Entraîner le contrôle attentionnel chez la personne âgée : perspective comportementale et cérébrale

L’objectif principal de cette thèse est d’évaluer l’effet des interventions cognitives sur le contrôle attentionnel en faisant appel à des mesures comportementales et à des mesures d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). La thèse comprend cinq articles empiriques.   L’objectif de la première étude (Chapitre II) était d’examiner la source des différences reliées à l’âge au niveau du contrôle attentionnel. Les résultats suggèrent que les participants âgés présentent plus de difficultés que les jeunes adultes à varier le niveau d’attention à allouer à chacune des tâches selon la consigne d’emphase attentionnelle, reflétant un problème de contrôle attentionnel. La deuxième étude (Chapitre III) visait à comparer l’efficacité de trois types d’entraînement attentionnels chez la personne âgée. Les résultats montrent des effets spécifiques selon l’entraînement reçu. Seuls les participants âgés ayant suivi un entraînement à priorité VARIABLE, dans lequel ils étaient appelés à varier le niveau d’attention à allouer à chacune des tâches à travers plusieurs blocs, améliorent leurs capacités de contrôle attentionnel suite à l’entraînement. Cette amélioration ne peut être expliquée par la pratique aux tâches en attention focalisée, ni la pratique en double-tâche sans modulation attentionnelle. L’objectif de la troisième étude (Chapitre IV) était d’examiner si les bénéfices d’un entraînement à priorité VARIABLE pouvaient se transférer sur des tâches similaires à celles entraînées et sur des tâches plus représentatives du quotidien, à l’aide d’un paradigme de double-tâche immersive en réalité virtuelle (RV). Les résultats montrent qu’un entraînement à priorité VARIABLE améliore les capacités de contrôle attentionnel et, pour la première fois, que les effets bénéfiques de cet entraînement peuvent se transférer à un paradigme de double-tâche en RV chez une population âgée. De plus, nous montrons que les âgés bénéficient autant, voire même plus que les jeunes adultes, d’une intervention visant le contrôle attentionnel et que l’âge n’influence pas les effets de transfert obtenus. La quatrième étude (Chapitre V) examinait l’impact des entraînements attentionnels sur les changements d’activation en IRMf. Les résultats suggèrent que le cerveau est hautement plastique, même à un âge avancé, et que les changements d’activation obtenus diffèrent selon le type d’intervention reçu. Un entraînement à priorité VARIABLE, visant l’apprentissage de stratégies de contrôle attentionnel et les capacités métacognitives, est le seul qui produit des augmentations d’activation dans une région frontale impliquée dans la coordination multitâche et le contrôle attentionnel. Un entraînement visant la pratique répétée de tâche en attention focalisée produit plutôt des diminutions d’activation dans les régions préalablement recrutées. Enfin, l’objectif de la cinquième étude (Chapitre VI) était d’évaluer le décours temporel des changements d’activation à l’aide de trois séances en IRMf. On observe une augmentation d’activation suivie d’un plateau dans des régions reliées aux stratégies apprises pour l’entraînement à priorité VARIABLE, alors que les changements d’activation suite à un entraînement en pratique répétée sont caractérisés par une courbe en U-Inversée. Les résultats de cette dernière étude montrent que les changements d’activation sont non linéaires au cours de l’entraînement et, de façon similaire aux résultats obtenus dans la quatrième étude, modulés par le type d’intervention donné. The main objective of this thesis was to evaluate the effect of cognitive interventions on attentional control using behavioral measures and functional magnetic resonance imaging (fMRI). The thesis comprises five empirical articles. The aim of the first study (Chapter II) was to examine the cause of age-related differences in attentional control. The results suggest that, compared to younger adults, older participants have more difficulty varying the level of attention to be allocated to each task according to the attentional focus that is required, reflecting a difficulty with attentional control. The second study (Chapter III) aimed to compare the effectiveness of three types of computerized attentionnal training in older adults. The results show specific effects depending on the type of training received. Only the older participants who followed the VARIABLEpriority training, in which they had to vary the level of attention allocated to each task across several blocks, showed improvement in their attentional control skills following training. This improvement cannot be explained by repeated practice in the tasks under focused attention or in the dual-task condition without attentional variation. The aim of the third study (Chapter IV) was to assess whether the benefits of VARIABLE-priority training could transfer to tasks similar to those trained and to tasks that are more representative of everyday life, using an immersive dual-task paradigm in virtual reality (VR). The results show that VARIABLE-priority training improves attentional control abilities and, for the first time, that the beneficial effects of this training can be transferred to a dual-task paradigm in VR in older adults. Furthermore, we show that older adults benefit as much, if not more than younger adults, from an intervention aiming to improve attentional control, and that age does not have an effect on the transfer effects observed. The fourth study assessed (Chapter V) the impact of attentional training on changes in fMRI activation. The results suggest that the brain is highly plastic, even in old age, and that the changes in activation are different depending on the type of intervention. VARIABLEpriority training, which aims to teach attentional control strategies and metacognitive abilities, is the only one that produces increases in activation in a frontal region involved in multitasking and attentional control. Repeated practice of a task under focused attention, on the other hand, causes decreases in activation in regions that were previously recruited. Finally, the aim of the fifth study (Chapter VI) was to evaluate the time course of activation changes across three fMRI sessions. An increase in activation followed by a plateau in regions related to the strategies learned for the VARIABLE-priority training is observed, while the activation changes following repeated practice are characterized by an inverse U-shape function. The results of the latter study show that activation changes are non-linear during training and, similarly to the results obtained in the fourth study, are modulated by the type of intervention followed.

Keyphrases: Vieillissement normal, Entraînement cognitif, Contrôle attentionnel, Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, Normal aging, Cognitive training, Attentional control, Functional magnetic resonance imaging