Fetal alcohol spectrum disorders in Finnish children and adolescents : diagnosis, cognition, behavior, adaptation and brain metabolic alterations

Alcohol consumption during pregnancy can potentially affect the developing fetus in devastating ways, leading to a range of physical, neurological, and behavioral alterations most accurately termed Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASD). Despite the fact that it is a preventable disorder, prenatal alcohol exposure today constitutes a leading cause of intellectual disability in the Western world. In Western countries where prevalence studies have been performed the rates of FASD exceed, for example, autism spectrum disorders, Down’s syndrome and cerebral palsy. In addition to the direct effects of alcohol, children and adolescents with FASD are often exposed to a double burden in life, as their neurological sequelae are accompanied by adverse living surroundings exposing them to further environmental risk. However, children with FASD today remain remarkably underdiagnosed by the health care system. This thesis forms part of a larger multinational research project, The Collaborative Initiative on Fetal Alcohol Spectrum Disorders (the CIFASD), initiated by the National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA) in the U.S.A. The general aim of the present thesis was to examine a cohort of children and adolescents growing up with fetal alcohol-related damage in Finland. The thesis consists of five studies with a broad focus on diagnosis, cognition, behavior, adaptation and brain metabolic alterations in children and adolescents with FASD. The participants consisted of four different groups: one group with histories of prenatal exposure to alcohol, the FASD group; one IQ matched contrast group mostly consisting of children with specific learning disorder (SLD); and two typically-developing control groups (CON1 and CON2). Participants were identified through medical records, random sampling from the Finnish national population registry and email alerts to students. Importantly, the participants in the present studies comprise a group of very carefully clinically characterized children with FASD as the studies were performed in close collaboration with leading experts in the field (Prof. Edward Riley and Prof. Sarah Mattson, Center for Behavioral Teratology, San Diego State University, U.S.A; Prof. Eugene Hoyme, Sanford School of Medicine, University of South Dakota, U.S.A.). In the present thesis, the revised Institute of Medicine diagnostic criteria for FASD were tested on a Finnish population and found to be a reliable tool for differentiating among the subgroups of FASD. A weighted dysmorphology scoring system proved to be a valuable additional adjunct in quantification of growth deficits and dysmorphic features in children with FASD (Study 1). The purpose of Study 2 was to clarify the relationship between alcohol-related dysmorphic features and general cognitive capacity. Results showed a significant correlation between dysmorphic features and cognitive capacity, suggesting that children with more severe growth deficiency and dysmorphic features have more cognitive limitations. This association was, however, only moderate, indicating that physical markers and cognitive capacity not always go hand in hand in individuals with FASD. Behavioral problems in the FASD group proved substantial compared to the typically developing control group. In Study 3 risk and protective factors associated with behavioral problems in the FASD group were explored further focusing on diagnostic and environmental factors. Two groups with elevated risks for behavioral problems emerged: length of time spent in residential care and a low dysmorphology score proved to be the most pervasive risk factor for behavioral problems. The results underscore the clinical importance of appropriate services and care for less visibly alcohol affected children and highlight the need to attend to children with FASD being raised in institutions. With their background of early biological and psychological impairment compounded with less opportunity for a close and continuous caregiver relationship, such children seem to run an especially great risk of adverse life outcomes. Study 4 focused on adaptive abilities such as communication, daily living skills and social skills, in other words skills that are important for gradually enabling an independent life, maintain social relationships and allow the individual to become integrated into society. The results showed that adaptive abilities of children and adolescents growing up with FASD were significantly compromised compared to both typically-developing peers and IQ-matched children with SLD. Clearly different adaptive profiles were revealed where the FASD group performed worse than the SLD group, who in turn performed worse than the CON1 group. Importantly, the SLD group outperformed the FASD group on adaptive behavior in spite of comparable cognitive levels. This is the first study to compare adaptive abilities in a group of children and adolescents with FASD relative to both a contrast group of IQ-matched children with SLD and to a group of typically-developing peers. Finally, in Study 5, through magnetic resonance spectroscopic imaging (MRS) evidence of longstanding neurochemical alterations were observed in adolescents and young adults with FASD related to alcohol exposure in utero 14-20 years earlier. Neurochemical alterations were seen in several brain areas: in frontal and parietal cortices, corpus callosum, thalamus and frontal white matter areas as well as in the cerebellar dentate nucleus. The findings are compatible with neuropsychological findings in FASD. Glial cells seemed to be more affected than neurons. In conclusion, more societal efforts and resources should be focused on recognizing and diagnosing FASD, and supporting subgroups with elevated risk of poor outcome. Without adequate intervention children and adolescents with FASD run a great risk of marginalization and social maladjustment, costly not only to society but also to the lives of the many young people with FASD.

Guilt, shame, emotion regulation, and social cognition: Understanding their associations with preadolescents' social behavior

In this thesis, two negatively valenced emotions are approached as reflecting children’s self-consciousness, namely guilt and shame. Despite the notable role of emotions in the psychological research, empirical research findings on the links between guilt, shame, and children’s social behavior – and particularly aggression – have been modest, inconsistent, and sometimes contradictory. This thesis contains four studies on the associations of guilt, shame, emotion regulation, and social cognitions with children’s social behavior. The longitudinal material of the thesis was collected as a survey among a relatively large amount of Finnish preadolescents. In Study I, the distinctiveness of guilt and shame in children’s social behavior were investigated. The more specific links of emotions and aggressive behavior were explored in Study II, in which emotion regulation and negative emotionality were treated as the moderators between guilt, shame, and children’s aggressive behavior. The role of emotion management was further evaluated in Study III, in which effortful control and anger were treated as the moderators between domain-specific aggressive cognitions and children’s aggressive behavior. In the light of the results from the Studies II and III, it seems that for children with poor emotion management the effects of emotions and social cognitions on aggressive behavior are straight-forward, whereas effective emotion management allows for reframing the situation. Finally, in Study IV, context effects on children’s anticipated emotions were evaluated, such that children were presented a series of hypothetical vignettes, in which the child was acting as the aggressor. Furthermore, the identity of the witnesses and victim’s reactions were systematically manipulated. Children anticipated the most shame in situations, in which all of the class was witnessing the aggressive act, whereas both guilt and shame were anticipated the most in the situations, in which the victim was reacting with sadness. Girls and low-aggressive children were more sensitive to contextual cues than boys and high-aggressive children. Overall, the results of this thesis suggest that the influences of guilt, shame, and social cognition on preadolescents’ aggressive behavior depend significantly on the nature of individual emotion regulation, as well as situational contexts. Both theoretical and practical implications of this study highlight a need to acknowledge effective emotion management as enabling the justification of one’s own immoral behavior.

Why are people liberal? : a motivated social cognition perspective

The present dissertation examined why people adopt or endorse certain political ideologies (i.e., liberal or conservative). According to a motivated social cognition perspective (Jost, Glaser, Kruglanski, & Sulloway, 2003a; Kruglansl

Hot cognition and activation of the medial prefrontal cortex: Self-regulating in contexts involving motivational pressures

The medial prefrontal cortex (mPFC) is involved in performance-monitoring and has been implicated in the generation of several electrocortical responses associated with self-regulation. The error-related negativity (ERN), the inhibitory Nogo N2 (N2), and the feedback-related negativity (FRN) are event-related potential (ERP) components which reflect mPFC activity associated with feedback to behavioural (ERN, N2) and environmental (FRN) consequences. Our main goal was to determine whether or not rnPFC activation varies as a function of motivational context (e.g., those involving performance-related incentives) or the use of internally versus externally generated feedback signals (i.e., errors). Additionally, we assessed medial prefrontal activity in relation to individual differences in personality and temperament. Participants completed a combination of tasks in which performance-related incentives were associated with task performance and feedback generated from internal versus external responses. MPFC activity was indexed using both ERP scalp voltage peaks and intracerebral current source density (CSD) of dorsal and ventral regions. Additionally, participants completed several questionnaires assessing personality and temperament styles. Given previous studies have shown that enhanced mPFC activity to loss (or negative) feedback, we expected that activity in the mPFC would generally be greater during the Loss condition relative to the Win condition for both the ERN and N2. Also, due to the evidence that the (vmPFC) is engaged in arousing contexts, we hypothesized that activity in the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) would be greater than activity in the dorsomedial prefrontal cortex (dmPFC), especially in the Loss condition of the GoNogo task (ERN). Similarly, loss feedback in the BART (FRN) was expected to engage the vmPFC more than the dmPFC. Finally, we predicted that persons rating themselves as more willing to engage in approach-related behaviours or to exhibit rigid cognitive styles would show reduced activity of the mPFC. Overall, our results emphasize the role of affective evaluations of behavioural and environmental consequences when self-regulating. Although there were no effects of context on brain activity, our data indicate that, during the time of the ERN and N2 on the MW Go-Nogo task and the FRN on the BART, the vrnPFC was more active compared to the dmPFC. Moreover, regional recruitment in the mPFC was similar across internally (ERN) and externally (FRN) generated errors signals associated with loss feedback, as reflected by relatively greater activity in the vmPFC than the dmPFC. Our data also suggest that greater activity in the mPFC is associated with better inhibitory control, as reflected by both scalp and CSD measures. Additionally, deactivation of the subgenual anterior cingulate cortex (sgACC) and lower levels of self-reported positive affect were both related to increased voluntary risk-taking on the BART. Finally, persons reporting higher levels of approach-related behaviour or cognitive rigidity showed reduced activity of the mPFC. These results are in line with previous research emphasizing that affect/motivation is central to the processes reflected by mediofrontal negativities (MFNs), that the vmPFC is involved in regulating demands on motivational/affective systems, and that the underlying mechanisms driving these functions vary across both individuals and contexts.

Cognition in Seemingly Riskless Choices and Judgments.

We instillate rational cognition and learning in seemingly riskless choices and judgments. Preferences and possibilities are given in a stochastic sense and based on revisable expectations. the theory predicts experimental preference reversals and passes a sharp econometric test of the status quo bias drawn from a field study.

Imagerie par résonance magnétique spectroscopique et exploration neurochimique de régions cérébrales d'individus atteints d'un trouble léger de la cognition.

Introduction : Les individus présentant des troubles cognitifs légers ou Mild Cognitive Impairment (MCI) sont plus à risque de développer une maladie d’Alzheimer (MA) que le reste de la population âgée. Objectif : Cette étude repose sur le recours à un devis de type étude de cas multiples dont l’objectif est de contribuer à l’identification d’indices biologiques en quantifiant, à l’aide de la résonance magnétique spectroscopique (MRS), des changements métaboliques précoces chez les individus avec MCI, susceptibles d’évoluer vers la MA. Méthodologie : Huit individus MCI sont comparés à huit individus âgés normaux. Chaque participant est soumis à un examen MRS. Résultats : Parmi les huit participants MCI recrutés, l’un d’entre eux présente désormais un profil cognitif concordant avec une MA. L’analyse spectrale des métabolites de cet individu montre des ratios de glutamate plus élevés au niveau du cortex préfrontal gauche et de la régioncingulaire postérieure gauche. Bien qu’une diminution de NAA/Cr soit fréquemment observée chez la population MCI en voie d’évoluer vers la démence, les résultats obtenus ne démontrent rien en ce sens. Discussion/Conclusion : Le rôle du glutamate dans les processus neurodégénératifs est encore mal établi. L’augmentation de glutamate observée est contraire à la diminution habituellement observée au cours de la MA. Ces résultats sont toutefois explicables par l’existence possible d’excitotoxicité précoce chez les MCI en voie de d’évoluervers la démence. Cela pourrait aussi illustrer des mécanismes de compensation présents avant qu’un déclin cognitif ne soit objectivable.

Évaluation de la durée des effets aigus de l'exercice sur la cognition

Objectif: Cette étude visait à évaluer les effets aigus d’une session d’exercice aérobie sur la performance à une tâche sollicitant les fonctions cognitives exécutives et à déterminer la durée de ces effets. Méthode: Quarante-huit participants universitaires ont été divisés en deux groupes expérimentaux et un groupe contrôle. L'intervention expérimentale consistait à 30 minutes d'exercice à une intensité sous-maximale sur tapis roulant. Les deux groupes expérimentaux ont complété la tâche de Stroop soit immédiatement (groupe 1) ou 10 minutes (groupe 2) après la session d’exercice. Le groupe contrôle a complété la même tâche cognitive mais sans pratique d'exercice. Résultats: Les analyses statistiques indiquent qu’il n’y a pas d’effet d’amélioration de la performance cognitive et ce, peu importe le délai d’exécution de la tâche de Stroop suite à l’exercice. Conclusion : Une seule session d’exercice n’a aucun effet sur les fonctions exécutives. Les limites de l’étude sont présentées en relation avec les résultats obtenus. Les implications des résultats sont discutées en terme de retombées pour les recherches futures.

Cognition sociale et traitement du contexte dans la schizophrénie : effets des stéréotypes

Un déficit de la cognition sociale incluant l’attribution d’états mentaux, la perception sociale et la perception des émotions est l’une des caractéristiques les plus handicapantes de la schizophrénie. Les résultats d’une étude par Hardy-Baylé et al. (2003) suggèrent que les difficultés des schizophrènes (SZ) à attribuer des intentions aux autres seraient dues à l’incapacité à utiliser l’information contextuelle. Certaines études (Ivanko & Pexman, 2003; Pexman & Olineck, 2002b) démontrent que des facteurs comme le degré d’incongruité entre le contexte et l’énoncé, l’intonation de la voix et les caractéristiques des personnages peuvent influencer la compréhension de l’intention ironique chez les sujets sains (CT). L’objectif de cette étude est de manipuler des informations contextuelles afin de déterminer si le type de métier du locuteur est un indice social facilitant la compréhension de l’intention du locuteur (théorie de l’esprit ; TdE) et de la perception sociale chez les patients SZ. Trente participants SZ appariés avec trente participants CT ont été recrutés. Ils ont été évalués sur la compréhension de l’ironie et sur la mémoire de travail. Les histoires étaient développées selon deux conditions de métier: un métier favorisant la compréhension de l’ironie (e.g. comédien) et un métier ne favorisant pas la compréhension de l’ironie (e.g. prêtre). Les résultats montrent que les patients SZ ont un trouble de TdE et ils ne semblent pas sensibles aux stéréotypes contrairement aux participants CT. Toutefois, les résultats indiquent que les participants SZ n’ont pas de déficit concernant la perception sociale.

Dynamique cérébrale et réserve cognitive en situation d’attention sélective dans le vieillissement normal et les troubles de la cognition : approche neurofonctionnelle

Réalisée en cotutelle avec l'Unité de Formation à la Recherche Lettres Arts et Sciences Humaines - Université Nice-Sophia Antipolis.

Évaluation de l'acuité visuelle chez la personne âgée atteinte de troubles de la cognition

Objectif : L'évaluation de l'acuité visuelle (AV) chez la personne âgée atteinte de troubles cognitifs peut être limitée par le manque de collaboration ou les difficultés de communication du patient. Très peu d'études ont examiné l'AV chez les patients atteints de déficits sévères de la cognition. L’objectif de cette étude était d’évaluer l'AV chez la personne âgée vulnérable ayant des troubles cognitifs à l'aide d'échelles variées afin de vérifier leur capacité à répondre à ces échelles. Méthodes: Trois groupes de 30 sujets chacun ont été recrutés. Le premier groupe était constitué de sujets jeunes (Moy.±ET: 24.9±3.5ans) et le second, de sujets âgés (70.0±4.5ans), ne présentant aucun trouble de la cognition ou de la communication. Le troisième groupe, composé de sujets atteints de démence faible à sévère (85.6±6.9ans), a été recruté au sein des unités de soins de longue durée de l’Institut Universitaire de Gériatrie de Montréal. Le test du Mini-Mental State Examination (MMSE) a été réalisé pour chaque sujet afin de déterminer leur niveau cognitif. L’AV de chaque participant a été mesurée à l’aide de six échelles validées (Snellen, cartes de Teller, ETDRS-lettres,-chiffres,-Patty Pics,-E directionnel) et présentées selon un ordre aléatoire. Des tests non paramétriques ont été utilisés afin de comparer les scores d’AV entre les différentes échelles, après une correction de Bonferroni-Holm pour comparaisons multiples. Résultats: Le score moyen au MMSE chez les sujets atteints de démence était de 9.8±7.5, alors qu’il était de 17.8±3.7 et 5.2±4.6 respectivement, chez les sujets atteints de démence faible à modérée (MMSE supérieur ou égal à 13; n=11) et sévère (MMSE inférieur à 13; n=19). Tous les sujets des groupes 1 et 2 ont répondu à chacune des échelles. Une grande majorité de sujets avec démence ont répondu à toutes les échelles (n=19) alors qu’un seul sujet n’a répondu à aucune échelle d’AV. Au sein du groupe 3, les échelles d’AV fournissant les scores les plus faibles ont été les cartes de Teller (20/65) et les Patty Pics (20/62), quelque soit le niveau cognitif du sujet, alors que les meilleurs scores d’AV ont été obtenus avec les échelles de Snellen (20/35) et les lettres ETDRS (20/36). Une grande proportion de sujets avec démence sévère ont répondu aux cartes de Teller (n=18) mais le score d’AV obtenu était le plus faible (20/73). Au sein des trois groupes, l’échelle de lettres-ETDRS était la seule dont les scores d’AV ne différaient pas de ceux obtenus avec l’échelle de Snellen traditionnelle. Conclusions: L’acuité visuelle peut être mesurée chez la personne âgée atteinte de troubles cognitifs ou de la communication. Nos résultats indiquent que les échelles les plus universelles, utilisant des lettres comme optotypes, peuvent être utilisées avec de bons résultats chez les personnes âgées atteintes de démence sévère. Nos résultats suggèrent de plus que la mesure d’acuité visuelle doit être tentée chez toutes les personnes, peu importe leur niveau cognitif.

Effets d'un traitement adjuvant de glycine versus un placebo sur les symptômes et la cognition dans la schizophrénie : analyse préliminaire

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les ondes en sommeil lent au cours du vieillissement normal : marqueurs du processus homéostatique et de la cognition

Les ondes lentes (OL) et les fuseaux de sommeil (FS) caractérisent le sommeil lent. Ces ondes sont particulièrement vulnérables aux effets du vieillissement, et ce, dès le milieu de l’âge adulte. La signification fonctionnelle de ces changements demeure toutefois inconnue. Les OL constituent des marqueurs sensibles de la pression homéostatique au sommeil qui augmente avec la durée de l’éveil et qui diminue avec la durée de sommeil. L’hypothèse que les changements des OL puissent refléter une altération de la régulation homéostatique demeure toujours matière à débat dans la littérature. D’autre part, les FS et les OL ont tous deux été associés à la plasticité cérébrale et à la cognition. La correspondance entre les ondes en sommeil lent et le fonctionnement cognitif au cours du vieillissement normal demeure peu étudiée et les résultats sont inconsistants. L’objectif de cette thèse est de déterminer comment l’âge affecte la réponse homéostatique des OL et d’évaluer l’association entre les caractéristiques des ondes en sommeil lent et les performances cognitives chez des personnes d’âge moyen et âgées. La première étude a évalué l’effet de 25 heures d’éveil sur les OL durant un épisode de sommeil de récupération diurne chez de jeunes adultes et des personnes d’âge moyen. Comparativement aux jeunes, les personnes d’âge moyen ont montré une augmentation atténuée de la densité des OL après la privation de sommeil. Elles ont également montré une augmentation plus faible de la synchronisation neuronale durant une OL dans les régions frontales et préfrontales, mesurée par l’amplitude et la pente des OL. La deuxième étude a évalué le lien prédictif des OL, des FS et de l’architecture du sommeil sur les performances à des tests neuropsychologiques mesurant les capacités attentionnelles, les fonctions exécutives et les capacités d’apprentissage verbal chez des participants d’âge moyen et âgés en bonne santé. Seule la fluence verbale était associée à la densité et à la pente des OL. Les OL ne semblent donc pas constituer un marqueur stable du fonctionnement cognitif. Comparativement aux OL, les caractéristiques des FS étaient associées de façon plus systématique aux performances cognitives et plus particulièrement aux capacités d’apprentissage et aux fonctions attentionnelles. Dans l’ensemble, cette thèse suggère que l’augmentation plus faible de la synchronisation neuronale dans les régions antérieures après une privation de sommeil est expliquée par une plasticité synaptique réduite chez les personnes d’âge moyen comparativement aux jeunes. Par ailleurs, la capacité à générer une activité neuronale synchronisée, mesurée par les OL, ne prédit ni la capacité à maintenir le sommeil durant le jour, ni les fonctions cognitives de façon consistante. Les FS, quant à eux, représentent un meilleur marqueur du fonctionnement cognitif au cours du vieillissement normal. Les FS pourraient refléter une meilleure intégrité anatomique/physiologique des réseaux neuronaux impliqués dans les capacités attentionnelles et d’apprentissage.

From cognition to action : a psychological investigation of action regulation in complex and uncertain social systems

Cette thèse présente une revue des réflexions récentes et plus traditionnelles provenant de la théorie des systèmes, de la créativité en emploi, des théories d’organisation du travail et de la motivation afin de proposer une perspective psychologique de la régulation des actions des individus au sein d’environnements de travail complexes et incertains. Des composantes de la Théorie de la Régulation de l’Action (Frese & Zapf, 1994) ainsi que de la Théorie de l’Auto-Détermination (Deci & Ryan, 2000) sont mises en relation afin d’évaluer un modèle définissant certains schémas cognitifs clés associés aux tâches individuelles et collectives en emploi. Nous proposons que ces schémas cognitifs, organisés de manière hiérarchique, jouent un rôle central dans la régulation d’une action efficace au sein d’un système social adaptatif. Nos mesures de ces schémas cognitifs sont basées sur des échelles de mesure proposées dans le cadre des recherches sur l’ambiguïté de rôle (eg. Sawyer, 1992; Breaugh & Colihan, 1994) et sont mis en relation avec des mesures de satisfaction des besoins psychologiques (Van den Broeck, Vansteenkiste, De Witte, Soenens & Lens, 2009) et du bien-être psychologique (Goldberg, 1972). Des données provenant de 153 employés à temps plein d’une compagnie de jeu vidéo ont été récoltées à travers deux temps de mesure. Les résultats révèlent que différents types de schémas cognitifs associés aux tâches individuelles et collectives sont liés à la satisfaction de différents types de besoin psychologiques et que ces derniers sont eux-mêmes liés au bien-être psychologique. Les résultats supportent également l’hypothèse d’une organisation hiérarchique des schémas cognitifs sur la base de leur niveau d’abstraction et de leur proximité avec l’exécution concrète de l’action. Ces résultats permettent de fournir une explication initiale au processus par lequel les différents types de schémas cognitifs développés en emplois et influencé par l’environnement de travail sont associés à l’attitude des employés et à leur bien-être psychologique. Les implications pratiques et théoriques pour la motivation, l’apprentissage, l’habilitation, le bien-être psychologique et l’organisation du travail dans les environnements de travail complexes et incertains sont discutés.