Caractérisation du substrat neurologique impliqué dans le traitement de stimuli visuels dynamiques émotionnels : étude d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle

Malgré l’engouement pour les neurosciences cognitives des émotions et les nombreuses publications des dernières décennies tentant d’élucider les bases neurobiologiques des émotions, nos connaissances sur le domaine restent embryonnaires. Plusieurs questions importantes restent toujours sans réponses incluant s’il existe ou non un système unique pour le traitement de stimuli émotionnels et s’il y a ou non des différences entre les hommes et les femmes pour le traitement de stimuli émotionnels. L’objectif de cette thèse est d’apporter certains éléments de réponses à ces questions à travers une caractérisation du  substrat neurobiologique impliqué dans le traitement de stimuli émotionnels visuels et dynamiques. Ce travail a été mené via l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) cérébrale.  Le premier chapitre, subdivisé en quatre sections, permet de présenter la perspective dans laquelle s’inscrit la thèse. La première section de ce chapitre sert à établir certaines balises définitionnelles liées aux émotions. La seconde section, basée sur une lecture des textes originaux, retrace les faits historiques saillants de la neurobiologie des émotions allant de Charles Darwin à Joseph Ledoux. La troisième section débute où la seconde s’arrête et continue l’histoire de la neurobiologie des émotions à travers un résumé de toutes les principales méta-analyses d’imagerie fonctionnelle cérébrale des émotions. La dernière section du chapitre permet de présenter la problématique de recherche. La recherche, à proprement parler, qui constitue le corps de la thèse est ensuite présentée sous forme de trois articles. Enfin, les résultats de cette recherche et la manière dont ils s’inscrivent dans la continuité de nos connaissances actuelles font l’objet d’une discussion générale.  Le premier article (chapitre II) rapporte, chez les hommes et les femmes, les régions du cerveau qui sont plus activées lors du traitement de films érotiques que lors du traitement de films dits ‘neutres’. Un chevauchement manifeste est observé entre les hommes et les femmes. Par contre, une activation significativement plus grande est observée chez les hommes pour l’hypothalamus, une région importante pour le comportement sexuel à travers la phylogénie. De plus, chez les hommes seulement, l’activation hypothalamique est corrélée à l’excitation sexuelle subjective.  Comme la recherche présentée dans le premier article se sert de conditions expérimentales relativement longues pour l’IRMf (i.e. extraits de films de 3 minutes) et que ceci peut induire une nette diminution de signal en lien avec certaines contraintes de l’IRMf, le second article (chapitre III) examine les corrélats du traitement de stimuli sexuels en utilisant, cette fois, un paradigme d’IRMf classique où plusieurs extraits de films de 33 secondes sont présentés à la place. Cette étude démontre que, pour le traitement de stimuli sexuels, ce paradigme classique d’IRMf est beaucoup plus sensible que celui du premier article. De plus, comme ce paradigme mène à une reproduction des résultats du premier papier, ce travail soutient la perspective selon laquelle les paradigmes à époques courtes sont une alternative valide aux longues époques comme méthode d’étude du traitement de stimuli émotionnels.  Le troisième article (chapitre IV) capitalise sur le protocole du second article et démontre que les patrons d’activation associés au visionnement de courts extraits de films induisant du dégoût, de l’amusement, ou de l’excitation sexuelle, sont très étendus. Une analyse de conjonction formelle démontre un large chevauchent de ces patrons à travers les différents affects étudiés.   Enfin, le cinquième chapitre sert de discussion générale. Les questions des différences entre les hommes et les femmes dans le traitement des émotions, de l’existence ou non d’un système général pour le traitement des émotions, ainsi que de la manière dont un tel système pourrait être conçu, sont des points saillants de la discussion. Ces points sont abordés à la lumières des connaissances actuelles et des résultats des trois articles. Despite the intense interest garnered by cognitive neurosciences of emotions and the numerous publications in recent decades attempting to partial the neurobiological basis of emotions, our knowledge of the area remains embryonic. Important questions that need to be answered include whether or not there exists a general system for processing emotional stimuli and whether or not there are differences between men and women in processing emotional stimuli. The main objective of this dissertation is to provide some answers to these questions by characterizing the neurobiological substrate involved in processing dynamic visual emotional stimuli. This work was conducted through cerebral functional magnetic resonance imaging (fMRI).  The first chapter, which is divided into four sections, lays the groundwork for the thesis. The first section of this chapter serves to clarify some definitional background related to emotions. The second section, based on a reading of the original texts, traces the salient historical facts of the neurobiology of emotions from Charles Darwin to Joseph Ledoux. The third section begins where the second ends and continues the history of the neurobiology of emotions through a summary of all the main functional brain imaging meta-analyzes of emotions. The final section of the chapter introduces the research problematic. The research itself, which constitutes the body of the dissertation, is then presented in the form of three articles. Finally, results of this research and how they fit into the continuity of our current knowledge form the basis of a general discussion.  The first paper (Chapter II) reports, in men and women, the brain regions that are more activated during the processing of erotic film excerpts than during the processing of so-called 'neutral' film excerpts. A clear overlap is observed between men and women. This being said, a significantly greater activation is observed in men for the hypothalamus, a region important for sexual behavior across the phylogeny. In addition, in men only, hypothalamic activation is correlated with reported sexual arousal.  As the research presented in the first paper uses relatively long experimental conditions for fMRI (i.e. 3-minute film excerpts) and as this can lead to a net signal decrease due to certain fMRI constraints, the second paper (Chapter III) examines correlates of processing sexual stimuli using, this time, a classic fMRI paradigm where several short film clips of 33 seconds are used instead. This study shows that, for the processing of sexual stimuli, this conventional fMRI paradigm is much more sensitive than the one used in the first paper. Importantly, given that this paradigm leads to a reproduction of results of the first paper, this work supports the view that short epochs are a valid alternative to long epochs as a method of studying the processing of emotional stimuli.  The third section (Chapter IV) capitalizes on the protocol of the second paper and demonstrates that the activation patterns associated with the viewing of short film excerpts inducing disgust, amusement, or sexual arousal, are extensive. A formal conjunction analysis shows a broad overlap of these patterns across the various affects studied.  Finally, the fifth chapter provides a general discussion of the results. The question of gender differences in processing emotional stimuli, of whether or not a general system for processing emotions exists, and of how it may be understood, represent important elements of the discussion. These points are discussed in light of current knowledge and of the results of the three papers.

Keyphrases: émotion, affect, amusement, dégoût, excitation sexuelle, résonance magnétique fonctionnelle cérébrale, affect, amusement, affect, amusement, emotion, affect, amusement, disgust, sexual arousal, functional magnetic resonance imaging