Corrélats neuronaux de la mémoire de travail en magnétoencéphalographie à l’état de repos

Purpose: There are few studies demonstrating the link between neural oscillations in magnetoencephalography (MEG) at rest and cognitive performance. Working memory is one of the most studied cognitive processes and is the ability to manipulate information on items kept in short-term memory. Heister & al. (2013) showed correlation patterns between brain oscillations at rest in MEG and performance in a working memory task (n-back). These authors showed that delta/theta activity in fronto-parietal areas is related to working memory performance. In this study, we use resting state MEG oscillations to validate these correlations with both of verbal (VWM) and spatial (SWM) working memory, and test their specificity in comparison with other cognitive abilities. Methods: We recorded resting state MEG and used clinical neuropsychological tests to assess working memory performance in 18 volunteers (6 males and 12 females). The other neuropsychological tests of the WAIS-IV were used as control tests to assess the specificity of the correlation patterns with working memory. We calculated means of Power Spectrum Density for different frequency bands (delta, 1-4Hz; theta, 4-8Hz; alpha, 8-13Hz; beta, 13-30Hz; gamma1, 30-59Hz; gamma2, 61-90Hz; gamma3, 90-120Hz; large gamma, 30-120Hz) and correlated MEG power normalised for the maximum in each frequency band at the sensor level with working memory performance. We then grouped the sensors showing a significant correlation by using a cluster algorithm. Results: We found positive correlations between both types of working memory performance and clusters in the bilateral posterior and right fronto-temporal regions for the delta band (r2 =0.73), in the fronto-middle line and right temporal regions for the theta band (r2 =0.63) as well as in the parietal regions for the alpha band (r2 =0.78). Verbal working memory and spatial working memory share a common fronto-parietal cluster of sensors but also show specific clusters. These clusters are specific to working memory, as compared to those obtained for other cognitive abilities and right posterior parietal areas, specially in slow frequencies, appear to be specific to working memory process. Conclusions: Slow frequencies (1-13Hz) but more precisely in delta/theta bands (1-8Hz), recorded at rest with magnetoencephalography, predict working memory performance and support the role of a fronto-parietal network in working memory.

Le rôle des réponses cardiovasculaires et respiratoires sur la cognition chez les jeunes et les ainés sains

En plus de contribuer à améliorer la santé de façon générale, l’activité physique chronique pourrait modérer le déclin cognitif associé au vieillissement normal et pathologique (Colcombe et Kramer, 2003; Heyn et al., 2004). Plus précisément, la pratique à long terme d’activités cardiovasculaires aurait des effets positifs sur la cognition des ainés et plus particulièrement sur le contrôle attentionnel, un aspect précocement touché au cours du vieillissement (Raz, 2000; Bherer et al., 2008). Toutefois, les mécanismes par lesquels l’exercice physique aigu améliore la cognition demeurent limités. Malgré ses nombreuses implications théoriques et pratiques, la réponse aiguë de l’oxygénation cérébrale à l’exercice physique et sa relation avec la cognition sont trop peu étudiées. Cette thèse se consacre à cette question. Des études récentes en neuro-imagerie chez les jeunes adultes démontrent que la relation entre l’oxygénation cérébrale et l’intensité de l’exercice suit la forme d’un U inversé. Il existe un seuil au-delà duquel l’oxygénation cérébrale diminue avec l’augmentation de l’intensité de l’exercice. Supposant que les performances cognitives dépendent de la disponibilité de l’oxygène cérébral, cette relation en U inversé devrait affecter les performances cognitives. Avant de préciser le rôle exact de l’oxygénation cérébrale sur les fonctions cognitives, nous avons d’abord examiné le temps nécessaire pour que l’oxygénation cérébrale atteigne un état stable et la durée pendant laquelle cette période stable peut être maintenue lors de paliers de sept minutes à une puissance sous-maximale (40%, 60% et 85% de la puissance aérobie maximale). Nos résultats soulignent l’existence d’une relation inverse entre la durée de l’état stable et l’intensité de l’exercice. Suite à cette vérification méthodologique, la prochaine étape a été de tester la possible relation entre l’oxygénation cérébrale, l’intensité de l’exercice et les performances cognitives, au cours du processus de vieillissement. Les résultats de ces études démontrent que la chute de l’oxygénation cérébrale observée lors des exercices de haute intensité est associée avec une diminution des performances cognitives. Les résultats de cette thèse corrigent l’écart existant dans la documentation entre l’exercice, les fonctions cognitives et les mécanismes neurophysiologiques.

Le cognitive enhancement en milieu universitaire : entre souffrance psychique individuelle, culture de performance et insécurités sociales

Ce projet de mémoire s’intéresse à la mise en relation du cognitive enhancement observé dans les universités occidentales contemporaines et de la société dans laquelle il s’insère. Nous avons voulu détacher la perspective du phénomène des analyses principalement orientées vers les programmes de sciences de la santé et de droit, ainsi que de l’approche quantitative, clinique, athéorique et somme toute moralisatrice qui lui est usuellement accordée afin d’explorer la nature des pratiques d’usages de psychotropes des étudiants universitaires en sciences humaines et sociales en vue d’augmenter leurs performances cognitives, d’approfondir la compréhension des raisonnements sous-jacents à ces pratiques, puis de resituer ces derniers dans leur contexte élargi. Nous avons interrogé treize étudiants de divers programmes de sciences humaines et sociales consommant, ou ayant déjà consommé, des psychotropes en vue de rehausser leurs performances cognitives en contexte académique. Les résultats suggèrent un écart dans la nature de leurs pratiques d’usage par rapport aux domaines d’études habituellement préconisés en ce sens qu’une grande variété de substances sont considérées comme supports cognitifs ; ensuite, que le recours aux psychotropes dans une visée de performance cognitive s’éloigne des logiques de la nécessité médicale et de la toxicomanie. En premier lieu, le cognitive enhancement est associé par plusieurs à une souffrance psychique liée à une perte de repères existentiels et les étudiants y ont recours dans une optique de compréhension de soi et de quête de repères dans un monde qu’ils ressentent comme instable. En second lieu, la consommation de psychotropes s’apparente davantage à un désir de satisfaire aux conditions incertaines et menaçantes des demandes externes de performance telles qu’ils les appréhendent qu’à un souci de soigner quelque condition médicale de la cognition. Nous pensons que le rapport au psychotrope qu’entretiennent les étudiants universitaires en sciences humaines et sociales s’insère en toute cohérence dans les discours et injonctions contemporaines de performance, en ce sens que leur souffrance psychique individuelle expose les limites de ce que la société attend d’eux.

Le sommeil comme marqueur du déclin cognitif dans la maladie de Parkinson

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative qui se caractérise principalement par la présence de symptômes moteurs. Cependant, d’autres symptômes, dits non moteurs, sont fréquents dans la MP et assombrissent le pronostic; ceux ci incluent notamment les désordres du sommeil et les troubles cognitifs. De fait, sur une période de plus de 10 ans, jusqu’à 90 % des patients avec la MP développeraient une démence. L’identification de marqueurs de la démence dans la MP est donc primordiale pour permettre le diagnostic précoce et favoriser le développement d’approches thérapeutiques préventives. Plusieurs études ont mis en évidence la contribution du sommeil dans les processus de plasticité cérébrale, d’apprentissage et de consolidation mnésique, notamment l’importance des ondes lentes (OL) et des fuseaux de sommeil (FS). Très peu de travaux se sont intéressés aux liens entre les modifications de la microarchitecture du sommeil et le déclin cognitif dans la MP. L’objectif de cette thèse est de déterminer, sur le plan longitudinal, si certains marqueurs électroencéphalographiques (EEG) en sommeil peuvent prédire la progression vers la démence chez des patients atteints de la MP. La première étude a évalué les caractéristiques des OL et des FS durant le sommeil lent chez les patients avec la MP selon qu’ils ont développé ou non une démence (MP démence vs MP sans démence) lors du suivi longitudinal, ainsi que chez des sujets contrôles en santé. Comparativement aux patients MP sans démence et aux sujets contrôles, les patients MP démence présentaient au temps de base une diminution de la densité, de l’amplitude et de la fréquence des FS. La diminution de l’amplitude des FS dans les régions postérieures était associée à de moins bonnes performances aux tâches visuospatiales chez les patients MP démence. Bien que l’amplitude des OL soit diminuée chez les deux groupes de patients avec la MP, celle ci n’était pas associée au statut cognitif lors du suivi. La deuxième étude a évalué les marqueurs spectraux du développement de la démence dans la MP à l’aide de l’analyse quantifiée de l’EEG en sommeil lent, en sommeil paradoxal et à l’éveil. Les patients MP démence présentaient une diminution de la puissance spectrale sigma durant le sommeil lent dans les régions pariétales comparativement aux patients MP sans démence et aux contrôles. Durant le sommeil paradoxal, l’augmentation de la puissance spectrale en delta et en thêta, de même qu’un plus grand ratio de ralentissement de l’EEG, caractérisé par un rapport plus élevé des basses fréquences sur les hautes fréquences, était associée au développement de la démence chez les patients avec la MP. D’ailleurs, dans la cohorte de patients, un plus grand ralentissement de l’EEG en sommeil paradoxal dans les régions temporo occipitales était associé à des performances cognitives moindres aux épreuves visuospatiales. Enfin, durant l’éveil, les patients MP démence présentaient au temps de base une augmentation de la puissance spectrale delta, un plus grand ratio de ralentissement de l’EEG ainsi qu’une diminution de la fréquence dominante occipitale alpha comparativement aux patients MP sans démence et aux contrôles. Cette thèse suggère que des anomalies EEG spécifiques durant le sommeil et l’éveil peuvent identifier les patients avec la MP qui vont développer une démence quelques années plus tard. L’activité des FS, ainsi que le ralentissement de l’EEG en sommeil paradoxal et à l’éveil, pourraient donc servir de marqueurs potentiels du développement de la démence dans la MP.

Le rôle des réponses cardiovasculaires et respiratoires sur la cognition chez les jeunes et les ainés sains

En plus de contribuer à améliorer la santé de façon générale, l’activité physique chronique pourrait modérer le déclin cognitif associé au vieillissement normal et pathologique (Colcombe et Kramer, 2003; Heyn et al., 2004). Plus précisément, la pratique à long terme d’activités cardiovasculaires aurait des effets positifs sur la cognition des ainés et plus particulièrement sur le contrôle attentionnel, un aspect précocement touché au cours du vieillissement (Raz, 2000; Bherer et al., 2008). Toutefois, les mécanismes par lesquels l’exercice physique aigu améliore la cognition demeurent limités. Malgré ses nombreuses implications théoriques et pratiques, la réponse aiguë de l’oxygénation cérébrale à l’exercice physique et sa relation avec la cognition sont trop peu étudiées. Cette thèse se consacre à cette question. Des études récentes en neuro-imagerie chez les jeunes adultes démontrent que la relation entre l’oxygénation cérébrale et l’intensité de l’exercice suit la forme d’un U inversé. Il existe un seuil au-delà duquel l’oxygénation cérébrale diminue avec l’augmentation de l’intensité de l’exercice. Supposant que les performances cognitives dépendent de la disponibilité de l’oxygène cérébral, cette relation en U inversé devrait affecter les performances cognitives. Avant de préciser le rôle exact de l’oxygénation cérébrale sur les fonctions cognitives, nous avons d’abord examiné le temps nécessaire pour que l’oxygénation cérébrale atteigne un état stable et la durée pendant laquelle cette période stable peut être maintenue lors de paliers de sept minutes à une puissance sous-maximale (40%, 60% et 85% de la puissance aérobie maximale). Nos résultats soulignent l’existence d’une relation inverse entre la durée de l’état stable et l’intensité de l’exercice. Suite à cette vérification méthodologique, la prochaine étape a été de tester la possible relation entre l’oxygénation cérébrale, l’intensité de l’exercice et les performances cognitives, au cours du processus de vieillissement. Les résultats de ces études démontrent que la chute de l’oxygénation cérébrale observée lors des exercices de haute intensité est associée avec une diminution des performances cognitives. Les résultats de cette thèse corrigent l’écart existant dans la documentation entre l’exercice, les fonctions cognitives et les mécanismes neurophysiologiques.

Le cognitive enhancement en milieu universitaire : entre souffrance psychique individuelle, culture de performance et insécurités sociales

Ce projet de mémoire s’intéresse à la mise en relation du cognitive enhancement observé dans les universités occidentales contemporaines et de la société dans laquelle il s’insère. Nous avons voulu détacher la perspective du phénomène des analyses principalement orientées vers les programmes de sciences de la santé et de droit, ainsi que de l’approche quantitative, clinique, athéorique et somme toute moralisatrice qui lui est usuellement accordée afin d’explorer la nature des pratiques d’usages de psychotropes des étudiants universitaires en sciences humaines et sociales en vue d’augmenter leurs performances cognitives, d’approfondir la compréhension des raisonnements sous-jacents à ces pratiques, puis de resituer ces derniers dans leur contexte élargi. Nous avons interrogé treize étudiants de divers programmes de sciences humaines et sociales consommant, ou ayant déjà consommé, des psychotropes en vue de rehausser leurs performances cognitives en contexte académique. Les résultats suggèrent un écart dans la nature de leurs pratiques d’usage par rapport aux domaines d’études habituellement préconisés en ce sens qu’une grande variété de substances sont considérées comme supports cognitifs ; ensuite, que le recours aux psychotropes dans une visée de performance cognitive s’éloigne des logiques de la nécessité médicale et de la toxicomanie. En premier lieu, le cognitive enhancement est associé par plusieurs à une souffrance psychique liée à une perte de repères existentiels et les étudiants y ont recours dans une optique de compréhension de soi et de quête de repères dans un monde qu’ils ressentent comme instable. En second lieu, la consommation de psychotropes s’apparente davantage à un désir de satisfaire aux conditions incertaines et menaçantes des demandes externes de performance telles qu’ils les appréhendent qu’à un souci de soigner quelque condition médicale de la cognition. Nous pensons que le rapport au psychotrope qu’entretiennent les étudiants universitaires en sciences humaines et sociales s’insère en toute cohérence dans les discours et injonctions contemporaines de performance, en ce sens que leur souffrance psychique individuelle expose les limites de ce que la société attend d’eux.

Le sommeil comme marqueur du déclin cognitif dans la maladie de Parkinson

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative qui se caractérise principalement par la présence de symptômes moteurs. Cependant, d’autres symptômes, dits non moteurs, sont fréquents dans la MP et assombrissent le pronostic; ceux ci incluent notamment les désordres du sommeil et les troubles cognitifs. De fait, sur une période de plus de 10 ans, jusqu’à 90 % des patients avec la MP développeraient une démence. L’identification de marqueurs de la démence dans la MP est donc primordiale pour permettre le diagnostic précoce et favoriser le développement d’approches thérapeutiques préventives. Plusieurs études ont mis en évidence la contribution du sommeil dans les processus de plasticité cérébrale, d’apprentissage et de consolidation mnésique, notamment l’importance des ondes lentes (OL) et des fuseaux de sommeil (FS). Très peu de travaux se sont intéressés aux liens entre les modifications de la microarchitecture du sommeil et le déclin cognitif dans la MP. L’objectif de cette thèse est de déterminer, sur le plan longitudinal, si certains marqueurs électroencéphalographiques (EEG) en sommeil peuvent prédire la progression vers la démence chez des patients atteints de la MP. La première étude a évalué les caractéristiques des OL et des FS durant le sommeil lent chez les patients avec la MP selon qu’ils ont développé ou non une démence (MP démence vs MP sans démence) lors du suivi longitudinal, ainsi que chez des sujets contrôles en santé. Comparativement aux patients MP sans démence et aux sujets contrôles, les patients MP démence présentaient au temps de base une diminution de la densité, de l’amplitude et de la fréquence des FS. La diminution de l’amplitude des FS dans les régions postérieures était associée à de moins bonnes performances aux tâches visuospatiales chez les patients MP démence. Bien que l’amplitude des OL soit diminuée chez les deux groupes de patients avec la MP, celle ci n’était pas associée au statut cognitif lors du suivi. La deuxième étude a évalué les marqueurs spectraux du développement de la démence dans la MP à l’aide de l’analyse quantifiée de l’EEG en sommeil lent, en sommeil paradoxal et à l’éveil. Les patients MP démence présentaient une diminution de la puissance spectrale sigma durant le sommeil lent dans les régions pariétales comparativement aux patients MP sans démence et aux contrôles. Durant le sommeil paradoxal, l’augmentation de la puissance spectrale en delta et en thêta, de même qu’un plus grand ratio de ralentissement de l’EEG, caractérisé par un rapport plus élevé des basses fréquences sur les hautes fréquences, était associée au développement de la démence chez les patients avec la MP. D’ailleurs, dans la cohorte de patients, un plus grand ralentissement de l’EEG en sommeil paradoxal dans les régions temporo occipitales était associé à des performances cognitives moindres aux épreuves visuospatiales. Enfin, durant l’éveil, les patients MP démence présentaient au temps de base une augmentation de la puissance spectrale delta, un plus grand ratio de ralentissement de l’EEG ainsi qu’une diminution de la fréquence dominante occipitale alpha comparativement aux patients MP sans démence et aux contrôles. Cette thèse suggère que des anomalies EEG spécifiques durant le sommeil et l’éveil peuvent identifier les patients avec la MP qui vont développer une démence quelques années plus tard. L’activité des FS, ainsi que le ralentissement de l’EEG en sommeil paradoxal et à l’éveil, pourraient donc servir de marqueurs potentiels du développement de la démence dans la MP.

Visualizing digital media interactions : providing feedback on jam2jam AV performances

Instrumental music performance is a well-established case of real-time interaction with technology and, when extended to ensembles, of interaction with others. However, these interactions are fleeting and the opportunities to reflect on action is limited, even though audio and video recording has recently provided important opportunities in this regard. In this paper we report on research to further extend these reflective opportunities through the capture and visualization of gestural data collected during collaborative virtual performances; specifically using the digital media instrument Jam2jam AV and the specifically-developed visualization software Jam2jam AV Visualize. We discusses how such visualization may assist performance development and understanding. The discussion engages with issues of representation, authenticity of virtual experiences, intersubjectivity and wordless collaboration, and creativity support. Two usage scenarios are described showing that collaborative intent is evident in the data visualizations more clearly than in audio-visual recordings alone, indicating that the visualization of performance gestures can be an efficient way of identifying deliberate and co-operative performance behaviours.

DIScoveringABILITIES : creating interactive performances over the Internet

This article presents a case study that shows how a creative music educator uses the internet to enable participatory performance.

Manufacturing practices and performances: A Malaysian study

The purpose of this study is to identify the most common manufacturing practices adopted by the Malaysian manufacturers, company performance factors and relationship between practices and performances. To fulfil the study objectives, 400 manufacturers were surveyed by a standard 400 questionnaire. Three research methodologies such as descriptive analysis, ANOVA and regression analysis have been employed in this study. The analysis revealed that Malaysian manufacturers focus on optimizing three critical performance factors: product development, less customer return rate and on time delivery (OTD). The most important competitive factor was found to be company reputation and design and manufacturing capacity is the least important factor. The findings also proved that manufacturing practices significantly influence company performances

Metrological performances of a diffusion charger particle counter for personal monitoring

Airborne particles have been shown to be associated with a wide range of adverse health effects, which has led to a recent increase in medical research to gain better insight into their health effects. However, accurate evaluation of the exposure-dose-response relationship is highly dependent on the ability to track actual exposure levels of people to airborne particles. This is quite a complex task, particularly in relation to submicrometer and ultrafine particles, which can vary quite significantly in terms of particle surface area and number concentrations. Therefore, suitable monitors that can be worn for measuring personal exposure to these particles are needed. This paper presents an evaluation of the metrological performance of six diffusion charger sensors, NanoTracer (Philips Aerasense) monitors, when measuring particle number and surface area concentrations, as well as particle number distribution mean when compared to reference instruments. Tests in the laboratory (by generating monodisperse and polydisperse aerosols) and in the field (using natural ambient particles) were designed to evaluate the response of these devices under both steady-state and dynamics conditions. Results showed that the NanoTracers performed well when measuring steady state aerosols, however they strongly underestimated actual concentrations during dynamic response testing. The field experiments also showed that, when the majority of the particles were smaller than 20 nm, which occurs during particle formation events in the atmosphere, the NanoTracer underestimated number concentration quite significantly. Even though the NanoTracer can be used for personal monitoring of exposure to ultrafine particles, it also has limitations which need to be considered in order to provide meaningful results.

The “virtual” producer in the recording studio : media networks in long distance peripheral performances

The producer has for many years been a central agent in recording studio sessions; the validation of this role was, in many ways, related to the producer’s physical presence in the studio, to a greater or lesser extent. However, improvements in the speed of digital networks have allowed studio sessions to be produced long-distance, in real-time, through communication programs such as Skype or REDIS. How does this impact on the role of the producer, a “nexus between the creative inspiration of the artist, the technology of the recording studio, and the commercial aspirations of the record company” (Howlett 2012)? From observations of a studio recording session in Lisbon produced through Skype from New York, this article focuses on the role of the producer in these relatively new recording contexts involving long distance media networks. Methodology involved participant observation carried out in Estúdios Namouche in Lisbon (where the session took place), as part of doctoral research. This ethnographic approach also included a number of semi-directed ethnographic interviews of the different actors in this scenario—musicians, recording engineers, composers and producers. As a theoretical framework, the research of De Zutter and Sawyer on Distributed Creativity is used, as the recording studio sets an example of “a cognitive system where […] tasks are not accomplished by separate individuals, but rather through the interactions of those individuals” (DeZutter 2009:4). Therefore, creativity often emerges as a result of this interaction.