The influence of cognitive resources on compensatory arm responses

The purpose of this study was to determine the influence of an ongoing cognitive task on an individual’s ability to generate a compensatory arm response. Twenty young and 16 older adults recovered their balance from a support surface translation while completing a cognitive (counting) task of varying difficulty. Surface electromyographic (EMG) recordings from the shoulders and kinematics of the right arm were collected to quantify the compensatory arm response. Results indicated that the counting task, regardless of its difficulty as well as the age of the individual, had minimal influence on the onset or magnitude of arm muscle activity that occurred following a loss of balance. In contrast to previous research, this study’s findings suggest that the cortical or cognitive resources utilized by the cognitive task are not relied upon for the generation of compensatory arm responses and that older adults are not disproportionately affected by dual-tasking than young adults.

Examining the Learning Effects of Segmented Model Demonstrations on the Motor & Cognitive Learning of the Basketball Jump Shot

The purpose of the present experiment was to determine whether learning is optimized when providing the opportunity to observe either segments, or the whole basketball jump shot. Participants performed 50 jump-shots from the free throw line during acquisition, and returned one day later for a 10 shot retention test and a memory recall test of the jump-shot technique. Shot accuracy was assessed on a 5-point scale and technique assessed on a 7-point scale. The number of components recalled correctly by participants assessed mental representation. Retention results showed superior shot technique and recall success for those participants provided control over the frequency and type of modelled information compared to participants not provided control. Furthermore, participants in the self-condition utilized the part-model information more frequently than whole-model information highlighting the effectiveness of providing the learner control over viewing multiple segments of a skill compared to only watching the whole model.

Evaluating Knowledge of a Function-based Cognitive-Behavioural Treatment for Obsessive Compulsive Behaviour in Autism Spectrum Disorder

Children with Autism Spectrum Disorder (ASD) have restricted and repetitive behaviours (RRBs) which may be similar to obsessions and compulsions in Obsessive Compulsive Disorder (OCD). These behaviours can be intrusive and interfere in the lives of the child and their family. Preliminary studies have shown success in using adapted Cognitive Behavioural Therapy (CBT) to treat these behaviors in children with high functioning ASD. Using a hypothetical vignette, this thesis attempted to examine procedural knowledge that the children and their parents gained while participating in a CBT treatment that was evaluated in a Randomized Controlled Trial. For both parents and children, there was a significant increase in number of strategies generated from pre to post-treatment. Further, children in the experimental group generated significantly more strategies than the treatment as usual (TAU) group post-intervention. There was no significant correlation between number of strategies generated and the child’s treatment success, age, or IQ.

Effects of Cerebral Blood Flow and PETCO2 on Cognitive Function During Passive Heat Stress

This thesis tested whether cognitive performance during passive heat stress may be affected by changes in cerebrovascular variables as opposed to strictly thermally-induced changes. A pharmacological reduction in cerebral blood flow (CBF) using indomethacin along with a hypocapnia-induced CBF reduction during passive heat stress (Tre ~1.5°C above baseline) were used to investigate any cerebrovascular-mediated changes in cognitive performance. Repeated measures analysis of variance indicated that One-Touch Stockings of Cambridge (OTS) performance was not affected by a significant reduction in CBF during passive heat stress. More specifically, OTS accuracy measures did not change as a result of either a reduction in CBF or increasing passive heat stress. However, it was found that OTS response time indices improved with increasing passive heat stress independent of CBF changes. In conclusion, a significant reduction in CBF does not cause additional changes in performance of an executive functioning task during severe passive heat stress.

The Impact of Directed Mirror Focus and Technique Cues on Psychological, Cognitive and Emotional Exercise Correlates in an Introductory Weight Training Orientation

The purpose of the study was to investigate whether teaching inactive and low active women to use mirrors for form and technique purposes could lessen the negative impact of mirrors on self-presentational concerns, affect, and self-efficacy. Eligible women (N = 82) underwent a one-on-one weight training orientation with a personal trainer. Participants were randomized into one of four experimental groups, each unique in the type of feedback (general or technique-specific) and the degree of focus on the mirror for technique reinforcement. Questionnaires assessed study outcomes pre- and post-orientation. Results indicated groups did not significantly differ on any post-condition variables, when controlling for pre-condition values (all p’s >.05). All groups showed outcome improvements following the orientation. This suggests that during a complex task, a personal trainer who emphasizes form and technique can facilitate improvements to psychological outcomes in novice exercisers, independent of the presence of mirrors or directional cues provided.

The Beneficial Effects of Motivational Self-Talk on Endurance Performance and Cognitive Function in the Heat

The role of psychological strategies on endurance performance and cognitive function in the heat is unclear. This thesis tested the effects of a two-week motivational self-talk (MST) intervention - specific to heat stress - on endurance capacity and cognitive function in the heat (35°C 50% RH). The study utilized a pre-test / post-test design testing endurance capacity using a time to exhaustion test (TTE) after exercise-induced hyperthermia. Cognitive function (e.g executive function) was tested at baseline in thermoneutral (22°C 30% RH), before (R1) and after the TTE (R2). MST led to a significant improvement (~30%) in TTE and significantly faster completion time with fewer errors made on executive function tasks at baseline and R2, but not in R1, while there were no differences in the control group. Overall, these results indicate that using a top-down regulation strategy consisting of self-contextualized MST can improve physical and cognitive performance in the heat.

Investigating the Contribution of Personality and Neurological Disruption to Postinjury Outcome in Athletes with Mild Head Injury

Despite the increase in research regarding mild head injury (MHI), relatively little has investigated whether, or the extent to which, premorbid factors (i.e., personality traits) influence, or otherwise account for, outcomes post-MHI. The current study examined the extent to which postinjury outcome after MHI is analogous to the outcome post-moderate or- severe traumatic brain injury (by comparing the current results to previous literature pertaining to individuals with more severe brain injuries) and whether these changes in function and behaviour are solely, or primarily, due to the injury, or reflect, and are possibly a consequence of, one’s preinjury status. In a quasi-experimental, test-retest design, physiological indices, cognitive abilities, and personality characteristics of university students were measured. Since the incidence of MHI is elevated in high-risk activities (including high-risk sports, compared to other etiologies of MHI; see Laker, 2011) and it has been found that high-risk athletes present with unique, risk-taking behaviours (in terms of personality; similar to what has been observed post-MHI) compared to low-risk and non-athletes. Seventy-seven individuals (42% with a history of MHI) of various athletic statuses (non-athletes, low-risk athletes, and high-risk athletes) were recruited. Consistent with earlier studies (e.g., Baker & Good, 2014), it was found that individuals with a history of MHI displayed decreased physiological arousal (i.e., electrodermal activation) and, also, endorsed elevated levels of sensation seeking and physical/reactive aggression compared to individuals without a history of MHI. These traits were directly associated with decreased physiological arousal. Moreover, athletic status did not account for this pattern of performance, since low- and high-risk athletes did not differ in terms of personality characteristics. It was concluded that changes in behaviour post-MHI are associated, at least in part, with the neurological and physiological compromise of the injury itself (i.e., physiological underarousal and possible subtle OFC dysfunction) above and beyond influences of premorbid characteristics.

Supporting social-cognitive development in the elementary years: The role of executive function and self-regulation

Every day we make decisions that have repercussions. Sometimes the effects are immediate and intended; other times the effects might be unintended or might not be apparent for years. As parents or educators, part of our role is to support the development of children’s decision-making skills, helping them to develop patterns of adaptive decision-making that will serve them well in their current lives and into the future. Part of successful decision-making involves self-control, a system served by the brain’s executive functions (EF). This involves the ability to put aside immediate reactions and base decisions on a variety of important considerations. Social-cognitive development, the ongoing improvement of the ability to get along with others and to understand others’ emotions, expressions, motivations, and intents, relies, to a large degree, on the same EF systems. The current paper explores the interaction of these two factors (the role of EF in social-cognitive development), explores the research to determine the most effective approaches to improving both factors, and develops a handbook providing activities for educators to use while supporting the growth of both EF and social-cognitive skills. Results of a needs assessment reveal that the majority (59%) of educators surveyed had never used a social skills improvement program in their classrooms, while a full 95% believed that social skills are important or very important for a student’s academic success.

Intrahemispheric dysfunction in primary motor cortex without corpus callosum: a transcranial magnetic stimulation study

Affiliation: Département de Psychologie, Université de Montréal

Quelques repères épistémologiques pour une approche cognitive de la traduction spécialisée – Application à la biomédecine

Département de linguistique et traduction

Approche cognitive de la traduction dans les langues de spécialité : vers une systématisation de la description de la conceptualisation métaphorique

Département de linguistique et de traduction

Examining discourses on the ethics and public understanding of cognitive enhancement with methylphenidate

L’émergence de l’utilisation du méthylphénidate (MPH; Ritalin) par des étudiants universitaires afin d’améliorer leur concentration et leurs performances universitaires suscite l’intérêt du public et soulève d’importants débats éthiques auprès des spécialistes. Les différentes perspectives sur l’amélioration des performances cognitives représentent une dimension importante des défis sociaux et éthiques autour d’un tel phénomène et méritent d’être élucidées. Ce mémoire vise à examiner les discours présents dans les reportages internationaux de presse populaire, les discours en bioéthique et en en santé publique sur le thème de l’utilisation non médicale du méthylphénidate. Cette recherche a permis d’identifier et d’analyser des « lacunes » dans les perspectives éthiques, sociales et scientifiques de l’utilisation non médicale du méthylphénidate pour accroître la performance cognitive d’individus en santé. Une analyse systématique du contenu des discours sur l’utilisation non médicale du méthylphénidate pour accroître la performance cognitive a identifié des paradigmes divergents employés pour décrire l’utilisation non médicale du méthylphénidate et discuter ses conséquences éthiques. Les paradigmes « choix de mode de vie », « abus de médicament » et « amélioration de la cognition » sont présents dans les discours de la presse populaire, de la bioéthique et de la santé publique respectivement. Parmi les principales différences entre ces paradigmes, on retrouve : la description de l’utilisation non médicale d’agents neuropharmacologiques pour l’amélioration des performances, les risques et bénéfices qui y sont associés, la discussion d’enjeux éthiques et sociaux et des stratégies de prévention et les défis associés à l’augmentation de la prévalence de ce phénomène. La divergence de ces paradigmes reflète le pluralisme des perceptions de l’utilisation non médicale d’agents neuropharmacologiques Nos résultats suggèrent la nécessité de débats autour de l’amélioration neuropharmacologique afin de poursuivre l’identification des enjeux et de développer des approches de santé publique cohérentes.

Impact du stress oxydant et de l’athérosclérose sur la fonction vasculaire cérébrale au cours du vieillissement

Dans les neurones et les cellules vasculaires cérébrales, les dérivés réactifs de l’oxygène jouent un double rôle puisqu’ils peuvent avoir à la fois des effets bénéfiques, à faibles concentrations, et des effets délétères, à des concentrations élevées. Chez la souris, la circulation cérébrale se distingue des autres lits vasculaires puisque le peroxyde d’hydrogène (H2O2) est le principal médiateur endothélial relaxant endogène. L’objectif de notre première étude a été de caractériser l’implication physiologique du H2O2 dérivé de la eNOS dans la fonction endothéliale cérébrale de la souris. Nous avons voulu identifier les mécanismes impliqués dans la dilatation induite par l’augmentation de débit intra-luminal (flow-mediated dilation, FMD). La FMD est la réponse à un stimulus physiologique endothélial la plus représentative de la situation in vivo. Nous avons démontré que le H2O2, et non le monoxyde d’azote (NO), dérivant de l’activation de la eNOS cérébrale, est le principal médiateur de la FMD. Cependant, nous connaissons très peu de données sur l’évolution de la voie du H2O2 au cours du vieillissement qu’il soit associé ou non aux facteurs de risque pour les maladies cardiovasculaires. Au cours du vieillissement, au niveau périphérique, les facteurs endothéliaux constricteurs ou dilatateurs évoluent en fonction de l’augmentation de stress oxydant. La présence de facteurs de risque pour les maladies cardiovasculaires, telle que l’hypercholestérolémie, pourrait accentuer l’augmentation du stress oxydant et ainsi accélérer la dysfonction endothéliale. Au niveau cérébral, très peu de données sont disponibles. Dans le cadre de notre deuxième étude, nous avons émis l’hypothèse qu’un débalancement des facteurs endothéliaux pourrait être à l’origine (1) de la dysfonction endothéliale cérébrale observée au cours du vieillissement et (2) de la dysfonction endothéliale précoce qui apparaît en présence d’athérosclérose. Nos résultats ont montré que l’augmentation de stress oxydant associée au vieillissement conduit à une libération endogène accrue de TXA2 qui diminue la voie du H2O2 au niveau cérébral et, par conséquent, réduit la dilatation dépendante de l’endothélium. De plus, la présence d’athérosclérose accélère l’apparition de la dysfonction endothéliale cérébrale. Le rôle clé joué par le stress oxydant a été confirmé par un traitement préventif avec l’antioxydant catéchine qui a permis de renverser tous les effets délétères de l’athérosclérose sur les fonctions endothéliales cérébrales. Finalement, la dysfonction endothéliale cérébrale précoce, associée avec l’athérosclérose, pourrait non seulement augmenter l’incidence de développer des accidents vasculaires cérébraux (AVC) mais aussi induire une diminution du débit sanguin cérébral et, ultimement, affecter les fonctions neuronales. Dans le cadre de notre troisième étude, nous avons émis l’hypothèse que l’augmentation de stress oxydant est associée avec une diminution du débit sanguin cérébral et un déclin subséquent des fonctions cognitives. Nous avons utilisé des souris athérosclérotiques âgées de 3 mois que nous avons soumises, ou pas, à un traitement chronique à la catéchine. Nos travaux montrent qu’un traitement préventif avec la catéchine peut prévenir les effets néfastes de l’athérosclérose sur la FMD, le débit sanguin et le déclin des fonctions cognitives qui est normalement associé au vieillissement. Nos résultats ont permis de distinguer l’effet du vieillissement des effets de l’athérosclérose sur les fonctions vasculaires cérébrales. Le traitement préventif avec la catéchine a eu des effets bénéfiques marqués sur la fonction endothéliale cérébrale, le débit sanguin cérébral et les fonctions cognitives, démontrant le rôle clé de l’environnement redox dans la régulation des fonctions cérébrales.

Exploration pathologique des souris transgéniques porteuses du gène VPU de VIH-1

L‟infection par le VIH-1, chez les patients, affecte principalement le système immunitaire et conduit à une destruction graduelle des lymphocytes T CD4 et, par conséquent, entraîne un état d‟immunodéficience. Cette immunodéficience permet l'établissement d‟infections opportunistes qui sont responsables de manifestations cliniques associées au Sida. Ces patients peuvent aussi développer des lymphomes, lésions du système nerveux central et une atteinte rénale. L'ampleur et la sévérité des conditions associées observées chez les patients infectés par le VIH-1 ne peuvent être imputées seulement au processus infectieux et à la déplétion des cellules T CD4+. Ceci suggère que les produits des gènes de régulation pourraient avoir des effets cytopathogènes. Cependant, les études sur la physiopathogenèse induite par le VIH ou ses différents gènes ont été difficiles à mener en raison de l'absence d'animaux de laboratoire infectés par ce virus. Ceux-ci auraient pu aider à disséquer le rôle des différents composants du génome viral et les mécanismes pathogénétiques impliqués. Pour pallier cette contrainte, nous avons produit le premier modèle de souris transgéniques pour le gène vpu. Vpu code pour une phosphoprotéine membranaire avec plusieurs fonctions connues. Elle participe au relargage des virions à la surface cellulaire, induit la dégradation des CD4, induit la régulation négative des CMH-1, augmente la susceptibilité à la mort cellulaire des lymphocytes T infectés par le VIH et favorise la réplication virale en empêchant les mécanismes antiviraux cellulaires. Dans ce travail, nous avons caractérisé pathologiquement un modèle de souris transgéniques porteuses du gène vpu du VIH-1. Nos résultats démontrent que l‟expression de vpu chez les souris transgéniques induit le développement spontané d‟une hyperplasie lymphoïde pansystémique, une splénomégalie avec une hyperplasie lymphoïde folliculaire évoluant en lésions prémalignes et malignes qui présentent certaines similarités avec la maladie de Castleman et une iv glomérulonéphrite mesangioproliférative qui rappelle certaines altérations de néphropathie associée au VIH chez les patients infectés. L‟ensemble des altérations démontre que les souris Tg/vpu développent une activation chronique et non spécifique du système immunitaire. Dans cette activation immunitaire, une dérégulation de l‟IL-6 et une hyperplasie du réseau de cellules métallophiliques pourraient être impliquées. D‟autres résultats obtenus sur les évaluations du fonctionnement du système immunitaire de la rate et du thymus mettent en évidence une susceptibilité augmentée des lymphocytes des tissus lymphoïdes aux effets apoptotiques de la dexaméthasone et des lipopolysaccharides et un retard dans le repeuplement par les cellules d‟organes lymphoïdes ainsi qu‟une réaction inflammatoire (Schwartzman) exacerbée et des anomalies dans la réaction d‟hypersensibilité retardée expérimentale. Ce modèle transgénique reproduit plusieurs anomalies rencontrées chez les patients infectés par le VIH et ouvre de nouvelles hypothèses sur la pathogenèse de l‟infection par le VIH.

Working memory in Alzheimer’s disease and mild cognitive impairment (MCI) : assessment and intervention

L’objectif principal de cette thèse est d’examiner et d’intervenir auprès des déficits de la mémoire de travail (MdeT) à l’intérieur de deux populations cliniques : la maladie d’Alzheimer (MA) et le trouble cognitif léger (TCL). La thèse se compose de trois articles empiriques. Le but de la première expérimentation était d’examiner les déficits de MdeT dans le vieillissement normal, le TCL et la MA à l’aide de deux versions de l’empan complexe : l’empan de phrases et l’empan arithmétique. De plus, l’effet de «l’oubli» (forgetting) a été mesuré en manipulant la longueur de l’intervalle de rétention. Les résultats aux tâches d’empan complexe indiquent que la MdeT est déficitaire chez les individus atteints de TCL et encore plus chez les gens ayant la MA. Les données recueillies supportent également le rôle de l’oubli à l’intérieur de la MdeT. L’augmentation de l’intervalle de rétention exacerbait le déficit dans la MA et permettait de prédire un pronostic négatif dans le TCL. L’objectif de la deuxième étude était d’examiner la faisabilité d’un programme d’entraînement cognitif à l’ordinateur pour la composante de contrôle attentionnel à l’intérieur de la MdeT. Cette étude a été réalisée auprès de personnes âgées saines et de personnes âgées avec TCL. Les données de cette expérimentation ont révélé des effets positifs de l’entraînement pour les deux groupes de personnes. Toutefois, l’absence d’un groupe contrôle a limité l’interprétation des résultats. Sur la base de ces données, la troisième expérimentation visait à implémenter une étude randomisée à double-insu avec groupe contrôle d’un entraînement du contrôle attentionnel chez des personnes TCL avec atteinte exécutive. Ce protocole impliquait un paradigme de double-tâche composé d’une tâche de détection visuelle et d’une tâche de jugement alpha-arithmétique. Alors que le groupe contrôle pratiquait simplement la double-tâche sur six périodes d’une heure chacune, le groupe expérimental recevait un entraînement de type priorité variable dans lequel les participants devaient gérer leur contrôle attentionnel en variant la proportion de ressources attentionnelles allouée à chaque tâche. Les résultats montrent un effet significatif de l’intervention sur une des deux tâches impliquées (précision à la tâche de détection visuelle) ainsi qu’une tendance au transfert à une autre tâche d’attention divisée, mais peu d’effets de généralisation à d’autres tâches d’attention. En résumé, les données originales rapportées dans la présente thèse démontrent un déficit de la MdeT dans les maladies neurodégénératives liées à l’âge, avec un gradient entre le TCL et la MA. Elles suggèrent également une préservation de la plasticité des capacités attentionnelles chez les personnes à risque de développer une démence.