Morphological-compound dysgraphia in an aphasic patient:"A wild write through the lexicon"

We describe the case of a dysgraphic aphasic individual-S.G.W.-who, in writing to dictation, produced high rates of formally related errors consisting of both lexical substitutions and what we call morphological-compound errors involving legal or illegal combinations of morphemes. These errors were produced in the context of a minimal number of semantic errors. We could exclude problems with phonological discrimination and phonological short-term memory. We also excluded rapid decay of lexical information and/or weak activation of word forms and letter representations since S.G.W.'s spelling showed no effect of delay and no consistent length effects, but, instead, paradoxical complexity effects with segmental, lexical, and morphological errors that were more complex than the target. The case of S.G.W. strongly resembles that of another dysgraphic individual reported in the literature-D.W.-suggesting that this pattern of errors can be replicated across patients. In particular, both patients show unusual errors resulting in the production of neologistic compounds (e.g., "bed button" in response to "bed"). These patterns can be explained if we accept two claims: (a) Brain damage can produce both a reduction and an increase in lexical activation; and (b) there are direct connections between phonological and orthographic lexical representations (a third spelling route). We suggest that both patients are suffering from a difficulty of lexical selection resulting from excessive activation of formally related lexical representations. This hypothesis is strongly supported by S.G.W.'s worse performance in spelling to dictation than in written naming, which shows that a phonological input, activating a cohort of formally related lexical representations, increases selection difficulties. © 2014 Taylor & Francis.

Predicting dyslexia using prereading skills:the role of sensorimotor and cognitive abilities

Background: It is well established that phonological awareness, print knowledge and rapid naming predict later reading difficulties. However, additional auditory, visual and motor difficulties have also been observed in dyslexic children. It is examined to what extent these difficulties can be used to predict later literacy difficulties. Method: An unselected sample of 267 children at school entry completed a wide battery of tasks associated with dyslexia. Their reading was tested 2, 3 and 4 years later and poor readers were identified (n = 42). Logistic regression and multiple case study approaches were used to examine the predictive validity of different tasks. Results: As expected, print knowledge, verbal short-term memory, phonological awareness and rapid naming were good predictors of later poor reading. Deficits in visual search and in auditory processing were also present in a large minority of the poor readers. Almost all poor readers showed deficits in at least one area at school entry, but there was no single deficit that characterised the majority of poor readers. Conclusions: Results are in line with Pennington’s (2006) multiple deficits view of dyslexia. They indicate that the causes of poor reading outcome are multiple, interacting and probabilistic, rather than deterministic. Keywords: Dyslexia; educational attainment; longitudinal studies; prediction; phonological processing.

Patterns and effects of notetaking by learning -disabled and nondisabled adolescents: A comparative study

This study analyzes the qualitative and quantitative patterns of notetaking by learning disabled (LD) and nondisabled (ND) adolescents and the effectiveness of notetaking and review as measured by the subjects' ability to recall information presented during a lecture. The study also examines relationships between certain learner characteristics and notetaking. The following notetaking variables were investigated: note completeness, number of critical ideas recorded, levels of processing information, organizational strategies, fluency of notes, and legibility of notes. The learner characteristics examined pertained to measures on achievement, short-term memory, listening comprehension, and verbal ability.^ Students from the 11th and 12th grades were randomly selected from four senior high schools in Dade County, Florida. Seventy learning disabled and 79 nondisabled subjects were shown a video tape lecture and required to take notes. The lecture conditions controlled for presentation rate, prior knowledge, information density, and difficulty level. After 8 weeks, their notes were returned to the subjects for a review period, and a posttest was administered.^ Results of this study suggest significant differences (p $\le$.01) in the patterns of notetaking between LD and ND groups not due to differences in the learner characteristics listed above. In addition, certain notetaking variables such as process levels, number of critical ideas, and note completeness were found to be significantly correlated to learning outcome. Further, deficiencies in the spontaneous use of organizational strategies and abbreviations adversely affected the notetaking effectiveness of learning disabled students.^ Both LD and ND subjects recalled more information recorded in their notes than not recorded. This difference was significant only for the ND group. By contrast, LD subjects compensated for their poor notetaking skills and recalled significantly more information not recorded on their notes than did ND subjects. The major implications of these findings suggest that LD and ND subjects exhibit very different entry behaviors when asked to perform a notetaking task; hence, teaching approaches to notetaking must differ as well. ^

Riconoscimento real-time di gesture tramite tecniche di machine learning

Il riconoscimento delle gesture è un tema di ricerca che sta acquisendo sempre più popolarità, specialmente negli ultimi anni, grazie ai progressi tecnologici dei dispositivi embedded e dei sensori. Lo scopo di questa tesi è quello di utilizzare alcune tecniche di machine learning per realizzare un sistema in grado di riconoscere e classificare in tempo reale i gesti delle mani, a partire dai segnali mioelettrici (EMG) prodotti dai muscoli. Inoltre, per consentire il riconoscimento di movimenti spaziali complessi, verranno elaborati anche segnali di tipo inerziale, provenienti da una Inertial Measurement Unit (IMU) provvista di accelerometro, giroscopio e magnetometro. La prima parte della tesi, oltre ad offrire una panoramica sui dispositivi wearable e sui sensori, si occuperà di analizzare alcune tecniche per la classificazione di sequenze temporali, evidenziandone vantaggi e svantaggi. In particolare, verranno considerati approcci basati su Dynamic Time Warping (DTW), Hidden Markov Models (HMM), e reti neurali ricorrenti (RNN) di tipo Long Short-Term Memory (LSTM), che rappresentano una delle ultime evoluzioni nel campo del deep learning. La seconda parte, invece, riguarderà il progetto vero e proprio. Verrà impiegato il dispositivo wearable Myo di Thalmic Labs come caso di studio, e saranno applicate nel dettaglio le tecniche basate su DTW e HMM per progettare e realizzare un framework in grado di eseguire il riconoscimento real-time di gesture. Il capitolo finale mostrerà i risultati ottenuti (fornendo anche un confronto tra le tecniche analizzate), sia per la classificazione di gesture isolate che per il riconoscimento in tempo reale.

The Role of TET Proteins in the Epigenetic Regulation of Neural Gene Expression and Behavior

Understanding how genes affect behavior is critical to develop precise therapies for human behavioral disorders. The ability to investigate the relationship between genes and behavior has been greatly advanced over the last few decades due to progress in gene-targeting technology. Recently, the Tet gene family was discovered and implicated in epigenetic modification of DNA methylation by converting 5-methylcytosine to 5-hydroxymethylcytosine (5hmC). 5hmC and its catalysts, the TET proteins, are highly abundant in the postnatal brain but with unclear functions. To investigate their neural functions, we generated new lines of Tet1 and Tet3 mutant mice using a gene targeting approach. We designed both mutations to cause a frameshift by deleting the largest coding exon of Tet1 (Tet1Δe4) and the catalytic domain of Tet3 (Tet3Δe7-9). As Tet1 is also highly expressed in embryonic stem cells (ESCs), we generated Tet1 homozygous deleted ESCs through sequential targeting to compare the function of Tet1 in the brain to its role in ESCs. To test our hypothesis that TET proteins epigenetically regulate transcription of key neural genes important for normal brain function, we examined transcriptional and epigenetic differences in the Tet1Δe4 mouse brain. The oxytocin receptor (OXTR), a neural gene implicated in social behaviors, is suggested to be epigenetically regulated by an unknown mechanism. Interestingly, several human studies have found associations between OXTR DNA hypermethylation and a wide spectrum of behavioral traits and neuropsychiatric disorders including autism spectrum disorders. Here we report the first evidence for an epigenetic mechanism of Oxtr transcription as expression of Oxtr is reduced in the brains of Tet1Δe4-/- mice. Likewise, the CpG island overlapping the promoter of Oxtr is hypermethylated during early embryonic development and persists into adulthood. We also discovered altered histone modifications at the hypermethylated regions, indicating the loss of TET1 has broad effects on the chromatin structure at Oxtr. Unexpectedly, we discovered an array of novel mRNA isoforms of Oxtr that are selectively reduced in Tet1Δe4-/- mice. Additionally, Tet1Δe4-/- mice display increased agonistic behaviors and impaired maternal care and short-term memory. Our findings support a novel role for TET1 in regulating Oxtr expression by preventing DNA hypermethylation and implicate TET1 in social behaviors, offering novel insight into Oxtr epigenetic regulation and its role in neuropsychiatric disorders.

Investigating relative clauses in children with specific language impairment

Background: It is well documented that children with Specific Language Impairment (SLI) experience significant grammatical deficits. While much of the focus in the past has been on their morphosyntactic difficulties, less is known about their acquisition of complex syntactic structures such as relative clauses. The role of memory in language performance has also become increasingly prominent in the literature. Aims: This study aims to investigate the control of an important complex syntactic structure, the relative clause, by school age children with SLI in Ireland, using a newly devised sentence recall task. It also aims to explore the role of verbal and short-termworking memory in the performance of children with SLI on the sentence recall task, using a standardized battery of tests based on Baddeley’s model of working memory. Methods and Procedures: Thirty two children with SLI, thirty two age matched typically developing children (AM-TD) between the ages of 6 and 7,11 years and twenty younger typically developing (YTD) children between 4,7 and 5 years, completed the task. The sentence recall (SR) task included 52 complex sentences and 17 fillers. It included relative clauses that are used in natural discourse and that reflect a developmental hierarchy. The relative clauses were also controlled for length and varied in syntactic complexity, representing the full range of syntactic roles. There were seven different relative clause types attached to either the predicate nominal of a copular clause (Pn), or to the direct object of a transitive clause (Do). Responses were recorded, transcribed and entered into a database for analysis. TheWorkingMemory Test Battery for children (WMTB-C—Pickering & Gathercole, 2001) was administered in order to explore the role of short-term memory and working memory on the children’s performance on the SR task. Outcomes and Results: The children with SLI showed significantly greater difficulty than the AM-TD group and the YTD group. With the exception of the genitive subject clauses, the children with SLI scored significantly higher on all sentences containing a Pn main clause than those containing a transitive main clause. Analysis of error types revealed the frequent production of a different type of relative clause than that presented in the task—with a strong word order preference in the NVN direction indicated for the children with SLI. The SR performance for the children with SLI was most highly correlated with expressive language skills and digit recall. Conclusions and Implications: Children with SLI have significantly greater difficulty with relative clauses than YTD children who are on average two years younger—relative clauses are a delay within a delay. Unlike the YTD children they show a tendency to simplify relative clauses in the noun verb noun (NVN) direction. They show a developmental hierarchy in their production of relative clause constructions and are highly influenced by the frequency distribution of the relative clauses in the ambient language.

Examining Cognitive Processing in Children with an Arithmetic Disability

Currently there is no consensus as to the specific cognitive impairments that characterize mathematical disabilities (MD) or specific subtypes such as an arithmetic disability (AD). The present study sought to address this concern by examining cognitive processes that might undergird AD in children. The present study utilized archival data to conduct two investigations. The first investigation examined the executive functioning and working memory of children with AD. An age-matched achievement-matched design was employed to explore whether children with AD exhibit developmental lags or deficits in these cognitive domains. While children with AD did not exhibit impairments in verbal working memory or colour word inhibition, they did demonstrate impairments in shifting attention, visual-spatial working memory, and quantity inhibition. As children with AD did not perform more poorly than their younger achievement-matched peers on any of these tasks, impairments in specific areas of executive functioning and working memory appeared to reflect a developmental lag rather than a cognitive deficit. The second study examined the phonological processing performance of children with AD compared to children with comorbid disabilities in arithmetic and word recognition (AD/WRD) and to typically achieving (TA) children. Results indicated that, while children with AD did demonstrate impairments on all isolated naming speed tasks, trail making digits, and memory for digits, they did not demonstrate impairments on measures of phonological awareness, nonword repetition, serial processing speed, or serial naming speed. In contrast, children with AD/WRD demonstrated impairments on measures of phonological awareness, phonological short-term memory, isolated naming speed, serial processing speed, and the alphabet a-z task. Overall, results suggested that phonological processing impairments are more prominent in children with a WRD than children with an AD. Together, these studies further our understanding of the nature of the cognitive processes that underlie AD by focusing upon rarely used methods (i.e., age-matched achievement-matched design) and under-examined cognitive domains (i.e., phonological processing).

Imagerie Musicale Involontaire : caractéristiques phénoménologiques et mnésiques

L’imagerie musicale involontaire (IMIN) est un phénomène mental extrêmement commun. Il peut être défini en tant que type d’imagerie mentale musicale qui devient consciente sans effort ou intentionnalité et qui n’est pas pathologique. La forme la plus connue d’IMIN est le « ver d’oreille », qui se présente généralement comme un court extrait musical tournant en boucle en tête et dont on se débarrasse difficilement. L’objectif principal de la présente thèse est d’investiguer les mécanismes cognitifs sous-tendant le phénomène puisque, malgré l’intérêt répandu dans les médias populaires, son étude expérimentale est récente et un modèle intégré n’a pas encore été proposé. Dans la première étude, l’induction expérimentale a été tentée et les caractéristiques des images mentales d’épisodes d’IMIN ont été investiguées. Dans le laboratoire, des chansons accrocheuses (versus des proverbes) ont été présentées répétitivement aux participants qui devaient ensuite les chanter le plus fidèlement possible. Ils ont par après quitté le laboratoire, une enregistreuse numérique en mains, avec la consigne d’enregistrer une reproduction vocale la plus fidèle possible de ce qu’ils avaient en tête lors de tous leurs épisodes d’IMIN sur une période de quatre jours, ainsi que de décrire leur timbre. L’expérience a été répétée deux semaines plus tard. Douze des dix-huit participants du groupe expérimental ont rapporté des pièces induites comme épisodes d’IMIN, ce qui confirme l’efficacité de la procédure d’induction. La tonalité et le tempo des productions ont ensuite été analysés et comparés à ceux des pièces originales. Similairement pour les épisodes d’IMIN induits et les autres, les tempi produits et, dans une moindre mesure pour les non-musiciens, les tonalités étaient proches des originaux. Le timbre décrit était généralement une version simplifiée de l’original (un instrument et/ou une voix). Trois études se sont ensuite intéressées au lien entre le potentiel d’IMIN et la mémorabilité. Dans une étude préliminaire, 150 chansons du palmarès francophone radiophonique ont été évaluées en ligne par 164 participants, sur leur niveau de familiarité, d’appréciation et de potentiel d’IMIN. Les pièces ont ensuite été divisées en groupes de stimuli à faible et à fort potentiel d’IMIN, qui ont été utilisés dans une tâche typique de rappel libre/reconnaissance, premièrement avec des francophones (pour qui les pièces étaient familières) et ensuite avec des non-francophones (pour qui les pièces étaient non-familières). Globalement, les pièces à fort potentiel d’IMIN étaient mieux rappelées et reconnues que les pièces à faible potentiel. Une dernière étude a investigué l’impact de la variabilité inter-stimulus du timbre sur les résultats précédents, en demandant à une chanteuse d’enregistrer les lignes vocales des pièces et en répétant l’expérience avec ces nouveaux stimuli. La différence précédemment observée entre les stimuli à fort et à faible potentiel d’IMIN dans la tâche de reconnaissance a ainsi disparu, ce qui suggère que le timbre est une caractéristique importante pour le potentiel d’IMIN. En guise de conclusion, nous suggérons que les phénomènes mentaux et les mécanismes cognitifs jouant un rôle dans les autres types de souvenirs involontaires peuvent aussi s’appliquer à l’IMIN. Dépendamment du contexte, la récupération mnésique des pièces peut résulter de la répétition en mémoire à court terme, de l’amorçage à court et long terme ou de l’indiçage provenant de stimuli dans l’environnement ou les pensées. Une des plus importantes différences observables entre l’IMIN et les autres souvenirs involontaires est la répétition. Nous proposons que la nature même de la musique, qui est définie par la répétition à un niveau micro- et macro-structurel en est responsable.

Mechanisms underlying activation of neural stem cells in the adult central nervous system

À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.

El aprendizaje distribuido como estrategia didáctica en la enseñanza del vocabulario de ELE : Un acercamiento a su uso en el salón escolar sueco

Aprender nuevas palabras en un idioma extranjero, es decir, el léxico necesario que fundamenta la posibilidad del desarrollo de las destrezas comunicativas, constituye uno de los problemas más complejos en el proceso tanto de enseñanza como de aprendizaje del español como lengua extranjera. En relación con el aprendizaje del vocabulario identificamos un posible problema; el riesgo de que el número de palabras aprendidas se olvide aumenta después de la prueba o los ejercicios. Si nuestros alumnos no pueden ampliar su vocabulario su competencia comunicativa tampoco va a desarrollar.Para poder entender por qué ocurre el problema y cómo se podría encontrar otros recursos didácticos que contribuyan a un cambio en el proceso, investigamos un fenómeno conocido por la psicología de la educación como el efecto de la memoria espaciada - un fenómeno cognitivo que se benéfica de las repeticiones, pero siempre distribuidas en el tiempo. Estrategias de enseñanza que utilizan dicho efecto se refiere como aprendizaje distribuido.Mediante un pequeño estudio analizamos el efecto de la memoria espaciada (ME) como método alternativa. De este estudio podemos inferir que existe un efecto de memoria espaciada tangible en el aprendizaje de los alumnos que estudiaron según un modelo distribuido, es decir con repeticiones.Pudimos constatar un resultado positivo en este pequeño estudio piloto. Los alumnos lograron recordar en la examinación el 85% de las palabras ejercitadas en la clase un mes después. Este resultado abre nuevas perspectivas de estudio e indica que puede haber alternativas didácticas en la enseñanza del vocabulario de ELE en el salón escolar sueco.

Distributional effects and individual differences in L2 morphology learning

Second language (L2) learning outcomes may depend on the structure of the input and learners’ cognitive abilities. This study tested whether less predictable input might facilitate learning and generalization of L2 morphology while evaluating contributions of statistical learning ability, nonverbal intelligence, phonological short-term memory, and verbal working memory. Over three sessions, 54 adults were exposed to a Russian case-marking paradigm with a balanced or skewed item distribution in the input. Whereas statistical learning ability and nonverbal intelligence predicted learning of trained items, only nonverbal intelligence also predicted generalization of case-marking inflections to new vocabulary. Neither measure of temporary storage capacity predicted learning. Balanced, less predictable input was associated with higher accuracy in generalization but only in the initial test session. These results suggest that individual differences in pattern extraction play a more sustained role in L2 acquisition than instructional manipulations that vary the predictability of lexical items in the input.

Imagerie Musicale Involontaire : caractéristiques phénoménologiques et mnésiques

L’imagerie musicale involontaire (IMIN) est un phénomène mental extrêmement commun. Il peut être défini en tant que type d’imagerie mentale musicale qui devient consciente sans effort ou intentionnalité et qui n’est pas pathologique. La forme la plus connue d’IMIN est le « ver d’oreille », qui se présente généralement comme un court extrait musical tournant en boucle en tête et dont on se débarrasse difficilement. L’objectif principal de la présente thèse est d’investiguer les mécanismes cognitifs sous-tendant le phénomène puisque, malgré l’intérêt répandu dans les médias populaires, son étude expérimentale est récente et un modèle intégré n’a pas encore été proposé. Dans la première étude, l’induction expérimentale a été tentée et les caractéristiques des images mentales d’épisodes d’IMIN ont été investiguées. Dans le laboratoire, des chansons accrocheuses (versus des proverbes) ont été présentées répétitivement aux participants qui devaient ensuite les chanter le plus fidèlement possible. Ils ont par après quitté le laboratoire, une enregistreuse numérique en mains, avec la consigne d’enregistrer une reproduction vocale la plus fidèle possible de ce qu’ils avaient en tête lors de tous leurs épisodes d’IMIN sur une période de quatre jours, ainsi que de décrire leur timbre. L’expérience a été répétée deux semaines plus tard. Douze des dix-huit participants du groupe expérimental ont rapporté des pièces induites comme épisodes d’IMIN, ce qui confirme l’efficacité de la procédure d’induction. La tonalité et le tempo des productions ont ensuite été analysés et comparés à ceux des pièces originales. Similairement pour les épisodes d’IMIN induits et les autres, les tempi produits et, dans une moindre mesure pour les non-musiciens, les tonalités étaient proches des originaux. Le timbre décrit était généralement une version simplifiée de l’original (un instrument et/ou une voix). Trois études se sont ensuite intéressées au lien entre le potentiel d’IMIN et la mémorabilité. Dans une étude préliminaire, 150 chansons du palmarès francophone radiophonique ont été évaluées en ligne par 164 participants, sur leur niveau de familiarité, d’appréciation et de potentiel d’IMIN. Les pièces ont ensuite été divisées en groupes de stimuli à faible et à fort potentiel d’IMIN, qui ont été utilisés dans une tâche typique de rappel libre/reconnaissance, premièrement avec des francophones (pour qui les pièces étaient familières) et ensuite avec des non-francophones (pour qui les pièces étaient non-familières). Globalement, les pièces à fort potentiel d’IMIN étaient mieux rappelées et reconnues que les pièces à faible potentiel. Une dernière étude a investigué l’impact de la variabilité inter-stimulus du timbre sur les résultats précédents, en demandant à une chanteuse d’enregistrer les lignes vocales des pièces et en répétant l’expérience avec ces nouveaux stimuli. La différence précédemment observée entre les stimuli à fort et à faible potentiel d’IMIN dans la tâche de reconnaissance a ainsi disparu, ce qui suggère que le timbre est une caractéristique importante pour le potentiel d’IMIN. En guise de conclusion, nous suggérons que les phénomènes mentaux et les mécanismes cognitifs jouant un rôle dans les autres types de souvenirs involontaires peuvent aussi s’appliquer à l’IMIN. Dépendamment du contexte, la récupération mnésique des pièces peut résulter de la répétition en mémoire à court terme, de l’amorçage à court et long terme ou de l’indiçage provenant de stimuli dans l’environnement ou les pensées. Une des plus importantes différences observables entre l’IMIN et les autres souvenirs involontaires est la répétition. Nous proposons que la nature même de la musique, qui est définie par la répétition à un niveau micro- et macro-structurel en est responsable.

Mechanisms underlying activation of neural stem cells in the adult central nervous system

À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.