, may act to down-regulate activity in regions key to an affective and persuasive response; a mechanism that may reduce the extent to which “feeling bad” affects a change in behavior.

  • Open Access French
    Authors: 
    Simard, Isabelle;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Les individus autistes présentent un profil cognitif particulier. Par exemple, contrairement aux non-autistes, ils tendent à obtenir des scores plus élevés au test des Matrices progressives de Raven (RSPM) qu’aux tests de QI de Wechsler. Ils peuvent aussi résoudre les items du RSPM plus rapidement. Les mécanismes cérébraux sous-tendant cette différence sont toutefois encore peu connus. Cette étude vise à caractériser comment l’activité du réseau fronto-pariétal de raisonnement est modulée par la complexité de la tâche chez les individus autistes (AUT) en comparaison à un groupe contrôle (Non-AUT) lors d’une tâche de raisonnement fluide. Pour ce faire, nous avons ré-analysé les données d’une étude précédente, dans laquelle 15 AUT et 18 Non-AUT ont résolu les 60 problèmes du RSPM alors qu’ils se trouvaient dans un scanner IRM. Lorsque la complexité du raisonnement augmentait, nous avons observé une augmentation de l’activité dans des aires occipitales chez le groupe AUT, et dans les régions frontales et pariétales chez le groupe Non-AUT. De plus, alors que la complexité du raisonnement augmentait, la modulation de la connectivité entre les régions impliquées dans le raisonnement était moins grande chez les AUT et ces derniers montraient une implication plus ciblée des aires occipitales lors de cette modulation que les Non-AUT. La moins grande modulation du réseau impliqué dans le raisonnement pour une performance semblable suggère que les individus autistes sont moins affectés par la complexité des tâches de raisonnement non verbal. Aussi, ils dépendent plus de processus visuospatiaux pour résoudre les matrices plus complexes que les participants non-autistes. Ces résultats nous apportent une meilleure compréhension des processus cognitifs impliqués dans l’intelligence autistique et de l’influence positive du sur-fonctionnement perceptif autistique sur celle-ci. Having a distinct cognitive profile, autistic individuals, as opposed to non-autistics, tend to obtain higher scores at the Raven’s Progressive Matrices test (RSPM), than at the Wechsler IQ tests and to resolve the items of the RSPM more quickly. Though, the cerebral processes underlying these differences are not well known. Re-analyzing data previously published (Soulières et al., 2009), this study aims to characterize the modulation of the reasoning network by task complexity in the fronto-parietal reasoning network in autistic individuals (AUT) in comparison to a control group (Non-AUT) during a fluid reasoning task. 15 AUT and 18 Non-AUT resolved the 60 RSPM problems while lying in an MRI. As reasoning complexity was increasing, an increase in the activity in the occipital areas in the AUT group, and in frontal and parietal areas for the Non-AUT group were observed. Moreover, as task complexity was increasing, the modulation of the connectivity between areas involved in reasoning was lower in AUT, and they showed a more narrowly focused implication of occipital areas in this modulation as opposed to Non-AUT. These results suggest that autistic individuals are less affected by task complexity, given a lower modulation of the reasoning network that they exhibit for a similar accuracy, and rely more on visuospatial processes to solve complex matrices. These results give us a better understanding of the cognitive processes engaged in autistic intelligence and on the positive influence that the autistic enhanced perceptual functioning has on it.

  • Open Access French
    Authors: 
    Nadeau, Alexandra;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    La maladie de Parkinson (MP) est la deuxième maladie neurodégénérative la plus répandue au Canada et dans d’autres pays industrialisés. Cette pathologie se caractérise par des symptômes moteurs tels que les tremblements de repos, la rigidité musculaire, la difficulté à initier les gestes volontaires et la lenteur dans l’exécution des mouvements (i.e., akinésie et bradykinésie). Des symptômes non moteurs, tels que des troubles cognitifs, de sommeil et autres sont également couramment rencontrés. L’activité physique s’est montrée jusqu’à ce jour un complément intéressant aux traitements pharmacologiques et neurochirurgicaux existants pour soulager les symptômes de la MP. Cependant, malgré les connaissances acquises jusqu’à présent concernant l’impact de l’exercice physique chez les personnes atteintes de cette maladie, il est possible de constater que plusieurs questions demeurent encore sans réponse ou peu élucidées. Le présent travail s’insère donc dans un immense projet de recherche qui a pour but de combler certaines de ces lacunes. Plus précisément, l’objectif principal de cette thèse est d’évaluer les effets d’un entrainement de type aérobie chez une population atteinte de la MP sur les paramètres de marche, la mobilité du membre supérieur et les structures anatomiques cérébrales. Un second objectif est d’observer les relations existantes entre ces trois composantes, et d’autres paramètres tels que l’amélioration des capacités aérobies, les fonctions exécutives et les capacités d’apprentissage d’une nouvelle séquence motrice. Vingt adultes en bonne santé et 19 personnes atteintes de la MP ont participé à un programme d’entraînement de 3 mois sur vélo stationnaire, à raison de 3 séances par semaine durant lesquelles la durée (20 à 40 minutes) et l’intensité (60% à 80% de la fréquence cardiaque maximale) étaient augmentées de façon progressive. Plusieurs mesures telles que le patron de la I marche, la mobilité du membre supérieur, les fonctions exécutives, l’apprentissage d’une tâche motrice, les capacités aérobies (VO2 pic), les symptômes moteurs de la MP et quelques métriques provenant de données d’imagerie par résonance magnétique ont été acquises avant et après le programme d’exercice. Les résultats ont permis de démontrer qu’un entraînement de 3 mois sur vélo stationnaire est bénéfique pour les gens atteints de la MP. En effet, ce type d’exercice permet d’augmenter la cadence et la vitesse marche. Il est également possible de réduire la force antagoniste, en plus d’améliorer la propagation du signal neuromusculaire antagoniste, améliorant globalement la mobilité du membre supérieur. Finalement, un exercice aérobie de 3 mois permettre également d’augmenter le volume de certaines structures cérébrales, tel que le globus pallidus. Ce projet de recherche est parmi les premiers à démontrer l’efficacité d’un programme d’entraînement aérobie sur vélo stationnaire pour améliorer les paramètres de la marche et la mobilité du membre supérieur. Cette étude est également la première à investiguer les effets de l’exercice sur les structures cérébrales de personnes atteintes de la MP et ainsi essayer de comprendre les mécanismes qui sont sous-jacents aux améliorations des symptômes moteurs et non-moteurs suite à un programme d’activité physique d’intensité modérée à élevée. Nous croyons que les résultats obtenus aideront les spécialistes de l’activité physique à offrir une prescription d’exercice adaptée et variée pour la population de gens atteints de la maladie de Parkinson. Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease in Canada and other industrialized countries. The pathology is characterized by motor symptoms such as resting tremor, muscle rigidity, difficulty in initiating voluntary gestures and slowness in the execution of movements (i.e. bradykinesia). Non-motor symptoms, such as cognitive impairment, sleep disorders and others are commonly encountered. To date, physical activity has been an interesting complement to existing pharmacological and neurosurgical treatments to relieve the symptoms of PD. However, despite the knowledge gained so far about the impact of physical exercise in patients with the disease, it is possible to note that many questions remain unanswered or unclear. This work is part of a larger research project that aims to fill some of theses gaps. More specifically, the main objective of this thesis is to evaluate the effects of an aerobic training in a population with PD on walking parameters, upper limb mobility and anatomical brain structures. A second objective is to observe the relationships existing between these three components, and with other parameters such as the improvement of aerobic capacities, the executive functions and the learning capacities of a new motor skill. 20 healthy adults and 19 persons with PD participated in a 3-month stationary recumbent bicycle training program, with 3 sessions per week during which the duration (20 to 40 minutes) and intensity (60 to 80%) were increased gradually. Several measures such as walking pattern, upper limb function, executive functions, learning of a new motor skill, aerobic capacities (VO2 peak), motor symptoms of PD and magnetic resonance imaging were acquired before and after the exercise program. The results showed that a 3-month training on stationary bike is beneficial for people with PD. Indeed, this type of exercise can increase the cadence and walking speed. It is also possible III to reduce the antagonist force, in addition to improve the propagation of this neuromuscular signal, generally improving the mobility of the upper limb. Finally, an aerobic exercise of 3 months can also increase the volume of certain brain structures, such as globus pallidus. This research project is among the first to demonstrate the effectiveness of a stationary bicycle aerobic exercise program to improve gait parameters and upper limb function in persons with PD. This study is also the first to investigate the effects of exercise on the brain structures of these patients and to try to understand the mechanisms that underlie improvements in motor and non-motor symptoms following a moderate to high intensity exercise program. We believe that the results obtained will help physical activity specialists to provide a more tailored and varied exercise prescription for people living with Parkinson’s disease.

  • Open Access French
    Authors: 
    Desjardins, Marie-Ève;
    Publisher: Université de Montréal
    Country: Canada

    Le somnambulisme se caractérise par des comportements moteurs complexes au cours du sommeil, dans un état où persiste une altération des fonctions cognitives, du jugement et de la conscience. Bien que cette parasomnie affecte jusqu’à 4% des adultes, sa physiopathologie demeure peu documentée à ce jour. Conceptualisé au départ comme un trouble reflétant une transition incomplète du sommeil vers l’éveil, le somnambulisme est maintenant aussi considéré comme un trouble reflétant des anomalies au niveau du sommeil lent profond (SLP). L’objectif de la thèse est de documenter la physiopathologie du trouble à la lumière de ces conceptualisations, en caractérisant l’activité cérébrale de somnambules à l’éveil et en sommeil lent profond à l’aide de deux techniques novatrices : les analyses de connectivité fonctionnelle cérébrale et la tomographie par émission monophotonique. Ces deux techniques sont particulièrement indiquées pour l’étude du sommeil et, bien que largement utilisées pour décrire le sommeil régulier, celles-ci n’avaient jamais encore été utilisées pour décrire le SLP de somnambules. Dans une première étude, des analyses de connectivité fonctionnelle cérébrale ont permis d’investiguer les changements d’interdépendance et de synchronisation des signaux EEG de 27 somnambules. La période de 20 secondes immédiatement avant le déclenchement d’un épisode de somnambulisme a été comparée à la période survenant 2 minutes avant leur déclenchement. Les résultats montrent que les épisodes sont précédés par des changements dans la connectivité fonctionnelle cérébrale qui suggèrent le passage vers un état plus près de l’éveil: une diminution de la connectivité locale dans la bande delta, caractéristique du sommeil, ainsi qu’une augmentation de la connectivité dans la bande beta, caractéristique de l’éveil, sur de longs réseaux inter-hémisphériques impliquant les régions frontales, pariétales et occipitales. Ces résultats soulignent que la coexistence entre le sommeil et l’éveil qui sous-tend les épisodes se manifeste également sous forme de changements au niveau des réseaux de connectivité cérébrale et que des marqueurs de cette coexistence s’installent avant même les manifestations comportementales des épisodes. Cette coexistence suggérant des anomalies du processus de transition vers l’éveil, elle appuie par ailleurs la classification du somnambulisme dans la catégorie des troubles de l’éveil. Dans une deuxième étude, la tomographie par émission monophotonique a été utilisée afin de caractériser le SLP et l’éveil, suivant 24 heures de privation de sommeil, de 10 somnambules et 10 participants contrôles. Les résultats révèlent que les somnambules, lorsque comparés aux participants contrôles, montrent une diminution de la perfusion en SLP dans plusieurs régions frontales et pariétales, régions qui ont préalablement été associées à la génération du SLP et à l’occurrence d’épisodes. De plus, les résultats en SLP montrent une diminution de la perfusion dans le cortex préfrontal dorsolatéral et l’insula, ce qui est congruent avec des manifestations cliniques des épisodes. À l’éveil, une diminution de la perfusion est observée chez les somnambules dans plusieurs régions frontales et pariétales, ce qui peut être mis en lien avec les dysfonctions cognitives et fonctionnelles diurnes observées chez cette population. En résumé, cette thèse suggère que le somnambulisme est associé à des anomalies fonctionnelles cérébrales qui s’étendent au-delà des épisodes eux-mêmes, affectant la période précédant leur déclenchement, de même que le SLP et l’éveil suivant privation de sommeil. Ainsi, elle souligne l’importance d’en arriver à une compréhension de la physiopathologie du somnambulisme qui prenne en considération la façon dont ce trouble se manifeste en dehors des épisodes comportementaux. Somnambulism is characterized by the occurrence of complex motor behaviours during NREM sleep in a state in which consciousness, judgement and cognitive functions are altered. Although the disorder affects up to 4% of adults, its pathophysiology remains poorly understood. Initially viewed as a disorder reflecting an incomplete transition from sleep to wakefulness, sleepwalking is now also conceptualized as reflecting key anomalies in slow-wave sleep. The main objective of this thesis was to characterize the cerebral activity of sleepwalkers during wakefulness and during slow-wave sleep in order to elucidate the nature of episode occurrence as well as the disorder’s pathophysiology. EEG functional connectivity analysis and single-photon emission computed tomography (SPECT) are two innovative methods that have been widely used to describe normal sleep. However, these methods had not yet been used to investigate sleepwalkers’ slow wave sleep. In study 1, EEG functional connectivity analyses were used to investigate changes in EEG signal synchronization and interdependency in a group of 27 sleepwalkers who experienced a somnambulistic episode during slow-wave sleep. The 20-sec segment of sleep EEG immediately preceding each patient’s episode was compared with the 20-sec segment occurring two minutes prior to episode onset. Results show that episode onset is preceded by changes in EEG functional connectivity, including decreased delta connectivity in parietal and occipital regions and increased beta connectivity in symmetric inter-hemispheric networks implicating frontal, parietal and occipital areas. These results indicate that somnambulistic episodes are preceded by brain processes characterized by the co-existence of arousal and deep sleep and provide new insights into sleepwalking’s pathophysiology while bolstering its conceptualization as a disorder of arousal. In study 2, SPECT was used to investigate recovery slow-wave sleep and wakefulness following sleep deprivation in 10 sleepwalkers and 10 matched controls. When compared to controls, sleepwalkers showed decreased rCBF in frontal and parietal areas, regions previously associated with slow-wave sleep generation and episode occurrence. Additionally, reduced rCBF was found in the dorsolateral prefrontal cortex and insula during recovery slow-wave sleep, which is consistent with several clinical features of somnambulistic episodes. Reduced rCBF found during sleepwalkers’ resting-state wakefulness in frontal and parietal regions may be related to daytime cognitive and functional anomalies previously described in this population. Taken as a whole, the results from this thesis suggest that sleepwalking is characterized by cerebral functional anomalies that extend well beyond the episodes themselves. In fact, not only are such anomalies observed immediately preceding episode onset, but also more generally during sleepwalkers’ recovery slow-wave sleep and resting-state wakefulness following sleep deprivation. These findings highlight the importance of conceptualizing sleepwalking’s pathophysiology in a way that adequately accounts for how the disorder manifests itself outside of actual behavioural episodes.