Dynamique cérébrale et réserve cognitive en situation d’attention sélective dans le vieillissement normal et les troubles de la cognition : approche neurofonctionnelle

Réalisée en cotutelle avec l'Unité de Formation à la Recherche Lettres Arts et Sciences Humaines - Université Nice-Sophia Antipolis.

Douleur, affectivité, personnalité et fonctionnement attentionnel suite à un traumatisme craniocérébral léger

L’objectif principal de la présente thèse est d’étudier la nature multifactorielle des difficultés attentionnelles que présentent les personnes ayant subi un traumatisme craniocérébral léger (TCCL). Plus spécifiquement, nous avons voulu cerner l’impact des symptômes de douleur, ainsi que de facteurs émotifs et de personnalité, sur le fonctionnement attentionnel de personnes ayant eu un TCCL. Afin d’atteindre cet objectif, cette thèse présente trois articles. Dans le premier article, l’impact cognitif/neuropsychologique de la douleur chronique (DC) et de ses variables psychologiques concomitantes a été examiné par le biais d’une recension des écrits. Le deuxième article présente une étude expérimentale portant sur les relations entre des variables liées à la douleur et à l’affectivité, et le fonctionnement attentionnel de personnes ayant subi un TCCL étant à différents stades de récupération, comparativement à un groupe témoin normal. Enfin, un troisième article décrit une étude expérimentale qui a été menée afin d’explorer les associations entre certains facteurs de personnalité (neuroticisme, extraversion) et l’efficacité attentionnelle chez des participants normaux, ainsi que chez des personnes ayant subi un TCCL. Les résultats des articles présentés dans cette thèse démontrent que le TCCL en soi peut nuire au fonctionnement attentionnel, puisque des déficits de l’attention peuvent être observés sur des tâches neuropsychologiques qui mesurent les temps de réaction avec précision. Des variables concomitantes au TCCL peuvent aussi avoir un impact négatif sur l’attention sélective; la présence de symptômes de douleur nuit à la performance sur des tâches d’attention et certains traits de personnalité sont associés à l’efficacité attentionnelle ou aux symptômes post-commotionnels. Cette thèse montre donc que divers facteurs peuvent contribuer aux difficultés d’attention des personnes ayant subi un TCCL. Le neuropsychologue devrait utiliser des tâches sensibles aux atteintes, parfois plus subtiles, que présentent les personnes ayant eu un TCCL lorsqu’il tente de comprendre les difficultés attentionnelles de cette clientèle. De plus, les variables associées à la douleur et certains traits de personnalité devraient être systématiquement évalués lors de l’examen neuropsychologique post-TCCL.

Marqueurs électrophysiologiques des dysfonctions attentionnelles et de leur récupération suite à un traumatisme craniocérébral léger

L’objectif principal de cette thèse était d’obtenir, via l’électrophysiologie cognitive, des indices de fonctionnement post-traumatisme craniocérébral léger (TCCL) pour différents niveaux de traitement de l’information, soit l’attention sélective, les processus décisionnels visuoattentionnels et les processus associés à l’exécution d’une réponse volontaire. L’hypothèse centrale était que les mécanismes de production des lésions de même que la pathophysiologie caractérisant le TCCL engendrent des dysfonctions visuoattentionnelles, du moins pendant la période aiguë suivant le TCCL (i.e. entre 1 et 3 mois post-accident), telles que mesurées à l’aide d’un nouveau paradigme électrophysiologique conçu à cet effet. Cette thèse présente deux articles qui décrivent le travail effectué afin de rencontrer ces objectifs et ainsi vérifier les hypothèses émises. Le premier article présente la démarche réalisée afin de créer une nouvelle tâche d’attention visuospatiale permettant d’obtenir les indices électrophysiologiques (amplitude, latence) et comportementaux (temps de réaction) liés aux processus de traitement visuel et attentionnel précoce (P1, N1, N2-nogo, P2, Ptc) à l’attention visuelle sélective (N2pc, SPCN) et aux processus décisionnels (P3b, P3a) chez un groupe de participants sains (i.e. sans atteinte neurologique). Le deuxième article présente l’étude des effets persistants d’un TCCL sur les fonctions visuoattentionelles via l’obtention des indices électrophysiologiques ciblés (amplitude, latence) et de données comportementales (temps de réaction à la tâche et résultats aux tests neuropsychologiques) chez deux cohortes d’individus TCCL symptomatiques, l’une en phase subaigüe (3 premiers mois post-accident), l’autre en phase chronique (6 mois à 1 an post-accident), en comparaison à un groupe de participants témoins sains. Les résultats des articles présentés dans cette thèse montrent qu’il a été possible de créer une tâche simple qui permet d’étudier de façon rapide et peu coûteuse les différents niveaux de traitement de l’information impliqués dans le déploiement de l’attention visuospatiale. Par la suite, l’utilisation de cette tâche auprès d’individus atteints d’un TCCL testés en phase sub-aiguë ou en phase chronique a permis d’objectiver des profils d’atteintes et de récupération différentiels pour chacune des composantes étudiées. En effet, alors que les composantes associées au traitement précoce de l’information visuelle (P1, N1, N2) étaient intactes, certaines composantes attentionnelles (P2) et cognitivo-attentionnelles (P3a, P3b) étaient altérées, suggérant une dysfonction au niveau des dynamiques spatio-temporelles de l’attention, de l’orientation de l’attention et de la mémoire de travail, à court et/ou à long terme après le TCCL, ceci en présence de déficits neuropsychologiques en phase subaiguë surtout et d’une symptomatologie post-TCCL persistante. Cette thèse souligne l’importance de développer des outils diagnostics sensibles et exhaustifs permettant d’objectiver les divers processus et sous-processus cognitifs susceptible d’être atteints après un TCCL.

Marqueurs électrophysiologiques des dysfonctions attentionnelles et de leur récupération suite à un traumatisme craniocérébral léger

L’objectif principal de cette thèse était d’obtenir, via l’électrophysiologie cognitive, des indices de fonctionnement post-traumatisme craniocérébral léger (TCCL) pour différents niveaux de traitement de l’information, soit l’attention sélective, les processus décisionnels visuoattentionnels et les processus associés à l’exécution d’une réponse volontaire. L’hypothèse centrale était que les mécanismes de production des lésions de même que la pathophysiologie caractérisant le TCCL engendrent des dysfonctions visuoattentionnelles, du moins pendant la période aiguë suivant le TCCL (i.e. entre 1 et 3 mois post-accident), telles que mesurées à l’aide d’un nouveau paradigme électrophysiologique conçu à cet effet. Cette thèse présente deux articles qui décrivent le travail effectué afin de rencontrer ces objectifs et ainsi vérifier les hypothèses émises. Le premier article présente la démarche réalisée afin de créer une nouvelle tâche d’attention visuospatiale permettant d’obtenir les indices électrophysiologiques (amplitude, latence) et comportementaux (temps de réaction) liés aux processus de traitement visuel et attentionnel précoce (P1, N1, N2-nogo, P2, Ptc) à l’attention visuelle sélective (N2pc, SPCN) et aux processus décisionnels (P3b, P3a) chez un groupe de participants sains (i.e. sans atteinte neurologique). Le deuxième article présente l’étude des effets persistants d’un TCCL sur les fonctions visuoattentionelles via l’obtention des indices électrophysiologiques ciblés (amplitude, latence) et de données comportementales (temps de réaction à la tâche et résultats aux tests neuropsychologiques) chez deux cohortes d’individus TCCL symptomatiques, l’une en phase subaigüe (3 premiers mois post-accident), l’autre en phase chronique (6 mois à 1 an post-accident), en comparaison à un groupe de participants témoins sains. Les résultats des articles présentés dans cette thèse montrent qu’il a été possible de créer une tâche simple qui permet d’étudier de façon rapide et peu coûteuse les différents niveaux de traitement de l’information impliqués dans le déploiement de l’attention visuospatiale. Par la suite, l’utilisation de cette tâche auprès d’individus atteints d’un TCCL testés en phase sub-aiguë ou en phase chronique a permis d’objectiver des profils d’atteintes et de récupération différentiels pour chacune des composantes étudiées. En effet, alors que les composantes associées au traitement précoce de l’information visuelle (P1, N1, N2) étaient intactes, certaines composantes attentionnelles (P2) et cognitivo-attentionnelles (P3a, P3b) étaient altérées, suggérant une dysfonction au niveau des dynamiques spatio-temporelles de l’attention, de l’orientation de l’attention et de la mémoire de travail, à court et/ou à long terme après le TCCL, ceci en présence de déficits neuropsychologiques en phase subaiguë surtout et d’une symptomatologie post-TCCL persistante. Cette thèse souligne l’importance de développer des outils diagnostics sensibles et exhaustifs permettant d’objectiver les divers processus et sous-processus cognitifs susceptible d’être atteints après un TCCL.

Attention! Prêt? On s’enTraine! Étude d’efficacité d’un programme d’entraînement intensif des processus attentionnels chez des jeunes ayant subi un traumatisme craniocérébral

Les dysfonctions attentionnelles suivant un traumatisme craniocérébral (TCC) compliquent souvent la reprise des activités de la vie quotidienne et influencent négativement le pronostic de réinsertion socio-académique et professionnelle. Or, les cliniciens de réadaptation disposent d’un nombre limité d’outils de remédiation cognitive dont l’efficacité est démontrée et qui sont adaptés à une population francophone. Cette étude vise à démontrer l’efficacité d’un protocole d’entrainement intensif des fonctions attentionnelles : « Attention! Prêt? On s’enTraine! » (Séguin, Lahaie & Beauchamp, 2012), basé sur une adaptation française de l’« Attention Process Training-I » (APT-I; Sohlberg & Mateer, 1987). Dix-sept participants ayant subi un TCC et présentant des déficits attentionnels ont reçu 15 séances d’entrainement attentionnel avec le programme « Attention! Prêt? On s’enTraine! » (n = 8) ou de l’aide aux devoirs (n = 9). Suite à l’intervention, les participants du groupe expérimental ont amélioré leur rendement dans plusieurs fonctions ciblées par l’intervention attentionnelle, notamment au niveau du balayage visuel, de l’attention sélective et de l’alternance attentionnelle. De plus, les gains se sont généralisés à des fonctions connexes, puisqu’une meilleure performance a été retrouvée dans des tâches de mémoire de travail, d’inhibition, de flexibilité cognitive et de planification visuoconstructive. La démonstration de l’effet positif d’un entrainement intensif sur le rendement attentionnel pourrait inciter les cliniciens et chercheurs à développer et à valider d’autres protocoles de remédiation cognitive francophones, pour les fonctions attentionnelles ou d’autres sphères de la cognition. Par le fait même, le pronostic fonctionnel de la clientèle pédiatrique en traumatologie en sera potentialisé.

Towards a literacy of attention

In 1997, business trend analyst Linda Stone proposed the term "continuous partial attention" to characterise the contemporary experience of wanting to be ‘a live node on the network’. She argued that while it can be a positive and functional behaviour, it also has the potential to be disabling, compromising reflective and creative thought. Subsequent studies have explored the ways in which technology has slowly disrupted the idea and experience of a "centred" and "bounded" self. Studies of ‘Gen Y’ show the ease with which young people accommodate this multiplying of the self as they negotiate their partial friendships and networks of interest with family and work. In teaching and learning circles in tertiary education we talk a lot about problems of student ‘disengagement’. In characterising our challenge this way, are we undermining our potential to understand the tendencies of contemporary learners? This paper begins a consideration of how traditional models, frameworks and practices might oppose these partially engaged but continuously connected and interpersonal "dividuals". What questions does this provoke for learning environments towards harnessing yet counterpointing the crisis students might experience; to recognise but also integrate their multiple selves towards what they aim to become through the process of learning?

Attention and memory bias for body image and health related information using an Emotional Stroop task in a non-clinical sample

It has been proposed that body image disturbance is a form of cognitive bias wherein schemas for self-relevant information guide the selective processing of appearancerelated information in the environment. This threatening information receives disproportionately more attention and memory, as measured by an Emotional Stroop and incidental recall task. The aim of this thesis was to expand the literature on cognitive processing biases in non-clinical males and females by incorporating a number of significant methodological refinements. To achieve this aim, three phases of research were conducted. The initial two phases of research provided preliminary data to inform the development of the main study. Phase One was a qualitative exploration of body image concerns amongst males and females recruited through the general community and from a university. Seventeen participants (eight male; nine female) provided information on their body image and what factors they saw as positively and negatively impacting on their self evaluations. The importance of self esteem, mood, health and fitness, and recognition of the social ideal were identified as key themes. These themes were incorporated as psycho-social measures and Stroop word stimuli in subsequent phases of the research. Phase Two involved the selection and testing of stimuli to be used in the Emotional Stroop task. Six experimental categories of words were developed that reflected a broad range of health and body image concerns for males and females. These categories were high and low calorie food words, positive and negative appearance words, negative emotion words, and physical activity words. Phase Three addressed the central aim of the project by examining cognitive biases for body image information in empirically defined sub-groups. A National sample of males (N = 55) and females (N = 144), recruited from the general community and universities, completed an Emotional Stroop task, incidental memory test, and a collection of psycho-social questionnaires. Sub-groups of body image disturbance were sought using a cluster analysis, which identified three sub-groups in males (Normal, Dissatisfied, and Athletic) and four sub-groups in females (Normal, Health Conscious, Dissatisfied, and Symptomatic). No differences were noted between the groups in selective attention, although time taken to colour name the words was associated with some of the psycho-social variables. Memory biases found across the whole sample for negative emotion, low calorie food, and negative appearance words were interpreted as reflecting the current focus on health and stigma against being unattractive. Collectively these results have expanded our understanding of processing biases in the general community by demonstrating that the processing biases are found within non-clinical samples and that not all processing biases are associated with negative functionality

Why is there a gender gap in children presenting for Attention Deficit/Hyperactivity Disorder services?

This study addressed why girls are less likely to be referred for mental health services for attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD) than boys. Ninety-six parents of children with elevated ADHD symptoms and 140 elementary school teachers read vignettes about children with ADHD. Half of the participants read vignettes with boys' names, and half read the same vignettes but with girls' names. Participants then rated their likeliness to seek or recommend services for the child in each vignette. Parents and teachers were less likely to seek or recommend services for girls than boys with ADHD, but results did not support the hypothesis that this is because girls are less disruptive than boys. Rather, differences in service seeking were explained by the fact that parents and teachers believed that learning assistance is less effective for girls than boys with ADHD.

Does lymphedema following breast cancer warrant clinical attention?

Secondary lymphedema (swelling) after breast cancer treatment usually develops on the hand, arm, shoulder, and/or breast on the treated side. It is commonly associated with the presence of other upper-body symptoms, such as pain and aching1; it impacts physical and psychosocial functioning and adversely influences quality of life.2 Moreover, it is considered incurable, progressive, and difficult to treat. Arguably, lymphedema is the most problematic and dreaded treatment-related complication of breast cancer.3

Human brain regions required for the dividing and switching of attention between two features of a single object

This combined PET and ERP study was designed to identify the brain regions activated in switching and divided attention between different features of a single object using matched sensory stimuli and motor response. The ERP data have previously been reported in this journal [64]. We now present the corresponding PET data. We identified partially overlapping neural networks with paradigms requiring the switching or dividing of attention between the elements of complex visual stimuli. Regions of activation were found in the prefrontal and temporal cortices and cerebellum. Each task resulted in different prefrontal cortical regions of activation lending support to the functional subspecialisation of the prefrontal and temporal cortices being based on the cognitive operations required rather than the stimuli themselves.

An exploration of varieties of visual attention : ERP findings

A set of five tasks was designed to examine dynamic aspects of visual attention: selective attention to color, selective attention to pattern, dividing and switching attention between color and pattern, and selective attention to pattern with changing target. These varieties of visual attention were examined using the same set of stimuli under different instruction sets; thus differences between tasks cannot be attributed to differences in the perceptual features of the stimuli. ERP data are presented for each of these tasks. A within-task analysis of different stimulus types varying in similarity to the attended target feature revealed that an early frontal selection positivity (FSP) was evident in selective attention tasks, regardless of whether color was the attended feature. The scalp distribution of a later posterior selection negativity (SN) was affected by whether the attended feature was color or pattern. The SN was largely unaffected by dividing attention across color and pattern. A large widespread positivity was evident in most conditions, consisting of at least three subcomponents which were differentially affected by the attention conditions. These findings are discussed in relation to prior research and the time course of visual attention processes in the brain.

Further evidence for a deficit in switching attention in schizophrenia

In this study, sustained, selective, divided, and switching attention, and reloading of working memory were investigated in schizophrenia by using a newly developed Visual Attention Battery (VAB). Twenty-four outpatients with schizophrenia and 24 control participants were studied using the VAB. Performance on VAB components was correlated with performance of standard tests. Patients with schizophrenia were significantly impaired on VAB tasks that required switching of attention and reloading of working memory but had normal performance on tasks involving sustained attention or attention to multiple stimulus features. Switching attention and reloading of working memory were highly correlated with Trails (B - A) score for patients. The decline in performance on the switching-attention task in patients with schizophrenia met criteria for a differential deficit in switching attention. Future research should examine the neurophysiological basis of the switching deficit and its sensitivity and specificity to schizophrenia.