Quantifying consistency of Event Related Potentials across subjects based on single-trial topographic analysis

Introduction: Non-invasive brain imaging techniques often contrast experimental conditions across a cohort of participants, obfuscating distinctions in individual performance and brain mechanisms that are better characterised by the inter-trial variability. To overcome such limitations, we developed topographic analysis methods for single-trial EEG data [1]. So far this was typically based on time-frequency analysis of single-electrode data or single independent components. The method's efficacy is demonstrated for event-related responses to environmental sounds, hitherto studied at an average event-related potential (ERP) level. Methods: Nine healthy subjects participated to the experiment. Auditory meaningful sounds of common objects were used for a target detection task [2]. On each block, subjects were asked to discriminate target sounds, which were living or man-made auditory objects. Continuous 64-channel EEG was acquired during the task. Two datasets were considered for each subject including single-trial of the two conditions, living and man-made. The analysis comprised two steps. In the first part, a mixture of Gaussians analysis [3] provided representative topographies for each subject. In the second step, conditional probabilities for each Gaussian provided statistical inference on the structure of these topographies across trials, time, and experimental conditions. Similar analysis was conducted at group-level. Results: Results show that the occurrence of each map is structured in time and consistent across trials both at the single-subject and at group level. Conducting separate analyses of ERPs at single-subject and group levels, we could quantify the consistency of identified topographies and their time course of activation within and across participants as well as experimental conditions. A general agreement was found with previous analysis at average ERP level. Conclusions: This novel approach to single-trial analysis promises to have impact on several domains. In clinical research, it gives the possibility to statistically evaluate single-subject data, an essential tool for analysing patients with specific deficits and impairments and their deviation from normative standards. In cognitive neuroscience, it provides a novel tool for understanding behaviour and brain activity interdependencies at both single-subject and at group levels. In basic neurophysiology, it provides a new representation of ERPs and promises to cast light on the mechanisms of its generation and inter-individual variability.

Modularity of auditory spatial representations

Abstract : Auditory spatial functions are of crucial importance in everyday life. Determining the origin of sound sources in space plays a key role in a variety of tasks including orientation of attention, disentangling of complex acoustic patterns reaching our ears in noisy environments. Following brain damage, auditory spatial processing can be disrupted, resulting in severe handicaps. Complaints of patients with sound localization deficits include the inability to locate their crying child or being over-loaded by sounds in crowded public places. Yet, the brain bears a large capacity for reorganization following damage and/or learning. This phenomenon is referred as plasticity and is believed to underlie post-lesional functional recovery as well as learning-induced improvement. The aim of this thesis was to investigate the organization and plasticity of different aspects of auditory spatial functions. Overall, we report the outcomes of three studies: In the study entitled "Learning-induced plasticity in auditory spatial representations" (Spierer et al., 2007b), we focused on the neurophysiological and behavioral changes induced by auditory spatial training in healthy subjects. We found that relatively brief auditory spatial discrimination training improves performance and modifies the cortical representation of the trained sound locations, suggesting that cortical auditory representations of space are dynamic and subject to rapid reorganization. In the same study, we tested the generalization and persistence of training effects over time, as these are two determining factors in the development of neurorehabilitative intervention. In "The path to success in auditory spatial discrimination" (Spierer et al., 2007c), we investigated the neurophysiological correlates of successful spatial discrimination and contribute to the modeling of the anatomo-functional organization of auditory spatial processing in healthy subjects. We showed that discrimination accuracy depends on superior temporal plane (STP) activity in response to the first sound of a pair of stimuli. Our data support a model wherein refinement of spatial representations occurs within the STP and that interactions with parietal structures allow for transformations into coordinate frames that are required for higher-order computations including absolute localization of sound sources. In "Extinction of auditory stimuli in hemineglect: space versus ear" (Spierer et al., 2007a), we investigated auditory attentional deficits in brain-damaged patients. This work provides insight into the auditory neglect syndrome and its relation with neglect symptoms within the visual modality. Apart from contributing to a basic understanding of the cortical mechanisms underlying auditory spatial functions, the outcomes of the studies also contribute to develop neurorehabilitation strategies, which are currently being tested in clinical populations.

The role of the right parietal cortex in sound localization: a chronometric single pulse transcranial magnetic stimulation study.

Auditory spatial functions, including the ability to discriminate between the positions of nearby sound sources, are subserved by a large temporo-parieto-frontal network. With the aim of determining whether and when the parietal contribution is critical for auditory spatial discrimination, we applied single pulse transcranial magnetic stimulation on the right parietal cortex 20, 80, 90 and 150 ms post-stimulus onset while participants completed a two-alternative forced choice auditory spatial discrimination task in the left or right hemispace. Our results reveal that transient TMS disruption of right parietal activity impairs spatial discrimination when applied at 20 ms post-stimulus onset for sounds presented in the left (controlateral) hemispace and at 80 ms for sounds presented in the right hemispace. We interpret our finding in terms of a critical role for controlateral temporo-parietal cortices over initial stages of the building-up of auditory spatial representation and for a right hemispheric specialization in integrating the whole auditory space over subsequent, higher-order processing stages.

Plastic brain mechanisms for attaining auditory temporal order judgment proficiency.

Accurate perception of the order of occurrence of sensory information is critical for the building up of coherent representations of the external world from ongoing flows of sensory inputs. While some psychophysical evidence reports that performance on temporal perception can improve, the underlying neural mechanisms remain unresolved. Using electrical neuroimaging analyses of auditory evoked potentials (AEPs), we identified the brain dynamics and mechanism supporting improvements in auditory temporal order judgment (TOJ) during the course of the first vs. latter half of the experiment. Training-induced changes in brain activity were first evident 43-76 ms post stimulus onset and followed from topographic, rather than pure strength, AEP modulations. Improvements in auditory TOJ accuracy thus followed from changes in the configuration of the underlying brain networks during the initial stages of sensory processing. Source estimations revealed an increase in the lateralization of initially bilateral posterior sylvian region (PSR) responses at the beginning of the experiment to left-hemisphere dominance at its end. Further supporting the critical role of left and right PSR in auditory TOJ proficiency, as the experiment progressed, responses in the left and right PSR went from being correlated to un-correlated. These collective findings provide insights on the neurophysiologic mechanism and plasticity of temporal processing of sounds and are consistent with models based on spike timing dependent plasticity.

A temporal hierarchy for conspecific vocalization discrimination in humans.

The ability to discriminate conspecific vocalizations is observed across species and early during development. However, its neurophysiologic mechanism remains controversial, particularly regarding whether it involves specialized processes with dedicated neural machinery. We identified spatiotemporal brain mechanisms for conspecific vocalization discrimination in humans by applying electrical neuroimaging analyses to auditory evoked potentials (AEPs) in response to acoustically and psychophysically controlled nonverbal human and animal vocalizations as well as sounds of man-made objects. AEP strength modulations in the absence of topographic modulations are suggestive of statistically indistinguishable brain networks. First, responses were significantly stronger, but topographically indistinguishable to human versus animal vocalizations starting at 169-219 ms after stimulus onset and within regions of the right superior temporal sulcus and superior temporal gyrus. This effect correlated with another AEP strength modulation occurring at 291-357 ms that was localized within the left inferior prefrontal and precentral gyri. Temporally segregated and spatially distributed stages of vocalization discrimination are thus functionally coupled and demonstrate how conventional views of functional specialization must incorporate network dynamics. Second, vocalization discrimination is not subject to facilitated processing in time, but instead lags more general categorization by approximately 100 ms, indicative of hierarchical processing during object discrimination. Third, although differences between human and animal vocalizations persisted when analyses were performed at a single-object level or extended to include additional (man-made) sound categories, at no latency were responses to human vocalizations stronger than those to all other categories. Vocalization discrimination transpires at times synchronous with that of face discrimination but is not functionally specialized.

Marginal/minority popular music : the concept of the "third space" and the case for "hybridities" of cultures/identities /

The topic of this thesis is marginaVminority popular music and the question of identity; the term "marginaVminority" specifically refers to members of racial and cultural minorities who are socially and politically marginalized. The thesis argument is that popular music produced by members of cultural and racial minorities establishes cultural identity and resists racist discourse. Three marginaVminority popular music artists and their songs have been chosen for analysis in support of the argument: Gil Scott-Heron's "Gun," Tracy Chapman's "Fast Car" and Robbie Robertson's "Sacrifice." The thesis will draw from two fields of study; popular music and postcolonialism. Within the area of popular music, Theodor Adorno's "Standardization" theory is the focus. Within the area of postcolonialism, this thesis concentrates on two specific topics; 1) Stuart Hall's and Homi Bhabha's overlapping perspectives that identity is a process of cultural signification, and 2) Homi Bhabha's concept of the "Third Space." For Bhabha (1995a), the Third Space defines cultures in the moment of their use, at the moment of their exchange. The idea of identities arising out of cultural struggle suggests that identity is a process as opposed to a fixed center, an enclosed totality. Cultures arise from historical memory and memory has no center. Historical memory is de-centered and thus cultures are also de-centered, they are not enclosed totalities. This is what Bhabha means by "hybridity" of culture - that cultures are not unitary totalities, they are ways of knowing and speaking about a reality that is in constant flux. In this regard, the language of "Otherness" depends on suppressing or marginalizing the productive capacity of culture in the act of enunciation. The Third Space represents a strategy of enunciation that disrupts, interrupts and dislocates the dominant discursive construction of US and THEM, (a construction explained by Hall's concept of binary oppositions, detailed in Chapter 2). Bhabha uses the term "enunciation" as a linguistic metaphor for how cultural differences are articulated through discourse and thus how differences are discursively produced. Like Hall, Bhabha views culture as a process of understanding and of signification because Bhabha sees traditional cultures' struggle against colonizing cultures as transforming them. Adorno's theory of Standardization will be understood as a theoretical position of Western authority. The thesis will argue that Adorno's theory rests on the assumption that there is an "essence" to music, an essence that Adorno rationalizes as structure/form. The thesis will demonstrate that constructing music as possessing an essence is connected to ideology and power and in this regard, Adorno's Standardization theory is a discourse of White Western power. It will be argued that "essentialism" is at the root of Western "rationalization" of music, and that the definition of what constitutes music is an extension of Western racist "discourses" of the Other. The methodological framework of the thesis entails a) applying semiotics to each of the three songs examined and b) also applying Bhabha's model of the Third Space to each of the songs. In this thesis, semiotics specifically refers to Stuart Hall's retheorized semiotics, which recognizes the dual function of semiotics in the analysis of marginal racial/cultural identities, i.e., simultaneously represent embedded racial/cultural stereotypes, and the marginal raciaVcultural first person voice that disavows and thus reinscribes stereotyped identities. (Here, and throughout this thesis, "first person voice" is used not to denote the voice of the songwriter, but rather the collective voice of a marginal racial/cultural group). This dual function fits with Hall's and Bhabha's idea that cultural identity emerges out of cultural antagonism, cultural struggle. Bhabha's Third Space is also applied to each of the songs to show that cultural "struggle" between colonizers and colonized produces cultural hybridities, musically expressed as fusions of styles/sounds. The purpose of combining semiotics and postcolonialism in the three songs to be analyzed is to show that marginal popular music, produced by members of cultural and racial minorities, establishes cultural identity and resists racist discourse by overwriting identities of racial/cultural stereotypes with identities shaped by the first person voice enunciated in the Third Space, to produce identities of cultural hybridities. Semiotic codes of embedded "Black" and "Indian" stereotypes in each song's musical and lyrical text will be read and shown to be overwritten by the semiotic codes of the first person voice, which are decoded with the aid of postcolonial concepts such as "ambivalence," "hybridity" and "enunciation."

Closing the summer learning gap for vulnerable junior kindergarten students

Under current academic calendars across North America, summer vacation creates a significant gap in the learning cycle. I t has been argued that this gap actually decreases student achievement levels over the course of the summer. In a synthesis of 39 studies Cooper, Nye, Charlton, Lindsay, & Greathouse (1996) indicated that summer learning loss equaled at least one month of instruction as measured by grade level equivalents on standardized test scores whereby children's test scores were at least one month lower when they returned to school in the fall than scores were when students left in the summer. Specifically, Cooper et aI., (1996) found that the summer learning loss phenomena may be particularly troublesome for less advantaged children including those with speech and language delays, children at-risk for reading disabilities, children from lower socio-economic backgrounds, and children learning English as a second language. In general, research illustrated clearly that the summer learning gap can be particularly problematic for vulnerable children and furthermore, that literacy skills may be the area of achievement that is most affected. A foundational pillar to this research project is including primary caregivers as authentic partners in a summer literacy program designed to support their children's literacy needs. This pillar led the research team to use the Learning Begins at Home: A Research-Based Family Literacy Program Curriculum designed by Antoinette Doyle, Kathleen Hipfner-Boucher, and Janette Pelletier from the Ontario Institute for the Studies of Education. The LBH program is designed to be flexibly adapted to suit the needs of each individual participating family. As indicated by Timmons (2008) literacy interventions are most powerful when they include authentic family involvement. Based on this research, a requirement for participating in the summer literacy program was involvement of a child and one of their primary caregivers. The participating caregiver was integrally involved in the program, participating in workshop activities prior to and following hands-on literacy work with their child. By including primary caregivers as authentic partners, the research team encouraged a paradigmatic shift in the family whereby literacy activities become routine within their household. 5 Participants in this study were 14 children from junior kindergarten classrooms within the Niagara Catholic District School Board. As children were referred to the program, they were assessed by a trained emergent literacy specialist (from Speech Services Niagara) to identify whether they met the eligibility requirements for participation in the summer program. To be eligible to participate, children demonstrated significant literacy needs (i.e. below 25%ile on the Test of Preschool Early Literacy described below). Children with low incidence disabilities (i.e. profound sensory impairments, severe intellectual impairments, developmental disabilities, etc) were excluded as participants. The research team used a standard pre- and posttest design whereby all participating children were assessed with the Test of Preschool Early Literacy (Lonigan et aI., 2007), and a standard measure of letter names and sounds. Pretests were administered two weeks prior to the commencement of the program and the first set of posttests was administered immediately following the program. A second set of posttests was administered in December 2009 to measure the sustainability of the program. As a result of the program, all children scored statistically significantly higher on their literacy scores at the post-program assessment point immediately following the program and also at the Dec-post-program assessment point. These results in general indicated that the summer family literacy program made an immediate impact on the emergent literacy skills of participating children. All participating children demonstrated significant increases in print and phonological awareness as well as their letter sound understanding.

Extending the irrelevant sound effect beyond serial recall

The finding that serial recall perfonnance for visually presented items is impaired by concurrently presented speech or sounds is referred to as the irrelevant sound effect (lSE). The foremost explanation for the effect is based on interference with rehearsal and seriation processes. The present series of experiments demonstrates tha t neither rehearsal nor seriation processes is necessary to observe the ISE. Evidence comes from three experiments that a) allow participants to report to-be-remembered items in any order, b) eliminate rehearsal by engaging participants in a cover task and surprising them with a memory test, and c) show that surprise non-serial recognition is immune to rehearsal-based experimental manipulations that modulate the ISE in more typical serial recall tasks. Together,the results show that models that rely on rehearsal or seriation processes to account for the ISE need to be reconsidered. Results are discussed in tenns of interference with encoding of to-be-remembered material.

Du beau, du bon... du bon Dieu

Olivier Bauer ne se demande pas si la théologie doit s’intéresser aux cinq sens, mais comment elle doit le faire ! L’auteur rappelle d’abord la manière dont nous percevons le monde avec nos cinq sens et le rôle que chacun remplit. Il démontre ensuite comment le christianisme s’est toujours exprimé autant dans des goûts, des odeurs et des textures que dans des mots, des musiques ou des images. Il souligne l’importance pour le théologien de repérer ce qui fait de nous les chrétiens que nous sommes. Il propose enfin une démarche communautaire pour choisir des goûts, des odeurs, des textures, des sons ou des images pour transmettre l’Évangile.

Les végétaux comme éléments du paysage sonore : relations qualitatives entre conditions environnementales, morphologie et organisation dans la production d’ambiances sonores

Le paysage sonore est une forme de perception de notre environnement qui nous permet d’identifier les composantes sonores de notre quotidien. Ce projet de recherche porte sur une thématique particulière, les sons produits par les végétaux et leurs rôles dans les ambiances sonores paysagères. C’est la perspective que nous avons explorée in situ, en comparant les différentes espèces végétales; cette collection d’informations nous permet de proposer une typologie d’ambiances sonores des végétaux. Dans la première partie, des notions rattachées au « monde sonore » telles que l’objet sonore, le paysage sonore et les effets sonores justifient d’établir, dans la méthodologie, une grille d’analyse comportant différentes échelles d’écoute. Une lecture multidisciplinaire propose, d’une part, de réunir de l’information sur le son et les végétaux, la morphologie de ces derniers, l’aménagement au site, les conditions climatiques et, d’autre part, de retrouver ce qui a trait au son dans l’histoire des jardins, dont les jardins sensoriels, thérapeutiques, technologiques, et des sentiers d’interprétation sonore, sous l’angle du son comme projet. De plus, une liste de végétaux recevant les chants et cris de la faune vient introduire la notion de biodiversité sonore. Une enquête sociale de terrain, par la méthode des parcours commentés, et une enquête « experte » ont été réalisées au Jardin botanique de Montréal. Ces deux enquêtes nous ont permis de constituer une grille d’analyse croisée comprenant plusieurs échelles d’écoute : textures, actions sonores, effets sonores... De là, des générateurs d’ambiance (morphologie, organisation, climat) ont été relevés pour déterminer les aspects de récurrences et de différenciations d’un type d’ambiance sonore à l’autre. Des associations se sont formées en fonction de onze types de végétaux, chacun comprenant plusieurs sous-catégories. Celles-ci proposent des ambiances sonores spécifiques, des échelles d’écoute à considérer pour chaque type d’ambiance et l’énumération d’espèces à utiliser. Cette recherche ouvre la voie à un autre type de lecture sonore, par thématique d’ambiance (les sons du végétal dans notre cas), afin d’offrir de nouveaux outils de conception pour les professionnels, en profonde relation avec les perceptions sonores d’usagers sur le terrain et l’agencement spécifique d’un site.

Expérience sonore des usagers dans l'espace public urbain: l'exemple du boulevard Saint-Laurent à Montréal.

La recherche sur le phénomène sonore, depuis les théorisations de Pierre Schaeffer entourant le concept de « l’objet sonore », a largement évolué nous permettant d’en saisir toute sa complexité. Poursuivant ce même dessein, nous proposons une approche compréhensive du phénomène sonore dans l’espace public urbain en nous penchant plus spécifiquement sur l’interprétation sonore des usagers empruntant les grandes rues commerciales de la ville et en l’occurrence, celles de Montréal. Au quotidien, le citadin déambule et chemine dans l’espace public en prenant conscience de son environnement à l’aide de ses sens. Outre l’aspect visuel, l’ensemble des autres sens sont, pour la plupart du temps, négligés par les designers de l’espace urbain. Il en résulte une conception du projet urbain relativement pauvre au niveau sonore. Dans ce mémoire, il sera question d’aborder le son sous l’angle de l’expérience subjective telle qu’elle est vécue par les usagers. L’objectif de nos travaux tend donc à approfondir la compréhension de l’expérience sonore de l’usager dans l’espace public urbain afin d’en intégrer les principes en amont du processus de conception. Les théories et méthodes issues du domaine de l’environnement sonore voient leur champ d’investigation élargi par l’anthropologie des sens. La richesse de cette approche permet de mieux saisir les multiples dimensions qui façonnent le vécu sonore des usagers. Le cadre de références puise également dans les pratiques artistiques. L’analyse de ces dernières fait émerger des dimensions utiles à la compréhension de l’expérience sonore. Cette expérimentation a été effectuée à l’aide de différentes méthodes de collecte de données permettant de recueillir un maximum de matière qualitative. Ainsi, des observations, des parcours d’écoute qualifiée, des parcours commentés et finalement des entretiens en profondeur ont été menés. Cette recherche a permis de mieux comprendre le dialogue existant entre le son, l’espace et l’usager en révélant les différentes dimensions de l’expérience sonore de la grande rue commerciale et notamment, celles entourant la culture des sens.

Traitement cérébral de sons émotionnels : une perspective électrophysiologique

Des sons émotionnels furent présentés comme stimuli cibles lors d'une tâche auditive de type oddball. Les effets acoustiques furent départagés des effets émotionnels à l'aide d'une tâche contrôle similaire utilisant une version brouillée des sons originaux et dépourvue de propriétés émotionnelles. Les résultats du oddball émotionnel qui ont différé du oddball contrôle ont montré des effets de valence inversés dans les composantes électrophysiologiques P2 et P300; la valence négative ayant une amplitude plus grande dans la fenêtre de 130-270ms mais moins intense autour de 290-460ms, lorsque comparée aux valences positives et neutres. Les résultats P2 peuvent être interprétés comme une mobilisation attentionnelle précoce privilégiant les stimuli potentiellement dangereux, tandis que les résultats de la P300 pourrait indiquer une évaluation moins détaillée de ces stimuli.

Analyse par apprentissage automatique des réponses fMRI du cortex auditif à des modulations spectro-temporelles

L'application de classifieurs linéaires à l'analyse des données d'imagerie cérébrale (fMRI) a mené à plusieurs percées intéressantes au cours des dernières années. Ces classifieurs combinent linéairement les réponses des voxels pour détecter et catégoriser différents états du cerveau. Ils sont plus agnostics que les méthodes d'analyses conventionnelles qui traitent systématiquement les patterns faibles et distribués comme du bruit. Dans le présent projet, nous utilisons ces classifieurs pour valider une hypothèse portant sur l'encodage des sons dans le cerveau humain. Plus précisément, nous cherchons à localiser des neurones, dans le cortex auditif primaire, qui détecteraient les modulations spectrales et temporelles présentes dans les sons. Nous utilisons les enregistrements fMRI de sujets soumis à 49 modulations spectro-temporelles différentes. L'analyse fMRI au moyen de classifieurs linéaires n'est pas standard, jusqu'à maintenant, dans ce domaine. De plus, à long terme, nous avons aussi pour objectif le développement de nouveaux algorithmes d'apprentissage automatique spécialisés pour les données fMRI. Pour ces raisons, une bonne partie des expériences vise surtout à étudier le comportement des classifieurs. Nous nous intéressons principalement à 3 classifieurs linéaires standards, soient l'algorithme machine à vecteurs de support (linéaire), l'algorithme régression logistique (régularisée) et le modèle bayésien gaussien naïf (variances partagées).

Les conditions d'une musicalité du sonore : étude comparative sur le statut musical du bruit en musique et au cinéma

La création cinématographique de l’étudiante qui accompagne ce mémoire sous la forme d’un DVD est disponible à la Médiathèque de la Bibliothèque des lettres et sciences humaines sous le titre : Qui va droit son chemin.(http://atrium.umontreal.ca/notice/UM-ALEPH002343834)

Développement et fonctionnement des mécanismes de résonance motrice chez l'humain

La découverte dans le cerveau du singe macaque de cellules visuo-motrices qui répondent de façon identique à la production et la perception d’actes moteurs soutient l’idée que ces cellules, connues sous le nom de neurones-miroirs, encoderaient la représentation d’actes moteurs. Ces neurones, et le système qu’ils forment, constitueraient un système de compréhension moteur; par delà la simple représentation motrice, il est également possible que ce système participe à des processus de haut niveau en lien avec la cognition sociale. Chez l’humain adulte, des études d’imagerie récentes montrent d’importants chevauchements entre les patrons d’activité liés à l’exécution d’actes moteurs et ceux associés à la perception d’actions. Cependant, malgré le nombre important d’études sur ce système de résonance motrice, étonnamment peu se sont penchées sur les aspects développementaux de ce mécanisme, de même que sa relation avec certaines habiletés sociales dans la population neurotypique. De plus, malgré l’utilisation répandue de certaines techniques neurophysiologiques pour quantifier l’activité de ce système, notamment l’électroencéphalographie et la stimulation magnétique transcrânienne, on ignore en grande partie la spécificité et la convergence de ces mesures dans l’étude des processus de résonance motrice. Les études rassemblées ici visent à combler ces lacunes, c'est-à-dire (1) définir l’existence et les propriétés fonctionnelles du système de résonance motrice chez l’enfant humain, (2) établir le lien entre ce système et certaines habiletés sociales spécifiques et (3) déterminer la validité des outils d’investigation couramment utilisés pour mesurer son activité. Dans l’article 1, l’électroencéphalographie quantitative est utilisée afin de mesurer l’activité des régions sensorimotrices chez un groupe d’enfants d’âge scolaire durant la perception d’actions de la main. On y démontre une modulation de l’activité du rythme mu aux sites centraux non seulement lors de l’exécution de tâches motrices, mais également lors de l’observation passive d’actions. Ces résultats soutiennent l’hypothèse de l’existence d’un système de résonance motrice sensible aux représentations visuelles d’actes moteurs dans le cerveau immature. L’article 2 constitue une étude de cas réalisée chez une jeune fille de 12 ans opérée pour épilepsie réfractaire aux médicaments. L’électroencéphalographie intracrânienne est utilisée afin d’évaluer le recrutement du cortex moteur lors de la perception de sons d’actions. On y montre une modulation de l’activité du cortex moteur, visible dans deux périodes distinctes, qui se reflètent par une diminution de la puissance spectrale des fréquences beta et alpha. Ces résultats soutiennent l’hypothèse de l’existence d’un système de résonance motrice sensible aux représentations auditives d’actions chez l’enfant. L’article 3 constitue une recension des écrits portant sur les données comportementales et neurophysiologiques qui suggèrent la présence d’un système de compréhension d’action fonctionnel dès la naissance. On y propose un modèle théorique où les comportements d’imitation néonataux sont vus comme la résultante de mécanismes d’appariement moteurs non inhibés. Afin de mesurer adéquatement la présence de traits empathiques et autistique dans le but de les mettre en relation avec l’activité du système de résonance motrice, l’article 4 consiste en une validation de versions françaises des échelles Empathy Quotient (Baron-Cohen & Wheelwright, 2004) et Autism Spectrum Quotient (Baron-Cohen et al., 2001) qui seront utilisées dans l’article 5. Les versions traduites de ces échelles ont été administrées à 100 individus sains et 23 personnes avec un trouble du spectre autistique. Les résultats répliquent fidèlement ceux obtenus avec les questionnaires en version anglaise, ce qui suggère la validité des versions françaises. Dans l’article 5, on utilise la stimulation magnétique transcrânienne afin d’investiguer le décours temporel de l’activité du cortex moteur durant la perception d’action et le lien de cette activité avec la présence de traits autistiques et empathiques chez des individus normaux. On y montre que le cortex moteur est rapidement activé suivant la perception d’un mouvement moteur, et que cette activité est corrélée avec les mesures sociocognitives utilisées. Ces résultats suggèrent l’existence d’un système d’appariement moteur rapide dans le cerveau humain dont l’activité est associée aux aptitudes sociales. L’article 6 porte sur la spécificité des outils d’investigation neurophysiologique utilisés dans les études précédentes : la stimulation magnétique transcrânienne et l’électroencéphalographie quantitative. En utilisant ces deux techniques simultanément lors d’observation, d’imagination et d’exécution d’actions, on montre qu’elles évaluent possiblement des processus distincts au sein du système de résonance motrice. En résumé, cette thèse vise à documenter l’existence d’un système de résonance motrice chez l’enfant, d’établir le lien entre son fonctionnement et certaines aptitudes sociales et d’évaluer la validité et la spécificité des outils utilisés pour mesurer l’activité au sein de ce système. Bien que des recherches subséquentes s’avèrent nécessaires afin de compléter le travail entamé ici, les études présentées constituent une avancée significative dans la compréhension du développement et du fonctionnement du système de résonance motrice, et pourraient éventuellement contribuer à l’élaboration d’outils diagnostiques et/ou de thérapeutiques chez des populations où des anomalies de ce système ont été répertoriées.