Abnormalities in the processing of emotional prosody from single words in schizophrenia

Background: Abnormalities in emotional prosody processing have been consistently reported in schizophrenia and are related to poor social outcomes. However, the role of stimulus complexity in abnormal emotional prosody processing is still unclear. Method: We recorded event-related potentials in 16 patients with chronic schizophrenia and 16 healthy controls to investigate: 1) the temporal course of emotional prosody processing; and 2) the relative contribution of prosodic and semantic cues in emotional prosody processing. Stimuli were prosodic single words presented in two conditions: with intelligible (semantic content condition—SCC) and unintelligible semantic content (pure prosody condition—PPC). Results: Relative to healthy controls, schizophrenia patients showed reduced P50 for happy PPC words, and reduced N100 for both neutral and emotional SCC words and for neutral PPC stimuli. Also, increased P200 was observed in schizophrenia for happy prosody in SCC only. Behavioral results revealed higher error rates in schizophrenia for angry prosody in SCC and for happy prosody in PPC. Conclusions: Together, these data further demonstrate the interactions between abnormal sensory processes and higher-order processes in bringing about emotional prosody processing dysfunction in schizophrenia. They further suggest that impaired emotional prosody processing is dependent on stimulus complexity.

The music of language: an ERP investigation of the effects of musical training on emotional prosody processing

Recent studies have demonstrated the positive effects of musical training on the perception of vocally expressed emotion. This study investigated the effects of musical training on event-related potential (ERP) correlates of emotional prosody processing. Fourteen musicians and fourteen control subjects listened to 228 sentences with neutral semantic content, differing in prosody (one third with neutral, one third with happy and one third with angry intonation), with intelligible semantic content (semantic content condition--SCC) and unintelligible semantic content (pure prosody condition--PPC). Reduced P50 amplitude was found in musicians. A difference between SCC and PPC conditions was found in P50 and N100 amplitude in non-musicians only, and in P200 amplitude in musicians only. Furthermore, musicians were more accurate in recognizing angry prosody in PPC sentences. These findings suggest that auditory expertise characterizing extensive musical training may impact different stages of vocal emotional processing.

A new electrophysiological index for working memory load in humans.

Working memory, the ability to store and simultaneously manipulate information, is affected in several neuropsychiatric disorders which lead to severe cognitive and functional deficits. An electrophysiological marker for this process could help identify early cerebral function abnormalities. In subjects performing working memory-specific n-back tasks, event-related potential analysis revealed a positive-negative waveform (PNwm) component modulated in amplitude by working memory load. It occurs in the expected time range for this process, 140-280 ms after stimulus onset, superimposed on the classical P200 and N200 components. Independent Component Analysis extracted two functional components with latencies and topographical scalp distributions similar to the PNwm. Our results imply that the PNwm represents a new electrophysiological index for working memory load in humans.

Attentional bias modulation by reappraisal in patients with generalized anxiety disorder: an event-related potential study

Affective states influence subsequent attention allocation. We evaluated emotional negativity bias modulation by reappraisal in patients with generalized anxiety disorder (GAD) relative to normal controls. Event-related potential (ERP) recordings were obtained, and changes in P200 and P300 amplitudes in response to negative or neutral words were noted after decreasing negative emotion or establishing a neutral condition. We found that in GAD patients only, the mean P200 amplitude after negative word presentation was much higher than after the presentation of neutral words. In normal controls, after downregulation of negative emotion, the mean P300 amplitude in response to negative words was much lower than after neutral words, and this was significant in both the left and right regions. In GAD patients, the negative bias remained prominent and was not affected by reappraisal at the early stage. Reappraisal was observed to have a lateralized effect at the late stage.

Modulation différentielle par la privation de sommeil des processus attentionnels frontaux et pariétaux: une étude de potentiels évoqués cognitifs

L’objectif de la présente étude visait à évaluer les effets différentiels de la privation de sommeil (PS) sur le fonctionnement cognitif sous-tendu par les substrats cérébraux distincts, impliqués dans le réseau fronto-pariétal attentionnel, lors de l’administration d’une tâche simple et de courte durée. Les potentiels évoqués cognitifs, avec sites d’enregistrement multiples, ont été prévilégiés afin d’apprécier les effets de la PS sur l’activité cognitive rapide et ses corrélats topographiques. Le matin suivant une PS totale d’une durée de 24 heures et suivant une nuit de sommeil normale, vingt participants ont exécuté une tâche oddball visuelle à 3 stimuli. L’amplitude et la latence ont été analysées pour la P200 et la N200 à titre d’indices frontaux, tandis que la P300 a été analysée, à titre de composante à contribution à la fois frontale et pariétale. Suite à la PS, une augmentation non spécifique de l’amplitude de la P200 frontale à l’hémisphère gauche, ainsi qu’une perte de latéralisation spécifique à la présentation des stimuli cibles, ont été observées. À l’opposé, l’amplitude de la P300 était réduite de façon prédominante dans la région pariétale pour les stimuli cibles. Enfin, un délai de latence non spécifique pour la N200 et la P300, ainsi qu’une atteinte de la performance (temps de réaction ralentis et nombre d’erreurs plus élevé) ont également été objectivées. Les résultats confirment qu’une PS de durée modérée entraîne une altération des processus attentionnels pouvant être objectivée à la fois par les mesures comportementales et électrophysiologiques. Ces modifications sont présentes à toutes les étapes de traitement, tel que démontré par les effets touchant la P200, la N200 et la P300. Qui plus est, la PS affecte différemment les composantes à prédominance frontale et pariétale.

La plasticité cérébrale dans le vieillissement normal : effet de l’éducation formelle et de l’entraînement cognitif sur les mesures de potentiels évoqués

Le vieillissement normal est souvent associé à des changements cognitifs négatifs, notamment sur les performances cognitives. Cependant, des changements comportementaux et cérébraux positifs ont aussi été observés. Ces modifications indiquent l’existence d’une plasticité cérébrale dans le vieillissement normal. Ainsi, plusieurs facteurs ont été étudiés afin de mieux connaitre les modulateurs de cette plasticité dite positive. La plupart des études évaluant ce phénomène ont utilisé la technique d’imagerie par résonance magnétique alors que la technique des potentiels évoqués a été beaucoup moins utilisée. Cette technique est basée sur les enregistrements de l’activité électrique cérébrale très sensible aux changements anatomiques associés au vieillissement et permet donc d’observer de manière précise les variations du décours temporel des ondes éléctrophysiologiques lors du traitement des informations. Les travaux de cette thèse visent à étudier les modifications de plasticité cérébrale induites par des facteurs protecteurs/préventifs du vieillissement normal et notamment lors de la réalisation de tâches impliquant le contrôle attentionnel, grâce à l’analyse de signaux électroencéphalographiques en potentiels évoqués. Dans un premier temps, une description de l’analyse des données EEG en potentiels évoqués sera fournie, suivie d’une revue de littérature sur le contrôle attentionnel et les facteurs de plasticité dans le vieillissement normal (Chapitre 1). Cette revue de littérature mettra en avant, d’une part la diminution des capacités de contrôle de l’attention dans le vieillissement et d’autre part, les facteurs protecteurs du vieillissement ainsi que la plasticité cérébrale qui leur est associée. Ces facteurs sont connus pour avoir un effet positif sur le déficit lié à l’âge. La première étude de ce projet (Chapitre 2) vise à définir l’effet d’un facteur de réserve cognitive, le niveau d’éducation, sur les composantes des potentiels évoqués chez les personnes âgées. Cette étude mettra en avant une composante des potentiels évoqués, la P200, comme indice de plasticité lorsqu’elle est liée au niveau d’éducation. Cet effet sera observé sur deux tâches expérimentales faisant intervenir des processus de contrôle attentionnel. De plus, une différence d’épaisseur corticale sera observée : les personnes âgées ayant un plus haut niveau d’éducation ont un cortex cingulaire antérieur plus épais. La deuxième étude (Chapitre 3) cherche à déterminer, chez les personnes âgées, les modifications comportementales et en potentiels évoqués induites par trois entraînements cognitifs, entrainements visant l’amélioration de processus attentionnels différents : l’attention focalisée, l’attention divisée, ainsi que la modulation de l’attention. Au niveau comportemental, les entraînements induisent tous une amélioration des performances. Cependant, l’entraînement en modulation de l’attention est le seul à induire une amélioration du contrôle attentionnel. Les résultats éléctrophysiologiques indiquent la N200 comme composante sensible à la plasticité cérébrale à la suite d’entraînements cognitifs. L’entraînement en modulation de l’attention est le seul à induire une modification de cette composante dans toutes les conditions des tests. Les résultats de ces études suggèrent que les facteurs protecteurs du vieillissement permettent des changements positifs observés en potentiels évoqués. En effet, nous mettons en évidence des phénomènes de plasticité cérébrale des personnes âgées qui diffèrent selon leurs origines. L’impact de ces résultats ainsi que les limites et perspectives futures seront présentés en fin de thèse (Chapitre 4).

Électrophysiologie cognitive et motrice du syndrome Gilles de la Tourette

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

Activité électrocorticale lors du traitement de stimuli émotionnels et différences sexuelles associées à la schizophrénie

D’importantes faiblesses dans l'expérience, l'expression et la reconnaissance des émotions chez les patients souffrant de schizophrénie ont été relativement bien documentées au fil des années. Par ailleurs, les différences sexuelles dans le comportement et l'activité cérébrale associée aux processus émotionnels ont été rapportées dans la population générale. Il apparaît donc surprenant que si peu ait été publié afin d’améliorer notre compréhension des différences sexuelles dans la schizophrénie. La présente étude vise à comparer les différences dans le mode de fonctionnement d’hommes et de femmes atteints de schizophrénie. Il s’agit, avec cette population, de comprendre la réponse comportementale et électrocorticale associés au traitement des images émotionnelles. Ces données ont été enregistrées à l’aide des potentiels évoqués cognitifs (PÉC), et des temps de réponses lors du visionnement passif d’images émotionnelles. L’activation des composantes P200, N200 antérieure et P300 a été comparée chez 18 patients avec une schizophrénie stabilisée (9 femmes et 9 hommes) et 24 participants formant un groupe contrôle (13 femmes et 11 hommes) sans problème psychiatrique. L’analyse des PÉC a globalement révélé que la valence et l’activation émotionnelle influencent les composantes précoces de même que les composantes tardives de façon indépendante, ce qui prouve l’importance d’investiguer ces deux dimensions émotionnelles sur plusieurs composantes. Une découverte d’intérêt réside dans l’observation de différences sexuelles qui entrent en interaction avec le groupe, à différentes latences et attribuées tant à la valence qu’à l’activation. De plus, les données provenant des hormones gonadiques montrent que la progestérone pourrait avoir un impact fonctionnel sur les processus de traitement des émotions tant chez les femmes que chez les hommes. Cependant, d’autres études sont nécessaires pour pouvoir comprendre davantage le rôle des hormones gonadiques en neuropsychopathologie.

Comparaison des potentiels évoqués cognitifs de patients présentant des tics chroniques simples ou complexes

Les tics affectent 1% des individus et sont associés avec une diminution de la qualité de vie. L’importante hétérogénéité phénoménologique retrouvée chez ceux-ci représente un obstacle majeur pour l’évaluation et le traitement de ces symptômes, et explique potentiellement la présence de données neurobiologiques contradictoires. Certaines variables rarement contrôlées, comme la complexité des tics et la demande motrice des tâches pourraient expliquer l’hétérogénéité de ces résultats. Une meilleure compréhension des processus cognitifs affectés pourrait être atteinte par l’étude de la chronométrie des événements cérébraux. Ainsi, notre objectif était d’évaluer l’impact de la complexité des tics et du type de réponse sur les potentiels électrocorticaux liés à l’inhibition, à l’attention et à la mémoire de patients tics. Nous avons comparé 12 patients présentant des tics simples avec 12 patients atteints de tics complexes, qui furent appariés à 15 participants contrôles sains. Deux tâches oddball furent accomplies, dont l’une exigeait une réponse motrice et l’autre une réponse non-motrice (compter le nombre de stimuli). Durant ces tâches, nous avons enregistré des composantes électrocorticales indexant des processus d’attention (P200), d’inhibition (N200) et de mémoire (P300). Pour la tâche non-motrice, nos résultats révélèrent une N200 plus ample chez les deux groupes de patients tics et une P300 réduite seulement chez ceux avec des tics simples. Quant à la tâche motrice, les deux groupes de patients tics présentaient une P300 réduite. Selon nos résultats, la complexité des tics et la demande motrice des tâches peuvent affecter les mécanismes neuronaux sous-tendant les différentes étapes du traitement de l’information.

Immediate auditory repetition of words and nonwords: An ERP study of lexical and sublexical processing

ERPs were elicited to (1) words, (2) pseudowords derived from these words, and (3) nonwords with no lexical neighbors, in a task involving listening to immediately repeated auditory stimuli. There was a significant early (P200) effect of phonotactic probability in the first auditory presentation, which discriminated words and pseudowords from nonwords; and a significant somewhat later (N400) effect of lexicality, which discriminated words from pseudowords and nonwords. There was no reliable effect of lexicality in the ERPs to the second auditory presentation. We conclude that early sublexical phonological processing differed according to phonotactic probability of the stimuli, and that lexically-based redintegration occurred for words but did not occur for pseudowords or nonwords. Thus, in online word recognition and immediate retrieval, phonological and/or sublexical processing plays a more important role than lexical level redintegration.

Associação entre o potencial evocado auditivo de longa latência e os índices lineares da variabilidade da frequência cardíaca em repouso

Pós-graduação em Fonoaudiologia - FFC

Neurophysiological correlates of delinquent behaviour in adult subjects with ADHD

The attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD) shows an increased prevalence in arrested offenders compared to the normal population. The aim of the present study was to investigate whether ADHD symptoms are a major risk factor for criminal behaviour, or whether further deficits, mainly abnormalities in emotion-processing, have to be considered as important additional factors that promote delinquency in the presence of ADHD symptomatology. Event related potentials (ERPs) of 13 non-delinquent and 13 delinquent subjects with ADHD and 13 controls were compared using a modified visual Go/Nogo continuous performance task (VCPT) and a newly developed version of the visual CPT that additionally requires emotional evaluation (ECPT). ERPs were analyzed regarding their topographies and Global Field Power (GFP). Offenders with ADHD differed from non-delinquent subjects with ADHD in the ERPs representing higher-order visual processing of objects and faces (N170) and facial affect (P200), and in late monitoring and evaluative functions (LPC) of behavioural response inhibition. Concerning neural activity thought to reflect the allocation of neural resources and cognitive processing capability (P300 Go), response inhibition (P300 Nogo), and attention/expectancy (CNV), deviances were observable in both ADHD groups and may thus be attributed to ADHD rather than to delinquency. In conclusion, ADHD symptomatology may be a risk factor for delinquency, since some neural information processing deficits found in ADHD seemed to be even more pronounced in offenders with ADHD. However, our results suggest additional risk factors consisting of deviant higher-order visual processing, especially of facial affect, as well as abnormalities in monitoring and evaluative functions of response inhibition.

Seismic Data from MSM21/4 to Knipovich Ridge on the western Svalbard margin

The seismic data were acquired north of the Knipovich Ridge on the western Svalbard margin during cruise MSM21/4. They were recorded using a Geometrics GeoEel streamer of either 120 channels (profiles p100-p208) or 88 channels (profiles p300-p805) with a group spacing of 1.56 m and a sampling rate of 2 kHz. A GI-Gun (2×1.7 l) with a main frequency of ~150 Hz was used as a source and operated at a shot interval of 6-8 s. Processing of profiles p100-p208 and p600-p805: Positions for each channel were calculated by backtracking along the profiles from the GI-Gun GPS positions. The shot gathers were analyzed for abnormal amplitudes below the seafloor reflection by comparing neighboring traces in different frequency bands within sliding time windows. To suppress surface-generated water noise, a tau-p filter was applied in the shot gather domain. Common mid-point (CMP) profiles were then generated through crooked-line binning with a CMP spacing of 1.5625 m. A zero-phase band-pass filter with corner frequencies of 60 Hz and 360 Hz was applied to the data. Based on regional velocity information from MCS data [Sarkar, 2012], an interpolated and extrapolated 3D interval velocity model was created below the digitized seafloor reflection of the high-resolution streamer data. This velocity model was used to apply a CMP stack and an amplitude-preserving Kirchhoff post-stack time migration. Processing of profiles p400-p500: Data were sampled at 0.5 ms and sorted into common midpoint (CMP) domain with a bin spacing of 5 m. Normal move out correction was carried out with a velocity of 1500 m s-1 and an Ormsby bandpass filter with corner frequencies at 40, 80, 600 and 1000 Hz was applied. The data were time migrated using the water velocity.

Cloning and expression of a cDNA encoding a bovine brain brefeldin A-sensitive guanine nucleotide-exchange protein for ADP-ribosylation factor

A 200-kDa guanine nucleotide-exchange protein (p200 or GEP) for ADP-ribosylation factors 1 and 3 (ARF1 and ARF3) that was inhibited by brefeldin A (BFA) was purified earlier from cytosol of bovine brain cortex. Amino acid sequences of four tryptic peptides were 47% identical to that of Sec7 from Saccharomyces cerevisiae, which is involved in vesicular trafficking in the Golgi. By using a PCR-based procedure with two degenerate primers representing sequences of these peptides, a product similar in size to Sec7 that contained the peptide sequences was generated. Two oligonucleotides based on this product were used to screen a bovine brain library, which yielded one clone that was a partial cDNA for p200. The remainder of the cDNA was obtained by 5′ and 3′ rapid amplification of cDNA ends (RACE). The ORF of the cDNA encodes a protein of 1,849 amino acids (≈208 kDa) that is 33% identical to yeast Sec7 and 50% identical in the Sec7 domain region. On Northern blot analysis of bovine tissues, a ≈7.4-kb mRNA was identified that hybridized with a p200 probe; it was abundant in kidney, somewhat less abundant in lung, spleen, and brain, and still less abundant in heart. A six-His-tagged fusion protein synthesized in baculovirus-infected Sf9 cells demonstrated BFA-inhibited GEP activity, confirming that BFA sensitivity is an intrinsic property of this ARF GEP and not conferred by another protein component of the complex from which p200 was originally purified.