Bioactive Glass in Lumbar Spondylodesis. A Pre-Clinical and Clinical Study

Bioactive glasses (BGs) form a group of synthetic, surface-active, composition-dependent, silica-based biomaterials with osteoconductive, osteopromotive, and even angiogenic, as well as antibacterial, properties. A national interdisciplinary research group, within the Combio Technology Program (2003–2007), developed a porous load-bearing composite for surgical applications made of BG 1–98 and polymer fibers. The pre-clinical part of this thesis focused on the in vitro and in vivo testing of the composite materials in a rabbit femur and spinal posterolateral fusion model. The femur model failed to demonstrate the previously seen positive effect of BG 1–98 on osteogenesis, probably due to the changed resorption properties of BG in the form of fibers. The spine study was terminated early due to adverse events. In vitro cultures showed the growth inhibition of human mesenchymal stems next to BG 1–98 fibers and radical pH changes. A prospective, long-term, follow-up study was conducted on BG–S53P4 and autogenous bone used as bone graft substitutes for instrumented posterolateral spondylodesis in the treatment of degenerative spondylolisthesis (n=17) and unstable burst fractures (n=10) during 1996–1998. The operative outcome was evaluated from X-rays and CT scans, and a clinical examination was also performed. On the BG side, a solid fusion was observed in the CT scans of 12 patients, and a partial fusion was found in 5 patients, the result being a total fusion rate in all fusion sites (n=41) 88% for levels L4/5 and L5/S1 in the spondylolisthesis group. In the spine fracture group, solid fusion was observed in five patients, and partial fusion was found in five resulting in a total fusion rate of 71% of all fusion sites (n=21). The pre-clinical results suggest that under certain conditions the physical form of BG can be more critical than its chemical composition when a clinical application is designed. The first long-term clinical results concerning the use of BG S53P4 as bone graft material in instrumented posterolateral spondylodesis seems to be a safe procedure, associated with a very low complication rate. BG S53P4 used as a stand-alone bone substitute cannot be regarded as being as efficient as AB in promoting solid fusion.

Are alveolar bone changes a determinant factor for "cara inchada" in cattle?

In order to study possible alterations of the skeleton which might play a role in the pathogenesis of the periodontitis of "cara inchada" in young cattle, ribs from 20 affected calves, 2 to 10 months old, were examined. Electrolytically decalcified longitudinal sections of the costochondral junction and cross sections through the corpus costae, stained with Haematoxylin-Eosin, were studied. In five calves, longitudinal sections of the proximal humerus were examined as well. The status of mineralization was checked by microradiograms. Systemic alteration of the skeleton due to disturbances of mineral metabolism could not be shown in any of the animals. In seven 2 to 4 months old calves, no bone changes were found. The reduced osteogenesis in six 3 to 5 months old calves and the reduced osteogenesis and diminished chondral growth in seven 5 to 10 months old calves are therefore a consequence of the disease. The results show that the development of the alveolar bone was not defective, so this cannot be a determinant factor for the development of the periodontitis of "cara inchada" in cattle.

Experimental Studies on Non-Metallic Composite Bone Implants With a Special Reference to Staphylococcal Biofilm Infection

Non-metallic implants made of bioresorbable or biostable synthetic polymers are attractive options in many surgical procedures, ranging from bioresorbable suture anchors of arthroscopic surgery to reconstructive skull implants made of biostable fiber-reinforced composites. Among other benefits, non-metallic implants produce less interference in imaging. Bioresorbable polymer implants may be true multifunctional, serving as osteoconductive scaffolds and as matrices for simultaneous delivery of bone enhancement agents. As a major advantage for loading conditions, mechanical properties of biostable fiber-reinforced composites can be matched with those of the bone. Unsolved problems of these biomaterials are related to the risk of staphylococcal biofilm infections and to the low osteoconductivity of contemporary bioresorbable composite implants. This thesis was focused on the research and development of a multifunctional implant model with enhanced osteoconductivity and low susceptibility to infection. In addition, the experimental models for assessment, diagnostics and prophylaxis of biomaterial-related infections were established. The first experiment (Study I) established an in vitro method for simultaneous evaluation of calcium phosphate and biofilm formation on bisphenol-Aglycidyldimethacrylate and triethylenglycoldimethacrylate (BisGMA-TEGDMA) thermosets with different content of bioactive glass 45S5. The second experiment (Study II) showed no significant difference in osteointegration of nanostructured and microsized polylactide-co-glycolide/β-tricalcium phosphate (PLGA /β-TCP) composites in a minipig model. The third experiment (Study III) demonstrated that positron emission tomography (PET) imaging with the novel 68Ga labelled 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA) CD33 related sialic-acid immunoglobulin like lectins (Siglec-9) tracer was able to detect inflammatory response to S. epidermidis and S. aureus peri-implant infections in an intraosseous polytetrafluoroethylene catheter model. In the fourth experiment (Study IV), BisGMATEGDMA thermosets coated with lactose-modified chitosan (Chitlac) and silver nanoparticles exhibited antibacterial activity against S. aureus and P. aeruginosa strains in an in vitro biofilm model and showed in vivo biocompatibility in a minipig model. In the last experiment (Study V), a selective androgen modulator (SARM) released from a poly(lactide)-co-ε-caprolactone (PLCL) polymer matrix failed to produce a dose-dependent enhancement of peri-implant osteogenesis in a bone marrow ablation model.

Contribution of matrix vesicles and alkaline phosphatase to ectopic bone formation

Endochondral calcification involves the participation of matrix vesicles (MVs), but it remains unclear whether calcification ectopically induced by implants of demineralized bone matrix also proceeds via MVs. Ectopic bone formation was induced by implanting rat demineralized diaphyseal bone matrix into the dorsal subcutaneous tissue of Wistar rats and was examined histologically and biochemically. Budding of MVs from chondrocytes was observed to serve as nucleation sites for mineralization during induced ectopic osteogenesis, presenting a diameter with Gaussian distribution with a median of 306 ± 103 nm. While the role of tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNAP) during mineralization involves hydrolysis of inorganic pyrophosphate (PPi), it is unclear how the microenvironment of MV may affect the ability of TNAP to hydrolyze the variety of substrates present at sites of mineralization. We show that the implants contain high levels of TNAP capable of hydrolyzing p-nitrophenylphosphate (pNPP), ATP and PPi. The catalytic properties of glycosyl phosphatidylinositol-anchored, polidocanol-solubilized and phosphatidylinositol-specific phospholipase C-released TNAP were compared using pNPP, ATP and PPi as substrates. While the enzymatic efficiency (k cat/Km) remained comparable between polidocanol-solubilized and membrane-bound TNAP for all three substrates, the k cat/Km for the phosphatidylinositol-specific phospholipase C-solubilized enzyme increased approximately 108-, 56-, and 556-fold for pNPP, ATP and PPi, respectively, compared to the membrane-bound enzyme. Our data are consistent with the involvement of MVs during ectopic calcification and also suggest that the location of TNAP on the membrane of MVs may play a role in determining substrate selectivity in this micro-compartment.

Electrical field stimulation improves bone mineral density in ovariectomized rats

Osteoporosis and its consequent fractures are a great social and medical problem mainly occurring in post-menopausal women. Effective forms of prevention and treatment of osteoporosis associated with lower costs and the least side effects are needed. Electrical fields are able to stimulate osteogenesis in fractures, but little is known about their action on osteoporotic tissue. The aim of the present study was to determine by bone densitometry the effects of electrical stimulation on ovariectomized female Wistar rats. Thirty rats (220 ± 10 g) were divided into three groups: sham surgery (SHAM), bilateral ovariectomy (OVX) and bilateral ovariectomy + electrical stimulation (OVX + ES). The OVX + ES group was submitted to a 20-min session of a low-intensity pulsed electrical field (1.5 MHz, 30 mW/cm²) starting on the 7th day after surgery, five times a week (total = 55 sessions). Global, spine and limb bone mineral density were measured by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA Hologic 4500A) before surgery and at the end of protocol (84 days after surgery). Electrical stimulation improved (P < 0.05) global (0.1522 ± 0.002), spine (0.1502 ± 0.003), and limb (0.1294 ± 0.003 g/cm²) bone mineral density compared to OVX group (0.1447 ± 0.001, 0.1393 ± 0.002, and 0.1212 ± 0.001, respectively). The OVX + ES group also showed significantly higher global bone mineral content (9.547 ± 0.114 g) when compared to both SHAM (8.693 ± 0.165 g) and OVX (8.522 ± 0.207 g) groups (P < 0.05). We have demonstrated that electrical fields stimulate osteogenesis in ovariectomized female rats. Their efficacy in osteoporosis remains to be demonstrated.

Bone metabolism and vascular calcification

Osteoporosis and atherosclerosis are chronic degenerative diseases which have been considered to be independent and whose common characteristic is increasing incidence with age. At present, growing evidence indicates the existence of a correlation between cardiovascular disease and osteoporosis, irrespective of age. The morbidity and mortality of osteoporosis is mainly related to the occurrence of fractures. Atherosclerosis shows a high rate of morbidity and especially mortality because of its clinical repercussions such as angina pectoris, acute myocardial infarction, stroke, and peripheral vascular insufficiency. Atherosclerotic disease is characterized by the accumulation of lipid material in the arterial wall resulting from autoimmune and inflammatory mechanisms. More than 90% of these fatty plaques undergo calcification. The correlation between osteoporosis and atherosclerosis is being established by studies of the underlying physiopathological mechanisms, which seem to coincide in many biochemical pathways, and of the risk factors for vascular disease, which have also been associated with a higher incidence of low-bone mineral density. In addition, there is evidence indicating an action of antiresorptive drugs on the reduction of cardiovascular risks and the effect of statins, antihypertensives and insulin on bone mass increase. The mechanism of arterial calcification resembles the process of osteogenesis, involving various cells, proteins and cytokines that lead to tissue mineralization. The authors review the factors responsible for atherosclerotic disease that correlate with low-bone mineral density.

Alloxan-induced diabetes delays repair in a rat model of closed tibial fracture

A closed fracture was performed on the left tibia of 3-month-old Wistar rats weighing 250 to 350 g that were either healthy (N = 24) or made diabetic with alloxan (N = 24) to investigate the effect of alloxan-induced diabetes on the course of bone fracture healing. Histomorphometric analysis of the fracture site was performed at 7, 14, 25, and 35 days. After 7 days, diabetic rats had significantly less cartilage (P = 0.045) and greater fibrous connective (P = 0.006) tissue formation at the fracture site compared to controls. In contrast, marked callus formation was seen in diabetic rats with significant osteogenesis (P = 0.011, P = 0.010, P = 0.010, respectively, for 14, 25, and 35 days) and chondrogenesis (P = 0.028, P = 0.033, P = 0.019) compared to controls. Radiographic analysis revealed a displaced fracture with poor bone fragment alignment and delayed consolidation at these times in the diabetic group. The levels of alkaline phosphatase were significantly higher in diabetic rats at 25 days (P = 0.009). These results suggest that the initial excessive formation of fibrous connective tissue associated with delay in chondrogenesis and osteogenesis may not provide suitable stability of the fractured site, contributing to the inappropriate alignment of fragments and an increase in the volume of callus in later stages of repair. The resulting displaced fracture in diabetic rats requires long periods for remodeling and complete bone consolidation.

The effects of 6-gingerol on proliferation, differentiation, and maturation of osteoblast-like MG-63 cells

We investigated whether 6-gingerol affects the maturation and proliferation of osteoblast-like MG63 cells in vitro. Osteoblast-like MG63 cells were treated with 6-gingerol under control conditions, and experimental inflammation was induced by tumor necrosis factor-α (TNF-α). Expression of different osteogenic markers and cytokines was analyzed by real-time PCR, Western blotting, and enzyme-linked immunosorbent assay. In addition, alkaline phosphatase (ALP) enzyme activity and biomineralization as markers for differentiation were measured. Treatment with 6-gingerol resulted in insignificant effects on the proliferation rate. 6-Gingerol induced the differentiation of osteoblast-like cells with increased transcription levels of osteogenic markers, upregulated ALP enzyme activity, and enhanced mineralized nodule formation. Stimulation with TNF-α led to enhanced interleukin-6 and nuclear factor-κB expression and downregulated markers of osteoblastic differentiation. 6-Gingerol reduced the degree of inflammation in TNF-α-treated MG-63 cells. In conclusion, 6-gingerol stimulated osteoblast differentiation in normal physiological and inflammatory settings, and therefore, 6-gingerol represents a promising agent for treating osteoporosis or bone inflammation.

Predictors of academic achievement and social competence in adolescence : facilitation, inhibition and general cognitive processing /

The relevance of attentional measures to cognitive and social adaptive behaviour was examined in an adolescent sample. Unlike previous research, the influence of both inhibitory and facilitory aspects of attention were studied. In addition, contributions made by these attentional processes were compared with traditional psychometric measures of cognitive functioning. Data were gathered from 36 grade 10 and 1 1 high school students (20 male and 16 female students) with a variety of learning and attentional difficulties. Data collection was conducted in the course of two testing sessions. In the first session, students completed questionnaires regarding their medical history, and everyday behaviours (the Brock Adaptive Functioning Questionnaire), along with non-verbal problem solving tasks and motor speed tasks. In the second session, students performed working memory measures and computer-administered tasks assessing inhibitory and facilitory aspects of attention. Grades and teacher-rated measures of cognitive and social impulsivity were also gathered. Results indicate that attentional control has both cognitive and social/emotional implications. Performance on negative priming and facilitation trials from the Flanker task predicted grades in core courses, social functioning measures, and cognitive and social impulsivity ratings. However, beneficial effects for academic and social functioning associated with inhibition were less prevalent in those demonstrating a greater ability to respond to facilitory cues. There was also some evidence that high levels of facilitation were less beneficial to academic performance, and female students were more likely to exceed optimal levels of facilitory processing. Furthermore, lower negative priming was ''S'K 'i\':y-: -'*' - r " j«v ; ''*.' iij^y Inhibition, Facilitation and Social Competence 3 associated with classroom-rated distraction and hyperactivity, but the relationship between inhibition and social aspects of impulsivity was stronger for adolescents with learning or reading problems, and the relationship between inhibition and cognitive impulsivity was stronger for male students. In most cases, attentional measures were predictive of performance outcomes independent of traditional psychometric measures of cognitive functioning. >,, These findings provide support for neuropsychological models linking inhibition to control of interference and arousal, and emphasize the fundamental role of attention in everyday adolescent activities. The findings also warrant further investigation into the ways which inhibitory and facilitory attentional processes interact, and the contextdependent nature of attentional control.associated with classroom-rated distraction and hyperactivity, but the relationship between inhibition and social aspects of impulsivity was stronger for adolescents with learning or reading problems, and the relationship between inhibition and cognitive impulsivity was stronger for male students. In most cases, attentional measures were predictive of performance outcomes independent of traditional psychometric measures of cognitive functioning. >,, These findings provide support for neuropsychological models linking inhibition to control of interference and arousal, and emphasize the fundamental role of attention in everyday adolescent activities. The findings also warrant further investigation into the ways which inhibitory and facilitory attentional processes interact, and the contextdependent nature of attentional control.

L’effet des différents facteurs de croissance sur la viabilité et la prolifération des ostéoblastes scoliotiques

Résumé: La Scoliose Idiopathique de l’Adolescent (SIA) est une condition débilitante qui peut avoir comme résultat une douleur importante, une altération du fonctionnement quotidien et une détérioration de la qualité de vie. Pour les patients qui ne répondent pas au traitement conservateur, la fusion vertébrale, en utilisant des greffes osseuses, est devenue un traitement de choix pour stabiliser la colonne. Des connaissances plus pointues à propos des facteurs impliqués dans l’ostéogénèse et la formation de l’os peuvent raccourcir le processus de guérison et permettre aux patients de réintégrer leurs activités dans un laps de temps plus court. Les plaquettes peuvent jouer un rôle important dans la première étape de la guérison des fractures car elles sont une source autologue de plusieurs facteurs de croissance qui soutiennent la prolifération et la différenciation des ostéoblastes in vivo et in vitro. Au cours des dernières années, plusieurs tentatives ont été réalisées afin de trouver des traitements additionnels pour : 1) Raccourcir le temps de guérison des fractures relativement long ; 2) Obtenir une plus courte période de convalescence pour les patients qui ont besoin de prothèses ; 3) Corriger plus facilement plusieurs maladies congénitales; 4) Améliorer le processus de fusion vertébrale et 5) Développer de nouvelles approches thérapeutiques, notamment au niveau des processus régularisant le remodelage osseux et la régénération des tissus osseux. Dans le cadre de la présente étude, j’ai étudié la contribution possible du facteur de croissance de l’insuline (IGF) et du facteur vasculaire endothélial de croissance (VEGF) sur la maturation de l’ostéoblaste scoliotique dans des cultures cellulaires in vitro et j’ai comparé les résultats avec celles obtenues dans les mêmes conditions mais en stimulant les ostéoblastes avec de la mélatonine. Cette étude préliminaire a été réalisée sur des échantillons d’os récoltés de quatre patients atteints par la Scoliose Idiopathique de l‘Adolescent (SIA), ainsi que sur des échantillons d’os issus de quatre sujets témoins (cas traumatiques). Les résultats montrent que l’IGFs et le VEGFs possèdent une action d’inhibition sur la prolifération d’ostéoblastes scoliotiques et non scoliotiques, et que cette action est proportionnelle à la concentration de ces facteurs. Les ostéoblastes scoliotiques tendent à avoir une prolifération cellulaire plus rapide et plus élevée que les témoins non scoliotiques. De façon générale les ostéoblastes provenant de patients scoliotiques ont une ostéogénèse in vitro plus accélérée que le sujet non scoliotique. De plus, il semble que la mélatonine joue un rôle physiologique dans la différenciation de l’ostéoblaste scoliotique et elle semble aider à avoir une différenciation plus précoce que chez les non traités. Les ostéoblastes scoliotiques expriment un défaut d’expression de l’IGF 1 et d’IGF 1R en présence de la mélatonine. En conclusion, le VEGF A et l’IGF 1 peuvent également promouvoir la différenciation et la prolifération des ostéoblastes humains scoliotiques en culture primaire.

L’influence d’activités en arts plastiques sur l’expérience d’appréciation musicale d’élèves de sixième année du primaire

Depuis 2001, le Programme de formation de l’école québécoise impose l’enseignement de la compétence « apprécier » dans les quatre disciplines artistiques. Ce mémoire s’intéresse à l’influence que peuvent avoir des activités intégrant les arts plastiques à la musique sur l’expérience d’appréciation musicale d’élèves de sixième année du primaire. Plus spécifiquement, elle vise à rendre compte des différentes dimensions présentes dans la description que font les élèves de leur expérience d’appréciation ainsi qu’à comprendre de quelle façon les activités d’appréciation intégrant les arts plastiques à la musique affectent la verbalisation que font les élèves de cette expérience. La recherche prend la forme d’études de cas réalisées auprès de cinq élèves de sixième année du primaire. Ces élèves, ainsi que tous les élèves de leur classe, ont participé à une activité d’appréciation musicale intradisciplinaire ainsi qu’à deux activités d’appréciation interdisciplinaires. Après chacune des activités, ces cinq élèves ont été rencontrés individuellement. Au cours d’entrevues semi-dirigées, il leur était demandé de rendre compte de leur expérience d’appréciation. Quatre grandes tendances ont émergé de l’analyse des propos des élèves, soit le sentiment de mieux s’approprier l’œuvre entendue, une verbalisation plus précise des éléments perçus, une verbalisation plus précise des sentiments ressentis et enfin, une forme de distraction par rapport à l’œuvre entendue. Au terme de cette étude, il semble que l’utilisation d’activité d’appréciation intégrant les arts plastiques à la musique, sans faire l’objet d’un usage systématique, pourrait constituer une forme de différenciation pédagogique qui serait utile à certains types d’apprenants.

Le rôle de la signalisation Wnt dans le phénotype anormal des ostéoblastes ostéoarthrosiques

L’ostéoarthrose (OA) est une pathologie de forte incidence affectant les articulations. Elle est caractérisée principalement par une dégradation du cartilage articulaire, un déséquilibre au niveau du remodelage osseux et une sclérose de l’os sous-chondral. L’étiologie de cette pathologie reste encore méconnue, cependant il semble de plus en plus que tous les tissus composant l’articulation soient affectés dans cette pathologie. L’importance du rôle de l’os dans le développement de l’OA est incontestable et représente donc une cible thérapeuthique intéressante. Des études effectuées par tomodensitométrie ont démontré une structure et une organisation anormales du tissu osseux des patients OA. Parallèlement, les cultures primaires d’ostéoblastes (Ob) humains OA issus de l’os sous-chondral démontrent un phénotype altéré et une faible minéralisation in vitro. La signalisation Wnt, essentielle dans l’embryogenèse, a montré avoir un rôle clé dans la régulation de l’ostéogenèse en régulant notamment la différenciation terminale des Ob. Le facteur de croissance transformant-β1 (TGF-β1), un facteur agissant notamment sur la prolifération et sur le début de la différenciation des Ob, est surexprimé par les Ob OA et pourrait moduler cette signalisation. Aussi, deux populations de patients OA peuvent être différenciées in vitro par la production de prostaglandines E2 (PGE2) par leurs Ob et les PGE2, dans une étude sur le cancer colorectal, ont montré moduler la signalisation Wnt. Notre hypothèse de travail est que l’activation de la voie de signalisation Wnt/β-caténine est diminuée dans les Ob OA. Cette diminution est responsable de la sous-minéralisation et de l’altération du phénotype des Ob humains OA. Par ailleurs, DKK2, dont l’expression est contrôlée par TGF-β1, est responsable de la diminution de l’activité Wnt/β-caténine et les PGE2 peuvent en partie corriger cette situation. L’objectif général de cette étude est d’une part, de démontrer le rôle de TGF-β1, DKK2 et de PGE2 sur l’altération de la signalisation Wnt/β-caténine et d’autre part, de démontrer le lien entre TGF-β1 et DKK2 et l’effet de ces derniers sur le phénotype des Ob. Dans cette étude on a montré que la signalisation canonique Wnt est altérée dans les Ob OA et que cela était responsable de l’altération du phénotype des Ob OA. On a montré, parmi les acteurs de la signalisation Wnt, que l’expression de l’antagoniste Dickkopf-1 (DKK1) était relativement similaire entre les Ob OA et normaux contrairement à celle de l’antagoniste DKK2 qui était augmentée et à celle de l’agoniste Wnt7B qui était diminuée dans les Ob OA. On a également montré que les PGE2 pouvaient potentialiser l’activité de la signalisation Wnt dans les Ob OA. L’inhibition de DKK2 a permis d’augmenter l’activité de la signalisation Wnt et de corriger le phénotype anormal ainsi que d’augmenter la minéralisation des Ob OA. L’inhibition de TGF-β1, un facteur aussi surexprimé dans les Ob OA, a également permis la correction du phénotype et l’augmentation de la minéralisation dans les Ob OA. L’inhibition de TGF-β1 a aussi menée à l’inhibition de DKK2. Le contraire ne fût pas observé démontrant ainsi la régulation de DKK2 par TGF-β1. En conclusion, la signalisation canonique Wnt est diminuée dans les Ob OA et cela est dû au niveau élevé de DKK2 dans ces Ob. TGF-β1 régule positivement DKK2 et donc la surexpression de TGF-β1 entraîne celle de DKK2 ce qui a pour conséquences d’altérer le phénotype des Ob. Les PGE2 ont aussi montré pouvoir potentialiser l’activité de la signalisation Wnt et auraient donc un rôle positif. Ensemble, ces données suggèrent que ces altérations au niveau des Ob OA pourraient être responsables de la structure osseuse anormale observée chez les patients OA.

The neurobiology of meditation for the control of pain

La douleur est une expérience multidimensionnelle comportant des aspects sensoriels, émotionnels et cognitifs. Il a été montré que cette expérience peut être modulée par des facteurs psychologiques ou des interventions cognitives comme l’attention, la distraction, l’hypnose ou les attentes. La tradition orientale suggère également que la pratique de la méditation pourrait avoir des effets analgésiques. D’un point de vue théorique, plusieurs mécanismes pourraient expliquer ces effets. Cependant, très peu d’études ont testé ces hypothèses. Les études présentées dans cette thèse avaient donc pour objectif d’examiner les mécanismes analgésiques de la méditation. Dans un premier temps, une étude psychophysique a été réalisée afin de comparer les réponses à la douleur entre des adeptes de la méditation Zen et des sujets contrôles, dans différentes conditions attentionnelles. Durant la condition attentionnelle de type « mindful », les adeptes de la méditation ont présenté une plus faible sensibilité à la douleur, des réponses attentionnelles à la douleur atypiques et une diminution de la perception de la douleur associée à l’entraînement à la méditation. Une deuxième étude a été réalisée en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) avec des groupes de participants similaires. Dans une condition sans méditation, les adeptes de la méditation ont présenté de plus fortes réponses nociceptives dans les régions primaires de la douleur. Les régions cérébrales associées aux processus d’évaluation, à la mémoire et aux émotions ont quant à elles montré une diminution d’activité. De plus, cette diminution était plus importante chez les adeptes de la méditation les plus expérimentés et elle était associée à des évaluations de douleur plus faibles. Par ailleurs, des changements de connectivité fonctionnelle entre le cortex préfrontal et une région primaires de la douleur étaient associés à la sensibilité à la douleur chez les adeptes de la méditation. Finalement, une étude d’imagerie cérébrale structurale (publiée comme deux études séparées) a été réalisée pour examiner les différences d’épaisseur corticale entre les groupes, pour des régions associées à la douleur. Les adeptes de la méditation ont présenté une épaisseur plus importante de matière grise dans plusieurs régions associées à la douleur et l’attention. De plus, ces différences étaient associées à une mesure expérientielle de l’attention, à la sensibilité à la douleur et à l’expérience de méditation. Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent que la méditation pourrait influencer la perception de la douleur par des changements fonctionnels et physiques dans le cerveau. De plus, le patron d’activation et la modulation de l’expérience paraissent uniques en comparaison à ceux d’autres interventions, ce qui suggère qu’un état de détachement et un focus mental favorisent la dissociation entre les aspects désagréables et sensoriels d’un stimulus nociceptif.

Prédiction des habiletés et habitudes de conduite automobile sécuritaire chez les conducteurs âgés : apport de la neuropsychologie clinique

L’insécurité routière chez les conducteurs âgés est attribuable en partie, aux effets délétères du vieillissement normal sur le fonctionnement cognitif. Les méthodes d’évaluation neuropsychologique par les tests ayant montré une certaine efficacité dans le cas du dépistage des habiletés de conduite chez les conducteurs âgés atteints d’affections neurologiques pathologiques, la présente thèse vise à évaluer la pertinence de cette approche chez les conducteurs vieillissants de la population générale. Le principal objectif de cette thèse est ainsi d’obtenir une vue d’ensemble sur le rôle et la sensibilité des mesures neuropsychologiques dans la prédiction des habiletés et habitudes de conduite automobile sécuritaire chez les conducteurs âgés. Dans la même perspective, la thèse explore d’autre part le rôle de variables sociodémographiques et psychologiques. L’article 1 évalue la validité prédictive de sept tests des fonctions visuo-attentionnelles et de la mémoire de travail en regard des habiletés de détection périphérique chez 50 conducteurs âgés de 62 à 83 ans. L’étude sur simulateur de conduite comprend une condition de conduite simple et une condition plus soutenue incluant une distraction téléphonique de type « mains-libres ». Selon les résultats, certains tests cognitifs prédisent bien les temps de détection. En outre, la validité prédictive des tests est plus importante dans la situation de conduite plus exigeante. Cela dit, les résultats de l’article 2 révèlent que le recours aux stratégies d’évitement des situations exigeantes est plus prononcé chez les individus qui présentent des faiblesses à certains des tests neuropsychologiques proposés. Les résultats indiquent en outre que l’utilisation des stratégies d’évitement routier est plus fréquente chez les conducteurs ayant tendance à déprécier leurs habiletés de conduite générales, à exprimer une moindre perception de contrôle ainsi qu’une attitude défavorable à l’endroit des situations de conduite complexes ou risquées. Les stratégies d’évitement se révèlent donc comme des réponses autorégulatrices proportionnelles aux limitations cognitives et aux perceptions individuelles. Dans les deux études, l’âge ne permet pas d’expliquer les différences individuelles, ceci ni en termes d’habiletés de détection périphérique ni de tendances autorégulatrices. Le rôle du genre est cependant plus nuancé. Ainsi, le principal apport de la présente thèse réside dans la constatation que si d’une part, certaines limitations neuropsychologiques sont associées à une réduction des habiletés de détection périphérique, ces mêmes limitations s’accompagnent aussi de mesures autorégulatrices qui peuvent contribuer à réduire le risque routier. Il appert conséquemment que les méthodes de dépistage de l’insécurité routière chez les conducteurs âgés se basant sur l’évaluation des limitations cognitives et attentionnelles doivent également rechercher et évaluer la teneur de leurs comportements routiers autorégulateurs. Dans le contexte de vieillissement de la population, des interventions pourront également miser sur le renforcement de ces comportements.

Vers une musique autogérée : (in)compatibilités, réseaux, intuition et processus

Réalisé au sein de l'IRCAM, en cotutelle avec Philippe Leroux. La version intégrale de cette thèse est disponible uniquement pour consultation individuelle à la Bibliothèque de musique de l’Université de Montréal.