Évaluation électrophysiologique auditive et examen du langage et de l’attention chez l’enfant né prématurément et l’enfant né à terme

L’objectif de cette thèse est l’étude du développement de l’attention auditive et des capacités de discrimination langagière chez l’enfant né prématurément ou à terme. Les derniers mois de grossesse sont particulièrement importants pour le développement cérébral de l’enfant et les conséquences d’une naissance prématurée sur le développement peuvent être considérables. Les enfants nés prématurément sont plus à risque de développer une variété de troubles neurodéveloppementaux que les enfants nés à terme. Même en l’absence de dommages cérébraux visibles, de nombreux enfants nés avant terme sont à risque de présenter des troubles tels que des retards langagiers ou des difficultés attentionnelles. Dans cette thèse, nous proposons donc une méthode d’investigation des processus préattentionnels auditifs et de discrimination langagière, à l’aide de l’électrophysiologie à haute densité et des potentiels évoqués auditifs (PEAs). Deux études ont été réalisées. La première visait à mettre sur pied un protocole d’évaluation de l’attention auditive et de la discrimination langagière chez l’enfant en santé, couvrant différents stades de développement (3 à 7 ans, 8 à 13 ans, adultes ; N = 40). Pour ce faire, nous avons analysé la composante de Mismatch Negativity (MMN) évoquée par la présentation de sons verbaux (syllabes /Ba/ et /Da/) et non verbaux (tons synthétisés, Ba : 1578 Hz/2800 Hz ; Da : 1788 Hz/2932 Hz). Les résultats ont révélé des patrons d’activation distincts en fonction de l’âge et du type de stimulus présenté. Chez tous les groupes d’âge, la présentation des stimuli non verbaux a évoqué une MMN de plus grande amplitude et de latence plus rapide que la présentation des stimuli verbaux. De plus, en réponse aux stimuli verbaux, les deux groupes d’enfants (3 à 7 ans, 8 à 13 ans) ont démontré une MMN de latence plus tardive que celle mesurée dans le groupe d’adultes. En revanche, en réponse aux stimuli non verbaux, seulement le groupe d’enfants de 3 à 7 ans a démontré une MMN de latence plus tardive que le groupe d’adulte. Les processus de discrimination verbaux semblent donc se développer plus tardivement dans l’enfance que les processus de discrimination non verbaux. Dans la deuxième étude, nous visions à d’identifier les marqueurs prédictifs de déficits attentionnels et langagiers pouvant découler d’une naissance prématurée à l’aide des PEAs et de la MMN. Nous avons utilisé le même protocole auprès de 74 enfants âgés de 3, 12 et 36 mois, nés prématurément (avant 34 semaines de gestation) ou nés à terme (au moins 37 semaines de gestation). Les résultats ont révélé que les enfants nés prématurément de tous les âges démontraient un délai significatif dans la latence de la réponse MMN et de la P150 par rapport aux enfants nés à terme lors de la présentation des sons verbaux. De plus, les latences plus tardives de la MMN et de la P150 étaient également corrélées à des performances langagières plus faibles lors d’une évaluation neurodéveloppementale. Toutefois, aucune différence n’a été observée entre les enfants nés à terme ou prématurément lors de la discrimination des stimuli non verbaux, suggérant des capacités préattentionnelles auditives préservées chez les enfants prématurés. Dans l’ensemble, les résultats de cette thèse indiquent que les processus préattentionnels auditifs se développent plus tôt dans l'enfance que ceux associés à la discrimination langagière. Les réseaux neuronaux impliqués dans la discrimination verbale sont encore immatures à la fin de l'enfance. De plus, ceux-ci semblent être particulièrement vulnérables aux impacts physiologiques liés à la prématurité. L’utilisation des PEAs et de la MMN en réponse aux stimuli verbaux en bas âge peut fournir des marqueurs prédictifs des difficultés langagières fréquemment observées chez l’enfant prématuré.

Évaluation électrophysiologique auditive et examen du langage et de l’attention chez l’enfant né prématurément et l’enfant né à terme

L’objectif de cette thèse est l’étude du développement de l’attention auditive et des capacités de discrimination langagière chez l’enfant né prématurément ou à terme. Les derniers mois de grossesse sont particulièrement importants pour le développement cérébral de l’enfant et les conséquences d’une naissance prématurée sur le développement peuvent être considérables. Les enfants nés prématurément sont plus à risque de développer une variété de troubles neurodéveloppementaux que les enfants nés à terme. Même en l’absence de dommages cérébraux visibles, de nombreux enfants nés avant terme sont à risque de présenter des troubles tels que des retards langagiers ou des difficultés attentionnelles. Dans cette thèse, nous proposons donc une méthode d’investigation des processus préattentionnels auditifs et de discrimination langagière, à l’aide de l’électrophysiologie à haute densité et des potentiels évoqués auditifs (PEAs). Deux études ont été réalisées. La première visait à mettre sur pied un protocole d’évaluation de l’attention auditive et de la discrimination langagière chez l’enfant en santé, couvrant différents stades de développement (3 à 7 ans, 8 à 13 ans, adultes ; N = 40). Pour ce faire, nous avons analysé la composante de Mismatch Negativity (MMN) évoquée par la présentation de sons verbaux (syllabes /Ba/ et /Da/) et non verbaux (tons synthétisés, Ba : 1578 Hz/2800 Hz ; Da : 1788 Hz/2932 Hz). Les résultats ont révélé des patrons d’activation distincts en fonction de l’âge et du type de stimulus présenté. Chez tous les groupes d’âge, la présentation des stimuli non verbaux a évoqué une MMN de plus grande amplitude et de latence plus rapide que la présentation des stimuli verbaux. De plus, en réponse aux stimuli verbaux, les deux groupes d’enfants (3 à 7 ans, 8 à 13 ans) ont démontré une MMN de latence plus tardive que celle mesurée dans le groupe d’adultes. En revanche, en réponse aux stimuli non verbaux, seulement le groupe d’enfants de 3 à 7 ans a démontré une MMN de latence plus tardive que le groupe d’adulte. Les processus de discrimination verbaux semblent donc se développer plus tardivement dans l’enfance que les processus de discrimination non verbaux. Dans la deuxième étude, nous visions à d’identifier les marqueurs prédictifs de déficits attentionnels et langagiers pouvant découler d’une naissance prématurée à l’aide des PEAs et de la MMN. Nous avons utilisé le même protocole auprès de 74 enfants âgés de 3, 12 et 36 mois, nés prématurément (avant 34 semaines de gestation) ou nés à terme (au moins 37 semaines de gestation). Les résultats ont révélé que les enfants nés prématurément de tous les âges démontraient un délai significatif dans la latence de la réponse MMN et de la P150 par rapport aux enfants nés à terme lors de la présentation des sons verbaux. De plus, les latences plus tardives de la MMN et de la P150 étaient également corrélées à des performances langagières plus faibles lors d’une évaluation neurodéveloppementale. Toutefois, aucune différence n’a été observée entre les enfants nés à terme ou prématurément lors de la discrimination des stimuli non verbaux, suggérant des capacités préattentionnelles auditives préservées chez les enfants prématurés. Dans l’ensemble, les résultats de cette thèse indiquent que les processus préattentionnels auditifs se développent plus tôt dans l'enfance que ceux associés à la discrimination langagière. Les réseaux neuronaux impliqués dans la discrimination verbale sont encore immatures à la fin de l'enfance. De plus, ceux-ci semblent être particulièrement vulnérables aux impacts physiologiques liés à la prématurité. L’utilisation des PEAs et de la MMN en réponse aux stimuli verbaux en bas âge peut fournir des marqueurs prédictifs des difficultés langagières fréquemment observées chez l’enfant prématuré.

Implications fonctionnelles du collicule inférieur chez l'humain

Le rôle du collicule inférieur dans les divers processus auditif demeure à ce jour méconnu chez l’humain. À l’aide d’évaluations comportementales et électrophysiologiques, le but des études consiste à examiner l’intégrité fonctionnelle du système nerveux auditif chez une personne ayant une lésion unilatérale du collicule inférieur. Les résultats de ces études suggèrent que le collicule inférieur n’est pas impliqué dans la détection de sons purs, la reconnaissance de la parole dans le silence et l’interaction binaurale. Cependant, ces données suggèrent que le collicule inférieur est impliqué dans la reconnaissance de mots dans le bruit présentés monauralement, la discrimination de la fréquence, la reconnaissance de la durée, la séparation binaurale, l’intégration binaurale, la localisation de sources sonores et, finalement, l’intégration multisensorielle de la parole.

La représentation auditive motrice reflétée par la négativité de discordance chez l’enfant présentant un trouble du spectre de l’autisme

Il est maintenant bien établi que le cerveau humain est doté d’un système de neurones qui s’active tant à la perception qu’à l’exécution d’une action. Les neurones miroirs, ainsi que le système qu’ils forment avec des structures adjacentes appelées système neurones miroirs (SNM), ont été relié à la compréhension d’action et pourrait être impliqué dans les fonctions sociales de haut niveau tel que l’empathie et l’imitation. Dans la foulée spéculative reliant le SNM à la sphère sociale, le dysfonctionnement de ce système a rapidement gagné intérêt dans la genèse des anomalies du domaine social chez les personnes présentant le Trouble du spectre de l’autisme (TSA). Néanmoins, l’hypothèse voulant que le dysfonctionnement social des TSA repose sur une atteinte du SNM est controversée. En effet, les études soutenant cette hypothèse nécessitent des fonctions cognitives et sociales qui peuvent contribuer à l’obtention de résultats atypiques, telles que la compréhension des consignes, l’attention sur des stimuli sociaux ou la réalisation d’acte moteur. Récemment, un protocole auditif de négativité de discordance (MMN) utilisant des stimuli reliés à l’action humaine a été utilisé pour mesurer l’activité du SNM. Cette technique semble prometteuse dans la mesure où elle ne nécessite pas de capacités attentionnelles ou langagières, elle est brève et demande un montage minimal d’électrodes. Le premier article avait comme objectif principal de mesurer la validité de convergence du protocole MMN relié à l’action avec celui du rythme mu, le protocole le plus utilisé pour enregistrer l’activité miroir à l’aide de l’électroencéphalographie (EEG). Les modes de stimulation ont été délivrées en bloc successif à un groupe de 12 adultes en santé. Alors que les deux techniques ont modulé efficacement les régions fronto-centrales et centrales respectivement, mais ne sont pas corrélées, nous avons conclu qu’il est possible 2 qu’elles mesurent des aspects différents du SNM. Le deuxième article avait comme objectif principal de mesurer l’activité du SNM à l’aide du protocole MMN relié à l’action chez 10 enfants présentant un TSA ainsi que chez 12 enfants neurotypiques dans la même tranche d’âge (5-7ans). Chez les enfants TSA, nous avons montré un patron de latence inversée, comparativement aux enfants du groupe contrôle; ils traitaient plus rapidement les sons contrôles que les sons reliés à l’action humaine, alors que la tendance inverse était observée chez les contrôles. De plus, bien que les deux groupes différaient quant aux sons d’action, ils ne différaient pas quant aux sons contrôles. Quant à l’amplitude, les enfants TSA se distinguaient du groupe contrôle par une amplitude restreinte du son d’action provenant de la bouche. Par ailleurs, les mesures neurophysiologiques et neuropsychologiques n’étaient pas corrélées. En sommes, basé sur la prémisse que ce protocole MMN pourrait mesurer l’activité du SNM, cette thèse a comme but d’améliorer les connaissances quant à son utilisation chez l’adulte et l’enfant neurotypique ainsi que chez l’enfant TSA. Celui-ci pourrait ultimement être utilisé comme un biomarqueur potentiel du TSA.

Traitement cérébral de sons émotionnels : une perspective électrophysiologique

Des sons émotionnels furent présentés comme stimuli cibles lors d'une tâche auditive de type oddball. Les effets acoustiques furent départagés des effets émotionnels à l'aide d'une tâche contrôle similaire utilisant une version brouillée des sons originaux et dépourvue de propriétés émotionnelles. Les résultats du oddball émotionnel qui ont différé du oddball contrôle ont montré des effets de valence inversés dans les composantes électrophysiologiques P2 et P300; la valence négative ayant une amplitude plus grande dans la fenêtre de 130-270ms mais moins intense autour de 290-460ms, lorsque comparée aux valences positives et neutres. Les résultats P2 peuvent être interprétés comme une mobilisation attentionnelle précoce privilégiant les stimuli potentiellement dangereux, tandis que les résultats de la P300 pourrait indiquer une évaluation moins détaillée de ces stimuli.

Évaluation de l’effet du neurofeedback sur les capacités d’inhibition d’enfants ayant un Trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité

Le neurofeedback (NF) suscite actuellement un vif intérêt dans la prise en charge du trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité (TDAH) chez l’enfant. Proposée comme méthode alternative à la médication par de nombreux cliniciens, notamment aux États-Unis, le NF est une intervention non-invasive de type électrophysiologique qui repose sur l’apprentissage par conditionnement opérant de l’autorégulation d’ondes cérébrales déviantes. Les études empiriques qui étayent cette pratique font toutefois l’objet de virulentes critiques de la part de spécialistes dans le domaine du TDAH en raison de résultats systématiquement positifs mais non spécifiques, auxquels s’ajoutent de nombreuses lacunes méthodologiques. Les travaux de cette thèse visent à appliquer une méthodologie stricte de type essai clinique contrôlé avec assignation aléatoire afin d’isoler les effets particuliers du NF, en appliquant un protocole d’entraînement propre au déficit primaire sous-tendant le TDAH, soit l’inhibition motrice, dans le but d’évaluer la spécificité de cette intervention. Dans un premier temps, les connaissances relatives à la nosologie du TDAH, à ses principaux traitements, au NF et aux capacités d’inhibition chez l’enfant ayant un TDAH sont présentées (Chapitre 1). Ensuite, les études réalisées dans le cadre de cette thèse sont exposées. Dans l’étude initiale, la spécificité du NF est évaluée sur les capacités d’inhibition grâce à des mesures subjectives, soit des questionnaires de comportements complétés par les parents, ainsi que des mesures objectives, à savoir des tâches neuropsychologiques (Chapitre 2). Afin de préciser davantage les conséquences d’un entraînement à l’autorégulation d’ondes cérébrales, l’étude subséquente s’est intéressée à l’impact neurophysiologiques de l’amélioration des capacités d’inhibition, par le biais d’une étude en potentiels évoqués employant une tâche de performance continue de type Stop-signal (Chapitre 3). Les principaux résultats reflètent un recrutement sous optimal, avec une puissance statistique insuffisante pour réaliser des statistiques quantitatives de groupe. Néanmoins, l’appréciation des données selon une approche d’étude de cas multiples permet de mettre en évidence la présence d’une réponse placebo sur les capacités d’inhibition suite à un entraînement en NF. Finalement, les implications de la taille de l’échantillon, ainsi que les limites et les critiques de ces études sont discutées au Chapitre 4.

The use of contingent valuation for evaluating protected areas in the developing world: Economic valuation of Morro do Diabo State Park, Atlantic Rainforest, Sao Paulo State (Brazil)

The Brazilian Atlantic Rainforest is internationally recognised as one of the most biodiverse and threatened tropical forests in the world [Myers, N., Mittermeier, R.A., Mittermeier, C.G., da Fonseca, G.A.B., Kent, J., 2000. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature 403, 853-858]. The Seasonal Semi-Deciduous Forest is among the most fragmented and threatened biomes of the Atlantic Rainforest Domain. The largest remnant of this biome (35,000 ha) is protected by the Morro do Diabo State Park (MDSP), situated in the area known as the Pontal do Paranapanema, in Sao Paulo State, Brazil. Despite its environmental importance, the park is under political, economic and demographic pressure. The main aim of our research was to estimate the population`s willingness to pay (WTP) for the conservation of MDSP and for the Atlantic Rainforest`s remnants in Sao Paulo State as a whole, by means of the contingent valuation method (CVM). The results featured a high incidence of null WTP and of protest votes. Nevertheless, the population is willing to pay US$ 2,113,548.00/year (R$ 7,080,385.00/year) for the conservation of the MDSP (use and existence values), or US$ 60.39 ha/year (R$ 202.30/ha/year). The results indicate that the preservation value is strongly associated to the population`s ability to pay, increasing with income levels. Qualitative research questions showed that the population considers protected areas to be very important. Still, the valuation of MDSP revealed a gap between the government budget allotted to the park and the value assigned to the area by the public. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Private valuation of carbon sequestration in forest plantations

Approval of the Clean Development Mechanism, provided for in the Kyoto Protocol, enables countries with afforested land to trade in carbon emissions reduction certificates related to carbon dioxide equivalent quantities (CO(2-e)) stored within a certain forest area. Potential CO(2-e) above base line sequestration was determined for two forest sites on commercial eucalyptus plantations in northern Brazil (Bahia). Compensation values for silvicultural regimes involving rotation lengths greater than economically optimal were computed using the Faustmann formula. Mean values obtained were US$8.16 (MgCO(2-e))(-1) and US $7.19 (MgCO(2-e))(-1) for average and high site indexes, respectively. Results show that carbon supply is more cost-efficient in highly productive sites. Annuities of US$18.8 Mg C(-1) and US$35.1 Mg C(-1) and yearly payments of US$4.4 m(-3) and US$8.2 m(-3) due for each marginal cubic meter produced were computed for high and average sites, respectively. The estimated value of the tonne of carbon defines minimum values to be paid to forest owners, in order to induce a change in silvicultural management regimes. A reduction of carbon supply could be expected as a result of an increase in wood prices, although it would not respond in a regular manner. For both sites, price elasticity of supply was found to be inelastic and increased as rotation length moved further away from economically optimal: 0.24 and 0.27 for age 11 years in average- and high-productivity sites, respectively. This would be due to biomass production potential as a limiting factor; beyond a certain threshold value. an increase in price does not sustain a proportional change in carbon storage supply. The environmental service valuation model proposed might be adequate for assessing potential supply in plantation forestry, from a private landowner perspective, with an economic opportunity cost. The model is not applicable to low commercial value forest plantations. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

A valuation of patients` willingness-to-pay for insulin delivery in diabetes

Objectives: The aim of this study was to determine the insulin-delivery system and the attributes of insulin therapy that best meet patients` preferences, and to estimate patients` willingness-to-pay (WTP) for them. Methods: This was a cross-sectional discrete choice experiment (DCE) study involving 378 Canadian patients with type 1 or type 2 diabetes. Patients were asked to choose between two hypothetical insulin treatment options made up of different combinations of the attribute levels. Regression coefficients derived using conditional logit models were used to calculate patients` WTP. Stratification of the sample was performed to evaluate WTP by predefined subgroups. Results: A total of 274 patients successfully completed the survey. Overall, patients were willing to pay the most for better blood glucose control followed by weight gain. Surprisingly, route of insulin administration was the least important attribute overall. Segmented models indicated that insulin naive diabetics were willing to pay significantly more for both oral and inhaled short-acting insulin compared with insulin users. Surprisingly, type 1 diabetics were willing to pay $C11.53 for subcutaneous short-acting insulin, while type 2 diabetics were willing to pay $C47.23 to avoid subcutaneous short-acting insulin (p < .05). These findings support the hypothesis of a psychological barrier to initiating insulin therapy, but once that this barrier has been overcome, they accommodate and accept injectable therapy as a treatment option. Conclusions: By understanding and addressing patients` preferences for insulin therapy, diabetes educators can use this information to find an optimal treatment approach for each individual patient, which may ultimately lead to improved control, through improved compliance, and better diabetes outcomes.

Dynamic processes in contingent valuation: A case study involving the mahogany glider

This paper reports the results of an experiment involving a sample of 204 members of the public who were assessed on three occasions about their willingness to pay for the conservation of the mahogany glider. They were asked this question prior to information being provided to them about the glider and other focal wildlife species; after such information was provided, and finally after participants had had an opportunity to see live specimens of this glider. The mean willingness to pay of the relevant samples are compared and found to show significant variations. Theories are considered that help explain the dynamics of these variations. Serious concerns are raised about the capacity of information provision to reveal ‘true’ contingent valuations of public goods.

Nature-based tourism and the valuation of its environmental resources: Economic and other aspects

Nature-based tourism has grown in importance in recent decades, and strong links have been established between it and ecotourism. This reflects rising incomes, greater levels of educational attainment and changing values, especially in the Western world. Nature-based tourism is quite varied. Different types of such tourism are identified and their consequences for sustainability of their resource-base are briefly considered. The development and management of nature-based tourism involves many economic aspects, several of which are discussed. For example, one must consider the economics of reserving or protecting land for this type of tourism. What economic factors should be taken into account? Economists stress the importance of taking into account the opportunity costs involved in such a decision. This concept is explained. However, determining the net economic value of an area used for tourism is not straightforward. Techniques for doing this, such as the travel cost method and stated value methods, are introduced. Natural areas reserved for tourism may have economic value not only for tourism but also jointly for other purposes, such as conserving wildlife, maintaining hydrological cycles and so on. These other purposes, should be taken into account when considering the use of land for nature-based tourism. According to one economic point of view, land should be used in a way that maximises its total economic value. While this approach has its merits, it does not take into account the distribution of benefits from land use and its local impacts on income and employment. These can be quite important politically and for nature conservation, and are discussed. Finally, there is some discussion of whether fees charged to tourists for access to environmental resources should discriminate between domestic tourists and foreigners.

Information and wildlife valuation: Experiments and policy

The authors use experimental surveys to investigate the association between individuals' knowledge of particular wildlife species and their stated willingness to allocate funds to conserve each. The nature of variations in these allocations between species (e.g., their dispersion) as participants' knowledge increases is examined. Factors influencing these changes are suggested. Willingness-to-pay allocations are found not to measure the economic value of species, but are shown to be policy relevant. The results indicate that poorly known species, e.g., in remote areas, may obtain relatively less conservation support than they deserve.

The cost of life expectancy and the implicit social valuation of life

A new method of estimating the economic value of life is proposed. Using cross-country data, an equation is estimated to explain life expectancy as a function of real consumption of goods and services. The associated cost function for life expectancy in terms of the prices of specific goods and services is used to estimate the cost of a reduction in age-specific mortality rates sufficient to save the life of one person. The cost of saving a life in OECD countries is as much as 1000 times that in the poorest countries. Ethical implications are discussed.

Valuing water resources in developing countries: A semiparametric approach to valuation models

Valuation of projects for the preservation of water resources provides important information to policy makers and funding institutions. Standard contingent valuation models rely on distributional assumptions to provide welfare measures. Deviations from assumed and actual distribution of benefits are important when designing policies in developing countries, where inequality is a concern. This article applies semiparametric methods to obtain estimates of the benefit from a project for the preservation of an important Brazilian river basin. These estimates lead to significant differences from those obtained using the standard parametric approach.