An imagery-based road map to tackle maladaptive motivation in clinical disorders

There is now a widespread recognition of the importance of mental imagery in a range of clinical disorders (1). This provides the potential for a transdiagnostic route to integrate some aspects of these disorders and their treatment within a common framework. This opinion piece argues that we need to understand why imagery is such a central and recurring feature, if we are to progress theories of the origin and maintenance of disorders. This will aid us in identifying therapeutic techniques that are not simply targeting imagery as a symptom, but as a manifestation of an underlying problem. As papers in this issue highlight, imagery is a central feature across many clinical disorders, but has been ascribed varying roles. For example, the involuntary occurrence of traumatic memories is a diagnostic criterion for PTSD (2), and it has been suggested that multisensory imagery of traumatic events normally serves a functional role in allowing the individual to reappraise the situation (3), but that this re-appraisal is disabled by extreme affective responses. In contrast to the disabling flashbacks associated with PTSD, depressed adults who experience suicidal ideation often report “flash forward” imagery related to suicidal acts (4), motivating them to self-harm. Socially anxious individuals who engage in visual imagery about giving a talk in public become more anxious and make more negative predictions about future performance than others who engage in more abstract, semantic processing of the past event (5). People with Obsessive Compulsive Disorder (OCD) frequently report imagery of past adverse events, and imagery seems to be associated with severity (6). The content of intrusive imagery has been related to psychotic symptoms (7), including visual images of the catastrophic fears associated with paranoia and persecution. Imagery has been argued (8) to play a role in the maintenance of psychosis through negative appraisals of imagined voices, misattribution of sensations to external sources, by the induction of negative mood states that trigger voices, and through maintenance of negative schemas. In addiction and substance dependence, Elaborated Intrusion (EI) Theory (9, 10) emphasizes the causal role that imagery plays in substance use, through its role in motivating an individual to pursue goals directed toward achieving the pleasurable outcomes associated with substance use...

Evaluación de la memoria semántica

Resumen: La memoria semántica permite almacenar información acerca del significado de los objetos, las palabras y del mundo en general. Este conocimiento se altera en pacientes con Demencia Semántica, Enfermedad de Alzheimer y encefalitis por virus herpes, entre otros. El compromiso de la información semántica debe ser evaluado con herramientas que contemplen los diferentes aspectos que sustentan su organización. El objetivo del presente trabajo es hacer una revisión exhaustiva de las diferentes tareas que permiten indagar el procesamiento semántico e indicar aquellas que han sido diseñadas o adaptadas para ser usadas en la población rioplatense.

A methodology for the semiautomatic annotation of EPEC-RolSem, a basque corpus labeled at predicative level following the PropBank-Verb Net model

In this article we describe the methodology developed for the semiautomatic annotation of EPEC-RolSem, a Basque corpus labeled at predicate level following the PropBank-VerbNet model. The methodology presented is the product of detailed theoretical study of the semantic nature of verbs in Basque and of their similarities and differences with verbs in other languages. As part of the proposed methodology, we are creating a Basque lexicon on the PropBank-VerbNet model that we have named the Basque Verb Index (BVI). Our work thus dovetails the general trend toward building lexicons from tagged corpora that is clear in work conducted for other languages. EPEC-RolSem and BVI are two important resources for the computational semantic processing of Basque; as far as the authors are aware, they are also the first resources of their kind developed for Basque. In addition, each entry in BVI is linked to the corresponding verb-entry in well-known resources like PropBank, VerbNet, WordNet, Levin’s Classification and FrameNet. We have also implemented several automatic processes to aid in creating and annotating the BVI, including processes designed to facilitate the task of manual annotation.

左中部梭状回枕颞沟内皮质对汉字加工的必要性、选择性和作用性质

A number of functional neuroimaging studies with skilled readers consistently showed activation to visual words in the left mid-fusiform cortex in occipitotemporal sulcus (LMFC-OTS). Neuropsychological studies also showed that lesions at left ventral occipitotemporal areas result in impairment in visual word processing. Based on these empirical observations and some theoretical speculations, a few researchers postulated that the LMFC-OTS is responsible for instant parallel and holistic extraction of the abstract representation of letter strings, and labeled this piece of cortex as “visual word form area” (VWFA). Nonetheless, functional neuroimaging studies alone is basically a correlative rather than causal approach, and lesions in the previous studies were typically not constrained within LMFC-OTS but also involving other brain regions beyond this area. Given these limitations, it remains unanswered for three fundamental questions: is LMFC-OTS necessary for visual word processing? is this functionally selective for visual word processing while unnecessary for processing of non-visual word stimuli? what are its function properties in visual word processing? This thesis aimed to address these questions through a series of neuropsychological, anatomical and functional MRI experiments in four patients with different degrees of impairments in the left fusiform gyrus. Necessity: Detailed analysis of anatomical brain images revealed that the four patients had differential foci of brain infarction. Specifically, the LMFC-OTS was damaged in one patient, while it remained intact in the other three. Neuropsychological experiments showed that the patient with lesions in the LMFC-OTS had severe impairments in reading aloud and recognizing Chinese characters, i.e., pure alexia. The patient with intact LMFC-OTS but information from the left visual field (LVF) was blocked due to lesions in the splenium of corpus callosum, showed impairment in Chinese characters recognition when the stimuli were presented in the LVF but not in the RVF, i.e. left hemialexia. In contrast, the other two patients with intact LMFC-OTS had normal function in processing Chinese characters. The fMRI experiments demonstrated that there was no significant activation to Chinese characters in the LMFC-OTS of the pure alexic patient and of the patient with left hemialexia when the stimuli were presented in the LVF. On the other hand, this patient, when Chinese characters were presented in right visual field, and the other two with intact LMFC-OTS had activation in the LMFC-OTS. These results together point to the necessity of the LMFC-OTS for Chinese character processing. Selectivity: We tested selectivity of the LMFC-OTS for visual word processing through systematically examining the patients’ ability for processing visual vs. auditory words, and word vs. non-word visual stimuli, such as faces, objects and colors. Results showed that the pure alexic patients could normally process auditory words (expression, understanding and repetition of orally presented words) and non-word visual stimuli (faces, objects, colors and numbers). Although the patient showed some impairments in naming faces, objects and colors, his performance scores were only slightly lower or not significantly different relative to those of the patients with intact LMFC-OTS. These data provide compelling evidence that the LMFC-OTS is not requisite for processing non-visual word stimuli, thus has selectivity for visual word processing. Functional properties: With tasks involving multiple levels and aspects of word processing, including Chinese character reading, phonological judgment, semantic judgment, identity judgment of abstract visual word representation, lexical decision, perceptual judgment of visual word appearance, and dictation, copying, voluntary writing, etc., we attempted to reveal the most critical dysfunction caused by damage in the LMFC-OTS, thus to clarify the most essential function of this region. Results showed that in addition to dysfunctions in Chinese character reading, phonological and semantic judgment, the patient with lesions at LMFC-OTS failed to judge correctly whether two characters (including compound and simple characters) with different surface features (e.g., different fonts, printed vs. handwritten vs. calligraphy styles, simplified characters vs. traditional characters, different orientations of strokes or whole characters) had the same abstract representation. The patient initially showed severe impairments in processing both simple characters and compound characters. He could only copy a compound character in a stroke-by-stroke manner, but not by character-by-character or even by radical-by-radical manners. During the recovery process, namely five months later, the patient could complete the abstract representation tasks of simple characters, but showed no improvement for compound characters. However, he then could copy compound characters in a radical-by-radical manner. Furthermore, it seems that the recovery of copying paralleled to that of judgment of abstract representation. These observations indicate that lesions of the LMFC-OTS in the pure alexic patients caused several damage in the ability of extracting the abstract representation from lower level units to higher level units, and the patient had especial difficulty to extract the abstract representation of whole character from its secondary units (e.g., radicals or single characters) and this ability was resistant to recover from impairment. Therefore, the LMFC-OTS appears to be responsible for the multilevel (particularly higher levels) abstract representations of visual word form. Successful extraction seems independent on access to phonological and semantic information, given the alexic patient showed severe impairments in reading aloud and semantic processing on simple characters while maintenance of intact judgment on their abstract representation. However, it is also possible that the interaction between the abstract representation and its related information e.g. phonological and semantic information was damaged as well in this patient. Taken together, we conclude that: 1) the LMFC-OTS is necessary for Chinese character processing, 2) it is selective for Chinese character processing, and 3) its critical function is to extract multiple levels of abstract representation of visual word and possibly to transmit it to phonological and semantic systems.

幼儿绘画表征的发展－－发展过程及其影响因素

Two major questions in this study are the development of children's representative drawing and the influence of semantic representation and image representation on it. Children aged from 3 and a half to 7 participated the experiments. Two-dimension and three-dimension displays were used in four experiments. The results show that: The development of children's representational drawing can be divided into stages. They become maturer in selecting the strategies of the representational drawing, which are different in nature across different ages. There is a development from feature processing to integrative processing in children's drawing. At the feature processing stage, the typological features are represented easily. No matter global or partial. They tend to use unconnected parts to represent, which is called the strategy of distributed representation, those displays without prominent features. In integrative processing stage, the features of two-dimension display are integrated according to its gestalt. And the features of three-dimension display are integrated by its prototypical view across the main axis of the display. Cubic representations were found in some of the children's drawings, but none of them can do it from a perspective view before 7 years old. The semantic processing of the display, both global and partial meaning, can influence the development of the representational drawing. The structural features of the display influence the development of drawing representation. Semantic principles and structural features influence the representational drawings together. For three-dimension display, the semantic face and structural face coexist and work together. Children's ability to draw the display according to the right perspective rather than the prototypical view increase along with them growing up.

汉字形音义加工时间进程的事件相关电位（ERP）研究

The time-courses of orthographic, phonological and semantic processing of Chinese characters were investigated systematically with multi-channel event-related potentials (ERPs). New evidences concerning whether phonology or semantics is processed first and whether phonology mediates semantic access were obtained, supporting and developing the new concept of repetition, overlapping, and alternating processing in Chinese character recognition. Statistic parameter mapping based on physiological double dissociation has been developed. Seven experiments were conducted: I) deciding which type of structure, left-right or non-left-right, the character displayed on the screen was; 2) deciding whether or not there was a vowel/a/in the pronunciation of the character; 3) deciding which classification, natural object or non-natural object, the character was; 4) deciding which color, red or green, the character was; 5) deciding which color, red or green, the non-character was; 6) fixing on the non-character; 7) fixing on the crosslet. The main results are: 1. N240 and P240:N240 and P240 localized at occipital and prefrontal respectively were found in experiments 1, 2, 3, and 4, but not in experiments 5, 6, or 7. The difference between the former 4 and the latter 3 experiments was only their stimuli: the former's were true Chinese characters while the latter's were non-characters or crosslet. Thus Chinese characters were related to these two components, which reflected unique processing of Chinese characters peaking at about 240 msec. 2. Basic visual feature analysis: In comparison with experiment 7 there was a common cognitive process in experiments 1, 2, 4, and 6 - basic visual feature analysis. The corresponding ERP amplitude increase in most sites started from about 60 msec. 3. Orthography: The ERP differences located at the main processing area of orthography (occipital) between experiments 1, 2, 3, 4 and experiment 5 started from about 130 msec. This was the category difference between Chinese characters and non-characters, which revealed that orthographic processing started from about 130 msec. The ERP differences between the experiments 1, 2, 3 and the experiment 4 occurred in 210-250, 230-240, and 190-250 msec respectively, suggesting orthography was processed again. These were the differences between language and non-language tasks, which revealed a higher level processing than that in the above mentioned 130 msec. All the phenomena imply that the orthographic processing does not finished in one time of processing; the second time of processing is not a simple repetition, but a higher level one. 4. Phonology: The ERPs of experiment 2 (phonological task) were significantly stronger than those of experiment 3 (semantic task) at the main processing areas of phonology (temporal and left prefrontal) starting from about 270 msec, which revealed phonologic processing. The ERP differences at left frontal between experiment 2 and experiment 1 (orthographic task) started from about 250 msec. When comparing phonological task with experiment 4 (character color decision), the ERP differences at left temporal and prefrontal started from about 220 msec. Thus phonological processing may start before 220 msec. 5. Semantic: The ERPs of experiment 3 (semantic task) were significantly stronger than those of experiment 2 (phonological task) at the main processing areas of semantics (parietal and occipital) starting from about 290 msec, which revealed semantic processing. The ERP differences at these areas between experiment 3 and experiment 4 (character color decision) started from about 270 msec. The ERP differences between experiment 3 and experiment 1 (orthographic task) started from about 260 msec. Thus semantic processing may start before 260 msec. 6. Overlapping of phonological and semantic processing: From about 270 to 350 msec, the ERPs of experiment 2 (phonological task) were significantly larger than those of experiment 3 (semantic task) at the main processing areas of phonology (temporal and left prefrontal); while from about 290-360 msec, the ERPs of experiment 3 were significantly larger than those of experiment 2 at the main processing areas of semantics (frontal, parietal, and occipital). Thus phonological processing may start earlier than semantic and their time-courses may alternate, which reveals parallel processing. 7. Semantic processing needs part phonology: When experiment 1 (orthographic task) served as baseline, the ERPs of experiment 2 and 3 (phonological and semantic tasks) significantly increased at the main processing areas of phonology (left temporal and frontal) starting from about 250 msec. The ERPs of experiment 3, besides, increased significantly at the main processing areas of semantics (parietal and frontal) starting from about 260 msec. When experiment 4 (character color decision) served as baseline, the ERPs of experiment 2 and 3 significantly increased at phonological areas (left temporal and frontal) starting from about 220 msec. The ERPs of experiment 3, similarly, increased significantly at semantic areas (parietal and frontal) starting from about270 msec. Hence, before semantic processing, a part of phonological information may be required. The conclusion could be got from above results in the present experimental conditions: 1. The basic visual feature processing starts from about 60 msec; 2. Orthographic processing starts from about 130 msec, and repeats at about 240 msec. The second processing is not simple repetition of the first one, but a higher level processing; 3. Phonological processing begins earlier than semantic, and their time-courses overlap; 4. Before semantic processing, a part of phonological information may be required; 5. The repetition, overlapping, and alternating of the orthographic, phonological and semantic processing of Chinese characters could exist in cognition. Thus the problem of whether phonology mediates semantics access is not a simple, but a complicated issue.

The syntax of concealment:Reliable methods for plain text information hiding

Many plain text information hiding techniques demand deep semantic processing, and so suffer in reliability. In contrast, syntactic processing is a more mature and reliable technology. Assuming a perfect parser, this paper evaluates a set of automated and reversible syntactic transforms that can hide information in plain text without changing the meaning or style of a document. A large representative collection of newspaper text is fed through a prototype system. In contrast to previous work, the output is subjected to human testing to verify that the text has not been significantly compromised by the information hiding procedure, yielding a success rate of 96% and bandwidth of 0.3 bits per sentence. © 2007 SPIE-IS&T.

Vieillissement et réorganisation neurofonctionnelle pour le traitement du sens métaphorique des mots

Compte tenu de l ’importante augmentation de l ’espérance de vie de la population générale observée dans les dernières décennies, les études portant sur les modifications des fonctions cognitives lors du vieillissement normal et pathologique se révèlent d'un grand intérêt. Les résultats rapportés dans cette thèse contribuent à une meilleure compréhension de la nature des modifications avec l ’âge du traitement du sens métaphorique des mots et du phénomène de réorganisation fonctionnelle sous-tendant ces processus. Après une revue de littérature (chapitre 1), un premier article définissant la problématique générale du traitement du langage lors du vieillissement normal inaugure la série de travaux présentés dans cette thèse. Cet article, présenté dans le chapitre 2, confirme l ’importance du développement d ’études spécifiques permettant de faire le lien entre les différentes hypothèses portant sur les changements cognitifs propres au vieillissement normal et celles portant sur les changements propres au substrat neurobiologique du langage. Le chapitre 3 présente une étude comportementale ayant pour objectif d ’évaluer la disponibilité des ressources attentionnelles pour le traitement phonologique et sémantique des mots ainsi que son évolution possible avec l ’âge. Les conclusions tirées de cette étude vont dans le sens d ’une restriction des ressources attentionnelles particulièrement pour le traitement du sens métaphorique des mots lors du vieillissement normal. Le chapitre 4 présente une étude en neuroimagerie fonctionnelle. Cette étude a été réalisée afin de comparer les profils d'activation cérébrale des participants jeunes et âgés lors du traitement du sens métaphorique des mots. Les résultats obtenus soulignent qu ’autant pour les participants jeunes que pour les participants âgés, le traitement du sens métaphorique des mots pourrait imposer au cerveau le partage des ressources attentionnelles. Néanmoins, ils montrent une réorganisation fonctionnelle chez les participants âgés. L ’ensemble des travaux présentés appuie l ’hypothèse d ’une attribution différentielle des ressources attentionnelles ainsi que celle d ’une réorganisation fonctionnelle chez les participants âgés pour le traitement du sens métaphorique des mots. Les résultats viennent enrichir la compréhension des modèles neurocognitifs du vieillissement en ce qui concerne l ’évolution des bases neurobiologiques du langage.

Substrats neuronaux du traitement sémantique des concepts concrets et abstraits : apports de la neuropsychologie par l’étude de patients ayant subi une lobectomie temporale gauche ou droite

La recherche dans le domaine de la mémoire sémantique a permis de documenter l’effet de concrétude (avantage pour les mots concrets relativement aux mots abstraits), et plus récemment, l’effet de concrétude inverse (avantage pour les mots abstraits relativement aux mots concrets). Ces effets, observés chez le sujet sain et dans différentes populations cliniques en neurologie, ont suscité de nombreuses interprétations théoriques, autant sur le plan cognitif que neuroanatomique. En effet, cette double dissociation entre les deux types de concepts suggère que leur traitement doit reposer au moins en partie sur des processus mentaux et neuroanatomiques distincts. Néanmoins, les origines de ces différences restent largement débattues et sont caractérisées par une absence notable de consensus. L’objectif principal de la présente thèse est d’explorer les substrats cérébraux sous-tendant la compréhension des concepts concrets et abstraits. Dans un premier temps, un article de revue de la littérature dresse un état des lieux des connaissances actuelles portant sur le traitement sémantique des mots concrets et abstraits ainsi que sur leurs fondements cérébraux. Cet article met une emphase particulière sur les différences inter-hémisphériques dans le traitement des mots concrets et abstraits (Article 1). Dans un deuxième temps, une étude expérimentale de la compréhension des mots concrets et abstraits a été réalisée auprès de populations cliniques rares, des patients ayant subi soit i) une résection unilatérale de la partie antérieure du lobe temporal (temporo-polaire), soit ii) une résection unilatérale de la région hippocampique (temporale interne) (Article 2). Le premier article fait ressortir la grande hétérogénéité des résultats dans le domaine, et suggère que les différences observées dans le traitement des mots concrets et abstraits peuvent difficilement être interprétées seulement en termes de différences inter-hémisphériques. Les résultats du second article indiquent qu’une lésion de la région temporale antérieure gauche ou droite entraîne une atteinte plus marquée des concepts concrets comparativement aux abstraits, alors qu’une lésion unilatérale des régions temporales internes affecte de manière équivalente le traitement sémantique des deux types de concepts. Les implications théoriques et cliniques de ces résultats sont discutées, ainsi que les limites et perspectives futures.

Étude de la dynamique hémisphérique pour le traitement des mots chez les gauchers et les droitiers

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

Les bases cognitives et cérébrales du traitement sémantique des personnes célèbres : étude chez le jeune adulte et la personne âgée saine, atteinte de TCL, ou de dépression.

Les connaissances que nous avons sur les personnes familières et célèbres représentent un des grands domaines de la mémoire sémantique. Elles ont une valeur sociale importante puisqu'elles nous permettent de reconnaître et d'identifier les personnes que nous connaissons et de les distinguer de personnes que nous ne connaissons pas. La présente thèse comporte deux volets : le premier volet porte sur l’étude des substrats cérébraux du traitement sémantique sur les personnes célèbres chez le jeune adulte, alors que le deuxième volet porte sur l’étude des connaissances sémantiques sur les personnes célèbres chez la personne âgée sans troubles cognitifs, atteinte d’un Trouble cognitif léger de type amnésique (TCLa), d’un Trouble cognitif léger de type amnésique avec symptômes dépressifs (TCLa-D) ou de dépression tardive. Plus précisément, ce dernier volet étudie la relation entre les troubles sémantiques et la présence de symptômes dépressifs. Le premier volet a donc pour objectif d’explorer en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) les substrats cérébraux sous-tendant le traitement sémantique de visages célèbres comparé au traitement perceptif (Article 1). Le rôle des régions temporales postérieures (occipito-temporales) dans le traitement perceptif des visages est aujourd’hui bien établi. Les lobes temporaux antérieurs (LTA) semblent avoir un rôle particulièrement important dans l’identification des visages familiers et connus, mais le rôle précis de cette région dans le traitement sémantique des visages connus demeure encore mal compris. Le premier article met ainsi en lumière les régions corticales impliquées dans le processus de reconnaissance de visages, soit du traitement perceptif au traitement sémantique qui nous permet d’identifier et de retrouver des informations biographiques sur le visage qui nous est présenté. Les présents résultats appuient le modèle proposé par Haxby et collègues (2000) selon lequel la région des lobes temporaux antérieurs (LTA) soit associée au traitement sémantique des visages de personnes célèbres. Quant au deuxième volet, il a pour objectif d’étudier au niveau comportemental l’intégrité des connaissances sémantiques biographiques spécifiques et générales chez des personnes âgées sans troubles cognitifs, atteinte d’un TCLa ou d’un TCLa avec symptômes dépressifs (TCLa-D) ou de dépression tardive. (Article 2). La dépression a été jugée comme étant un facteur interdépendant pouvant jouer un rôle dans la variabilité de la présentation clinique des individus TCLa. En effet, il semble que la présence de symptômes dépressifs influence le profil cognitif des individus TCLa, surtout en ce qui à trait aux fonctions exécutives et à la mémoire épisodique. Cependant, aucune étude n’a à ce jour étudié l’impact des symptômes dépressifs sur la mémoire sémantique des personnes célèbres chez les individus TCLa. Les présents résultats indiquent que les individus TCLa montrent des déficits pour le traitement sémantique des personnes célèbres, et que ces déficits sont modulés par la présence d’une symptomatologie dépressive. La dépression à elle seule ne peut toutefois engendrer des déficits sémantiques puisque le groupe ayant une dépression tardive n’a démontré aucune atteinte de la mémoire sémantique. Les implications théoriques et cliniques de ces résultats seront discutées, ainsi que les limites et perspectives futures.

Substrats neuronaux du traitement visuel et sémantique des mots dans le vieillissement normal : apports de la MEG

Bien que l’on ait longtemps considéré que les substrats cérébraux de la mémoire sémantique (MS) demeuraient intacts au cours du vieillissement normal (VN), en raison d’une préservation de la performance des personnes âgées à des épreuves sémantiques, plusieurs études récentes suggèrent que des modifications cérébrales sous-tendant le traitement sémantique opèrent au cours du vieillissement. Celles-ci toucheraient principalement les régions responsables des aspects exécutifs du traitement sémantique, impliqués dans les processus de recherche, de sélection et de manipulation stratégique de l’information sémantique. Cependant, les mécanismes spécifiques régissant la réorganisation cérébrale du traitement sémantique au cours du VN demeurent méconnus, notamment en raison de divergences méthodologiques entre les études. De plus, des données de la littérature suggèrent que des modifications cérébrales associées au vieillissement pourraient également avoir lieu en relation avec les aspects perceptifs visuels du traitement des mots. Puisque le processus de lecture des mots représente un processus interactif et dynamique entre les fonctions perceptuelles de bas niveau et les fonctions de plus haut niveau tel que la MS, il pourrait exister des modifications liées à l’âge au plan des interactions cérébrales entre les aspects perceptifs et sémantiques du traitement des mots. Dans son ensemble, l’objectif de la présente thèse était de caractériser les modifications cérébrales ainsi que le décours temporel du signal cérébral qui sont associés au traitement sémantique ainsi qu’au traitement perceptif des mots en lien avec le VN, ainsi que les relations et les modulations entre les processus sémantiques et perceptifs au cours du VN, en utilisant la magnétoencéphalographie (MEG) comme technique d’investigation. Dans un premier temps (chapitre 2), les patrons d’activation cérébrale d’un groupe de participants jeunes et d’un groupe de participants âgés sains ont été comparés alors qu’ils effectuaient une tâche de jugement sémantique sur des mots en MEG, en se concentrant sur le signal autour de la N400, une composante associée au traitement sémantique. Les résultats démontrent que des modifications cérébrales liées à l’âge touchent principalement les structures impliquées dans les aspects exécutifs du traitement sémantique. Une activation plus importante du cortex préfrontal inférieur (IPC) a été observée chez les participants jeunes que chez les participants âgés, alors que ces derniers activaient davantage les régions temporo-pariétales que les jeunes adultes. Par ailleurs, le lobe temporal antérieur (ATL) gauche, considéré comme une région centrale et amodale du traitement sémantique, était également davantage activé par les participants âgés que par les jeunes adultes. Dans un deuxième temps (chapitre 3), les patrons d’activation cérébrale d’un groupe de participants jeunes et d’un groupe de participants âgés sains ont été comparés en se concentrant sur le signal associé au traitement perceptif visuel, soit dans les 200 premières millisecondes du traitement des mots. Les résultats montrent que des modifications cérébrales liées à l’âge touchent le gyrus fusiforme mais aussi le réseau sémantique, avec une plus grande activation pour le groupe de participants âgés, malgré une absence de différence d’activation dans le cortex visuel extrastrié entre les deux groupes. Les implications théoriques des résultats de ces deux études sont ensuite discutées, et les limites et perspectives futures sont finalement adressées (chapitre 4).

L'épilepsie bénigne à pointes centrotemporales : investigation cognitive et études en imagerie fonctionnelle et structurelle.

L’épilepsie bénigne à pointes centrotemporales (EPCT) est la forme la plus fréquente des épilepsies idiopathiques chez l’enfant (Fastenau et al., 2009). Le pronostic de ces patients est bon, notamment en raison de la rémission spontanée de cette épilepsie à l’adolescence; toutefois plusieurs études suggèrent la présence de troubles cognitifs et de spécificités neuroanatomiques. Il n’existe pas actuellement de consensus sur les liens entre leurs troubles cognitifs et leurs particularités neuroanatomiques et neurofonctionnelles. Dans cette thèse, notre but est de préciser le profil des enfants ayant une épilepsie bénigne à pointes centro-temporales, en investiguant les caractéristiques des patients à plusieurs niveaux: cognitif, fonctionnel, structurel. La thèse est composée de quatre articles, dont deux articles empiriques. Notre premier article a pour objectif de recenser les difficultés cognitives et affectives rapportées par les études s’intéressant aux caractéristiques des enfants ayant une épilepsie bénigne. Bien qu’une certaine variabilité soit retrouvée dans la littérature, cette revue démontre qu’une histoire d’épilepsie, même bénigne, peut être un facteur de risque pour le développement cognitif et socio-affectif des enfants. Notre revue de littérature a indiqué des troubles particuliers du langage chez ces enfants, mais aucune étude n’avait auparavant investigué spécifiquement la compréhension de lecture chez les enfants ayant une EPCT, une compétence essentielle dans le cheminement scolaire des enfants. Ainsi, nous avons développé une tâche novatrice de compréhension de lecture de phrases en imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle (IRMf), adaptée à la population pédiatrique. Dans notre second article, nous avons validé cette tâche auprès d’enfants sains et nous avons mis en évidence une mobilisation des régions cérébrales généralement engagées dans des tâches langagières chez l’enfant sain, y compris les régions impliquées dans le traitement sémantique (Berl et al., 2010; Blumenfeld, Booth et Burman, 2006). Le troisième article de cette thèse rapporte notre investigation du réseau cérébral activé durant cette nouvelle tâche de compréhension de lecture de phrases en IRMf chez les enfants ayant une EPCT. Nos résultats suggèrent que ces derniers ont recours à l’activation d’un réseau cérébral plus large, présentant des similarités avec celui retrouvé chez les enfants dyslexiques. Par ailleurs, l’activation du striatum gauche, structure généralement associée à la réalisation de processus cognitifs complexes est uniquement retrouvée chez les enfants épileptiques. Étant donné que les enfants ayant une EPCT obtiennent des performances à la tâche d’IRMf équivalentes à celles des enfants sains, il est possible d’émettre l’hypothèse que ces différences d’activations cérébrales soient adaptatives. L’étude des relations entre les résultats neuropsychologiques, la performance à la tâche et les activations cérébrales a mis en évidence des prédicteurs différents entre les deux groupes d’enfants, suggérant qu’ils ne s’appuient pas exactement sur les mêmes processus cognitifs pour réussir la tâche. De plus, nous avons réalisé un travail d’intégration des diverses méthodologies utilisées dans les études en imagerie pondérée en diffusion chez l’enfant épileptique, ce qui constitue le quatrième article de cette thèse. Nous rapportons les diverses applications de cette méthode dans la caractérisation des anomalies structurelles subtiles de la matière blanche chez les enfants épileptiques en général. Les différentes méthodologies employées, les enjeux, et les biais potentiels relatifs aux traitements des données de diffusion y sont discutés. Enfin, pour mieux comprendre l’origine et les marqueurs de cette épilepsie, nous avons étudié les spécificités structurelles des cerveaux des enfants ayant une EPCT à l’aide d’analyses sur les données d’imagerie par résonnance magnétique. Aucune différence n’a été mise en évidence au niveau de la matière grise entre les cerveaux d’enfants sains et ceux ayant une EPCT. À l’inverse, nous rapportons des différences subtiles au niveau de la matière blanche dans notre population d’enfants épileptiques, avec une diminution de l’anisotropie fractionnelle (FA) au niveau temporal inférieur/moyen de l’hémisphère gauche, ainsi que dans l’hémisphère droit dans les régions frontales moyennes et occipitales inférieures. Ces résultats suggèrent la présence d’altérations de la matière blanche subtiles et diffuses dans le cerveau des enfants ayant une EPCT et concordent avec ceux d’autres études récentes (Ciumas et al., 2014).

Using Analogy to Acquire Commonsense Knowledge from Human Contributors

The goal of the work reported here is to capture the commonsense knowledge of non-expert human contributors. Achieving this goal will enable more intelligent human-computer interfaces and pave the way for computers to reason about our world. In the domain of natural language processing, it will provide the world knowledge much needed for semantic processing of natural language. To acquire knowledge from contributors not trained in knowledge engineering, I take the following four steps: (i) develop a knowledge representation (KR) model for simple assertions in natural language, (ii) introduce cumulative analogy, a class of nearest-neighbor based analogical reasoning algorithms over this representation, (iii) argue that cumulative analogy is well suited for knowledge acquisition (KA) based on a theoretical analysis of effectiveness of KA with this approach, and (iv) test the KR model and the effectiveness of the cumulative analogy algorithms empirically. To investigate effectiveness of cumulative analogy for KA empirically, Learner, an open source system for KA by cumulative analogy has been implemented, deployed, and evaluated. (The site "1001 Questions," is available at http://teach-computers.org/learner.html). Learner acquires assertion-level knowledge by constructing shallow semantic analogies between a KA topic and its nearest neighbors and posing these analogies as natural language questions to human contributors. Suppose, for example, that based on the knowledge about "newspapers" already present in the knowledge base, Learner judges "newspaper" to be similar to "book" and "magazine." Further suppose that assertions "books contain information" and "magazines contain information" are also already in the knowledge base. Then Learner will use cumulative analogy from the similar topics to ask humans whether "newspapers contain information." Because similarity between topics is computed based on what is already known about them, Learner exhibits bootstrapping behavior --- the quality of its questions improves as it gathers more knowledge. By summing evidence for and against posing any given question, Learner also exhibits noise tolerance, limiting the effect of incorrect similarities. The KA power of shallow semantic analogy from nearest neighbors is one of the main findings of this thesis. I perform an analysis of commonsense knowledge collected by another research effort that did not rely on analogical reasoning and demonstrate that indeed there is sufficient amount of correlation in the knowledge base to motivate using cumulative analogy from nearest neighbors as a KA method. Empirically, evaluating the percentages of questions answered affirmatively, negatively and judged to be nonsensical in the cumulative analogy case compares favorably with the baseline, no-similarity case that relies on random objects rather than nearest neighbors. Of the questions generated by cumulative analogy, contributors answered 45% affirmatively, 28% negatively and marked 13% as nonsensical; in the control, no-similarity case 8% of questions were answered affirmatively, 60% negatively and 26% were marked as nonsensical.

Coming of age: a review of embodiment and the neuroscience of semantics

Over the last decade, there has been an increasing body of work that explores whether sensory and motor information is a necessary part of semantic representation and processing. This is the embodiment hypothesis. This paper presents a theoretical review of this work that is intended to be useful for researchers in the neurosciences and neuropsychology. Beginning with a historical perspective, relevant theories are placed on a continuum from strongly embodied to completely unembodied representations. Predictions are derived and neuroscientific and neuropsychological evidence that could support different theories is reviewed; finally, criticisms of embodiment are discussed. We conclude that strongly embodied and completely disembodied theories are not supported, and that the remaining theories agree that semantic representation involves some form of Convergence Zones (Damasio, 1989) and the activation of modal content. For the future, research must carefully define the boundaries of semantic processing and tackle the representation of abstract entities.