1,721,000 research outputs found
Cortical stimulation of the prefrontal cortex with transcranial direct current stimulation reduces cue-provoked smoking craving: A randomized, sham-controlled study
No full textObjective: Because neuroimaging studies have shown that cue-provoked smoking craving is associated with changes in the activity of the bilateral dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), we aimed to investigate whether a powerful technique of noninvasive brain stimulation, transcranial direct current stimulation (tDCS), reduces cue-provoked smoking craving as indexed by a visual analog scale. Method: We performed a randomized, sham-controlled crossover study in which 24 subjects received sham and active tDCS (anodal tDCS of the left and right DLPFC) in a randomized order. Craving was induced by cigarette manipulation and exposure to a smoking video. The study ran from January 2006 to October 2006. Results: Smoking craving was significantly increased after exposure to smoking-craving cues (p < .0001). Stimulation of both left and right DLPFC with active, but not sham, tDCS reduced craving significantly when comparing craving at baseline and after stimulation, without (p = .007) and with (p = .005) smoking-craving cues. There were no significant mood changes in any of the conditions of stimulation. Adverse events were mild and distributed equally across all treatment conditions. Conclusions: Our findings extend the results of a previous study on the use of brain stimulation to reduce craving, showing that cortical stimulation with tDCS is beneficial for reducing cue-provoked craving, and thus support the further exploration of this technique for smoking cessation.NHLBI NIH HHS [K30 HL04095
Cortical stimulation of the prefrontal cortex with transcranial direct current stimulation reduces cue-provoked smoking craving: A randomized, sham-controlled study
No full textObjective: Because neuroimaging studies have shown that cue-provoked smoking craving is associated with changes in the activity of the bilateral dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), we aimed to investigate whether a powerful technique of noninvasive brain stimulation, transcranial direct current stimulation (tDCS), reduces cue-provoked smoking craving as indexed by a visual analog scale. Method: We performed a randomized, sham-controlled crossover study in which 24 subjects received sham and active tDCS (anodal tDCS of the left and right DLPFC) in a randomized order. Craving was induced by cigarette manipulation and exposure to a smoking video. The study ran from January 2006 to October 2006. Results: Smoking craving was significantly increased after exposure to smoking-craving cues (p < .0001). Stimulation of both left and right DLPFC with active, but not sham, tDCS reduced craving significantly when comparing craving at baseline and after stimulation, without (p = .007) and with (p = .005) smoking-craving cues. There were no significant mood changes in any of the conditions of stimulation. Adverse events were mild and distributed equally across all treatment conditions. Conclusions: Our findings extend the results of a previous study on the use of brain stimulation to reduce craving, showing that cortical stimulation with tDCS is beneficial for reducing cue-provoked craving, and thus support the further exploration of this technique for smoking cessation.NHLBI NIH HHS [K30 HL04095
Cognitive Functions in Substance-Related and Addictive Disorders
No full textDespite the availability of treatments such as medications and cognitive behavioural therapy, relapse remains high in substance-related and addictive disorders. Cognitive functions, including cognitive biases and executive functions, are significant predictors of relapse. Alleviating cognitive deficits is therefore promising to suppress craving and decrease relapse. Transcranial current stimulation holds potential to improve cognitive functioning in these patients. This chapter provides an overview of the use of transcranial current stimulation to modulate cognitive functions in substance-related and addictive disorders. We show that transcranial current stimulation can decrease cognitive biases and improve executive functions across various substance-related and addictive disorders, especially regarding decision-making and when targeting the dorsolateral prefrontal cortex bilaterally. We also discuss the relationship between cognitive functions and several processes, such as craving, mood, and stress, which should be taken into account when developing future transcranial current stimulation protocols. Finally, we provide suggestions as to how future studies could be improved to better treat patients with these debilitating disorders
Application de la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS) chez les joueurs pathologiques : effets neurobiologiques et comportementaux
No full textIntroduction : Le jeu pathologique est décrit par un comportement excessif de jeu d’argent et de hasard qui peut mener à des conséquences négatives multiples pour le sujet affecté, son entourage et la société. Il fait maintenant partie dans le Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5 (DSM-5) de la catégorie « Troubles reliés à une substance et troubles addictifs » sur la base de caractéristiques partagées avec le trouble de dépendances aux substances. Par exemple, l’utilisation de méthodes d’investigation cérébrale avancées telles que l’imagerie par résonance fonctionnelle (IRMf) a permis de mettre en évidence la présence d’altérations de la connectivité fonctionnelle au repos notamment au niveau du réseau fronto-striatal chez les individus avec un trouble de dépendance. D’autre part, des études en spectroscopie par résonance magnétique (MRS) ont relevé des niveaux anormalement bas de métabolites neuronaux incluant le GABA, le glutamate+glutamine (Glx) et le N-acetyl-aspartate (NAA) au niveau des lobes frontaux chez les individus avec un trouble de dépendance. Enfin, les individus avec une dépendance présentent des déficits de prise de décision ainsi qu’un niveau de « craving » intense envers des stimuli liés à la substance ou à l’expérience désirée (ex. : le jeu). De manière intéressante, lorsqu’appliquée sur le cortex préfrontal, la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS) a démontré une modulation de la connectivité fonctionnelle au repos et des concentrations en métabolites neuronaux dans plusieurs structures du cerveau ainsi que l’amélioration de la prise de décision chez les volontaires sains et la diminution du craving dans plusieurs types de dépendances mais n’a jamais été appliquée chez les joueurs pathologiques. Objectifs : Ainsi cette thèse de doctorat comporte deux objectifs principaux. 1) Évaluer les effets neurobiologiques de la tDCS chez les joueurs pathologiques : connectivité fonctionnelle au repos (étude 1) et concentrations en métabolites neuronaux (étude 2). 2) Évaluer les effets comportementaux de la tDCS chez les joueurs pathologiques : craving (étude 1). Méthode : Pour les deux études, un devis expérimental croisé, randomisé et aveugle à deux niveaux a été conduit chez des participants joueurs pathologiques. Chaque participant a participé à deux visites. Lors de chacune de ces deux visites, une session d’IRM combinée à la tDCS a eu lieu pendant laquelle des mesures de connectivité fonctionnelle au repos et de mesures de MRS ont été acquises. La tDCS a été appliquée bilatéralement sur le cortex préfrontal (anode à droite, cathode à gauche) pendant 30 min à 1 mA. Le craving a été mesuré avant et après chaque session. L’étude 1 a révélé que la tDCS active comparée à la tDCS placébo induit une modulation de la connectivité fonctionnelle au repos du cortex préfrontal. Notamment, une diminution de la connectivité fonctionnelle entre structures frontales distinctes et au niveau des réseaux fronto-pariétal a été observée pendant la tDCS active chez les joueurs pathologiques. Cette étude a aussi montré que la tDCS n’entraîne pas de changement des comportements de craving. L’étude 2 a révélé que la tDCS active comparée à la tDCS placébo augmente le niveau de GABA préfrontal mais n’engendre pas de modulation des concentrations de Glx et NAA au niveau préfrontal ni du Glx, GABA ou NAA au niveau striatal. De plus, les résultats de cette étude suggèrent que les joueurs pathologiques présentant des niveaux plus élevés de prise de risque, impulsivité et craving sont plus aptes à répondre à la stimulation. Conclusion : Les études composant cette thèse de doctorat ont permis d’approfondir les connaissances sur les effets neurobiologiques de la tDCS chez les joueurs pathologiques. En effet, différents substrats neuronaux connus comme étant associés aux symptômes du jeu pathologique ont pu être modulés grâce à la tDCS, suggérant que cet outil pourrait avoir un intérêt thérapeutique chez cette population. Néanmoins, les effets bénéfiques d’appliquer la tDCS pour diminuer le craving chez cette population restent à être démontrés. Par conséquent, des études ultérieures doivent être réalisées pour vérifier cette hypothèse, ainsi que des essais cliniques employant des protocoles connus comme ayant des résultats bénéfiques dans plusieurs maladies psychiatriques telles que des sessions répétées de tDCS étalées sur une période de temps. Mots-clés : Jeu pathologique - stimulation transcrânienne en courant continu - imagerie par résonance magnétique fonctionnelle - connectivité fonctionnelle au repos - spectroscopie par résonance magnétique - cravingIntroduction: Gambling Disorder is described by engaging in compulsive and excessive gambling behaviors that can lead to multiple negative consequences for the affected individual, his or her entourage and society. Gambling disorder is now included in the category of "Substance-Related Disorders and Addictive Disorders" in the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5 (DSM-5), based on shared characteristics with substance use disorders. For example, the use of advanced cerebral investigation methods such as functional magnetic resonance imaging (fMRI) has made it possible to demonstrate the presence of abnormal patterns of resting state functional connectivity, particularly in the fronto-striatal network in individuals with an addictive disorder. Moreover, magnetic resonance spectroscopy (MRS) studies have found abnormally low frontal lobe levels of neuronal metabolites including GABA, glutamate+glutamine (Glx) and N-acetyl-aspartate (NAA) in individuals with an addictive disorder. Finally, individuals with an addictive disorder are described by impaired decision-making as well as high levels of craving towards stimuli related to the desired substance or in this case, gambling. Interestingly, when applied over the prefrontal cortex, transcranial direct current stimulation (tDCS) stimulation has shown to modulate resting state functional connectivity and neuronal metabolites levels in several brain structures as well as improve decision-making in healthy volunteers and decrease levels of craving in substance use disorders but has never been used in gambling disorder. Objectives: Thus, the present doctoral thesis has two main objectives. 1) Evaluate the neurobiological effects of tDCS in subjects with gambling disorder: resting functional connectivity (study 1) and neuronal metabolites levels (study 2). 2) Evaluate the behavioral effects of tDCS in subjects with gambling disorder: craving (study 1). Methods: For both studies, we used a crossover, randomized and blinded at 2-levels study was conducted with subjects with gambling disorder. Each subject participated in two visits. During each of the two visits, a combined MRI/tDCS session took place during which measures of resting functional connectivity and MRS measurements were acquired. tDCS was applied bilaterally over the prefrontal cortex (anode right/cathode left) during 30 min at 1mA. In addition, craving was measured before and after each MRI/tDCS session. Study 1 revealed that active compared with sham tDCS induces a decrease in resting state functional connectivity between distinct frontal structures and over fronto-parietal networks. This study also showed that a single session of active compared with sham tDCS does not modulate craving levels. Study 2 revealed that active compared with sham tDCS increases prefrontal GABA levels but does not modulate prefrontal Glutamate and NAA levels nor striatal Glutamate, GABA or NAA levels. The results of this study also suggest that subjects with gambling disorder who display greater level of risk taking, impulsivity and craving are more likely to respond to tDCS. Conclusion: The two studies included in the doctoral thesis here presented have contributed to a deeper understanding of the neurobiological effects of tDCS in gambling disorder. Indeed, various neuronal substrates known to be associated with the symptoms of pathological gambling were modulated by tDCS, implying that this tool could have a therapeutic interest in this clinical population. Nevertheless, the beneficial effects of applying tDCS in order to reduce risk-taking and craving in this population remain to be demonstrated. Therefore, further studies have to be carried out to verify this hypothesis, as well as clinical trials employing protocols known to have beneficial results in several psychiatric diseases such as repeated tDCS sessions spread over a period of time. Key-words: Gambling disorder - transcranial direct current stimulation - functional magnetic resonance imaging - resting state functional connectivity - magnetic resonance spectroscopy - cravin
Études des mécanismes d'action de la stimulation cérébrale non-invasive avec l'imagerie par résonnance magnétique : une perspective d'utilisation dans le trouble lié aux substances
No full textIntroduction Le trouble lié aux substances est une condition neuropsychiatrique complexe particulièrement difficile à traiter avec les méthodes thérapeutiques actuelles et les rechutes sont fréquentes. Le craving, cette envie de consommer la substance, est un facteur critique dans la rechute. Les techniques de stimulation cérébrale non-invasive telles que la stimulation transcrânienne par courant continu (tDCS) et la stimulation magnétique transcrânienne répétée (rTMS) ont démontré des résultats intéressants dans plusieurs conditions psychiatriques, dont dans la réduction du craving chez les patients souffrant de troubles liés aux substances. Cela dit, les mécanismes d’action de ces techniques demeurent mal définis. Objectifs L’objectif de cette thèse est de déterminer les mécanismes d’action de la tDCS et rTMS, et de les mettre en perspective dans le trouble lié aux substances. Méthodes Nous avons effectué 3 études combinant la tDCS ou rTMS avec l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Nous avons combiné la stimulation cérébrale avec la spectroscopie par résonance magnétique (MRS), qui permet de quantifier la concentration de métabolites cérébraux, et l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui permet de mesurer la connectivité fonctionnelle entre structures cérébrales. Résultats La première étude a combiné l’administration de la tDCS au cortex préfrontal et la MRS. Les résultats démontrent que la tDCS permet l’élévation de n-acétylaspartate (NAA) et glutamine+glutamate (Glx) dans le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC) et le striatum. Ceci suggère que la tDCS a un effet excitateur rapide sur le DLPFC et facilite la transmission corticostriatale. La deuxième étude a combiné la tDCS avec l’IRMf, dans un devis expérimental calqué sur celui de l’étude 1. Les résultats indiquent que la tDCS administrée au DLPFC augmente la connectivité fonctionnelle entre le DLPFC et le striatum, ce qui suggère une augmentation de l’activité des voies corticostriatales. La troisième étude est une étude de cas clinique où nous avons administré la rTMS à un patient du trouble lié aux substances et obtenu des mesures en MRS avant puis après la rTMS. Les résultats cliniques démontrent une diminution du craving et des symptômes anxieux chez le patient. Les résultats neurophysiologiques démontrent que la rTMS a permis l’élévation de NAA et Glx dans le DLPFC, striatum et le cortex cingulaire. Ces résultats suggèrent que la rTMS a un effet excitateur sur le DLPFC et ses structures sous-jacentes, ce qui pourrait expliquer la diminution de symptômes. Conclusion Les résultats démontrent que la tDCS et la rTMS administrés au DLPFC ont des effets excitateurs locaux, sur le DLPFC, et distaux, suivant les voies corticostriatales. Ces résultats suggèrent que ces techniques peuvent moduler l’activité des voies glutamatergiques préfrontales. Ceci pourrait participer à diminuer le craving chez les patients de dépendances aux substances et suggère que la stimulation cérébrale non-invasive est une technique alternative à explorer dans cette perspective.Introduction Substance use disorders (SUD) is a complex neuropsychiatric disorder that is particularly difficult to treat with conventional treatment methods and relapse is frequent. Cravings are a critical factor in relapse and constitute an important target for abstinence. Noninvasive brain stimulation techniques such as transcranial direct current stimulation (tDCS) and repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) have demonstrated interesting clinical potential in a wide range of neuropsychiatric disorders, including the decrease of craving in patients of SUD, when administrated to the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). However, neurophysiological mechanisms of action of tDCS and rTMS remain largely unknown. Objectives The objective of the thesis is to characterize some of these mechanisms of action and put them in perspective of its potential therapeutic effect in SUD. Methods To investigate this, we conducted 3 studies combining tDCS or rTMS and magnetic resonance imaging (MRI) techniques in healthy individuals and SUD patients. We combined brain stimulation with agnetic resonance spectroscopy (MRS), which allows to measure levels of brain metabolites within a voxel of interest, and functional MRI (fMRI), which allows to measure functional connectivity levels between cerebral structures. Results The first study combined prefrontal tDCS and MRS in healthy subjects. Results show that tDCS elevated brain metabolites n-acetylaspartate (NAA) and glutamine+glutamate (Glx) in the DLPFC and striatum. This suggests that tDCS has fast excitatory effects over the DLPFC and facilitates corticostriatal transmission. The second study replicated the same design as the first one, with tDCS combined with fMRI. Results show that tDCS elevated functional connectivity of the DLPFC with the striatal region, suggesting a fast excitatory effect of the corticostriatal pathways. The final study is a case report in which we administrated rTMS to the prefrontal cortex of a SUD patient. We gathered MRS measurements before and after the rTMS regimen. Clinical results show that rTMS decreased cravings for substances and anxiety symptoms. Neurophysiological results show that rTMS elevated levels of NAA and Glx in the DLPFC, striatum and cingulate cortex. These results suggest that rTMS has an excitatory effect over the DLPFC and its downstream targets, which may explain reduction of symptoms of SUD and anxiety. Conclusion Taken together, these findings suggest that tDCS and rTMS of the DLPFC have excitatory effects on the stimulation target and downstream structures. This suggests that tDCS and rTMS can modulate activity within prefrontal glutamatergic pathways. Such effects may explain reduction of craving in patients of SUD and support the idea that noninvasive brain stimulation has therapeutic potential in this condition
Impact de la neuromodulation des cortex dorsolatéraux préfrontaux sur le traitement des émotions : une perspective électrophysiologique chez l'humain
No full textLa neuromodulation non-invasive appliquée au niveau des cortex dorsolatéraux préfrontaux (CDLPF) est utilisée dans le traitement des troubles dépressifs majeurs. Or, ces troubles sont caractérisés par un traitement des informations émotionnelles anormal. Donc, il se pourrait que l'impact bénéfique sur l'humeur de la neuromodulation soit généré par une amélioration du traitement des émotions. Le but de ce projet de maîtrise était de déterminer l'impact de la neuromodulation appliquée au niveau des CDLPF sur le traitement des émotions chez les individus en santé. Pour ce faire, nous avons mené une revue de la littérature des études de neuromodulation ayant pour but de modifier le traitement des émotions ou l'humeur chez le sujet sain. Les résultats de cette revue suggèrent que la neuromodulation modifie peu ou pas l'humeur, mais qu'elle influence le traitement des émotions. Bien que ces études contribuent aux connaissances quant aux substrats neuronaux du traitement des émotions, elles renseignent peu sur les mécanismes neurophysiologiques impliqués. Nous avons donc mené une seconde étude afin de vérifier l'hypothèse si l'un de ces mécanismes était relié aux oscillations électrophysiologiques enregistrées dans la bande alpha (8 -12 Hz), laquelle a été associée au traitement des émotions. Nous avons choisi d'étudier comme traitement des émotions le biais attentionnel (BA) envers les émotions chez le sujet sain et d'utiliser comme technique de neuromodulation la stimulation transcrânienne par courant alternatif (StCA) afin d’amplifier la puissance du signal alpha. Les résultats proposent que la StCA ne module pas l’amplitude de la bande alpha enregistrée au niveau de F3 et F4 (régions préfrontales), ni le BA envers les émotions. Toutefois, ces résultats négatifs sont à interpréter avec prudence étant donné que cette étude est préliminaire. En conclusion, il est possible de modifier le traitement des émotions par la neuromodulation appliquée au niveau des CDLPF, mais les mécanismes de cette modification demeurent essentiellement inconnus.Noninvasive neuromodulation targeting the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) is used to treat major depressive disorder. Major depressive disorder is characterized by emotional processing deficits. However, mechanics of action remain unclear. A potential mechanism underlying this clinical benefit might involve modulation of emotional processing, which in turn would alleviate depressive mood. The goal of this master thesis was to contribute to this field by studying the impact of neuromodulation applied over the DLPFC on emotional processing in healthy individuals by conducting a review of the literature and a proof-of-principle study in healthy adults. The literature review suggests that neuromodulation does not significantly modify mood but influences emotional processing in healthy participants. Because it indicates the importance of the DLPFC in emotional processing, we thus conducted a second study to examine whether one mechanism of action involves modulation of frontal oscillations of the alpha band (8 – 12 Hz), which is known to be implicated in emotional processing. We chose to study attentional bias (AB) to emotion with transcranial alternating current stimulation (tACS) in order to increase alpha power. Results suggest that tACS did not significantly influence alpha power at F3 and F4 (prefrontal regions) or emotional AB. These results are, however, to be interpreted with caution as this was a preliminary study. In conclusion, it is possible to modify emotional processing with the neuromodulation of the DLPFC, but the mechanisms of these modifications still mostly unknown
Étude électroencéphalographique des processus du traitement émotionnel en psychopathie infra-clinique
No full textIntroduction : La psychopathie est un trouble de la personnalité affectant 1 à 2% de la population générale (Neuman & Hare, 2008) et 15 à 20 % de la population dans le milieu carcéral (Wynn et al., 2012). Les troubles observés dans cette pathologie se caractérisent par un déficit du traitement émotionnel. Deux hypothèses sur l’origine de ce déficit peuvent être considérées: - le déficit émotionnel serait induit par des anomalies structurelles et fonctionnelles ciblant des structures cérébrales précises - les anomalies observées serait principalement issues d’un déficit des processus attentionnels conduisant à une perturbation cognitive générale lors du traitement d’un stimulus émotionnel. Ce déficit du traitement émotionnel étant prégnant dans l’interaction sociale, l’utilisation de la technique d’électroencéphalographie (ÉEG) pour l’étude des visages émotionnels dans l’espace péripersonnel en perspective du trouble psychopathique, est une piste de recherche pouvant permettre d’apporter certains éléments de réponse. Objectif : L’objectif général de cette thèse visait donc par l’intermédiaire des mesures ÉEG, à étudier les processus émotionnels en direction de stimuli en mouvement dans l’espace péripersonnel, ainsi que leurs modulations suivant les dimensions psychopathiques de la personnalité. L’objectif de la première étude était d’évaluer par un modèle méta-analytique la pertinence de la mesure du potentiel évoqué LPP (pour composante tardive positive) comme marqueur des processus émotionnels déficitaires en psychopathie. Dans la seconde étude, l’objectif était d’étudier au travers d’une mesure ÉEG la modulation des processus émotionnels par une dimension du contexte de présentation. Cette dimension était liée au mouvement dans l’espace péripersonnel; le mouvement dans l’espace péripersonnel étant connu pour être une dimension d’attraction des processus attentionnels (Schmuckler et al., 2007; Franconeri & Simons, 2003). Nous avons donc présenté des stimuli de visages émotionnels dans différentes modalités de mouvement au sein de l’espace péripersonnel. Nous avons ensuite comparé la modulation des signaux ÉEG suivant les émotions et les différentes modalités de présentation. Enfin, nous avons inclus dans nos analyses une mesure des traits psychopathiques suivant l’inventaire de la personnalité psychopathique (PPI-R). Dans la troisième étude, l’objectif était de tester l’influence du mouvement au sein de l’espace péripersonnel, lors du traitement émotionnel à partir d’une mesure de puissance spectrale Alpha. La latéralisation de la puissance spectrale Alpha est connue pour présenter un reflet de l’activation du système motivationnel relatif à l’évaluation de l’émotion suivant sa valence. Méthodologie : La méthode des trois études consistait à utiliser l‘ ÉEG. Plus spécifiquement, la première étude a utilisé deux modèles méta-analytiques. Un premier modèle décrivait les modulations de la composante tardive positive (LPP) pour chaque valence émotionnelle chez les individus avec psychopathie comparativement aux individus contrôles. Le second modèle de régression avait pour but d’identifier la valence émotionnelle présentant la plus grande contribution dans les modulations de la LPP chez les individus avec psychopathie. Dans la seconde étude nous avons utilisé un système d’ÉEG et présenté des visages suivant les modalités de mouvement approche (looming), fuite (receding) et statique. Nos analyses ont principalement visé les ERP et ERO. Nous avons aussi demandé aux sujets de compléter la PPI-R ainsi qu’une échelle analogique visuelle des dimensions émotionnelles des stimuli. Dans la troisième étude nous avons effectué des analyses ÉEG de latéralisation de fréquence Alpha que nous avons ensuite comparé entre les modalités d’émotion et de mouvement. Résultats : La première étude rapporte une modulation de la composante LPP chez les individus avec psychopathie. En outre, il semblerait que cette modulation soit liée au traitement des stimuli à valence négative. Les résultats de la seconde étude rapportent une implication des dimensions de l’espace péripersonnel dans la modulation des composantes ERP et ERO liées aux stimuli émotionnels. Une modulation de la composante LPP en fonction de la modalité de présentation est également observée suivant le niveau des traits psychopathiques infra-cliniques. Enfin, dans la dernière étude, on observe une modulation de la puissance Alpha au niveau des régions frontales suivant les dimensions liées à l’espace péripersonnel et aux émotions des visages. Conclusion : Les résultats supportent la pertinence de l’utilisation de l’ÉEG dans l’étude du trouble des processus émotionnels en lien avec la psychopathie. En outre, au travers des paradigmes utilisés nous avons pu souligner l’importance de considérer des dimensions évaluatives comme le mouvement dans l’espace péripersonnel, pour une meilleure écologique de l’étude des processus émotionnel.Introduction: Psychopathy is a frequent and disabling mental disorder. The prevalence of the disorder is 1 to 2% of the general population (Neuman et Hare, 2008). Within incarcerated population the prevalence can reach 15 to 20 % (Coid et al., 2009; Sullivan & Kosson, 2009). Psychopathy is characterized by a set of affective, relational, and behavioural symptoms (Hare et al., 1996). A key feature of psychopathy across all the international classifications (DSM, OCD-10) is disturbance in emotional processing. Two different hypothesis can be regarded as the potential origin for neurocognitive deficits in psychopathy. In the first hypothesis, functional and structural abnormalities shall be regarded as origin of emotional processing deficit. The second hypothesis proposes that neurocognitive abnormities are primarily attributable to deficit to attentional process. Emotional deficit being a particularly significant during social interaction. Thus, using technique of electroencephalography in individual with psychopathy during presentation of emotional faces in péripersonnel, is a promising path of research for the study of emotional deficit in psychopathy. Objective: In the current thesis, the main objective was to study with EEG recording the emotional process toward emotional faces with collision or withdrawal course in peripersonal space and the modulation of this process in relation with psychopathy traits. The objective of the first study was to evaluate in psychopathic and healthy population, the LPP (late positive component) results in existing studies. In order to test LPP across population we computed meta-analytic model on LPP amplitude generated by negative, positive and neutral stimuli. In the second study, we used ecological morphing emotional stimuli comprising additional dimension of movement. The objective was to test the modulation of emotional process by cognitive dimension like attentional process. Movement in péripersonnel space is natural attractor of attentional process (Schmuckler et al., 2007). We therefore created stimuli comprising morphing emotion (anger, happiness, sadness, neutral) and dimension relative to peripersonnal space (looming, receding and static). We recorded EEG signal at electrodes cluster know to have been measured signal related to emotional processing. Then, we compared the modulation of EEG signal across modalities of emotion and movement. Finally, we included in our analysis a measure of infra-clinical traits of psychopathy in order to explore the influence of psychopathy on EEG modulation. In the third study, the objective was to evaluate the effect of movement on Alpha power lateralization. Alpha lateralization has been known to be related to motivational system and emotional processing. Methodologies: In the first study, we explored LPP amplitude between individuals with psychopathy and controls subjects, across emotional valence with meta-analytic random effect model. The second model was based on meta-analytic regression method. The objective was to determinate the respective influence of each valence in the general modulation of LPP amplitude between individuals with psychopathy and control subjects. In the second study, we created emotional morphing stimuli from picture of facial affect. We then presented these stimuli according to movement in peripersonal space modalities. Our electrophysiological analyzes focused on ERP and ERO. The participants were also requested to complete visual analog scale for emotional dimension of stimuli and the psychopathic personality inventory (PPI-R) for psychopathic traits. In the third study, we computed measure of Alpha power density lateralization after fast Fourier transformation applied to EEG signal. We then compare the power density at frontal cluster, between emotional and movement modalities. Results: The results of the first study confirmed that individuals with psychopathy showed general reduced amplitude of LPP component across all emotional valence. Moreover, this reduction LPP amplitude seems to be mainly due to stimuli with negative valence. The results of the second study reported modulation of emotional ERP and ERO by movement modalities. Furthermore, specific modulation of LPP relative to psychopathic traits was reported. At last, in the third study, measure of Alpha power density at frontal cluster related to motivational process, reported modulation by movement and emotion modalities. Conclusion: Results in the current thesis confirmed in the first place the utility of the EEG technic for study emotional processing in psychopathy. Through the use of EEG and emotional faces stimuli, we could also highlight the relevance of evaluative dimensions as movement in peripersonal space, for ecological study of emotional processing
Insomnie : asymétrie cérébrale intra-hémisphérique et étude préliminaire de stimulation cérébrale transcrânienne à courant continu
No full textL'insomnie peut être considérée comme un trouble cérébral, à l'éveil comme pendant le sommeil. La neurobiologie soutient l'idée que l'insomnie présente des biomarqueurs compatibles avec le phénomène d'hyperactivation corticale. Au cours d'une première étude (article #1), il a d'ailleurs été démontré que le réseau fronto-pariétal des individus souffrant d'insomnie présente une diminution de sa connectivité pendant le sommeil paradoxal, en particulier dans les bandes de basse fréquence. Cette baisse de connectivité (ou hausse d'asymétrie) est associée à des symptômes cliniques tels que la sévérité de l'insomnie et la dépression. En passant en revue les études pertinentes dans le domaine de la neuromodulation et l'insomnie au cours d'une deuxième étude (article #2), le constat le plus notable est qu'il existe peu d'études ciblant spécifiquement l'insomnie, et que parmi celles-ci, une grande hétérogénéité peut être observée au sein des protocoles de recherche quant aux résultats obtenus. De surcroît, en raison de sa possible efficacité face au sommeil dans l'insomnie, la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) parait être une modalité de traitement prometteuse. Dans la troisième étude (article #3), six individus souffrant d'insomnie ont reçu de la tDCS (active, active-contrôle ou placébo) aux régions fronto-pariétales. Bien que l'utilisation de ce protocole démontre peu d'efficacité vis-à-vis la modulation de l'activité cérébrale de la nuit subséquente, la tDCS contribuerait à diminuer la proportion du sommeil paradoxal, augmenter la mésestimation du temps d'endormissement, optimiser la performance en mémoire de travail auditive, mais n'entraînerait aucun bénéfice sur la mémoire épisodique auditive-verbale. À la lumière des résultats de la présente thèse, ce protocole de tDCS fronto-pariétale apparait insuffisant pour améliorer le sommeil dans l'insomnie. Des études supplémentaires demeurent requises afin de tester les effets du protocole au sein d'un échantillon plus large, ou encore investiguer les effets d'une autre technique de neuromodulation sur ces mêmes régions.Insomnia can be considered as a 24-hour brain disorder. Neurobiological evidence supports the idea that insomnia exhibits biomarkers compatible with the phenomenon of cortical hyperousal. Our first study (article # 1) thus revealed that the fronto-parietal network of insomnia sufferers presents a decrease in its connectivity during REM sleep, in particular in lower frequency bands. This decreased connectivity (or increased asymmetry) is associated with clinical symptoms such as the severity of insomnia and depression. When reviewing relevant studies in the field of neuromodulation and insomnia in our second study (article # 2), the most notable finding is that there are few studies specifically targeting insomnia, and that among these, a great heterogeneity can be observed between the research protocols as to the results obtained. Furthermore, in light of its possible efficacy against sleep in insomnia, transcranial direct current stimulation (tDCS) appears to be a promising treatment modality. In our third study (article # 3), six individuals with insomnia received tDCS (active, active-control or placebo) in the fronto-parietal regions. Although the use of this protocol demonstrates little effectiveness regarding the modulation of brain activity in the subsequent night, tDCS contributes to the reduction of REM sleep proportion, overestimation in sleep latency and optimization of auditory working memory manipulation processes, but does improve auditory-verbal episodic memory. In light of the results of this thesis, this fronto-parietal tDCS protocol appears insufficient to improve sleep in insomnia. Additional studies are still required in order to test the effects of the same protocol in a larger sample, or to investigate the effects of another neuromodulation technique on these same regions
Investigating the neural substrates of gambling disorder using multiple neuromodulation and neuroimaging approaches
No full textIntroduction : Le trouble du jeu de hasard et d'argent (GD) est caractérisé par un comportement de jeu inadapté qui interfère avec les activités personnelles ou professionnelles. Ce trouble psychiatrique est difficile à traiter avec les thérapies actuelles et les rechutes sont fréquentes. Les symptômes dépressifs et cognitifs (e.g., l'impulsivité), ainsi que le "craving" (désir intense de jouer) sont des facteurs prédictifs de rechutes. Une meilleure compréhension des substrats neuronaux et leurs significations cliniques pourraient mener au développement de nouveaux traitements. La stimulation transcrânienne à courant direct (tDCS) pourrait être l'un de ceux-ci car elle permet de cibler des circuits neuronaux spécifiques. De plus, la tDCS ciblant le cortex dorsolatéral préfrontal (DLPFC) pourrait améliorer les symptômes dépressifs et cognitifs et réduire le craving. Cependant, les effets précis de la tDCS sur la fonction cérébrale, ainsi que leurs significations cliniques, demeurent à être élucidés. Par ailleurs, étant donné que les patients avec GD présentent souvent des différences morphométriques par rapport aux individus en santé, il est possible de faire l'hypothèse que la morphométrie cérébrale influence les effets de la tDCS. Objectifs : Ce travail avait trois objectifs principaux. Le premier objectif était d'explorer s'il y avait des associations entre les substrats neuronaux et les symptômes cliniques et cognitifs. Le deuxième objectif était d'examiner les effets de la tDCS sur la fonction cérébrale. Le troisième objectif était d'explorer si la morphométrie du site de stimulation (DLPFC) pouvait influencer les effets de la tDCS sur les substrats neuronaux. Méthode : Nous avons réalisé quatre études différentes. Dans la première étude, nous avons mesuré la morphométrie cérébrale en utilisant l'imagerie par résonance magnétique (IRM) structurelle. Nous avons mesuré les corrélations entre la morphométrie et les symptômes cliniques (dépression, sévérité et durée du GD) et cognitifs (impulsivité). De plus, nous avons comparé la morphométrie des patients à celui d'une base de données normative (individus en santé) en contrôlant pour plusieurs facteurs comme l'âge. Dans la deuxième étude, nous avons mesuré la fonction cérébrale (connectivité fonctionnelle) des patients avec l'IRM fonctionnelle. Nous avons examiné s'il y avait des liens entre la connectivité fonctionnelle et les symptômes cognitifs (impulsivité et prise de risque) et cliniques (sévérité et durée du GD). Dans la troisième étude, nous avons étudié les effets de la tDCS sur la connectivité fonctionnelle et si la morphométrie du DLPFC pouvait influencer ces effets. Dernièrement, dans la quatrième étude, nous avons examiné si la morphométrie du DLPFC pouvait influencer les effets de la tDCS sur la neurochimie (avec la spectroscopie par résonance magnétique). Résultats : Nous avons démontré deux corrélations positives entre la superficie du cortex occipital et les symptômes dépressifs (étude I). Nous avons également mis en évidence une corrélation positive entre la connectivité fonctionnelle d'un réseau occipital et l'impulsivité (étude II). De plus, il y avait une corrélation positive entre la connectivité fonctionnelle de ce réseau et la sévérité du GD. Par ailleurs, il y avait des corrélations positives entre la connectivité fonctionnelle de l'opercule frontal droit et la prise de risque (étude II). En outre, la connectivité fonctionnelle d'un réseau cérébelleux était corrélée avec les symptômes dépressifs (étude II). Les patients avaient aussi plusieurs différences morphométriques par rapport aux individus en santé (cortex occipital, préfrontal, etc.). Nous avons démontré également que la tDCS appliquée sur le DLPFC a augmenté la connectivité fonctionnelle d'un réseau fronto-pariétal (étude III). Finalement, cette thèse a montré que la morphométrie du DLPFC influence les augmentations induites par la tDCS sur la connectivité fonctionnelle du réseau fronto-pariétal (étude III) et le niveau de GABA frontal (étude IV). Conclusions : Cette thèse démontre une importance clinique potentielle pour les régions occipitales, frontales et cérébelleuses, particulièrement pour les patients ayant des symptômes dépressifs ou cognitifs. De plus, elle montre que la tDCS peut renforcer le fonctionnement d'un réseau fronto-pariétal connu pour son rôle dans les fonctions exécutives. Il reste à déterminer si un plus grand nombre de sessions pourrait apporter des bénéfices cliniques additionnels afin d'aider les patients à résister le jeu. Finalement, les résultats de cette thèse suggèrent que la morphométrie des régions sous les électrodes pourrait aider à identifier les meilleurs candidats pour la tDCS et pourrait être considéré pour la sélection des cibles de stimulation.Introduction: Gambling disorder (GD) is characterised by maladaptive gambling behaviour that interferes with personal or professional activities. This psychiatric disorder is difficult to treat with currently available treatments and relapse rates are high. Several factors can predict relapse, including depressive and cognitive (e.g., impulsivity, risk taking) symptoms, in addition to craving (strong desire to gamble). A better understanding of neural substrates and their clinical significance could help develop new treatments. Transcranial direct current stimulation (tDCS) might be one of these since it can target specific neural circuits. In addition, tDCS targeting the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) could improve depressive and cognitive symptoms as well as reduce craving. However, the precise effects of tDCS on brain function, as well as their clinical significance, remain to be elucidated. Furthermore, considering that patients with GD often display morphometric differences as compared to healthy individuals, it may be worth investigating whether brain morphometry influences the effects of tDCS. Objectives: This work had three main objectives. The first objective was to explore whether there were associations between neural substrates and clinical and cognitive symptoms. The second objective was to examine the effects of tDCS on brain function. The third objective was to explore whether morphometry of the stimulation site (DLPFC) influenced the effects of tDCS on neural substrates. Methods: We carried out four different studies. In the first study, we investigated brain morphometry using structural magnetic resonance imaging (MRI). We tested for correlations between morphometry and clinical symptoms (depression, GD severity, GD duration) and cognitive symptoms (impulsivity). In addition, we compared the morphometry of patients with GD to that of a normative database (healthy individuals) while controlling for several factors such as age. In a second study, we assessed brain function (functional connectivity) in patients with functional MRI (fMRI). We examined whether there were associations between brain function and cognitive symptoms (impulsivity and risk taking) as well as clinical symptoms (GD severity and duration). In the third study, we examined tDCS-induced effects on brain function and whether morphometry of the DLPFC influenced these effects. Lastly, in the fourth study, we examined whether DLPFC morphometry influenced tDCS-induced effects on neurochemistry (using magnetic resonance spectroscopy imaging). Results: Firstly, we found two positive correlations between surface area of the occipital cortex and depressive symptoms (study I). We also showed a positive correlation between functional connectivity of an occipital network and impulsivity (study II). In addition, there was a positive correlation between functional connectivity of this network and GD severity (study II). In addition, there were positive correlations between functional connectivity of the right frontal operculum and risk-taking (study II). Also, functional connectivity of a cerebellar network was positively correlated with depressive symptoms (study II). Moreover, patients with GD had several morphometric differences as compared to healthy individuals (occipital and prefrontal cortices, etc.). Furthermore, we observed that tDCS over the DLPFC increased functional connectivity of a fronto-parietal circuit during stimulation (study III). Lastly, this thesis indicated that DLPFC morphometry influenced tDCS-induced elevations on fronto-parietal functional connectivity (study III) and frontal GABA levels (study IV). Conclusions: This thesis suggests the potential clinical relevance of occipital, frontal, and cerebellar regions, particularly for those with depressive and cognitive symptoms. It also indicates that tDCS can strengthen the functioning of a fronto-parietal network known to be implicated in executive functions. It remains to be seen whether a greater number of tDCS sessions could lead to clinical benefits to help patients resist gambling. Finally, the results of this thesis suggest that morphometry of the regions under the electrodes might help predict better candidates for tDCS and could be considered to select stimulation targets
Le stress et le décrochage scolaire, un lien négligé ou négligeable? : une étude sur l'impact du stress social sur la performance scolaire, l'impulsivité et la prise de risque en fonction du niveau de risque de décrochage scolaire
No full textPlusieurs outils mesurent le niveau de risque de décrochage scolaire grâce à l’évaluation de certains facteurs de risque connus, comme le niveau de performance scolaire et les difficultés d’ordre comportemental. De hauts niveaux d’impulsivité et de prise de risque peuvent d’ailleurs prédire des difficultés de comportement. Mais qu’en est-il du stress? Le stress comme facteur de risque a été discuté dans certaines études sur le décrochage scolaire, mais son impact sur les performances scolaires, l’impulsivité et la prise de risque n’a jamais été mesuré en lien avec le niveau de risque de décrochage scolaire. Cette étude propose d’évaluer l'impact du stress social sur la performance scolaire, l'impulsivité et la prise de risque et de le mettre en lien avec le niveau de risque de décrochage scolaire. L'hypothèse veut que plus le niveau de risque de décrochage scolaire est élevé, plus le stress social aura un impact négatif sur nos mesures. 37 adultes de 15 à 20 ans, sans diplôme, ont été rencontrés. Après la caractérisation et l'évaluation du niveau de risque de décrochage scolaire, les participants ont réalisé des tâches de performance scolaire, d’impulsivité et de prise de risque avant et après une situation de stress, le Trier Social Stress Test (TSST). Des échantillons de cortisol salivaire ont montré que le TSST n'a pas provoqué un stress assez significatif pour tester notre hypothèse. Les données indiquent cependant un lien significatif entre le niveau de risque de décrochage scolaire et l'impulsivité. De plus, les données liées à la prise de risque apportent un questionnement intéressant sur ses liens avec l'impulsivité. Nous ne pouvons conclure que plus le niveau de risque de décrochage scolaire est élevé, plus le stress a un impact négatif important. Toutefois, nos données supportent le lien entre l'impulsivité cognitive et le niveau de risque de décrochage scolaire.Dropping out of school can seriously affect employment possibilities and social integration. There are tools to investigate and measure the level of risk of dropping out. Academic performances and behaviour problems are well documented risk factors. Impulsivity and risk taking can lead to problematic behaviour. Certain studies have looked into the impact of stress on the dropping out process, but its impact on academic performances, impulsivity and risk taking has never been evaluated directly with the risk level of dropping out. Objective and hypothesis : The objective of this study is to evaluate the impact of stress on academic performances, impulsivity and risk taking and to measure the relation of this impact with the risk level of dropping out of school. The hypothesis is that higher the risk level, higher the negative impact stress will have on our measures of academic performance, impulsivity and risk taking. Method : 37 young adults between 15 and 20 years old with no diploma took part in the study. After measuring the risk level of dropping out, a full characterization was made followed by academic performance, impulsivity and risk taking tasks before and after a social stress condition, the Trier Social Stress Test (TSST). Results : Our salivary cortisol samples show that the TSST did not produce a significant change in levels of stress to adequately test our hypothesis. Our results show a significant interaction between impulsivity and the risk level of dropping out. Furthermore, the relation between risk taking and impulsivity in our results is interesting Conclusion : The objective of this project could not be adequately tested since the stress condition didn't produce a significant stress reaction, as measured by salivary cortisol. The level of risk of dropping out was significantly correlated with impulsivity, but not risk taking, nor academic performances
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