Effet de la transmission cholinergique sur la cartographie fonctionnelle du cortex visuel du rongeur

La transmission cholinergique, et notamment muscarinique, joue un rôle déterminant dans le système nerveux central au niveau de la modulation de la plasticité neuronale. La libération d'ACh dans le cortex visuel est concomitante à la présentation de stimuli visuels. Par son action sur la transmission neuronale corticale, l'ACh module à long terme les réponses à de nouveaux stimuli sensoriels. Dans la présente étude, l'implication du système cholinergique au niveau du développement cortical et de la plasticité inductible chez l'adulte a été étudiée par les techniques d'imagerie optique des signaux intrinsèques et d'immunohistochimie chez le rongeur. Ces deux techniques de cartographie de l'activité corticale nous ont permis d'évaluer, d'une part, l'impact modulatoire de l'acétylcholine (ACh) et de ses récepteurs muscariniques (mAChRs, M1 à M5) sur l'organisation fonctionnelle du cortex visuel chez des souris déficitaires pour les mAChRs et, d'autre part, l'impact de la libération d'ACh lors d'un entraînement visuel, sur le nombre, la nature neurochimique et la localisation au niveau des couches corticales des neurones corticaux activés. L'implication du système cholinergique sur la cartographie du cortex visuel primaire a été étudiée sur les souris génétiquement modifiées délétères (knock out : KO) pour différentes combinaisons de sous-types de mAChRs. L'imagerie des signaux intrinsèques, basée sur les changements de réflectance corticale de la lumière survenant lors de la consommation d'oxygène par les neurones activés, a permis de déterminer, lors de stimulations visuelles, les différentes composantes des propriétés des neurones du cortex visuel. La taille des champs récepteurs des neurones est diminuée lors de l'absence du récepteur M1 ou de la combinaison M1/M3. Le champ visuel apparent est augmenté chez les souris M2/M4-KO mais diminué chez les M1-KO. La finesse des connectivités neuronales (évaluée par la mesure du scatter du signal) est réduite lors de l'absence des récepteurs M2/M4. Finalement, chez les animaux M1/M3-KO, une diminution de l'acuité visuelle est observée. L'effet à long-terme d'un entraînement visuel couplé à une stimulation des neurones cholinergiques sur la distribution et la nature des neurones immunoréactifs au c-Fos, c'est-à-dire les neurones activés, a été évalué. Puisque cette stimulation combinée est en mesure de produire des modifications comportementales, notamment au niveau de l'acuité visuelle, il devenait intéressant de s'attarder aux modifications neuroanatomiques et de déterminer quels éléments de l'équilibre excitateur/inhibiteur sont compromis chez ces animaux. Les résultats obtenus démontrent que les animaux ayant reçu une combinaison de l'entraînement cholinergique et visuel présentent une augmentation du marquage c-Fos comparativement aux animaux n'ayant reçu que la stimulation cholinergique. D'autre part, chez ces animaux, il est possible d'observer des modifications de l'équilibre excitateur/inhibiteur qui correspond au potentiel plastique de la région. En conclusion, ces études démontrent un rôle important du système cholinergique dans le développement, la maturation et la plasticité du système visuel cérébral.

Étude de la relation entre le champ visuel et le champ visuel utile chez les personnes atteintes d'hémianopsie

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Étude de la relation entre le champ visuel et le champ visuel utile chez les personnes atteintes d'hémianopsie

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Apprentissage de représentations sur-complètes par entraînement d’auto-encodeurs

Les avancés dans le domaine de l’intelligence artificielle, permettent à des systèmes informatiques de résoudre des tâches de plus en plus complexes liées par exemple à la vision, à la compréhension de signaux sonores ou au traitement de la langue. Parmi les modèles existants, on retrouve les Réseaux de Neurones Artificiels (RNA), dont la popularité a fait un grand bond en avant avec la découverte de Hinton et al. [22], soit l’utilisation de Machines de Boltzmann Restreintes (RBM) pour un pré-entraînement non-supervisé couche après couche, facilitant grandement l’entraînement supervisé du réseau à plusieurs couches cachées (DBN), entraînement qui s’avérait jusqu’alors très difficile à réussir. Depuis cette découverte, des chercheurs ont étudié l’efficacité de nouvelles stratégies de pré-entraînement, telles que l’empilement d’auto-encodeurs traditionnels(SAE) [5, 38], et l’empilement d’auto-encodeur débruiteur (SDAE) [44]. C’est dans ce contexte qu’a débuté la présente étude. Après un bref passage en revue des notions de base du domaine de l’apprentissage machine et des méthodes de pré-entraînement employées jusqu’à présent avec les modules RBM, AE et DAE, nous avons approfondi notre compréhension du pré-entraînement de type SDAE, exploré ses différentes propriétés et étudié des variantes de SDAE comme stratégie d’initialisation d’architecture profonde. Nous avons ainsi pu, entre autres choses, mettre en lumière l’influence du niveau de bruit, du nombre de couches et du nombre d’unités cachées sur l’erreur de généralisation du SDAE. Nous avons constaté une amélioration de la performance sur la tâche supervisée avec l’utilisation des bruits poivre et sel (PS) et gaussien (GS), bruits s’avérant mieux justifiés que celui utilisé jusqu’à présent, soit le masque à zéro (MN). De plus, nous avons démontré que la performance profitait d’une emphase imposée sur la reconstruction des données corrompues durant l’entraînement des différents DAE. Nos travaux ont aussi permis de révéler que le DAE était en mesure d’apprendre, sur des images naturelles, des filtres semblables à ceux retrouvés dans les cellules V1 du cortex visuel, soit des filtres détecteurs de bordures. Nous aurons par ailleurs pu montrer que les représentations apprises du SDAE, composées des caractéristiques ainsi extraites, s’avéraient fort utiles à l’apprentissage d’une machine à vecteurs de support (SVM) linéaire ou à noyau gaussien, améliorant grandement sa performance de généralisation. Aussi, nous aurons observé que similairement au DBN, et contrairement au SAE, le SDAE possédait une bonne capacité en tant que modèle générateur. Nous avons également ouvert la porte à de nouvelles stratégies de pré-entraînement et découvert le potentiel de l’une d’entre elles, soit l’empilement d’auto-encodeurs rebruiteurs (SRAE).

Mouvement biologique et entraînement perceptivo-cognitif chez les personnes âgées

Lorsque nous cherchons un ami dans une foule ou attendons un proche sur le quai d’une gare, l’identification de cette personne nous est souvent possible grâce à la reconnaissance de sa démarche. Plusieurs chercheurs se sont intéressés à la façon de se mouvoir de l’être humain en étudiant le mouvement biologique. Le mouvement biologique est la représentation, par un ensemble structuré de points lumineux animés, des gestes d’un individu en mouvement dans une situation particulière (marche, golf, tennis, etc.). Une des caractéristiques du patron de mouvement biologique peu étudiée et néanmoins essentielle est sa taille. La plupart des études concernées utilisent des patrons de petite taille correspondant à une personne située à 16 mètres de l’observateur. Or les distances d’interaction sociale, chez l’humain, sont généralement inférieures à 16 mètres. D’autre part, les résultats des études portant sur la perception des patrons de mouvement biologique et le vieillissement demeurent contradictoires. Nous avons donc, dans un premier temps, évalué, dans une voûte d’immersion en réalité virtuelle, l’importance de la distance entre l’observateur et le patron de mouvement biologique, chez des adultes jeunes et des personnes âgées. Cette étude a démontré que l’évaluation de la direction de mouvement d’un patron devient difficile pour les personnes âgées lorsque le patron est situé à moins de 4 mètres, alors que les résultats des jeunes sont comparables pour toutes distances, à partir d’un mètre et au-delà. Cela indique que les gens âgés peinent à intégrer l’information occupant une portion étendue de leur champ visuel, ce qui peut s’avérer problématique dans des espaces où les distances d’interaction sont inférieures à 4 mètres. Nombre de recherches indiquent aussi clairement que les gens âgés s’adaptent difficilement à des situations complexes. Nous avons donc cherché, dans un second temps, à minimiser ces altérations liées à l’âge de l’intégration des processus complexes, en utilisant une tâche adaptée à l’entraînement et à l’évaluation de l’intégration de ces processus : la poursuite multiple d’objets dans l’espace ou 3D-MOT (3 Dimensions Multiple Object Tracking). Le 3D-MOT consiste à suivre simultanément plusieurs objets d’intérêt en mouvement parmi des distracteurs également en mouvement. Nous avons évalué les habiletés de participants jeunes et âgés à une telle tâche dans un environnement virtuel en 3D en déterminant la vitesse maximale de déplacement des objets à laquelle la tâche pouvait être exécutée. Les résultats des participants âgés étaient initialement inférieurs à ceux des jeunes. Cependant, après plusieurs semaines d’entraînement, les personnes âgées ont obtenu des résultats comparables à ceux des sujets jeunes non entraînés. Nous avons enfin évalué, pour ces mêmes participants, l’impact de cet entraînement sur la perception de patrons de mouvement biologique présentés à 4 et 16 mètres dans l’espace virtuel : les habiletés des personnes âgées entraînées obtenues à 4 mètres ont augmenté de façon significative pour atteindre le niveau de celles obtenues à 16 mètres. Ces résultats suggèrent que l’entraînement à certaines tâches peut réduire les déclins cognitivo-perceptifs liés à l’âge et possiblement aider les personnes âgées dans leurs déplacements quotidiens.

Expertise sportive et entraînement perceptivo-cognitif de l’athlète

Pour être performant au plus haut niveau, les athlètes doivent posséder une capacité perceptivo-cognitive supérieure à la moyenne. Cette faculté, reflétée sur le terrain par la vision et l’intelligence de jeu des sportifs, permet d’extraire l’information clé de la scène visuelle. La science du sport a depuis longtemps observé l’expertise perceptivo-cognitive au sein de l’environnement sportif propre aux athlètes. Récemment, des études ont rapporté que l’expertise pouvait également se refléter hors de ce contexte, lors d’activités du quotidien par exemple. De plus, les récentes théories entourant la capacité plastique du cerveau ont amené les chercheurs à développer des outils pour entraîner les capacités perceptivo-cognitives des athlètes afin de les rendre plus performants sur le terrain. Ces méthodes sont la plupart du temps contextuelles à la discipline visée. Cependant, un nouvel outil d’entraînement perceptivo-cognitif, nommé 3-Dimensional Multiple Object Tracking (3D-MOT) et dénué de contexte sportif, a récemment vu le jour et a fait l’objet de nos recherches. Un de nos objectifs visait à mettre en évidence l’expertise perceptivo-cognitive spécifique et non-spécifique chez des athlètes lors d’une même étude. Nous avons évalué la perception du mouvement biologique chez des joueurs de soccer et des non-athlètes dans une salle de réalité virtuelle. Les sportifs étaient systématiquement plus performants en termes d’efficacité et de temps de réaction que les novices pour discriminer la direction du mouvement biologique lors d’un exercice spécifique de soccer (tir) mais également lors d’une action issue du quotidien (marche). Ces résultats signifient que les athlètes possèdent une meilleure capacité à percevoir les mouvements biologiques humains effectués par les autres. La pratique du soccer semble donc conférer un avantage fondamental qui va au-delà des fonctions spécifiques à la pratique d’un sport. Ces découvertes sont à mettre en parallèle avec la performance exceptionnelle des athlètes dans le traitement de scènes visuelles dynamiques et également dénuées de contexte sportif. Des joueurs de soccer ont surpassé des novices dans le test de 3D-MOT qui consiste à suivre des cibles en mouvement et stimule les capacités perceptivo-cognitives. Leur vitesse de suivi visuel ainsi que leur faculté d’apprentissage étaient supérieures. Ces résultats confirmaient des données obtenues précédemment chez des sportifs. Le 3D-MOT est un test de poursuite attentionnelle qui stimule le traitement actif de l’information visuelle dynamique. En particulier, l’attention sélective, dynamique et soutenue ainsi que la mémoire de travail. Cet outil peut être utilisé pour entraîner les fonctions perceptivo-cognitives des athlètes. Des joueurs de soccer entraînés au 3D-MOT durant 30 sessions ont montré une amélioration de la prise de décision dans les passes de 15% sur le terrain comparés à des joueurs de groupes contrôles. Ces données démontrent pour la première fois un transfert perceptivo-cognitif du laboratoire au terrain suivant un entraînement perceptivo-cognitif non-contextuel au sport de l’athlète ciblé. Nos recherches aident à comprendre l’expertise des athlètes par l’approche spécifique et non-spécifique et présentent également les outils d’entraînements perceptivo-cognitifs, en particulier le 3D-MOT, pour améliorer la performance dans le sport de haut-niveau.

Expertise sportive et entraînement perceptivo-cognitif de l’athlète

Pour être performant au plus haut niveau, les athlètes doivent posséder une capacité perceptivo-cognitive supérieure à la moyenne. Cette faculté, reflétée sur le terrain par la vision et l’intelligence de jeu des sportifs, permet d’extraire l’information clé de la scène visuelle. La science du sport a depuis longtemps observé l’expertise perceptivo-cognitive au sein de l’environnement sportif propre aux athlètes. Récemment, des études ont rapporté que l’expertise pouvait également se refléter hors de ce contexte, lors d’activités du quotidien par exemple. De plus, les récentes théories entourant la capacité plastique du cerveau ont amené les chercheurs à développer des outils pour entraîner les capacités perceptivo-cognitives des athlètes afin de les rendre plus performants sur le terrain. Ces méthodes sont la plupart du temps contextuelles à la discipline visée. Cependant, un nouvel outil d’entraînement perceptivo-cognitif, nommé 3-Dimensional Multiple Object Tracking (3D-MOT) et dénué de contexte sportif, a récemment vu le jour et a fait l’objet de nos recherches. Un de nos objectifs visait à mettre en évidence l’expertise perceptivo-cognitive spécifique et non-spécifique chez des athlètes lors d’une même étude. Nous avons évalué la perception du mouvement biologique chez des joueurs de soccer et des non-athlètes dans une salle de réalité virtuelle. Les sportifs étaient systématiquement plus performants en termes d’efficacité et de temps de réaction que les novices pour discriminer la direction du mouvement biologique lors d’un exercice spécifique de soccer (tir) mais également lors d’une action issue du quotidien (marche). Ces résultats signifient que les athlètes possèdent une meilleure capacité à percevoir les mouvements biologiques humains effectués par les autres. La pratique du soccer semble donc conférer un avantage fondamental qui va au-delà des fonctions spécifiques à la pratique d’un sport. Ces découvertes sont à mettre en parallèle avec la performance exceptionnelle des athlètes dans le traitement de scènes visuelles dynamiques et également dénuées de contexte sportif. Des joueurs de soccer ont surpassé des novices dans le test de 3D-MOT qui consiste à suivre des cibles en mouvement et stimule les capacités perceptivo-cognitives. Leur vitesse de suivi visuel ainsi que leur faculté d’apprentissage étaient supérieures. Ces résultats confirmaient des données obtenues précédemment chez des sportifs. Le 3D-MOT est un test de poursuite attentionnelle qui stimule le traitement actif de l’information visuelle dynamique. En particulier, l’attention sélective, dynamique et soutenue ainsi que la mémoire de travail. Cet outil peut être utilisé pour entraîner les fonctions perceptivo-cognitives des athlètes. Des joueurs de soccer entraînés au 3D-MOT durant 30 sessions ont montré une amélioration de la prise de décision dans les passes de 15% sur le terrain comparés à des joueurs de groupes contrôles. Ces données démontrent pour la première fois un transfert perceptivo-cognitif du laboratoire au terrain suivant un entraînement perceptivo-cognitif non-contextuel au sport de l’athlète ciblé. Nos recherches aident à comprendre l’expertise des athlètes par l’approche spécifique et non-spécifique et présentent également les outils d’entraînements perceptivo-cognitifs, en particulier le 3D-MOT, pour améliorer la performance dans le sport de haut-niveau.

Diagnostique visuel des carences nutritionnelles du cotonnier.

2013

Les composantes de l'entraînement à l'improvisation actives dans la gestion des imprévus en classe du secondaire

Le désir de trouver des outils pour rendre moins ardue l'adaptation des jeunes enseignantes et des jeunes enseignants à la profession enseignante est à l'origine de cette recherche. En effet, des statistiques alarmantes révèlent un taux très élevé d'abandon de la profession dans les cinq premières années d'enseignement au secondaire. La gestion de classe est reconnue dans la documentation scientifique comme une des principales difficultés éprouvées par les enseignantes et les enseignants débutants. Malgré toute la préparation liée, en grande partie, à la phase préactive de l'enseignement, la gestion des imprévus, une fois en classe, pose problème aux novices, puisqu'ils ne disposent pas d'un répertoire expérientiel suffisant pour faire face à une grande variété de situations. Cependant, avec le temps, les enseignants développent une certaine assurance qui les rend moins vulnérables devant les imprévus qui surviennent en classe, notamment en raison de leur capacité à improviser. Cette aisance manifestée par des enseignantes et des enseignants expérimentés devant toutes sortes de situations en classe semble établir un lien très étroit entre l'improvisation et une gestion de classe efficace, en particulier lorsque se présentent des situations non planifiées. Holborn (2003), à partir des travaux de Schön (1983) sur le processus de réflexion-en-action, établit un lien entre l'improvisation et l'enseignement de même que Yinger (1987) et Tochon (1993b). Durand (1996) et Le Boterf (2002) permettent de situer l'acte d'improviser à l'intérieur d'un système complexe de connaissances préalables ou complémentaires et font émerger l'idée que cette capacité puisse se développer autrement que par l'expérience. Les travaux de Sawyer (2004) et Lobman (2005), quant à eux, tissent des liens entre une formation en improvisation théâtrale et la gestion des interactions en classe. La recension des écrits révèle qu'une bonne partie de l'expertise en classe s'explique par l'utilisation de l'improvisation. Curieusement, mis à part Sawyer (2004) et Lobman (2005), aucun auteur ne semble considérer l'entraînement à l'improvisation comme un outil permettant d'apprendre à réagir face aux imprévus. Si Lobman (2005) démontre, en partie, qu'un entraînement à l'improvisation théâtrale peut avoir des incidences sur la gestion des interactions des enseignantes et des enseignants du préscolaire, aucune autre étude ne révèle les incidences que pourraient avoir les habiletés acquises dans un entraînement à l'improvisation sur la gestion des imprévus en classe chez des enseignantes et des enseignants du secondaire. C'est la raison pour laquelle cette recherche poursuit l'objectif d'expliciter la perception d'enseignantes et d'enseignants des composantes de leur entraînement à l'improvisation actives dans la gestion des imprévus en classe du secondaire. Pour atteindre cet objectif, une méthodologie qualitative est mise en oeuvre. Le cadre de collecte des données repose sur des entrevues semi-dirigées auprès d'enseignantes et d'enseignants ayant reçu ou non un entraînement à l'improvisation. La stratégie d'analyse utilisée s'inspire de l'analyse par théorisation ancrée de Paillé (1994) en empruntant les deux premières étapes de cette stratégie: la codification et la catégorisation. Par la suite, une schématisation préliminaire permet la mise en relation des composantes et alimente l'interprétation des résultats. Les résultats révèlent que la vigilance et la rapidité d'exécution interviennent directement dans le processus de gestion des imprévus en classe du secondaire et apparaissent comme étant exclusives aux enseignantes et enseignants ayant reçu un entraînement à l'improvisation. La discussion des résultats met non seulement en parallèle ces résultats avec les travaux de Tochon (1993b) et ceux de Yinger (1987) qui établissent un lien entre l'improvisation et la rapidité d'exécution, mais également avec les travaux de Nault (1998) sur l'hypersensitivité, concept inspiré du withitness de Kounin (1970) et des travaux de Doyle (1986) sur l'interactivité dans l'enseignement. De plus, un lien significatif est établi avec les études de Sawyer (2004) et Lobman (2005) au sujet du développement de la vigilance chez les sujets ayant reçu un entraînement à l'improvisation théâtrale. L'entraînement à l'improvisation offre d'intéressantes possibilités, notamment en ce qui a trait au développement de la compétence en gestion de classe chez les novices. Ainsi, en offrant des outils permettant à ces derniers d'atténuer le choc de la réalité à leurs débuts, ce moyen de formation pourrait contribuer, ultimement, à diminuer le taux d'abandon de la profession.

Effet ajouté et participation des pères à un programme d'entraînement aux habiletés parentales

Selon l'American Psychiatric Association (APA, 2004), les troubles du comportement perturbateur (TCP) se divisent en trois diagnostics : le trouble d'attention avec ou sans hyperactivité (TDA/H), le trouble d'opposition avec ou sans provocation (TOP) et le trouble des conduites (TC). Les programmes d'entraînement aux habiletés parentales (PEHP) sont reconnus comme étant des pratiques probantes dans le traitement de ces troubles (Hartman, Stage et Webster-Stratton, 2003; Kazdin, 2001; Nock & Kazdin, 2001; Webster-Stratton, 2007; Weersing & Weisz, 2000). Toutefois, les pères s'impliquent généralement moins que les mères dans ce type d'intervention alors que leur implication dans la vie de l'enfant est associée à de nombreux bénéfices (Coplin & Houts, 1991; Lamb, 2004). Les objectifs de cette étude sont de vérifier si la participation des pères au programme est similaire à celle des mères et de vérifier quel est l'effet ajouté de leur participation à l'efficacité d'un PEHP sur l'enfant, les parents et la famille. Au total, 33 familles ont participé au programme et leur présence est justifiée par le TDA/H de leur enfant. Le groupe "sans père" (SP) est formé de 9 mères qui sont venues seules aux rencontres et le groupe "avec pères" (AP) est formé de 24 pères et mères venus ensemble. Ils ont participé au programme Ces années incroyables qui inclut 16 rencontres de groupe de deux heures chacune. L'évaluation est faite avant le programme (pré-test, Tl), à la fin (post-test, T2) et 6 mois plus tard (suivi, T3) et inclut des mesures du comportement de l'enfant, des pratiques éducatives parentales, du stress parental, du sentiment d'autoefficacité parental et du fonctionnement familial. Les résultats démontrent que les pères accompagnés sont moins assidus que les mères accompagnées, mais ne se distinguent pas des mères qui sont venues seules. Leur engagement dans les rencontres est toutefois similaire à celui des mères. Les analyses de variance à mesures répétées démontrent une amélioration plus immédiate des comportements extériorisés chez l'enfant dont le père était présent au programme. Suite au programme (post-test), sa présence n'a pas d'effet sur le stress parental, mais six mois après la fin de ce dernier (suivi), les mères qui y étaient seules se sentent plus stressée [i.e. stressées] que celles qui étaient accompagnées du père. Toutefois, très peu d'effets ont été décelés sur les pratiques éducatives parentales et le fonctionnement familial. La discussion analyse ces résultats et y fait suivre des retombées cliniques.

Entraînement [du boxeur Paul] Journée : [photographie de presse] / [Agence Rol]

Référence bibliographique : Rol, 58523