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Entraînement cognitif du contrôle inhibiteur, morphométrie et connectivité fonctionnelle au repos chez l'enfant d'âge scolaire

Sous la direction d'Arnaud Cachia

Résumé :

Résumé

Le contrôle inhibiteur (CI, un ensemble de capacités de contrôle neurocognitif et comportemental permettant de résister aux tentations, distractions, automatismes moteurs et cognitifs) est un processus central du développement cognitif. Prédicteur de réussite professionnelle, de santé physique ou mentale quelques années plus tard, le CI est également garant de réussite académique. Intrinsèquement lié à la maturation du cortex préfrontal (CPF), le CI a un développement lent de l'enfance au début de l'âge adulte. Plusieurs études ont montré qu'il était possible d’entraîner le CI et ce, dès l'âge préscolaire. Un entraînement cognitif, même de courte durée, pourrait moduler le cerveau, à la fois sur le plan structural et fonctionnel. Néanmoins, les résultats de la littérature restent encore très controversés. Le travail mené durant cette thèse avait pour objectif de mieux saisir les changements cérébraux anatomiques et fonctionnels accompagnant les modifications cognitivo-comportementales subséquentes à un entraînement cognitif ciblé du CI. En utilisant une approche longitudinale, nous avons étudié les effets d'un entraînement intensif (25 séances, 15 min/jour, 5 semaines), individualisé et adaptatif sur tablette tactile, chez 64 enfants au développement typique (9,8± 0,56 ans), assignés aléatoirement à un groupe d’entraînement au CI (n=32, entraînement aux tâches de Stroop et de Stop-Signal) ou à un groupe contrôle actif (CA, n=32, entraînement de culture générale et de vocabulaire). Une évaluation cognitive et une acquisition d'imagerie multimodale a été réalisée avant et après apprentissage. Dans l'ETUDE 1, nous avons étudié les changements induits par l’entraînement cognitif au niveau comportemental. A l'échelle du groupe, seuls les enfants assignés au groupe CI ont progressé entre le pré et le post-test. Des analyses approfondies ont montré que le genre et le niveau basal de CI modulent cet effet. Dans l'ETUDE 2, nous avons étudié les changements au niveau de l'anatomie du CPF et avons précisé les aspects développementaux en comparant les résultats avec ceux obtenus dans un groupe d'adolescents (n=59, 16 ans). De façon similaire aux mécanismes neuroplastiques observés au cours de la maturation cérébrale, nous avons constaté que l’entraînement au CI entraîne des changements âge- et genre-spécifiques de l'épaisseur et la surface corticales dans plusieurs sous-régions du CPF. Dans l'ETUDE 3, nous avons étudié les changements au niveau du fonctionnement cérébral à partir d'une analyse de la connectivité fonctionnelle basale. Afin de réduire le bruit associé aux mouvements lors de l'acquisition, particulièrement importants chez l'enfant, nous avons utilisé une séquence IRMf au repos multi-écho (ME). Avant apprentissage, nous avons observé une plus forte connectivité entre le CPF médial droit et le CPF operculaire central gauche associée à de moindres performances du CI. L'effet spécifique de l'apprentissage au CI - mesuré par l'interaction entre groupe, CI vs CA, et le temps, avant versus après apprentissage - est associé à un changement de connectivité entre le CPF operculaire et le gyrus temporal moyen droit. L'ensemble de nos résultats chez l'enfant d'âge scolaire montrent que les changements cognitifs suite à un entraînement au CI sont sous-tendus par des modifications de l'anatomie et de la connectivité fonctionnelle au repos du CPF.