Perception de stimuli de 1er et 2e ordre chez des sujets ayant subi une privation sensorielle suite à des cataractes congénitales unilatérales ou bilatérales

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

Perception de stimuli de 1er et 2e ordre chez des sujets ayant subi une privation sensorielle suite à des cataractes congénitales unilatérales ou bilatérales

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Étude de l'effet d'un traitement occlusif sur la perception de stimuli de premier et deuxième ordre chez des sujets amblyopes

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

Étude de l'effet d'un traitement occlusif sur la perception de stimuli de premier et deuxième ordre chez des sujets amblyopes

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Évaluation de la perception visuelle chez le nourrisson et suite à un traumatisme craniocérébral léger chez l'enfant

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

Impacts fonctionnels du traumatisme craniocérébral léger sur la vision et l'équilibre postural chez l'adulte

Le traumatisme craniocérébral léger (TCCL) a des effets complexes sur plusieurs fonctions cérébrales, dont l’évaluation et le suivi peuvent être difficiles. Les problèmes visuels et les troubles de l’équilibre font partie des plaintes fréquemment rencontrées après un TCCL. En outre, ces problèmes peuvent continuer à affecter les personnes ayant eu un TCCL longtemps après la phase aiguë du traumatisme. Cependant, les évaluations cliniques conventionnelles de la vision et de l’équilibre ne permettent pas, la plupart du temps, d’objectiver ces symptômes, surtout lorsqu’ils s’installent durablement. De plus, il n’existe pas, à notre connaissance, d’étude longitudinale ayant étudié les déficits visuels perceptifs, en tant que tels, ni les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL, chez l’adulte. L’objectif de ce projet était donc de déterminer la nature et la durée des effets d’un tel traumatisme sur la perception visuelle et sur la stabilité posturale, en évaluant des adultes TCCL et contrôles sur une période d’un an. Les mêmes sujets, exactement, ont participé aux deux expériences, qui ont été menées les mêmes jours pour chacun des sujets. L’impact du TCCL sur la perception visuelle de réseaux sinusoïdaux définis par des attributs de premier et de second ordre a d’abord été étudié. Quinze adultes diagnostiqués TCCL ont été évalués 15 jours, 3 mois et 12 mois après leur traumatisme. Quinze adultes contrôles appariés ont été évalués à des périodes identiques. Des temps de réaction (TR) de détection de clignotement et de discrimination de direction de mouvement ont été mesurés. Les niveaux de contraste des stimuli de premier et de second ordre ont été ajustés pour qu’ils aient une visibilité comparable, et les moyennes, médianes, écarts-types (ET) et écarts interquartiles (EIQ) des TR correspondant aux bonnes réponses ont été calculés. Le niveau de symptômes a également été évalué pour le comparer aux données de TR. De façon générale, les TR des TCCL étaient plus longs et plus variables (plus grands ET et EIQ) que ceux des contrôles. De plus, les TR des TCCL étaient plus courts pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, et plus variables pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, dans la condition de discrimination de mouvement. Ces observations se sont répétées au cours des trois sessions. Le niveau de symptômes des TCCL était supérieur à celui des participants contrôles, et malgré une amélioration, cet écart est resté significatif sur la période d’un an qui a suivi le traumatisme. La seconde expérience, elle, était destinée à évaluer l’impact du TCCL sur le contrôle postural. Pour cela, nous avons mesuré l’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur et l’instabilité posturale (au moyen de la vitesse quadratique moyenne (VQM) des oscillations posturales) en position debout, les pieds joints, sur une surface ferme, dans cinq conditions différentes : les yeux fermés, et dans un tunnel virtuel tridimensionnel soit statique, soit oscillant de façon sinusoïdale dans la direction antéropostérieure à trois vitesses différentes. Des mesures d’équilibre dérivées de tests cliniques, le Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd edition (BOT-2) et le Balance Error Scoring System (BESS) ont également été utilisées. Les participants diagnostiqués TCCL présentaient une plus grande instabilité posturale (une plus grande VQM des oscillations posturales) que les participants contrôles 2 semaines et 3 mois après le traumatisme, toutes conditions confondues. Ces troubles de l’équilibre secondaires au TCCL n’étaient plus présents un an après le traumatisme. Ces résultats suggèrent également que les déficits affectant les processus d’intégration visuelle mis en évidence dans la première expérience ont pu contribuer aux troubles de l’équilibre secondaires au TCCL. L’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur de même que les mesures dérivées des tests cliniques d’évaluation de l’équilibre (BOT-2 et BESS) ne se sont pas révélées être des mesures sensibles pour quantifier le déficit postural chez les sujets TCCL. L’association des mesures de TR à la perception des propriétés spécifiques des stimuli s’est révélée être à la fois une méthode de mesure particulièrement sensible aux anomalies visuomotrices secondaires à un TCCL, et un outil précis d’investigation des mécanismes sous-jacents à ces anomalies qui surviennent lorsque le cerveau est exposé à un traumatisme léger. De la même façon, les mesures d’instabilité posturale se sont révélées suffisamment sensibles pour permettre de mesurer les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL. Ainsi, le développement de tests de dépistage basés sur ces résultats et destinés à l’évaluation du TCCL dès ses premières étapes apparaît particulièrement intéressant. Il semble également primordial d’examiner les relations entre de tels déficits et la réalisation d’activités de la vie quotidienne, telles que les activités scolaires, professionnelles ou sportives, pour déterminer les impacts fonctionnels que peuvent avoir ces troubles des fonctions visuomotrice et du contrôle de l’équilibre.

Impacts fonctionnels du traumatisme craniocérébral léger sur la vision et l'équilibre postural chez l'adulte

Le traumatisme craniocérébral léger (TCCL) a des effets complexes sur plusieurs fonctions cérébrales, dont l’évaluation et le suivi peuvent être difficiles. Les problèmes visuels et les troubles de l’équilibre font partie des plaintes fréquemment rencontrées après un TCCL. En outre, ces problèmes peuvent continuer à affecter les personnes ayant eu un TCCL longtemps après la phase aiguë du traumatisme. Cependant, les évaluations cliniques conventionnelles de la vision et de l’équilibre ne permettent pas, la plupart du temps, d’objectiver ces symptômes, surtout lorsqu’ils s’installent durablement. De plus, il n’existe pas, à notre connaissance, d’étude longitudinale ayant étudié les déficits visuels perceptifs, en tant que tels, ni les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL, chez l’adulte. L’objectif de ce projet était donc de déterminer la nature et la durée des effets d’un tel traumatisme sur la perception visuelle et sur la stabilité posturale, en évaluant des adultes TCCL et contrôles sur une période d’un an. Les mêmes sujets, exactement, ont participé aux deux expériences, qui ont été menées les mêmes jours pour chacun des sujets. L’impact du TCCL sur la perception visuelle de réseaux sinusoïdaux définis par des attributs de premier et de second ordre a d’abord été étudié. Quinze adultes diagnostiqués TCCL ont été évalués 15 jours, 3 mois et 12 mois après leur traumatisme. Quinze adultes contrôles appariés ont été évalués à des périodes identiques. Des temps de réaction (TR) de détection de clignotement et de discrimination de direction de mouvement ont été mesurés. Les niveaux de contraste des stimuli de premier et de second ordre ont été ajustés pour qu’ils aient une visibilité comparable, et les moyennes, médianes, écarts-types (ET) et écarts interquartiles (EIQ) des TR correspondant aux bonnes réponses ont été calculés. Le niveau de symptômes a également été évalué pour le comparer aux données de TR. De façon générale, les TR des TCCL étaient plus longs et plus variables (plus grands ET et EIQ) que ceux des contrôles. De plus, les TR des TCCL étaient plus courts pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, et plus variables pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, dans la condition de discrimination de mouvement. Ces observations se sont répétées au cours des trois sessions. Le niveau de symptômes des TCCL était supérieur à celui des participants contrôles, et malgré une amélioration, cet écart est resté significatif sur la période d’un an qui a suivi le traumatisme. La seconde expérience, elle, était destinée à évaluer l’impact du TCCL sur le contrôle postural. Pour cela, nous avons mesuré l’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur et l’instabilité posturale (au moyen de la vitesse quadratique moyenne (VQM) des oscillations posturales) en position debout, les pieds joints, sur une surface ferme, dans cinq conditions différentes : les yeux fermés, et dans un tunnel virtuel tridimensionnel soit statique, soit oscillant de façon sinusoïdale dans la direction antéropostérieure à trois vitesses différentes. Des mesures d’équilibre dérivées de tests cliniques, le Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd edition (BOT-2) et le Balance Error Scoring System (BESS) ont également été utilisées. Les participants diagnostiqués TCCL présentaient une plus grande instabilité posturale (une plus grande VQM des oscillations posturales) que les participants contrôles 2 semaines et 3 mois après le traumatisme, toutes conditions confondues. Ces troubles de l’équilibre secondaires au TCCL n’étaient plus présents un an après le traumatisme. Ces résultats suggèrent également que les déficits affectant les processus d’intégration visuelle mis en évidence dans la première expérience ont pu contribuer aux troubles de l’équilibre secondaires au TCCL. L’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur de même que les mesures dérivées des tests cliniques d’évaluation de l’équilibre (BOT-2 et BESS) ne se sont pas révélées être des mesures sensibles pour quantifier le déficit postural chez les sujets TCCL. L’association des mesures de TR à la perception des propriétés spécifiques des stimuli s’est révélée être à la fois une méthode de mesure particulièrement sensible aux anomalies visuomotrices secondaires à un TCCL, et un outil précis d’investigation des mécanismes sous-jacents à ces anomalies qui surviennent lorsque le cerveau est exposé à un traumatisme léger. De la même façon, les mesures d’instabilité posturale se sont révélées suffisamment sensibles pour permettre de mesurer les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL. Ainsi, le développement de tests de dépistage basés sur ces résultats et destinés à l’évaluation du TCCL dès ses premières étapes apparaît particulièrement intéressant. Il semble également primordial d’examiner les relations entre de tels déficits et la réalisation d’activités de la vie quotidienne, telles que les activités scolaires, professionnelles ou sportives, pour déterminer les impacts fonctionnels que peuvent avoir ces troubles des fonctions visuomotrice et du contrôle de l’équilibre.

Caractérisation des réponses du PMLS au mouvement de deuxième ordre (modulé par le contraste)

La perception visuelle ne se résume pas à la simple perception des variations de la quantité de lumière qui atteint la rétine. L’image naturelle est en effet composée de variation de contraste et de texture que l’on qualifie d’information de deuxième ordre (en opposition à l’information de premier ordre : luminance). Il a été démontré chez plusieurs espèces qu’un mouvement de deuxième ordre (variation spatiotemporelle du contraste ou de la texture) est aisément détecté. Les modèles de détection du mouvement tel le modèle d’énergie d’Adelson et Bergen ne permettent pas d’expliquer ces résultats, car le mouvement de deuxième ordre n’implique aucune variation de la luminance. Il existe trois modèles expliquant la détection du mouvement de deuxième ordre : la présence d’une circuiterie de type filter-rectify-filter, un mécanisme de feature-tracking ou simplement l’existence de non-linéarités précoces dans le traitement visuel. Par ailleurs, il a été proposé que l’information visuelle de deuxième ordre soit traitée par une circuiterie neuronale distincte de celle qui traite du premier ordre. Bon nombre d’études réfutent cependant cette théorie et s’entendent sur le fait qu’il n’y aurait qu’une séparation partielle à bas niveau. Les études électrophysiologiques sur la perception du mouvement de deuxième ordre ont principalement été effectuées chez le singe et le chat. Chez le chat, toutefois, seules les aires visuelles primaires (17 et 18) ont été extensivement étudiées. L’implication dans le traitement du deuxième ordre de l’aire dédiée à la perception du mouvement, le Sulcus syprasylvien postéro-médian latéral (PMLS), n’est pas encore connue. Pour ce faire, nous avons étudié les profils de réponse des neurones du PMLS évoqués par des stimuli dont la composante dynamique était de deuxième ordre. Les profils de réponses au mouvement de deuxième ordre sont très similaires au premier ordre, bien que moins sensibles. Nos données suggèrent que la perception du mouvement par le PMLS serait de type form-cue invariant. En somme, les résultats démontrent que le PMLS permet un traitement plus complexe du mouvement du deuxième ordre et sont en accord avec son rôle privilégié dans la perception du mouvement.

Simulated cataract and low contrast stimuli impair cognitive performance in older adults : implications for neuropsychological assessment and everyday function

Objective: To investigate how age-related declines in vision (particularly contrast sensitivity), simulated using cataract-goggles and low-contrast stimuli, influence the accuracy and speed of cognitive test performance in older adults. An additional aim was to investigate whether declines in vision differentially affect secondary more than primary memory. Method: Using a fully within-subjects design, 50 older drivers aged 66-87 years completed two tests of cognitive performance - letter matching (perceptual speed) and symbol recall (short-term memory) - under different viewing conditions that degraded visual input (low-contrast stimuli, cataract-goggles, and low-contrast stimuli combined with cataract-goggles, compared with normal viewing). However, presentation time was also manipulated for letter matching. Visual function, as measured using standard charts, was taken into account in statistical analyses. Results: Accuracy and speed for cognitive tasks were significantly impaired when visual input was degraded. Furthermore, cognitive performance was positively associated with contrast sensitivity. Presentation time did not influence cognitive performance, and visual gradation did not differentially influence primary and secondary memory. Conclusion: Age-related declines in visual function can impact on the accuracy and speed of cognitive performance, and therefore the cognitive abilities of older adults may be underestimated in neuropsychological testing. It is thus critical that visual function be assessed prior to testing, and that stimuli be adapted to older adults' sensory capabilities (e.g., by maximising stimuli contrast).

Early signaling responses to divergent exercise stimuli in skeletal muscle from well-trained humans

Skeletal muscle from strength- and endurance-trained individuals represents diverse adaptive states. In this regard, AMPK-PGC-1α signaling mediates several adaptations to endurance training, while up-regulation of the Akt-TSC2-mTOR pathway may underlie increased protein synthesis after resistance exercise. We determined the effect of prior training history on signaling responses in seven strength-trained and six endurance-trained males who undertook 1 h cycling at 70% VO2peak or eight sets of five maximal repetitions of isokinetic leg extensions. Muscle biopsies were taken at rest, immediately and 3 h postexercise. AMPK phosphorylation increased after cycling in strength-trained (54%; P<0.05) but not endurance-trained subjects. Conversely, AMPK was elevated after resistance exercise in endurance- (114%; P<0.05), but not strengthtrained subjects. Akt phosphorylation increased in endurance- (50%; P<0.05), but not strengthtrained subjects after cycling but was unchanged in either group after resistance exercise. TSC2 phosphorylation was decreased (47%; P<0.05) in endurance-trained subjects following resistance exercise, but cycling had little effect on the phosphorylation state of this protein in either group. p70S6K phosphorylation increased in endurance- (118%; P<0.05), but not strength-trained subjects after resistance exercise, but was similar to rest in both groups after cycling. Similarly, phosphorylation of S6 protein, a substrate for p70 S6K, was increased immediately following resistance exercise in endurance- (129%; P<0.05), but not strength-trained subjects. In conclusion, a degree of “response plasticity” is conserved at opposite ends of the endurancehypertrophic adaptation continuum. Moreover, prior training attenuates the exercise specific signaling responses involved in single mode adaptations to training.

Repeated intrauterine exposures to inflammatory stimuli attenuated transforming growth factor-β signaling in the ovine fetal lung

Background: Bronchopulmonary dysplasia (BPD) is one of the most common complications after preterm birth and is associated with intrauterine exposure to bacteria. Transforming growth factor-β (TGFβ) is implicated in the development of BPD. Objectives: We hypothesized that different and/or multiple bacterial signals could elicit divergent TGFβ signaling responses in the developing lung. Methods: Time-mated pregnant Merino ewes received an intra-amniotic injection of lipopolysaccharide (LPS) and/or Ureaplasma parvum serovar 3 (UP) at 117 days' and/or 121/122 days' gestational age (GA). Controls received an equivalent injection of saline and or media. Lambs were euthanized at 124 days' GA (term = 150 days' GA). TGFβ1, TGFβ2, TGFβ3, TGFβ receptor (R)1 and TGFβR2 protein levels, Smad2 phosphorylation and elastin deposition were evaluated in lung tissue. Results: Total TGFβ1 and TGFβ2 decreased by 24 and 51% after combined UP+LPS exposure, whereas total TGFβ1 increased by 31% after 7 days' LPS exposure but not after double exposures. Alveolar expression of TGFβR2 decreased 75% after UP, but remained unaltered after double exposures. Decreased focal elastin deposition after single LPS exposure was prevented by double exposures. Conclusions: TGFβ signaling components and elastin responded differently to intrauterine LPS and UP exposure. Multiple bacterial exposures attenuated TGFβ signaling and normalized elastin deposition.

NESSTI : norms for environmental sound stimuli

In this paper we provide normative data along multiple cognitive and affective variable dimensions for a set of 110 sounds, including living and manmade stimuli. Environmental sounds are being increasingly utilized as stimuli in the cognitive, neuropsychological and neuroimaging fields, yet there is no comprehensive set of normative information for these type of stimuli available for use across these experimental domains. Experiment 1 collected data from 162 participants in an on-line questionnaire, which included measures of identification and categorization as well as cognitive and affective variables. A subsequent experiment collected response times to these sounds. Sounds were normalized to the same length (1 second) in order to maximize usage across multiple paradigms and experimental fields. These sounds can be freely downloaded for use, and all response data have also been made available in order that researchers can choose one or many of the cognitive and affective dimensions along which they would like to control their stimuli. Our hope is that the availability of such information will assist researchers in the fields of cognitive and clinical psychology and the neuroimaging community in choosing well-controlled environmental sound stimuli, and allow comparison across multiple studies.

Influences of luminance and accommodation stimuli on pupil size and pupil center location

PURPOSE. To investigate effects of luminance and accommodation stimuli on pupil size and pupil center location and their implications for progressive addition lens wear. METHODS. Participants were young and older adult groups (n=20, 22±2 years, age range 18-25 years; n=19, 49±4 years, 45-58 years). A wave aberrometer included a relay system to allow a 12.5°x11° background for the internal fixation target. Participants viewed the target under a matrix of conditions with luminance levels 0.01, 3.7, 120 and 6100 cd/m² and with accommodation stimuli up to 6 diopters in 2 diopter steps. Pupil sizes and their centers, relative to limbus centers, were determined from anterior eye images. RESULTS. With luminance increase, reduction in pupil size was accentuated by increase in accommodation stimulus in the young, but not in the older, group. As luminance increased, pupil center location altered. This was nasally in both groups with an average shift of approximately 0.12mm. Relative to the lowest stimulus condition, the mean of the maximum absolute pupil center shifts was 0.26±0.08mm for both groups with individual shifts up to 0.5mm, findings consistent with previous studies. There was no significant effect of accommodation on pupil center locations for either age group, or evidence that location was influenced by the combination of luminance and accommodation stimulus that resulted in any particular pupil size. CONCLUSIONS. Variations in luminance and accommodation influence pupil size, but only the former affects pupil center location significantly. Pupil center shifts are too small to be of concern in fitting progressive addition lenses.

The short-term accommodation response to aniso-accommodative stimuli in isometropia

Purpose There have been only a limited number of studies examining the accommodative response that occurs when the two eyes are provided with disparate accommodative stimuli, and the results from these studies to date have been equivocal. In this study, we therefore aimed to examine the capacity of the visual system to aniso-accommodate by objectively measuring the interocular difference in the accommodation response between fellow dominant and non-dominant eyes under controlled monocular and binocular viewing conditions during short-term exposure to aniso-accommodative stimuli. Methods The accommodative response of each eye of sixteen young isometropic adults (mean age 22 ± 2 years) with normal binocular vision was measured using an open-field autorefractor during a range of testing conditions; monocularly (accommodative demands ranging from 1.32 to 4.55 D) and binocularly while altering the accommodation demand for each eye (aniso-accommodative stimuli ranging from 0.24 to 2.05 D). Results Under monocular viewing conditions, the dominant and non-dominant eyes displayed a highly symmetric accommodative response; mean interocular difference in spherical equivalent 0.01 ± 0.06 D (relative) and 0.22 ± 0.06 D (absolute) (p>0.05). During binocular viewing, the dominant eye displayed a greater accommodative response (0.11 ± 0.34 D relative and 0.24 ± 0.26 D absolute) irrespective of whether the demand of the dominant or non-dominant eye was altered (p = 0.01). Astigmatic power vectors J0 and J45 did not vary between eyes or with increasing accommodation demands under monocular or binocular viewing conditions (p>0.05). Conclusion The dominant and non-dominant eyes of young isometropic individuals display a similar consensual lag of accommodation under both monocular and binocular viewing conditions, with the dominant eye showing a small but significantly greater (by 0.12 to 0.25 D) accommodative response. Evidence of short-term aniso-accommodation in response to asymmetric accommodation demands was not observed.