Cours 1: Introduction

Question 1

Les neurosciences cognitives font le pont entre quelles disciplines?

Answer 1

Les neurosciences cognitives est une discipline qui fait le pont entre, d’un côté, la psychologie cognitives et les sciences cognitives et, de l’autre côté, la biologie et les neurosciences

Question 2

Qu’est-ce que la neuropsychologie?

Answer 2

Une science qui étudie la relation entre le cerveau et le comportement, mais selon une approche basée sur les patients cérébrolésés.

Question 3

Qu’est-ce que l’hypothèse classique (anatomo-clinique) pour expliquer les comportements d’un patient et quel est son objectif?

Answer 3

Le problème du patient est dû à telle ou telle partie anatomique du cerveau. (ex: à l’hémisphère gauche)
■ Objectif : Faire le lien entre l’anatomie cérébrale et les fonctions cognitives.

Question 4

Qu’est-ce que l’hypothèse cognitive pour expliquer les comportements d’un patient et quel est son objectif?

Answer 4

Le problème du patient survient à cause d’un dommage à tel ou tel mécanisme cognitif (ex: associé à la recherche en mémoire des mots)
■ Objectif : Mieux comprendre la cognition humaine et contraindre les modèles cognitifs grâce aux données neuro-anatomiques.

Question 5

Quelle est la métaphore du téléviseur?

Answer 5

Si un téléviseur perd le son (et pas l’image) et qu’un deuxième téléviseur perd l’image (et pas le son), nous pouvons conclure que des composantes différentes s’occupent de ces deux fonctions.

Question 6

Quelles sont les deux observations faites par Aristote en lien avec les neurosciences cognitives (l’une est vraie et l’autre est fausse)?

Answer 6

Il a observé que le ratio taille du cerveau sur taille du corps était plus grand chez les espèces plus avancées intellectuellement.

Par contre, il a fait l’erreur de prétendre que la cognition était le produit du coeur et non du cerveau. (Le cerveau était vu par Aristote comme un refroidisseur qui devait être plus gros lorsque l’intellect était plus important.)

Question 7

Vrai ou faux: Galien (qui a observé les lésions cérébrales chez des gladiateurs) pensait que les expériences mentales se situent dans les ventricules cérébraux.

Answer 7

VRAI

Question 8

Qu’est-ce que la première phrénologie proposée par Franz Joseph Gall?

Answer 8

● Les facultés morales et intellectuelles sont
innées.
● Chaque faculté est gouvernée par des
organes corticaux spécifiques.
● Le niveau d’efficacité d’une faculté est
proportionnel à la taille de l’organe cortical
qui la gouverne.
● Les bosses du crâne devraient nous
renseigner sur la localisation des différentes
fonctions du cerveau.
● Origine de la neuropsychologie
anatomo-clinique (principe de spécialisation
fonctionnelle).

Question 9

Quelle est la principale critique à la première phrénologie proposée par Gall?

Answer 9

C’est un dogme pseudoscientifique: Aucune raison scientifique (réplications non concluantes) permet de croire qu’il existe une relation entre les bosses du crâne et les régions sous-jacentes du cerveau
-Tout de même la première théorie à proposer une localisation aux différentes fonctions du cerveau.

Question 10

Qu’est-ce que la conception holistique du cerveau proposée par Pierre Flourens?

Answer 10

○ Il se fait demander par Napoléon d’utiliser une approche scientifique pour vérifier les propositions de la phrénologie (qui est de plus en plus critiquée à cette époque).
○ Ses travaux portent donc sur les effets de lésions chirurgicales du système nerveux.
○ Il étudie les conséquences de lésions sur le comportement, la motricité ou la sensibilité de pigeons et de lapins vivants.
■ Il montre que le cortex, le cervelet et le tronc cérébral ont des fonctions distinctes.
■ Par contre, selon lui, chaque région du cortex est impliquée dans chacun des comportements et chacune des fonctions cognitives - principe d’équipotentialité.
○ Précurseur de la théorie holistique.

Question 11

Vrai ou faux: Marc Dax serait en fait le premier à localiser le langage dans l’hémisphère gauche du cerveau.

Answer 11

VRAI

Question 12

Qu’est-ce que Broca a découvert à propos du langage et quels sont ses deux conclusions à propos du langage?

Answer 12

● La majorité des auteurs vont localiser le début de la neuropsychologie à la localisation, par Broca, du siège du langage.
● Broca a localisé le langage dans la partie inféro-temporale du lobe frontal - sans faire référence à la latéralisation.

Selon Broca et ses contemporains :
● Le langage est une fonction qui peut être altérée indépendamment des autres fonctions cognitives.
● Le langage est localisable dans le cerveau.

Question 13

Qu’est-ce qui a été découvert par Karl Wernike?

Answer 13

● Après la découverte de troubles du langage associés à une lésion antérieure (par Broca), Wernicke montre que des difficultés de langage sont également observables après une lésion plus postérieure
○ Plus spécifiquement, il trouve qu’une lésion du gyrus temporal supérieur du côté gauche induit un déficit de la compréhension du langage.

Question 14

Quels sont deux buts principaux de la neuropsychologie cognitive?

Answer 14

● Comprendre le fonctionnement cognitif normal à partir de l’observation de patients cérébrolésés
● Expliquer le comportement de patients cérébrolésé à partir de modèle du fonctionnement cognitif normal (les aider aussi)

Question 15

Qu’est-ce qu’un système modulaire (lien avec informatique)?

Answer 15

● Le terme modularité provient de l’informatique et réfère à des systèmes où les différentes composantes sont indépendantes.
● L’indépendance des composantes suggère que celles-ci sont autonomes et qu’elles demeurent intactes au plan fonctionnel même si d’autres composantes sont endommagées.

Question 16

Quelle est le principe de la modularité de l’esprit selon Fodor (qu’est-ce qu’un module)?

Answer 16

Un module :
● Est inné.
● N’est pas assemblé d’éléments plus fondamentaux.
● Traite de l’information de façon encapsulée.
○ i.e. qu’il effectue ses opérations de façon isolée par rapport à ce qui arrive ailleurs dans
le système.
○ Ces opérations sont cognitivement impénétrables.
● A un fonctionnement de type tout ou rien.
○ Une fois activé un module effectue l’ensemble d’un traitement à lequel il est affecté.
● Autonome au plan computationnel.
○ Un module ne partage pas avec d’autres les ressources d’attention, de mémoire ou
autre processus à visées générales.
● Montre une spécificité du domaine de traitement.
○ Chaque module traite seulement un type d’input.

Question 17

Quelle est l’une des prémisses importantes de la neuropsychologie moderne?

Answer 17

Les différentes fonctions cognitives occupent différentes régions cérébrales

Question 18

À quoi servent les associations/dissociations simples, doubles et classiques?

Answer 18

Elles servent à comprendre comment le cerveau normal pense par l’étude de patients cérébrolésés

Question 19

Vrai ou faux: Les dissociations ne sont pas un type de fait qui revêt un statut particulier pour les neuropsychologues.

Answer 19

FAUX

Question 20

Qu’est-ce qu’une simple dissociation?

Answer 20

Lorsqu’on utilise un patient/groupes de patients cérébrolésés pour faire deux tâches (A/B) et qu’on mesure leur performance cognitive–> Deux conclusions possibles
L’une des deux tâches est plus difficile ou l’une des régions du cerveau du/des patient(s) est lésée–> On ne peut pas rejeter l’une ou l’autre des conclusions sans la double dissociation

Question 21

Qu’est-ce qu’une double dissociation?

Answer 21

Lorsqu’on utilise deux patient disctincts/ deux groupes de patients cérébrolésés (lésion X pour un groupe et lésion Y l’autre )pour faire deux tâches (A/B) et qu’on mesure leur performance cognitive–> La découverte du deuxième cas empêche de conclure que la lecture de mots nouveaux est simplement plus difficile que celle de lecture de mots connus. La conclusion habituelle consiste à penser que des régions cognitives distinctes sont nécessaires pour chacune des tâches.

Question 22

Quelle est la double dissociation classique?

Answer 22

Comme la dissociation double, mais on parle de “classique” lorsque l’on peut prouver que l’efficacité n’est pas affecté du tout dans une tâche (pour qqn avec une lésion), on peut conclure que c’est modulaire (fonction indépendante)**

Question 23

Vrai ou Faux: L’étude de cas n’est pas importante en neuropsychologie cognitive.

Answer 23

FAUX

Dans de nombreuses sciences, l’observation de cas individuels est rapidement qualifiée d’anecdotique. Par contre en neuropsychologie cognitive, certains auteurs croient que seuls les études de cas uniques méritent notre attention (si bien sûr notre but est de comprendre le fonctionnement cognitif normal).

Question 24

Est-ce qu’on peut se fier aux résultats d’un seul participant neurotypique pour faire des inférences sur le fonctionnement normal?

Answer 24

Non, La performance donnée par un participant normal est sujette à différents facteurs comme :
○ L’habileté relative du participant pour cette tâche.
○ Les différences individuelles.
○ La niveau de forme du participant au moment de la tâche et au moment de chaque essai.

Question 25

Quel est l’avantage principal d’évaluer un bon nombre de sujets neurotypiques dans les recherches en neuroscience cognitive? Qu’est que ce la présomption d’Universalité?

Answer 25

● Un des points importants est que la moyenne de plusieurs sujets comportent moins de “bruit” que la moyenne d’un seul sujet.
● On peut grouper les sujets normaux puisque l’on fait l’hypothèse que les sujets fonctionnent tous de façon identique au plan cognitif. C’est la “présomption d’Universalité”.
M+C1=E vs M+L+C1=E

Question 26

Quels sont les trois cas où la méthode de groupe peut être utile?

Answer 26

❶Lorsqu’on veut connaître les particularités cognitives des différents syndromes neurologiques.
❷Lors de l’étude de maladies psychiatriques
❸En neuropsychologie classique

Question 27

Vrai ou faux: Le CT est plus précis que l’IRM.

Answer 27

Faux

Question 28

Sur quoi est basée l’imagerie anatomique (CT&IRM)?

Answer 28

Elle est basée sur le fait que les différents tissus (e.g. matières grise et blanche, boîte crânienne, liquide céphalorachidien) ont des propriétés physiques distinctes.

Question 29

Sur quoi est basée l’imagerie fonctionnelle? (TEP&IRMF)

Answer 29

Elle est basée sur le postulat que l’activité neuronale produit des changements physiologiques locaux. Ces changements peuvent être utilisés pour produire des cartes dynamiques de l’activité cérébrale à travers le temps.

Question 30

Comparer les résolutions spatiales et temporelles du TEP et de l’IRMf.

Answer 30

Moins bonne résolution spatiale que l’IRMf -
approximativement de l’ordre de 1 cm avec la TEP et approximativement 1 mm selon la taille des voxels et la force du champ magnétique (en tesla).
Moins bonne résolution temporelle que l’IRMf - cela prend 30 secondes au traceur d’atteindre son maximum de radioactivité dans une région donnée et approximativement 1-4 secondes pour l’IRMf

Question 31

Quels sont les 4 principaux avantages de l’IRM?

Answer 31

○ N’expose pas les participants à des radiations.
○ Bien meilleure résolution spatiale (de mieux en mieux avec l’ émergence des scans 7T).
○ Meilleure discrimination entre la matière grise et la matière blanche.
○ Peut être adapté pour l’imagerie fonctionnelle.

Question 32

Quel est le principe de l’IRMF (comme elle fonctionne)?

Answer 32

Elle utilise des champs magnétiques hyperpuissants qui permettent de détecter les changements dans le métabolisme cérébral. On observe donc la consommation d’oxygène des différentes régions du cerveau.
AKA: Plus une région du cerveau est active, plus elle va consommer de l’oxygène.

Question 33

Quels sont les 3 avantages et les 2 inconvénients principaux de l’IRMf?

Answer 33

● Avantage:
○ Meilleure résolution spatiale (ish 1
mm/3T selon la taille des voxels et la force du champ magnétique (en tesla)).
○ Meilleure résolution temporelle que la TEP -
approximativement 1-4 secondes.
○ On peut tester les participants à de nombreuses reprises.
● Désavantage:
○ Extrêmement bruyant.
○ Certaines régions sont difficiles à visualiser

Question 34

Qu’est-ce que la méthode soustractive (IRMf)?

Answer 34

● Puisqu’à chaque instant, toutes les régions
du cerveau sont physiologiquement actives
(i.e. reçoivent leur part d’oxygène)
○ Il est donc impossible d’inférer quelle région est plus active pour un processus cognitif donné à partir d’une seule tâche.
● Solution la plus simple : Comparaison avec
(au moins) une autre condition (i.e. la ligne
de base) est donc nécessaire.

Question 35

Expliquer brièvement une des études classiques en lien avec la méthode soustractive (mots).

Answer 35

Des chercheurs ont tenté de trouver quelles régions du cerveau sont impliqués en reconnaissance visuelle des mots, dans leur prononciation et dans leur compréhension–>On compare avec une autre condition:
○ Reconnaissance visuelle = [Regarder passivement un mot] - [Regarder passivement une croix de fixation].
○ Prononciation = [Lire un mot à haute voix] - [Regarder passivement un mot].
○ Traitement sémantique= [Générer le verbe associé habituellement à un nom commun*] -[Lire un mot à haute voix].
* Par exemple, pour GÂTEAU cela pourraît être MANGER.

Question 36

Expliquer les 3 principaux résultats de l’étude classique (mots).

Answer 36

●Reconnaître visuellement les mots - Jonction occipito-temporale
●Prononcer les mots - Aires motrices
● Traiter le sens des mots - Gyrus frontal inférieur gauche

Question 37

Quel est le principal problème de la méthode soustractive?

Answer 37

● Un des postulats de cette méthode est que l’ajout d’une composante cognitive ne modifie pas les autres composantes dans la séquences cognitives.
○ Postulat de l’insertion pure (ou de la suppression pure).
● Par exemple, il est peu probable que la comparaison entre la lecture de mots à voix haute et le fait de regarder des mots passivement implique uniquement la production verbale.
○ Probablement aussi :
■ Récupération dans le lexique
■ Préparer et exécuter une commande motrice
■ Écouter ce qui a été prononcé, etc.
● Idéalement, la ligne de base serait donc aussi proche possible de la tâche expérimentale.

Question 38

Qu’est-ce qu’un design paramétrique?

Answer 38

La variable d’intérêt est traitée comme
une dimension continue plutôt que
catégorielle (Lien avec les graphiques de l’activité cérébrale mesurée dans l’étude classique). On mesure donc l’association entre l’activité cérébrale et la variable d’intérêt plutôt que la différence entre des conditions.

Question 39

Qu’est qu’un design par évènement vs par bloc?

Answer 39

Design par bloc :
○ Plus statistiquement puissant.
Design par évènement :
○ Plus de possibilité en ce qui a trait au design expérimental.
○ Permet de mimer les conditions habituelles des tests cognitifs chez les normaux et les cérébrolésés.
○ Permet de faire des expériences dont les stimuli ne sont pas catégorisés à l’avance.
○ Le participant ne peut pas modifier sa stratégie selon ses attentes puisqu’il ne sait pas à l’avance de type de stimuli.

Question 40

Vrai ou faux: Davis et al. (1939) est le premier article à avoir mesurés des potentiels (avec EEG) liés à des événements externes de personnes entrain de dormir

Answer 40

VRAI

Question 41

Comment fonctionne l’EEG?

Answer 41

● Enregistrement des signaux électriques du cerveau grâce à des électrodes placées à différents endroits sur le scalp.
● Un gel est utilisé pour réduire l’impédance (c.-à-d. la résistance lors du passage d’un courant électrique)

Question 42

Vrai ou faux: L’EEG est très utile pour investiguer le fonctionnement cognitif, mais son utilité pour caractériser l’état dans lequel se trouve le cerveau est limitée.

Answer 42

FAUX (c’est le contraire)

○ À tout moment, le cerveau est occupé à faire des choses (activité spontanée mais également autre).
○ Le signal EEG n’est donc pas lié à un événement spécifique ni même à un traitement cognitif.
○ Cependant, le signal électrophysiologique, même s’il semble extrêmement bruité contient du signal lors d’une tâche cognitive

Question 43

Quel est la solution classique pour extraire le signal et diminuer le bruit dans les données électrophysiologiques?

Answer 43

Le moyennage (faire la moyenne tses)

Question 44

À quoi réfère les potentiels P3 et N170?

Answer 44

P3: Potentiel positif qui survient en 3e (ordre)
N170: Potentiel négatif qui survient 170ms après un stimulus (latence approximative)

Question 45

Qu’est-ce que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS)?

Answer 45

Induction d’un courant électrique relativement important pendant une très courte période de temps ce qui produit un champ magnétique.
○ Ce champ magnétique peut être suffisant pour stimuler les neurones ou modifier leur état de repos.
○ En d’autres mots, la TMS induit une interruption temporaire (et qui peut être très brève) du fonctionnement normal d’une région (qui peut être relativement petite) du cerveau.
○ Beaucoup de chercheurs réfèrent à cette technique comme induisant une lésion temporaire dans un cerveau par ailleurs normal.
■ Cette lésion induirait un désordre dans le traitement neuronal associé à une région donnée.

Question 46

Quel est l’avantage principal de la TMS? Comment sont ses résolutions spatiales et temporelles?

Answer 46

Permet de créer des patients avec des
lésions relativement pure et petite ou des lésions qui surviennent rarement (ou
toujours en lien avec d’autres régions).
**Bonne résolution spatiale et résolution temporelle de l’orde de la seconde

Question 47

Quel est le principal inconvénient de la TMS

Answer 47

La méthode ne peut être appliquée pour
l’instant qu’à des régions cérébrales
relativement superficielles.