Electrocortical responses in reward paradigms and their variation related to personality

This thesis was conducted in order to investigate two issues: (1) how sensitive event related potentials (ERPs), and more specifically the medial frontal negativity and the P3 components, are to the valence and magnitude of reward-related stimuli, and (2) whether individual differences have an effect on the sensitivity of these ERP components to these characteristics. This was investigated using two reward-related paradigms. In the "pure gambling task" participants were asked to choose between two cards, each containing varying dollar amounts (large or small). The outcome of the choice (i.e., win or loss) was revealed after the choice was made. Additionally, participants were shown whether the non-chosen card would have been a win or a loss. In the "simple response task", participants were presented with five cues (large win, large loss, small win, small loss or zero) that labelled the trial as either a potential win, a potential loss or no change. Following the cue, a target appeared on the screen and the participant's task was to press the response key while the target was still visible. A success led to a win (gain in money) or no loss (no change) depending on the cue. Thirty participants completed both tasks; afterwards they filled out a set of questionnaires measuring personality and other individual differences relating to risk-taking behaviour. The results of both tasks showed that ERP components can differentiate between the valence and magnitude of reward-related stimuli, although no single component was uniquely related to either of the characteristics as previous suggested in the literature. Additionally, the context of the stimulus presentation (e.g., the task structure, condition within the task) affected the relationships between the ERP components and stimulus characteristics.

Effects of Proactive and Retroactive Augmented Information on Physiological Responses in Learning a Novel Motor Skill

Previous research has demonstrated superior learning by participants presented with augmented task information retroactively versus proactively (Patterson & Lee, 2008; 2010). Theoretical explanations of these findings are related to the cognitive effort invested by participants during motor skill acquisition. The present study extended previous research by utilizing the physiological index, power spectral analysis of heart rate variability, previously shown to be sensitive to the degree of cognitive effort invested during the performance of a motor task (e.g., increase cognitive effort results in increased LF/HF ratio). Participants were required to learn 18 different key-pressing sequences. As expected, the proactive condition demonstrated superior RS during acquisition, with the retroactive condition demonstrating superior RS during retention. Measures of LF/HF ratio indicated the retroactive participants were investing significantly less cognitive effort in the retention period compared to the proactive participants (p< .05) as a function of learning.

Icewine fermentation by Saccharomyces cervisiae : fundamental stress responses and comparative fermentation dynamics

Please consult the paper edition of this thesis to read. It is available on the 5th Floor of the Library at Call Number: Z 9999.5 B63 P54 2007

Postsecondary Artist Teachers' Responses to Computer Technology in Their Drawing Pedagogy

While the influence of computer technology has been widely studied in a variety of contexts, the drawing teaching studio is a particularly interesting context because of the juxtaposition of traditional medium and computer technology. For this study, 5 Canadian postsecondary teachers engaged in a 2-round Delphi interview process to discuss their responses to computer technology on their drawing pedagogy. Data sources included transcribed interviews. Findings indicated that artist teachers are both cautious to embrace and curious to explore appropriate use of computer technology on their drawing pedagogy. Artist teachers are both critical and optimistic about the influence of computer technology.

Personality traits and individual differences predict changes in postural control under conditions of height-induced postural threat

This thesis explored whether individual characteristics could predict changes in postural control in young adults under conditions of height-induced postural threat. Eighty-two young adults completed questionnaires to assess trait anxiety, trait movement reinvestment, physical risk-taking, and previous experience with height-related activities. Tests of static (quiet standing) and anticipatory (rise to toes) postural control were completed under conditions of low and high postural threat manipulated through changes in surface height. Individual characteristics were able to significantly predict changes in static, but not anticipatory postural control. Trait movement reinvestment and physical risk-taking were the most influential predictors. Evidence was provided that changes in fear and physiological arousal mediated the relationship between physical risk-taking and changes in static postural control. These results suggest that individual characteristics shape the postural strategy employed under threatening conditions and may be important for clinicians to consider during balance assessment and treatment protocols.

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.

The Effects of a Social-Evaluative Body Image Threat on Shame, Social Physique Anxiety, Body Dissatisfaction and Cortisol Responses in University Men

Men struggle with body image concerns particularly related to the desire to be muscular. In women, social-evaluative body image threats have been linked to increased shame and cortisol responses, consistent with social self-preservation theory (SSPT), but no research has investigated these responses in men. Men (n = 66) were randomly assigned to either a social-evaluative threat (SET) or non-social-evaluative threat (N-SET) condition. Participants provided saliva samples and completed body shame, body dissatisfaction and social physique anxiety measures prior to and following their condition, during which anthropometric and strength measures were assessed. Results indicated men in the SET condition had higher body shame, social physique anxiety, and body dissatisfaction and had higher levels of cortisol than men in the N-SET condition post-social-evaluative threat. These findings, consistent with SSPT, suggest that social-evaluative body image threats may lead to increased body shame and social physique anxiety, greater body dissatisfaction and higher cortisol levels.

Acute endocrine responses to plyometrics versus resistance exercise in children

The purpose of this study was to examine the acute hormonal responses to a bout of resistance versus plyometric exercise in young male athletes. Specifically, changes in salivary cortisol, testosterone and testosterone-to-cortisol ratio from pre- to post-exercise between the two different exercise protocols were examined. Twenty-six peri-pubertal active boys participated in this cross-over study, completing two exercise sessions. During each session, participants first completed a 30 min control period, which did not include any exercise, and then was randomly assigned to perform a 45 min of either a resistance exercise or a plyometric exercise protocol. All participants crossed over to perform the other exercise protocol during their second exercise session, a week later. Four saliva samples during each protocol were taken at: baseline, pre-exercise, 5 min post-exercise and 30 min post-exercise. Significant increases in testosterone values were reported 5 min post-exercise following the resistance protocol, but not the plyometric protocol. Both exercise protocols resulted in significant cortisol decreases overtime, as well as significant testosterone-to-cortisol ratio increases. The post-exercise increases in salivary testosterone and testosterone-to-cortisol ratio followed the typical exercise induced anabolic response seen in adults. However, the post-exercise decrease in salivary cortisol was different than the typical adult response indicating an insufficient stimulus for this age group maybe due to their stage of the biological development. Thus, in the adolescent boys, exercise appears to change the anabolic to catabolic balance in favor of anabolism.

Responses to Reflection in Two Invertebrate Species

The present thesis investigates the responses to reflection in both the crayfish Procambarus clarkii and the fruit fly Drosophila melanogaster. Responses to reflection in crayfish depend on social status and the current work suggests that learning and memory consolidation are required for these responses to be altered. Crayfish were treated to either massed or spaced training fights prior to reflection testing. The results show that subordinate crayfish treated to spaced training display a response typical of subordinate crayfish but subordinate crayfish treated to massed training exhibit a response typical of dominant crayfish. Fruit flies are shown to be attracted to reflection and responses to reflection are described here for the first time. Responses in fruit flies are shown to be dependent on social status. The frequency of behaviours were altered in isolated flies but not socialized flies. The addition of pheromones cVA and 7,11-HD were used to investigate how the addition of chemical cues altered responses to reflection in fruit flies. Socialized fruit flies treated with cVA exhibited an increase in the frequency of behaviours on both mirrored and clear glass walls, while isolated flies exhibited a decrease. Socialized flies treated with 7,11-HD spent more time on mirrored walls compared to glass walls, whereas the frequency of all behaviours were decreased in isolated flies treated with 7,11-HD.

The Influence of Cerebral Blood Flow and Carbon Dioxide on Neuromuscular Responses During Environmental Stress

Although reductions in cerebral blood flow (CBF) may be implicated in the development of central fatigue during environmental stress, the contribution from hypocapnia-induced reductions in CBF versus reductions in CBF per se has yet to be isolated. The current research program examined the influence of CBF, with and without consequent hypocapnia, on neuromuscular responses during hypoxia and passive heat stress. To this end, neuromuscular responses, as indicated by motor evoked potentials (MEP), maximal M-wave (Mmax) and cortical voluntary activation (cVA) of the flexor carpi radialis muscle during isometric wrist flexion, was assessed in three separate projects: 1) hypocapnia, independent of concomitant reductions in CBF; 2) altered CBF during severe hypoxia and; 3) thermal hyperpnea-mediated reductions in CBF, independent of hypocapnia. All projects employed a custom-built dynamic end-tidal forcing system to control end-tidal PCO2 (PETCO2), independent of the prevailing environmental conditions, and cyclooxygenase inhibition using indomethacin (Indomethacin, 1.2 mg·Kg-1) to selectively reduce CBF (estimated using transcranial Doppler ultrasound) without changes in PETCO2. A primary finding of the present research program is that the excitability of the corticospinal tract is inherently sensitive to changes in PaCO2, as demonstrated by a 12% increase in MEP amplitude in response to moderate hypocapnia. Conversely, CBF mediated reductions in cerebral O2 delivery appear to decrease corticospinal excitability, as indicated by a 51-64% and 4% decrease in MEP amplitude in response to hypoxia and passive heat stress, respectively. The collective evidence from this research program suggests that impaired voluntary activation is associated with reductions in CBF; however, it must be noted that changes in cVA were not linearly correlated with changes in CBF. Therefore, other factors independent of CBF, such as increased perception of effort, distress or discomfort, may have contributed to the reductions in cVA. Despite the functional association between reductions in CBF and hypocapnia, both variables have distinct and independent influence on the neuromuscular system. Therefore, future studies should control or acknowledge the separate mechanistic influence of these two factors.

INFLUENCE OF INCREASED EXTRACELLULAR LEUCINE ON THE PROTEIN METABOLIC RESPONSES DURING OSMOTIC STRESS IN SKELETAL MUSCLE

The purpose of this study was to examine the effects of increased extracellular leucine concentration on protein metabolism in skeletal muscle cells when exposed to 3 different osmotic stresses. L6 skeletal muscle cells were incubated in either a normal or supplemental leucine (1.5mM) medium set to hypo-osmotic (230 ± 10 Osm), iso-osmotic (330 ± 10 Osm) or hyper-osmotic (440 ± 10 Osm) conditions. 3H-tyrosine was used to quantify protein synthesis. Western blotting analysis was performed to determine the activation of mTOR, p70S6k, ubiquitin, actin, and μ-calpain. Hypo-osmotic stress resulted in the greatest increase in protein synthesis rate under the normal-leucine condition while iso-osmotic stress has the greatest increase under the elevated-leucine condition. Elevated-leucine condition had a decreased rate in protein degradation over the normal condition within the ubiquitin proteasome pathway (p<0.05). Leucine and hypo-osmotic stress therefore creates a favourable environment for anabolic events to occur.

Évaluation d'un nouveau complément à l'intervention en physiothérapie pour le torticolis postural chez les nourrissons

Le torticolis postural est une affection courante dans le milieu pédiatrique en particulier depuis que les parents ont adopté les lignes directrices de la campagne « Back to Sleep ». Habituellement, un programme d’exercices à domicile est présenté aux parents afin de promouvoir une récupération optimale toutefois, peu d’outils existent pour les accompagner dans la réalisation de ces exercices. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'impact de l'addition du nouveau livret d’intervention pour le torticolis (LIT) sur la résolution du torticolis (restitution de l’amplitude passive du cou), le stress parental et la satisfaction à l’égard du traitement reçu et sur l'observance des parents au traitement à domicile. Cinquante-huit nourrissons référés en physiothérapie pour un torticolis postural ont été recrutés et randomisés au cours de leur première visite à l’un ou l’autre de ces 2 groupes: Physiothérapie + LIT (n = 29) ou Physiothérapie + traitement standard (n = 29). Des évaluateurs ont évalué à l’aveugle les patients 1 et 3 mois après leur visite initiale, 30 minutes avant leur consultation en physiothérapie. L’amplitude articulaire passive du cou en rotation était mesurée à l’aide d’un goniomètre arthrodial. Le niveau de stress parental a été évalué en utilisant l’Indice de Stress Parental (ISP). Les parents ont reçu l’ISP à la fin de la visite initiale et ont été invités à le compléter à la maison et le retourner à la visite suivante en physiothérapie ou à la visite de 1 mois. La satisfaction des parents à l’égard du traitement reçu a été évaluée en utilisant la Mesure du Processus de Soins (MPOC-56) à 3 mois. L'observance au traitement a été estimée en demandant aux parents de rapporter la durée quotidienne de positionnement des nourrissons sur le ventre pendant la semaine dernière à l’évaluation. L’analyse de nos données consista à d’abord décrire les performances des 2 groupes à l’aide de statistiques descriptives. Ensuite, des tests de t ont permis de comparer le changement à la rotation passive cervicale, entre la visite de 1 mois et la visite initiale ainsi qu’entre la visite de 3 mois et la visite initiale. Des tests de t ont aussi été calculés pour comparer les scores de chaque sous-échelle du ISP (stress parental) et du MPOC-56 (satisfaction des soins) entre les groupes. Le test du chi carré a été réalisé pour comparer l'adhérence entre les deux groupes à 1 et 3-mois. Les résultats ont montré une tendance à un plus grand changement de la rotation passive du cou à 1-mois dans le groupe LIT (Intervalle de Confiance à 95% = 95% IC= 1,97-8,77 ; p = 0, 17) mais pas à 3 mois. Les parents du groupe LIT ont obtenu des scores de stress plus faibles après avoir reçu l'outil d'intervention (95%IC= 49,20-57,94 ; p = 0, 01) et ont déclaré être plus satisfaits que les parents du groupe témoin pour le traitement reçu (95%IC= 6,7-6,8 ; p=0,03) e o partenariat avec les thérapeutes (95%IC= 6,3-6,9 ; p<0,001). Enfin, l'observance au traitement a été plus élevée dans le groupe LIT que dans le groupe contrôle en particulier à 3-mois (p = 0.01). Le nouveau livret d'intervention pour le torticolis accompagné d'un traitement de physiothérapie a tendance à contribuer à une restitution plus rapide de l’amplitude passive du cou en rotation, peut aider à diminuer le niveau de stress parental, contribuer à une plus grande satisfaction à l’égard du traitement et améliorer l’observance au traitement à domicile.

Interactions entre le sommeil, l’attention et le contrôle postural chez des sujets jeunes et âgés

Les pertes d’équilibre représentent une cause importante de blessure et de mortalité, notamment sur le milieu du travail et chez les personnes âgées. Cette thèse explore les effets du manque de sommeil sur le contrôle postural en fonction de l’âge et s’intéresse à l’influence des ressources attentionnelles, perceptuelles et motrices sur la relation entre le sommeil et le contrôle postural. Des sujets jeunes et âgés ont effectué diverses tâches posturales statiques sur des plates-formes de force après une nuit de sommeil et après 25 heures de privation de sommeil. L’étendue et la vitesse des déplacements du centre de pression ont été mesurées en gardant les yeux ouverts et les yeux fermés sous trois niveaux de charge cognitive. Les résultats montrent que la privation de sommeil a augmenté l’étendue du centre de pression dans les deux groupes d’âge et a augmenté la vitesse du centre de pression chez les sujets âgés. De plus, les effets de la privation de sommeil sur le contrôle postural étaient davantage prononcés lorsque les sujets âgés gardent les yeux fermés. L’augmentation de la charge cognitive sous privation de sommeil a poussé la majorité des sujets jeunes à adopter un contrôle postural plus statique, alors que chez les sujets âgés, les effets de la charge cognitive ne se surajoutaient pas à ceux de la privation de sommeil. Ces observations suggèrent que la privation de sommeil ait des effets déstabilisateurs sur le contrôle postural qui sont plus marqués chez les personnes âgées, surtout lorsque les informations visuelles sont altérées. Il est donc proposé que le manque de sommeil soit un facteur de risque significatif pour les chutes.

Molecular interactions of arbuscular mycorrhizal fungi with mycotoxin-producing fungi and their role in plant defense responses

Les trichothécènes de Fusarium appartiennent au groupe des sesquiterpènes qui sont des inhibiteurs la synthèse des protéines des eucaryotes. Les trichothécènes causent d’une part de sérieux problèmes de santé aux humains et aux animaux qui ont consommé des aliments infectés par le champignon et de l’autre part, elles sont des facteurs importants de la virulence chez plantes. Dans cette étude, nous avons isolé et caractérisé seize isolats de Fusarium de la pomme de terre infectée naturellement dans un champs. Les tests de pathogénicité ont été réalisés pour évaluer la virulence des isolats sur la pomme de terre ainsi que leur capacité à produire des trichothécènes. Nous avons choisi F. sambucinum souche T5 comme un modèle pour cette étude parce qu’il était le plus agressif sur la pomme de terre en serre en induisant un flétrissement rapide, un jaunissement suivi de la mort des plantes. Cette souche produit le 4,15-diacétoxyscirpénol (4,15-DAS) lorsqu’elle est cultivée en milieu liquide. Nous avons amplifié et caractérisé cinq gènes de biosynthèse trichothécènes (TRI5, TRI4, TRI3, TRI11, et TRI101) impliqués dans la production du 4,15-DAS. La comparaison des séquences avec les bases de données a montré 98% et 97% d'identité de séquence avec les gènes de la biosynthèse des trichothécènes chez F. sporotrichioides et Gibberella zeae, respectivement. Nous avons confrenté F. sambucinum avec le champignon mycorhizien à arbuscule Glomus irregulare en culture in vitro. Les racines de carotte et F. sambucinum seul, ont été utilisés comme témoins. Nous avons observé que la croissance de F. sambucinum a été significativement réduite avec la présence de G. irregulare par rapport aux témoins. Nous avons remarqué que l'inhibition de la croissance F. sambucinum a été associée avec des changements morphologiques, qui ont été observés lorsque les hyphes de G. irregulare ont atteint le mycélium de F. sambucinum. Ceci suggère que G. irregulare pourrait produire des composés qui inhibent la croissance de F. sambucinum. Nous avons étudié les patrons d’expression des gènes de biosynthèse de trichothécènes de F. sambucinum en présence ou non de G. irregulare, en utilisant le PCR en temps-réel. Nous avons observé que TRI5 et TRI6 étaient sur-exprimés, tandis que TRI4, TRI13 et TRI101 étaient en sous-exprimés en présence de G. irregulare. Des analyses par chromatographie en phase-gazeuse (GC-MS) montrent clairement que la présence de G. irregulare réduit significativement la production des trichothécènes par F. sambucinum. Le dosage du 4,15-DAS a été réduit à 39 μg/ml milieu GYEP par G. irregulare, comparativement à 144 μg/ml milieu GYEP quand F. sambucinum est cultivé sans G. irregulare. Nous avons testé la capacité de G. irregulare à induire la défense des plants de pomme de terre contre l'infection de F. sambucinum. Des essais en chambre de croissance montrent que G. irregulare réduit significativement l’incidence de la maladie causée par F. sambucinum. Nous avons aussi observé que G. irregulare augmente la biomasse des racines, des feuilles et des tubercules. En utilisant le PCR en temps-réel, nous avons étudié les niveaux d’expression des gènes impliqué dans la défense des plants de pommes de terre tels que : chitinase class II (ChtA3), 1,3-β-glucanase (Glub), peroxidase (CEVI16), osmotin-like protéin (OSM-8e) et pathogenèses-related protein (PR-1). Nous avons observé que G. irregulare a induit une sur-expression de tous ces gènes dans les racines après 72 heures de l'infection avec F. sambucinum. Nous avons également trové que la baisse provoquée par F. sambucinum des gènes Glub et CEVI16 dans les feuilles pourrait etre bloquée par le traitement AMF. Ceci montre que l’inoculation avec G. irregulare constitut un bio-inducteur systémique même dans les parties non infectées par F. sambucinum. En conclusion, cette étude apporte de nouvelles connaissances importantes sur les interactions entre les plants et les microbes, d’une part sur les effets directs des champignons mycorhiziens sur l’inhibition de la croissance et la diminution de la production des mycotoxines chez Fusarium et d’autre part, l’atténuation de la sévérité de la maladie dans des plantes par stimulation leur défense. Les données présentées ouvrent de nouvelles perspectives de bio-contrôle contre les pathogènes mycotoxinogènes des plantes.

Contrôle postural et patron locomoteur à la suite d'une arthroplastie de la hanche : effet du type de prothèse

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