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Au Canada, approximativement 30 000 adultes sont hospitalisés chaque année des suites d’un accident vasculaire cérébral (AVC) et environ 20 000 des suites d’un traumatisme craniocérébral (TCC). Les survivants doivent composer avec de multiples incapacités incluant des difficultés sur les plans physique, cognitif, langagier, émotionnel et comportemental. Les besoins de réadaptation de ces patients sont considérables. Environ 55 % à 78 % des personnes hospitalisées des suites d’un AVC ou d’un TCC requerront des services de réadaptation suivant le congé hospitalier. Les professionnels œuvrant en soins aigus sont sollicités quotidiennement pour évaluer le potentiel de réadaptation de ces patients afin d’identifier ceux qui sont aptes à entreprendre une réadaptation posthospitalière. L’évaluation de ces professionnels constitue donc un élément déterminant de l’accès à des services posthospitaliers de réadaptation. Bien que les professionnels s’appuient couramment sur le concept de potentiel de réadaptation dans leurs prises de décision, il n’existe étonnamment aucune définition consensuelle de ce concept et très peu d’écrits scientifiques sur son évaluation et comment celle-ci guide les décisions d’orientation. Ce projet doctoral propose d’examiner le concept de potentiel de réadaptation chez les personnes ayant subi un AVC ou un TCC et d’explorer l’évaluation de ce concept dans le contexte de prise de décision concernant l’orientation vers des services posthospitaliers de réadaptation. Le projet s’articule autour de trois grandes questions de recherche : (1) Quels sont les facteurs influençant les décisions d’orientation vers des services posthospitaliers de réadaptation pour la clientèle AVC et TCC? (2) Comment le potentiel de réadaptation est-il défini et conceptualisé dans les écrits scientifiques? et (3) À quoi pensent et comment raisonnent les ergothérapeutes impliqués dans l’évaluation du potentiel de réadaptation et les décisions d’orientation? Un positionnement constructiviste a été privilégié pour guider les efforts de recherche de l’ensemble du projet doctoral. Deux synthèses de la littérature et deux études qualitatives auprès d’ergothérapeutes ont été réalisées. Les résultats révèlent que de nombreux facteurs influencent l’évaluation du potentiel de réadaptation et les décisions d’orientation qui s’ensuivent. Ces facteurs se regroupent en trois catégories, soient des facteurs liés au patient (par exemple, les capacités cognitives), des facteurs liés au contexte organisationnel (par exemple, la disponibilité des services posthospitaliers de réadaptation dans le continuum de soins) et des facteurs liés aux caractéristiques du professionnel lui-même (par exemple, son champ d’expertise). Les travaux de cette thèse proposent aussi un début de conceptualisation du potentiel de réadaptation, conceptualisation qui met l’accent sur la nature prédictive des interprétations faites par les professionnels, des facteurs liés au patient et des facteurs organisationnels. Les interprétations des professionnels, plus spécifiquement des ergothérapeutes, s’opèrent à trois niveaux, c’est-à-dire qu’ils tentent de prédire la récupération, d’estimer le potentiel de réadaptation et de déterminer l’éligibilité du patient pour la réadaptation posthospitalière. Un algorithme basé sur ces trois niveaux d’interprétation est présenté et schématise le raisonnement sous-jacent aux décisions d’orientation. Finalement, ce projet doctoral présente deux processus cognitifs de raisonnement clinique utilisés par les ergothérapeutes lors de l’évaluation du potentiel de réadaptation et lors des décisions d’orientation vers des services posthospitaliers de réadaptation pour la clientèle AVC et TCC. En explicitant le concept de potentiel de réadaptation et le raisonnement clinique sous-tendant son évaluation, ce projet doctoral pose les assises pour de futures recherches s’intéressant à la pratique d’évaluation en soins aigus et enrichit les connaissances pertinentes à l’enseignement des compétences nécessaires à cette pratique., In Canada, approximately 30,000 adults are hospitalized each year as a result of a stroke and approximately 20,000 as a result of a traumatic brain injury. Survivors face a myriad of consequences including physical disability, cognitive impairments, communication difficulties as well as emotional and behavioral disturbances. The rehabilitation needs of these patients are considerable. About 55% to 78% of hospitalized stroke and TBI patients will require rehabilitation services following discharge. Acute care professionals are called upon daily to assess the rehabilitation potential of these patients and to identify those who are most suitable for post-acute rehabilitation. These professionals’ assessments are therefore key to determining access to post-acute rehabilitation services. Although professionals commonly rely on the concept of rehabilitation potential in their decision-making, there is surprisingly no consensus regarding the definition of this concept as well as very little scientific literature on its assessment and how this concept guides referral decisions. This doctoral project examines the concept of rehabilitation potential in people with stroke and traumatic brain injury and explores its assessment in the context of decision-making regarding referral to post-acute rehabilitation. The doctoral project is organized around three main research questions: (1) What factors influence referral decisions to post-acute rehabilitation for stroke and traumatic brain injury patients? (2) How is rehabilitation potential defined and conceptualized in the scientific literature? and (3) What do occupational therapists think about when assessing stroke or traumatic brain injury patients’ rehabilitation potential and how do they reason? A constructivist stance was chosen to guide the research efforts of the entire doctoral project. Two literature reviews and two qualitative studies exploring occupational therapists’ perceptions were conducted. Results reveal that many factors influence the assessment of rehabilitation potential and subsequent referral decisions. These factors fall into three categories: patient-related factors (such as cognitive abilities), organizational factors (such as the availability of post-acute rehabilitation services in the continuum of care), and clinician-related factors (such as the 8 clinician’s expertise). The work in this dissertation also proposes a conceptualization of rehabilitation potential that emphasizes the predictive nature of clinicians' interpretations of patient-related factors and organizational factors. Professionals’ interpretations, specifically those of occupational therapists, operate at three levels, i.e., they attempt to predict recovery, estimate rehabilitation potential, and determine patient candidacy for post-acute rehabilitation. An algorithm based on these three levels of interpretation is presented and illustrates the reasoning underlying referral decisions. Finally, this doctoral project presents two cognitive processes used by occupational therapists when reasoning about patients’ rehabilitation potential and making referral decisions to post-acute rehabilitation for stroke and traumatic brain injury patients. By clarifying the concept of rehabilitation potential and the clinical reasoning underlying its assessment, this doctoral project lays the foundation for future research into assessment practices in acute care and adds to the knowledge base relevant to teaching the skills necessary for this practice.

L’objectif principal de la thèse est d’outiller les cliniciens œuvrant auprès d’une population atteinte d’un traumatisme craniocérébral (TCC) dans l’établissement d’un profil compréhensif et un pronostic des fonctions exécutives (FE), ainsi que dans leur capacité à cibler les patients qui développeront des difficultés d’intégration sociale, sur la base des troubles cognitifs objectivés et plus précisément des troubles des FE. Afin de répondre à cet objectif, la présente thèse contient deux articles qui se basent sur le modèle théorique de Miyake (Miyake, Friedman, et al., 2000) afin de définir les FE. Le premier article s’intéresse à caractériser les associations entre des variables sociodémographiques, liées au TCC léger et des symptômes post TCC léger d’une part, et les performances des FE d’autre part. Le deuxième article vise à (1) mesurer la récupération des FE entre la phase aiguë et six mois post-TCC et (2) explorer la relation entre les FE et la participation sociale après un TCC. Les résultats des articles suggèrent principalement que les personnes ayant subi un TCC léger qui sont les plus éduquées et dont le QI estimé prémobide est plus élevé (réserve cognitive plus grande), sont susceptibles de présenter de meilleures performances aux mesures des FE à la suite de leur accident. Les résultats suggèrent aussi que la performance des patients sur certaines mesures des FE s’améliore significativement dans les six mois suivant leur accident et qu’elle peut être associée, notamment pour la fluence verbale alternée, avec le niveau de participation sociale des patients après leur accident. Globalement, les résultats de cette thèse nous permettent de statuer que certains facteurs sont importants à prendre en compte lorsque l’on évalue les FE chez des personnes atteintes d’un TCC, et ce, afin de mieux comprendre les différences inter-individuelles chez cette population. Ainsi, la thèse suggère qu’il est crucial de considérer la notion de réserve cognitive avec une population atteinte d’un TCC. Puisqu’il est postulé que la réserve cognitive permet de compenser les déficits cognitifs, les déficits des FE chez des patients présentant une haute réserve cognitive pourraient apparaitre comme plus préoccupant que chez des patients présentant un faible niveau de réserve cognitive. De surcroît, les résultats de la thèse mettent de l’avant l’importance du test de fluence verbale alternée qui s’avère suffisamment sensible auprès de cette population pour mesurer la récupération des FE dans le temps, mais également pour donner un portrait de l’atteinte exécutive qui pourrait aussi se manifester et être associée à certaines difficultés de participation sociale dans la vie de tous les jours., The main objective of this thesis is to provide clinicians working with a population suffering from traumatic brain injury (TBI) in establishing an accurate comprehensive profile and prediction of executive functions (EF), as well as in their ability to target patients who will develop difficulties in social integration, based on objectified cognitive disorders and more specifically on EF disorders. In order to meet this objective, this thesis contains two articles that will use Miyake's theoretical model (Miyake, Friedman, et al., 2000) to define EF. The first paper is interested in characterizing the associations between sociodemographic variables, related to mild TBI and post- mild TBI symptoms on the one hand, and EF performance on the other. The second article aims to (1) measure the recovery of EF between the acute phase and six months post-TBI and (2) explore the relationship between EF and social participation after TBI. The results of the articles primarily suggest that individuals with mild TBI who are more educated and have higher premorbid estimated IQ (cognitive reserve), are likely to show better performance on EF measures following their accident. The results also suggest that patients' performance on some EF measures improves significantly in the six months following their accident and may be associated, particularly for alternating verbal fluency, with patients' level of social participation following their accident. Overall, the results of this thesis allow us to state that certain factors are important to consider when assessing cognitive functions, especially EF in people with TBI. Thus, the thesis suggests that it is crucial to consider the notion of cognitive reserve with a TBI population. Since cognitive reserve is postulated to compensate for cognitive deficits, EF deficits in patients with high cognitive reserve might appear to be of greater concern than in patients with low cognitive reserve. Furthermore, the results of the thesis highlight the importance of the alternate verbal fluency test, which is sufficiently sensitive in this population to measure the recovery of EFs over time, but also to give a picture of the executive impairment that could also occur and be association with some difficulties in social participation in everyday life., Thèse de doctorat présenté en vue de l'obtention du doctorat en psychologie - recherche intervention, option neuropsychologie clinique (Ph.D)

Les rythmes biologiques sont une caractéristique universelle de la vie sur terre, présents des organismes unicellulaires jusqu’aux humains. Le rythme biologique le plus connu est le rythme circadien, d’environ une journée, reflétant l’alternance jour et nuit sur notre planète. Le rythme circadien est essentiel à la régulation d’une myriade de fonctions biologiques, telles que le sommeil, la température corporelle, la pression artérielle, la sécrétion de nombreuses hormones et bien d’autres. Le rythme circadien est généré intrinsèquement par notre horloge biologique interne, mais dépend aussi des signaux de l’environnement, dont le plus puissant est l’exposition à la lumière, pour son ajustement au cycle jour-nuit. Par ailleurs, des relations étroites existent entre les rythmes circadiens et diverses problématiques de santé physique et mentale. Les troubles du cycle veille-sommeil sont la conséquence la plus manifeste d’un problème de l’horloge biologique ou de l’entrainement de celle-ci avec son environnement. Cette thèse vise à décrire plusieurs des déterminants intrinsèques et environnementaux qui contribuent à l’étiologie des troubles du rythme circadien. Pour y parvenir, des techniques ambulatoires de mesures continues sur plusieurs jours ont été utilisées dans deux populations de jeunes adultes qui présentent une désynchronisation de l’horaire de sommeil par rapport au rythme jour-nuit environnemental. La première étude de cette thèse utilise l’enregistrement continu de l’exposition à la lumière pour illustrer la contribution de l’environnement lumineux au maintien d’un horaire de sommeil inadapté chez des jeunes adultes avec une plainte de sommeil trop tardif, une catégorie sous-clinique du trouble du sommeil en retard de phase. Ces travaux mettent en relief une possible contribution de l’environnement et des habitudes de vie à ces difficultés de sommeil. Plus précisément, les résultats présentés montrent que l’exposition à la lumière bleue tardivement dans la journée, ainsi qu’une diminution du contraste jour-nuit dans le profil quotidien d’exposition à la lumière sont associées à un délai dans l’horaire de sommeil. Dans cette population, l’exposition tardive à la lumière bleue semble liée à l’utilisation d’appareils électroniques en soirée. La deuxième étude porte sur des patients ayant survécu à un traumatisme craniocérébral modéré à grave et hospitalisés dans la phase aiguë de leur traumatisme. Les patients étudiés présentent une désorganisation du rythme veille-sommeil, qui s’apparente au trouble du rythme veille-sommeil irrégulier. Les analyses de mesures continues de l’activité sur plusieurs jours révèlent que des rythmes activité-repos plus courts que 24 heures sont présents après un traumatisme craniocérébral, et que ces rythmes ne semblent pas être une simple conséquence de l’environnement hospitalier. Ces rythmes, appelés « ultradiens », ont une période de 3 à 8 heures et il semble possible de les observer lorsque le rythme circadien d’activité-repos est sévèrement affaibli. Ces rythmes comportementaux pourraient soit refléter une conséquence du traumatisme, tel qu’une augmentation du besoin de sommeil, mais pourraient aussi représenter une composante plus fondamentale de l’organisation du rythme veille-sommeil, tel que la présence d’un rythme intrinsèque ultradien. Cette thèse contribue à la compréhension de l’étiologie des troubles du rythme circadien veille-sommeil en élargissant les facteurs contributifs au-delà d’une dysfonction des mécanismes physiologiques de l’horloge biologique circadienne. Une compréhension plus holistique des déterminants de ces troubles est essentielle au développement de traitements efficaces., From single-cell organisms to humans, biological rhythms are a ubiquitous feature of life on earth. The most well-known biological rhythm is the circadian rhythm with a duration of approximately 24h that reflects the night and day cycle on our planet. Circadian rhythms are essential for multiple biological functions, including sleep, body temperature, arterial pressure, hormone production, and so on. The endogenous circadian rhythm is generated by a central biological clock but also relies on external, environmental cues such as light to stay synchronized to the day-night cycle. Furthermore, strong links have been documented between circadian rhythms and multiple heath and mental health conditions. Circadian rhythm sleep-wake disorders are a consequence of a dysfunction of the biological clock or of its entrainment to the environment. This thesis aims to describe multiple intrinsic and exogenous factors that may contribute to the etiology of circadian rhythm disorders. To achieve this objective, ambulatory measurements on multiple days were used in two clinical populations of young adults suffering from a severe desynchronization of the sleep-wake cycle from the environmental cycle. The first study included in this thesis used continuous light measurements to describe the contribution of light exposure profiles in the maintenance of a delayed sleep schedule in young adults with a complaint of a late sleep schedule, a sub-clinical population of delayed sleep-wake phase disorder. These results highlight the role of the environment and daily habits in delayed sleep-wake phase disorder. More precisely, this study shows that blue light exposure in the later part of the day as well as a reduced amplitude of day-night contrast are associated with a delayed sleep schedule. In this population, light exposure to blue light could be linked to electronic media use in the evening. The second study focuses on patients hospitalized after a moderate or severe traumatic brain injury (TBI) during the acute phase. These patients present a severe disturbance of the sleep-wake cycle that is similar to the irregular sleep-wake rhythm disorder. Analyses of continuous actigraphy data revealed that sleep-wake cycles of shorter duration are present after a traumatic brain injury and that those rhythms don’t seem to be a simple consequence of being in a care unit of a hospital. These rhythms, referred to as ultradian, have a period of 3 to 8h, and they may be observed when the circadian rhythm is weak or absent. These behavioral rhythms could either be a consequence of the trauma, such as an increased need for sleep, or represent a more fundamental component of the organization of the sleep-wake rhythm, for example an intrinsic ultradian rhythm. This thesis contributes to the understanding of the etiology of circadian sleep-wake rhythm disorders by broadening our understanding of their antecedents beyond a mere dysfunction of physiological mechanisms of the circadian biological clock. A more holistic understanding of the determinants of these disorders is essential for the development of effective treatments., Thèse de doctorat présenté en vue de l'obtention du doctorat en psychologie - recherche intervention, option neuropsychologie clinique (Ph.D)

Le traumatisme craniocérébral (TCC) est la première cause d’invalidité chez les jeunes adultes qui entrent dans leurs années les plus productives, affectant significativement leur qualité de vie. Le TCC modéré à grave s’accompagne de dommages neuroanatomiques considérables et de conséquences neurologiques, cognitives, et sociales qui persistent à long terme, et notamment de troubles de l’éveil et du sommeil qui sont parmi les séquelles les plus communes, invalidantes et persistantes. Conséquemment, l’objectif global de cette thèse était d’investiguer comment le TCC modéré à grave affecte le sommeil subséquent pendant l’hospitalisation aigüe et à long terme, et d’évaluer comment ce sommeil subséquent affecte la récupération à la suite du TCC. Pour ce faire, nous avons usé de méthodes quantitatives, incluant la polysomnographie, afin de mesurer précisément le sommeil du stade aigu au stade chronique à la suite du TCC, ainsi que dans différents groupes contrôles hospitalisés ou non. De plus, ces mesures ont été combinées à des méthodes de neuroimagerie, notamment l’imagerie par tenseur de diffusion, ainsi qu’à diverses mesures cliniques et neuropsychologiques. Aux chapitres un et deux, un survol de la littérature pertinente à cette thèse sera d’abord présenté, abordant des concepts ayant trait au sommeil et au TCC. Les questions qui demeurent dans la littérature ainsi que les objectifs spécifiques de cette thèse seront également abordés en détail. Au chapitre trois, le sommeil au stade aigu du TCC et son association avec la fonction cognitive seront abordés au travers d’un article empirique. Puisque le TCC représente une perturbation importante pour le cerveau, spécialement au stade aigu, et que la majorité des patients ayant subi un TCC développeront des déficits cognitifs persistants, ce chapitre vise à caractériser objectivement le sommeil des patients ayant subi un TCC modéré à grave pendant leur hospitalisation aigüe, et à évaluer comment ce sommeil est associé à la cognition des années plus tard. Dans ce chapitre, nous avons d’abord démontré grâce à la polysomnographie que le TCC causait des altérations importantes du sommeil pendant l’hospitalisation aigüe, qui étaient caractérisées par un sommeil plus fragmenté et une plus grande quantité de sommeil lent profond. Nous avons ensuite démontré que ces altérations étaient associées avec la cognition des années plus tard, en accord avec le rôle attendu du sommeil dans la récupération neurologique à la suite du TCC. Ce chapitre suggère non seulement que le TCC soit directement impliqué dans l’altération du sommeil suivant la blessure, mais aussi que le sommeil subséquent puisse être un marqueur précoce ou un promoteur de la récupération cognitive à long terme, soulignant l’importance de monitorer le sommeil à la suite du TCC. Aux chapitres quatre et cinq, le sommeil au stade chronique du TCC et son association avec les dommages neuroanatomiques seront abordés au travers de deux articles empiriques. Puisque qu’il est difficile d’expliquer les plaintes chroniques de mauvaise qualité de sommeil et d’éveil par l’architecture du sommeil des patients ayant subi un TCC, et que la microarchitecture du sommeil, qui dépend fortement des réseaux étendus de matière blanche, n’a que très peu été étudiée, ces chapitres visent à caractériser la microarchitecture du sommeil des patients ayant subi un TCC modéré à grave au stade chronique, et d’investiguer comment cette microarchitecture est associée à la détérioration attendue de la matière blanche. Dans ces chapitres, nous avons démontré que les fuseaux de sommeil et les oscillations lentes n’étaient que très peu altérés au stade chronique du TCC, soulignant leur surprenante résilience, et que contrairement à nos hypothèses, ceux-ci ne sont probablement pas directement impliqués dans les troubles de sommeil et de l’éveil persistants rapportés à la suite du TCC. D’un autre côté, nous avons également démontré que la synchronisation des oscillations lentes était fortement associée à la détérioration massive de matière blanche présente chez ces patients, supportant l’hypothèse qu’il existe une forte pression homéostatique de sommeil et un besoin de sommeil augmenté qui persistent au stade chronique. Cette thèse a contribué à élucider comment le TCC affecte le sommeil à court et à long terme suivant la blessure, ainsi que l’effet du sommeil pendant l’hospitalisation aigüe sur l’évolution cognitive qui s’ensuit à long-terme., Traumatic brain injuries are the first cause of disability among young adults. This is notable considering they are entering their most productive years, significantly altering their quality of life. Moderate to severe TBI are accompanied by considerable neuroanatomical damage and neurological, cognitive, and social consequences that can persist over several years, and notably sleep-wake disturbances which are among the most common, debilitating, and persistent sequelae. Thus, the global objective of this thesis was to investigate how moderate to severe TBI affects sleep during acute hospitalization and in the long-term, and to evaluate how post-injury sleep affects recovery following TBI. To achieve this goal, we used quantitative methods, including polysomnography, to precisely measure sleep in the acute and chronic stages of TBI, and in both hospitalized and not hospitalized control groups. In addition, these measures were combined to neuroimaging methods, notably diffusion tensor imaging, and to various clinical and neuropsychological measures. In chapters one and two, an overview of the relevant literature will first be presented, touching on concepts related to sleep and TBI. Current gaps in the literature and the thesis objectives will also be detailed. In chapter three, sleep in the acute stage of TBI and its association with cognitive function will be addressed. Because TBI represents a major disruption to the brain, especially in the acute stage, and because most patients with TBI exhibit persistent cognitive deficits, this chapter aims to objectively characterize sleep during acute hospitalization following moderate to severe TBI, and to explore how sleep is associated with cognition years later. In this chapter, we first showed with polysomnography that TBI caused significant disruptions of sleep during acute hospitalization, which were characterized by a more fragmented sleep and more slow-wave sleep. We then showed that these alterations were associated with cognition years later, in line with the expected role of sleep in neurological recovery. This chapter suggests that the TBI itself is directly involved in sleep disruption following the injury, and that subsequent sleep may be an early marker or a promoter of long-term cognitive recovery, highlighting the importance of monitoring sleep following TBI. In chapters four and five, sleep in the chronic stage of TBI and its association with neuroanatomical damage is addressed. Because chronic sleep-wake complaints are not accounted for by sleep architecture following TBI, and that sleep microarchitecture, which relies on a structural backbone of white matter networks, has rarely been studied, these chapters aim to characterize sleep microarchitecture in the chronic stage following moderate to severe TBI, and to investigate how this microarchitecture is associated with the expected white matter deterioration. In these chapters, we showed that sleep spindles and slow waves were only minimally altered in the chronic stage following TBI, highlighting their surprising resilience to injury, and that contrary to our hypotheses, these sleep oscillations are probably not directly involved in the persistent sleep-wake disturbances reported following TBI. On the other hand, we also showed that slow wave synchrony was strongly associated with the massive white matter deterioration observed in these patients, supporting the hypothesis of elevated homeostatic sleep pressure and heightened need for sleep persisting in the chronic stage. This thesis contributed to elucidating how TBI affects short and long-term sleep following injury, as well as the effect of sleep during acute hospitalization on long-term cognitive outcomes.

Le traumatisme crânio-cérébral léger (TCCL) est reconnu comme un sérieux problème de santé publique et a fait l’objet de nombreuses études scientifiques étant donné sa prévalence élevée. Les enfants d’âge préscolaire, définis ci-après comme les enfants âgés de cinq ans et moins, constituent un groupe hautement à risque de subir une telle blessure, mais demeurent pourtant sous représentés dans la littérature. Or, une blessure à un si jeune âge peut être particulièrement redoutable en raison de la vulnérabilité du cerveau immature et du mince registre d’acquis. La présente thèse a pour objectif d’accroître les connaissances scientifiques sur les conséquences du TCCL chez l’enfant d’âge préscolaire. Plus spécifiquement, elle vise à évaluer l’impact d’une telle blessure sur le sommeil et le fonctionnement exécutif. La thèse est composée de deux articles empiriques. L’objectif du premier article était d’évaluer le sommeil de l’enfant d’âge préscolaire six mois après un TCCL, et d'identifier les facteurs contribuant au sommeil post-TCCL. L'échantillon comprenait 225 enfants âgés entre 18 et 60 mois, répartis en trois groupes : enfants ayant subi un TCCL (n = 85), enfants ayant subi une blessure orthopédique (n = 58) et enfants au développement typique (n = 82). Six mois après la blessure, les parents ont complété l’échelle des problèmes de sommeil du Child Behavior Checklist, et un sous-groupe d’enfants a porté un actigraphe pendant cinq jours. Les résultats n’indiquent aucune différence entre les trois groupes d’enfants ni au questionnaire complété par les parents, ni aux paramètres de sommeil mesurés par l’actigraphe, soit la durée et l’efficacité du sommeil nocturne. Toutefois, la présence de difficultés de sommeil pré-morbides et une blessure caractérisée par une altération de la conscience nuisent au sommeil mesuré six mois post-TCCL. Le deuxième article visait à évaluer le fonctionnement exécutif six mois après un TCCL, et le rôle du sommeil dans le fonctionnement exécutif post-TCCL auprès de la même cohorte d’enfants. Les enfants ayant subi un TCCL (n = 84) et les enfants au développement typique (n = 83) ont été inclus dans les analyses. Les résultats n’indiquent aucune différence de groupe aux épreuves d’inhibition et de flexibilité cognitive administrées six mois après la blessure. Par ailleurs, les enfants ayant subi un TCCL qui présentent plus de problèmes de sommeil ou un sommeil nocturne de plus courte durée ont des performances inférieures aux tâches exécutives comparativement aux enfants au développement typique. Les résultats de cette thèse permettent une meilleure compréhension du sommeil après un TCCL en bas âge et des facteurs y contribuant. De plus, la thèse démontre l’importance de surveiller le sommeil post-TCCL étant donné que des perturbations de sommeil peuvent avoir des répercussions sur le fonctionnement de l’enfant, notamment sur ses habiletés exécutives., Mild traumatic brain injury (mTBI) is a highly prevalent and serious public health concern. Epidemiological data indicate that preschoolers (i.e., children under 5 years of age) are at especially high risk of sustaining TBI, yet few studies targeted this age group. This is of concern given that the brain is still immature in the early years of life, and children are at the beginning of their development, with few consolidated skills. The overall objective of this thesis is to expand our understanding of the impact of preschool mTBI, specifically on sleep and executive functioning. The thesis includes two empirical articles. The first article aimed to investigate sleep and its predictors in preschoolers with mTBI. The sample included 225 children, aged 18 to 60 months, divided into three groups: children with mTBI (n = 85), children with orthopedic injury (n = 58) and typically developing children (n = 82). Six months post-injury, parents were asked to fill out the Sleep scale from the Child Behavior Checklist, and children wore an actigraph for five days. No group differences were found in parental ratings of sleep problems or for nighttime sleep duration and sleep efficiency, as measured by actigraphy. However, preexisting sleep disturbances and brain injury resulting in alteration of consciousness were identified as predictors of poorer sleep six months post-injury in the mTBI group. The aim of the second article was to investigate executive functions six months post-injury in the same cohort of preschoolers, and to determine the role of sleep in the links between mTBI and executive functioning. Children with mTBI (n = 84) and typically developing children (n = 83) were included in the analyses. There were no significant group differences on measures of inhibition and cognitive flexibility six months post-injury. However, relative to controls, children with mTBI and shorter nighttime sleep duration or increased sleep problems exhibited poorer executive functions. This thesis allows a better understanding of the factors associated with sleep disturbance after preschool mTBI. In addition, the results highlight the importance of documenting sleep in preschoolers with mTBI, as sleep difficulties place children at risk for later executive dysfunction, which may subsequently impact other spheres of functioning.

Introduction : La surveillance analgésique est essentielle pour préserver le confort des patients sédationnés non-communicants après un traumatisme craniocérébral (TCC). Bien que le réflexe de dilatation pupillaire (RDP) et les comportements puissent être utilisés pour évaluer l'analgésie, ils nécessitent l'application de stimulus nociceptifs. Récemment, le réflexe photomoteur (RPM) élicité via un flash lumineux non douloureux s’est montré utile pour prédire l’état analgésique des patients sans TCC. Nous avons examiné si le RPM peut prédire l’état analgésique et la réponse comportementale des patients TCC non-communicants. Méthode : Quinze patients TCC ventilés mécaniquement (11 hommes; 54±20 ans) ont été évalués avec un vidéo-pupillomètre et une échelle comportementale (BPS) dans les 72 heures suivant l’admission aux soins intensifs. À chaque évaluation, le diamètre pupillaire au repos et le RPM ont été enregistrés, suivis immédiatement du RDP et des comportements pendant un stimulus nociceptif calibré. Les concentrations sanguines d’analgésiques/sédatifs ont été mesurées. Résultats : 103 évaluations ont été réalisées. Lorsque les réflexes pupillaires ont été élicités, le diamètre pupillaire a varié de -19 % en moyenne pour le RPM et de +10 % en moyenne pour le RDP. Les variations du RPM et du RDP étaient plus prononcées chez les participants qui présentaient un score BPS > 3 (un signe reconnu de sous-analgésie) par rapport à ceux avec un score BPS = 3. Les analyses de régression multiple montrent un chevauchement significatif entre les fluctuations des réflexes pupillaires et la concentration sanguine de fentanyl, mais pas celle du propofol. Conclusion : Le RPM pourrait être utile pour évaluer les besoins analgésiques avant une procédure nociceptive chez les patients TCC sédationnés non-communicants., Background: Analgesia monitoring is essential to preserve comfort in critically ill sedated patients with traumatic brain injury (TBI). While pupil dilation (PD) and pain behaviors can be used to assess analgesia, these indicators require application of noxious stimulations. Recently, the pupillary light reflex (PLR) has emerged as a non-noxious parameter that may be used to predict analgesia requirements in non-brain-injured patients. Here, we investigated whether PLR can be used for the purpose of analgesia monitoring in critically ill sedated TBI patients. Methods: Fifteen mechanically ventilated TBI patients (11 men; 54±20 years) under perfusions of analgesia and sedation were assessed at predefined time within 72 hours of intensive care unit admission. Data collection was performed using video-pupillometry and the Behavioral Pain Scale (BPS). At each assessment, pupil size and PLR at rest were recorded followed immediately by the documentation of PD and pain behaviors elicited by a calibrated noxious stimulation. Blood concentrations of analgesics/sedatives were monitored. Results: 103 assessments were completed. PLR resulted in an average decrease of -19% in pupil diameter and PD resulted in average increase of +10%. Variations in PLR and PD were more pronounced in participants who showed a BPS score > 3 (a recognized sign of sub analgesia) compared to those with no behavioral reaction. Multiple regression analyzes showed a significant overlap between fluctuations in pupillary reflexes and blood levels of fentanyl, not propofol. Conclusions: PLR may be useful to assess analgesia requirements before a nociceptive procedure in critically ill sedated patients with TBI.

Introduction : Au Canada, 100 000 personnes sont victimes d'un traumatisme craniocérébral (TCC) annuellement. Les 16-24 ans présentent l’un des taux d’incidence les plus élevés, ce qui signifie qu’une grande partie des victimes et ces personnes vivront en moyenne 50 ans avec les séquelles physiques et cognitives du TCC. De plus, 10% des personnes qui ont subi un traumatisme crânien souffriront des séquelles d’un TCC grave leur causant d’importantes difficultés de fonctionnement, particulièrement au niveau des activités plus complexes de la vie quotidienne, comme la préparation de repas. Les technologies d’assistance à la cognition (TAC) ont démontré leur pertinence pour faciliter le fonctionnement dans leurs habitudes de vie des personnes vivant avec les séquelles d’un TCC. Toutefois, aucune TAC spécifique à la préparation de repas et à cette clientèle n’est actuellement disponible. Méthodologie : La présente thèse présente le volet clinique de la conception d’une technologie d’assistance à la préparation des repas, conception réalisée dans le cadre d’un projet interdisciplinaire joignant les sciences de la réadaptation et de l’informatique. Cette technologie d’assistance nommée COOK (Cognitive Orthosis for coOKing) a été développée avec et pour des personnes qui ont subi un TCC grave vivant en résidence spécialisée. Une approche de conception centrée sur l’utilisateur a d’ailleurs été retenue et organise le projet en trois grandes étapes : 1- l’analyse des besoins 2- le design de la TAC et 3- l’évaluation de ses effets. Une analyse des besoins a d’abord été réalisée auprès des futurs utilisateurs ainsi qu’auprès des acteurs clés afin de dresser le profil des futurs utilisateurs, d’identifier les interventions pertinentes pour optimiser leur fonctionnement et pour ensuite traduire ces interventions en exigences cliniques pour faciliter le design. La phase de design a permis de développer une technologie basée sur les données probantes en réadaptation cognitive et répondant aux besoins spécifiques des futurs utilisateurs. Ces derniers ont d’ailleurs collaboré avec l’équipe tout au long de cette phase. COOK a ensuite été implanté chez les trois participants afin d’évaluer les effets de son utilisation à court et long terme (1, 3 et 6 mois post-implantation) et d’améliorer son utilisabilité. Résultats : Grâce à l’analyse des besoins, trois profils de futurs utilisateurs ont été dressés et les meilleures pratiques en réadaptation cognitive pour répondre à leurs besoins spécifiques ont été identifiées, facilitant ainsi la conception interdisciplinaire de COOK. Avec l’aide de COOK et d’interventions cliniques complémentaires, les trois participants ont tous repris la préparation des repas de façon sécuritaire. De plus, COOK a démontré une efficacité intéressante et les participants étaient satisfaits de la technologie, sauf auprès d’un participant qui ne voyait pas l’utilité pour lui. Conclusion : Cette technologie semble donc prometteuse pour la réadaptation et le maintien à domicile de clientèles présentant des incapacités cognitives. D’autres travaux seront nécessaires afin d’adapter cette technologie à d’autres clientèles et différents milieux de vie., Introduction: In Canada, 100,000 people suffer from traumatic brain injury (TBI) each year. The incidence is highest in individuals between 16-24 years of age, which means that people living with TBI will live an average of 50 years with the physical and cognitive sequelae. Of these individuals, 5% will have sustained a severe TBI, which will cause significant difficulties in their functioning, particularly in complex daily activities such as meal preparation. Assistive Technology for Cognition (ATC) has been shown to have high potential to facilitate the functioning of people with TBI. However, no ATC for meal preparation is currently available or suitable for this clientele. Methodology: As part of an interdisciplinary project, combining the disciplines of rehabilitation and computer sciences, COOK (Cognitive Orthosis for coOKing), an assistive technology to support meal preparation, was designed with and for people with severe TBI. This thesis presents the clinical aspect of the conception. For the design phase, a user-centered design methodology was chosen and organized into 3 main steps: 1- ATC needs analysis 2-design, and 3- evaluation of usability. As a result, a needs analysis was first conducted with future users and key stakeholders (3 future users, their relatives, the staff of the living environment and their healthcare professionals, and key external stakeholders). The design addressed the needs of residents with evidence-based practice guidelines in the cognitive rehabilitation field and these were translated into technological features. Future users were constantly consulted throughout the design process. Next, COOK was implemented with 3 future users in order to evaluate and improve its usability (1-, 3- and 6-months post-implementation). In addition, COOK demonstrated interesting efficiency and participants were satisfied with the technology, except for one participant who did not see how COOK could be of use for him. Results: The 3 participants with severe TBI have all resumed safe meal preparation with COOK. This technology has high potential for rehabilitation and home care for clients with cognitive impairments. Further work will be necessary to adapt this technology to other clienteles and different living environments.

Il existe plusieurs causes de déclin cognitif pathologique chez la personne âgée. La plus répandue est la démence de type Alzheimer (DTA). Les traumatismes craniocérébraux (TCC), notamment ceux subis en âge avancé, seraient eux aussi une cause de déclin cognitif chez l’individu âgé. Malgré l’augmentation de la littérature portant sur le TCC au cours du vieillissement et la DTA, bien peu d’études s’entendent sur le risque de développer la DTA suite à un TCC, de même que sur les facteurs associés. Encore moins d’études se sont penchées sur l’identification des profils neuropsychologiques typiques de ces deux conditions neurologiques afin de mieux les départager et ainsi faciliter le diagnostic différentiel, notamment à la suite d’un TCC. Les cliniciens sont en effet de plus en plus amenés à se positionner sur le pronostic et le devenir des patients TCC sans nécessairement toujours avoir accès à leur historique médical ou à leurs vulnérabilités pré- accidentelles. De fait, bon nombre de personnes âgées en perte d’autonomie et qui subissent un TCC n’ont pas été préalablement dépistées pour un trouble neurodégénératif, et l’accident de même que l’hospitalisation sont ainsi les facteurs déclencheurs d’une investigation plus poussée. Afin de répondre, d’une part, à la question du risque de développer la DTA suite à un TCC en âge avancé et d’autre part, d’outiller les cliniciens à poser un diagnostic différentiel, notamment en identifiant la présence potentielle d’une DTA prémorbide à un TCC, la présente thèse vise à identifier les caractéristiques liées au TCC qui sont associées au risque de développer une démence de type Alzheimer, et à comparer les profils neuropsychologiques des patients TCC âgés des patients DTA et des individus sains. La thèse est composée d’une revue systématique et d’un article empirique. Le premier article avait pour objectif d’identifier les caractéristiques liées au TCC qui sont associées au risque de développer une démence de type Alzheimer. Une revue systématique regroupant un total de dix- huit études a été effectuée afin d’identifier si la sévérité du TCC et la présence d’une perte de conscience et d’une amnésie post-traumatique (APT) étaient susceptibles de prédire le risque de développer la DTA. Aucune tendance significative n’est ressortie de cette analyse, ni la sévérité, ni la présence d’une perte de conscience, ni l’APT et ni le résultat à l’ÉCG ont été identifiés comme facteurs pronostics importants. La discussion de cette revue systématique soulève principalement les différences sur les plans de la méthodologie des études incluses dans la revue et des obstacles liés à la comparaison de ces dernières et propose des recommandations pour les futures études sur le sujet. Le deuxième article avait pour but de caractériser les profils neuropsychologiques des individus âgés souffrant d’un TCC léger (TCCL) (N= 24) des individus souffrant de la DTA en stade léger (N= 29) et des individus âgés sains (N= 24). Pour les deux groupes neurologiques, des variables influençant les performances neuropsychologiques ont également été explorées. La mémoire verbale, la mémoire visuelle, l’accès lexical, les fonctions exécutives, la mémoire de travail, la vitesse de traitement de l’information, les symptômes anxieux et les symptômes dépressifs ont été évalués. L'âge et le niveau de scolarisation, la sévérité du TCCL (c.-à.-d. mesurée en fonction du résultat sur l’Échelle de Coma de Glasgow (ÉCG)), le nombre de jours suivant le TCCL (mesure du temps de récupération) et le site de la lésion cérébrale traumatique ont aussi été explorés comme potentiels prédicteurs des performances neuropsychologiques chez les individus TCCL et les individus atteints de DTA (c.-à.-d. l'âge et le niveau de scolarisation ont été explorés pour ce groupe). Tel qu’attendu, les résultats démontrent des profils neuropsychologiques distincts entre les patients TCCL âgés, les patients DTA et ceux présentant un vieillissement normal. Les troubles mnésiques se sont avérés plus importants chez le groupe DTA que chez les deux autres groupes alors que les symptômes d’anxiété et de dépression se sont avérés plus élevés chez le groupe TCCL que chez les deux autres groupes. En outre, pour le groupe TCCL, seul le niveau d’éducation et le temps de récupération se sont révélés comme étant des facteurs contribuant de manière significative à certaines fonctions cognitives alors qu’aucune variable n’a été associée aux fonctions cognitives chez le groupe DTA. En somme, ces résultats sont d’une grande importance sur le plan clinique considérant l’augmentation de la population âgée à prévoir lors des prochaines années qui amènera les cliniciens à devoir se positionner sur le devenir des patients présentant un déclin cognitif, de même que sur les plans d’intervention à privilégier chez ces clientèles neurologiques., There are many causes of cognitive decline in older adults. The most prevalent is Alzheimer’s disease (AD). Another common cause of cognitive decline in older adults is traumatic brain injury (TBI). Advanced age and cognitive decline in the elderly are also risk factors for falls. Thus, among some elderly individuals, AD and TBI may be comorbid conditions. It seems that TBI increases the risk of AD, but this link is still poorly understood in the literature. Despite the increase prevalence of TBI and AD in recent years, very few studies agree on the effect of TBI on the risk of developing AD and the associated risk factors. Also, few studies have looked at the neuropsychological profiles associated with those two neurological conditions in order to aid in differential diagnosis. This thesis aims to identify the characteristics linked to TBI which are associated with the risk of developing Alzheimer's type dementia, to characterize the neuropsychological profile of elderly TBI patients, AD patients and healthy individuals, as well as to identify the factors influencing the cognitive functions. The thesis includes one systematic review and one empirical study. The first investigates if certain traumatic brain injury (TBI)-related variables can predict the risk of developing post-TBI Alzheimer’s disease (AD) in adults. A total of 18 studies were included in the review. Specific TBI-related variables, such as TBI severity, loss of consciousness (LOC) and post-traumatic amnesia (PTA) were documented as possible predictors of AD. Failure to establish such a link may be related to methodological differences within and across studies. The aim of the second article was to assess the differences in neuropsychological profiles of older adults with mild traumatic brain injuries (mTBI) and with Alzheimer’s disease (AD). The sample included older adults with mTBI (n = 24), older adults with AD (n = 29), and healthy older adults (n = 24). A battery of cognitive tests and standardized questionnaires were administered to all participants in a standardized fashion during a neuropsychological evaluation. Demographic and injury factors were examined as potential predictors of cognitive outcomes. Results revealed group differences across all cognitive functions. Also, the number of years of education and the number of days since the accident were associated with some cognitive functions for the TBI group. However, no variable was associated with cognitive functioning in the AD group. Although this thesis does not clearly identify the factors related to TBI that would increase the risk of developing AD, it demonstrates that a TBI in old age can impair cognitive functioning. The neuropsychological profiles of elderly patients with mTBI differ significantly from that of AD patients and normal aging. This thesis also highlights that the recovery time as well as the level of education seem to be protective factors following mTBI for some cognitive functions. These results are of great importance considering that the population of seniors will increase considerably over the next decades and will lead clinicians to have to take a position on the diagnosis and the future of patients.

Le traumatisme craniocérébral (TCC) modéré à sévère constitue une cause majeure d’invalidité chez les jeunes adultes. Il entraine des séquelles physiologiques, comportementales, cognitives et affectives qui entravent le devenir fonctionnel et psychosocial des survivants. Les perturbations de la qualité du sommeil et de l’éveil figurent parmi les plaintes les plus fréquentes et persistantes à la suite d’un TCC modéré à sévère, mais on ignore si celles-ci sont associées à une atteinte de l’intégrité du sommeil. Cette question est primordiale puisque le sommeil est central pour maintenir les capacités d’éveil et un fonctionnement cognitif optimal, ce qui est d’autant plus essentiel lorsque le cerveau est lésé. Cette thèse vise ainsi à caractériser la nature et les corrélats des perturbations du sommeil et de l’éveil durant la phase chronique d’un TCC modéré à sévère. L’association entre les capacités d’apprentissage post-TCC et l’activité à ondes lentes, une caractéristique du sommeil lent connue pour jouer un rôle dans la plasticité synaptique et la mémoire, est également explorée. Pour ce faire, des mesures objectives (actigraphie, polysomnographie) et subjectives (agenda de sommeil et questionnaires) de sommeil-éveil ont été conduites chez des survivants d’un TCC modéré à sévère et des sujets contrôles en bonne santé. La sévérité du trauma, la présence de comorbidités (anxiété, dépression, douleur) et la prise de médicaments psychotropes ont aussi été documentées. La première étude a montré que comparativement aux contrôles, les personnes ayant subi un TCC modéré à sévère rapportent un niveau significativement plus élevé de difficultés d’endormissement, de mauvaise qualité de sommeil, de somnolence diurne et de fatigue. L’actigraphie enregistrée sur une semaine à domicile n’a en revanche pas montrée de perturbations de la qualité du sommeil nocturne. Au contraire, la durée de sommeil sur une période de 24h était significativement supérieure chez les participants TCC par rapport aux contrôles, et cela particulièrement dans un sous-groupe de participants TCC sous médication psychotrope et qui ont subi un trauma global plus sévère. La présence de comorbidités était par ailleurs associée aux plaintes de sommeil-éveil dans le groupe TCC. Dans la deuxième étude, l’architecture du sommeil telle que mesurée par la polysomnographie a été évaluée. Là encore, les résultats indiquent que malgré des plaintes significatives de sommeil-éveil chez le groupe TCC, la macro- et microarchitecture du sommeil étaient similaires chez ces derniers comparativement au groupe contrôle. Toutefois, une association a été montrée entre la qualité du sommeil et la cognition post-TCC, de sorte que plus i l’activité à ondes lentes est élevée au cours du sommeil lent, meilleures sont les performances d’apprentissage et de mémoire épisodique du lendemain. Cette association était plus forte à la suite de la survenue d’un TCC plus sévère par rapport à un TCC moins sévère, suggérant une plus forte dépendance des survivants ayant subi un TCC sévère à l’activité à ondes lentes au cours du sommeil pour apprendre de nouvelles informations. Cette thèse apporte de nouvelles évidences que le cerveau lésé à la suite d’un TCC modéré à sévère semble capable de produire une architecture de sommeil comparable à celle de sujets contrôles en santé. Les plaintes de sommeil-éveil persistantes à la suite d’un TCC modéré à sévère apparaissent influencées par d’autres facteurs, notamment la survenue d’un trauma plus complexe nécessitant une prise en charge pharmacologique, ainsi que des facteurs environnementaux et comorbides. En outre, cette thèse supporte le besoin d’explorer davantage le rôle du sommeil dans les capacités cognitives post-TCC., Moderate to severe traumatic brain injury (TBI) is a major cause of disability in young adults. It causes physiological, behavioral, cognitive and emotional sequelae that hinder functional and psychosocial outcomes. Disturbances in sleep quality and wakefulness are among the most common and persistent complaints in moderate to severe TBI survivors. However it is unclear if these complaints are associated with impaired sleep integrity. This question is crucial as sleep is central in wakefulness-promoting and optimal cognitive functioning, which is particularly essential when the brain is injured. This thesis aims to characterize the nature and correlates of sleep and wakefulness disturbances during the chronic phase of moderate to severe TBI. The association between post-TBI learning capacity and slow-wave activity, a sleep characteristic known to play a role in synaptic plasticity and memory, is also explored. To do this, objective (actigraphy, polysomnography) and subjective (sleep diary and questionnaires) sleep-wake measures were used in moderate to severe TBI survivors and healthy control subjects. The severity of the trauma, the presence of comorbidities (anxiety, depression, pain) and the use of psychotropic medications have also been documented. The first study showed that compared to controls, people with moderate to severe TBI reported significantly lower sleep quality, and higher levels of daytime sleepiness and fatigue. Yet, a seven-day actigraphy recording did not show any disturbances in the nighttime sleep efficiency. Rather, sleep duration over a 24h period was significantly increased in participants with TBI compared to controls, particularly in a subgroup of TBI who used psychotropic medications and suffered a more severe overall trauma. The presence of comorbidities was also associated with sleep-wake complaints in TBI group. In the second study, the sleep architecture as measured by polysomnography was evaluated. Again, the results indicated that despite significant sleep-wake complaints in TBI group, the macro- and micro-architecture of sleep measured in the TBI group were similar to those in the control group. However, an association between sleep quality and post-TBI cognition was shown, as higher slow-wave-activity sleep was associated with better memory performance the day after. This association was stronger following more severe TBI compared to milder TBI, suggesting that adults who sustained more severe TBI are more dependent on sleep slow-wave-activity for next- day memory function. iii This thesis brings new evidence that the injured brain following moderate to severe TBI appears to be able to produce sleep architecture comparable to healthy control subjects. Persistent sleep- wake complaints following moderate-to-severe TBI appear to be influenced by other factors, including the occurrence of more complex trauma requiring pharmacological management, as well as environmental and comorbid factors. In addition, this thesis supports the need to further explore the role of sleep in post-TBI cognitive abilities.

The incidence of traumatic brain injury in Brittany is one of the highest in France. Throughout his care pathway, the patient benefits from physical conditioning, however, no recommendation is given to the physiotherapist. The aim of this study is to identify the interests and modalities for carrying-out physical conditioning for patient who have suffered from traumatic brain injury in Brittany. Method : a qualitative study has been carried out through semi-structured interviews with physiotherapists of rehabilitation center or who had an independent practice. Results : the results indicated that modalities of physical conditioning depended on patient’s motor skills. Activities on ergometers was the most used, their implementation methods were varied and no specific protocol for patients who suffered from traumatic brain injury was used. Ecological activities, muscle strengthening and circuit training were also identified. In independent practice, professionals and modalities were not exactly similar. The main interests identified by professionals were the improvement of physical fitness, well-being and socio-professional integration. Discussion : all the professionals interviewed felt that there is a lack of recommendations in order to propose the most appropriate exercise for the patient who suffered from traumatic brain injury. This study reveals that many beneficial effects are observed by the professionnals but they need for more recommendations in order to propose the most effective treatment. This study opens the way for future researches which could propose a protocol adapted to the characteristics of this population.; L’incidence du traumatisme crânien en Bretagne est l’une des plus importantes de France. Tout au long de son parcours de soins, le patient bénéficie de ré-entraînement à l’effort, cependant aucune recommandation n’est établie sur ce sujet. L’objectif de ce travail est d’identifier les intérêts et les modalités de la mise en œuvre du ré-entraînement à l’effort pour les patients traumatisés crâniens bretons. Méthode : une étude qualitative a été réalisée par des entretiens semi-directifs auprès de masseurs-kinésithérapeutes exerçant en centres de rééducation bretons et en libéral. Résultats : les résultats ont montré que la mise en œuvre du ré-entraînement à l’effort dépend principalement des capacités motrices du patient. Les activités sur ergomètre sont les plus utilisées, leurs modalités de mise en œuvre sont variées et aucun protocole spécifique au patient traumatisé crânien n’est utilisé. Les activités fonctionnelles, le renforcement musculaire et le circuit training font également partie du ré-entraînement à l’effort. En libéral, les acteurs du ré-entraînement et les modalités de mise en œuvre peuvent différer. Les principaux intérêts identifiés par les professionnels sont l’amélioration de la condition physique, du bien-être et de la réintégration socio-professionnelle du patient. Discussion : Les résultats montrent que des effets bénéfiques sont observés, néanmoins tous les professionnels interrogés ressentent le besoin de recommandations afin de proposer le traitement le plus efficace. De futures recherches permettraient de définir un protocole spécifique à cette population.

Le traumatisme crânio-cérébral (TCC) pédiatrique représente l'une des causes principales de handicap chez les enfants à travers le monde. Parmi la gamme de conséquences documentées suite au TCC pédiatrique, les problèmes de comportement seraient très répandus et toucheraient particulièrement les enfants blessés à un jeune âge. En effet, le cerveau en plein développement pourrait s'avérer hautement vulnérable aux effets d'une atteinte cérébrale. Cependant, en ce qui concerne les formes plus légères de TCC (TCC léger; TCCL ou " commotion cérébrale "), les évidences restent mitigées. Alors que certaines études montrent peu, voire aucune manifestation comportementale du TCCL chez le jeune enfant, d'autres études révèlent des difficultés plus significatives et persistantes. L'objectif principal de la présente thèse était de caractériser les conséquences comportementales du TCCL chez l'enfant d'âge préscolaire (≤ 5 ans). La thèse est composée de trois articles empiriques. L'objectif du premier article était d'investiguer la présence de comportements internalisés et externalisés chez l'enfant six mois post-TCCL. Un deuxième objectif était d'identifier les caractéristiques préexistantes de l'enfant et de sa famille, ainsi que les variables liées à la blessure, susceptibles de prédire la présence de difficultés comportementales post-TCCL. L'échantillon comprenait 229 enfants âgés entre 18 et 60 mois, répartis en trois groupes : enfants ayant subi un TCCL (n = 86), enfants avec une blessure orthopédique (n = 62) et enfants contrôles en bonne santé (n = 81). Les résultats révèlent que les enfants d'âge préscolaire ayant subi un TCCL présentent davantage de comportements internalisés et externalisés que leurs pairs six mois après l'accident. En outre, la présence de difficultés comportementales pré-morbides, de même qu'un niveau plus élevé de détresse maternelle, prédisent davantage de difficultés comportementales six mois post-TCCL. Le deuxième article visait à caractériser les changements longitudinaux de ces comportements internalisés et externalisés observés à six mois post-TCCL. Les résultats indiquent que les difficultés comportementales observées à six mois post-TCCL persistent jusqu'à 30 mois après la blessure. Bien qu'à l'échelle du groupe, les résultats demeurent dans les limites des normes attendues pour l'âge, il existe un sous-groupe d'enfants ayant subi un TCCL qui présente des difficultés qui sont cliniquement significatives et qui persistent au long cours. Le troisième article visait à explorer l'association entre la présence d'un polymorphisme commun du gène BDNF (Val66Met), impliqué dans les mécanismes de plasticité cérébrale, et la présence de comportements internalisés et externalisés post-TCCL, au sein de cette même cohorte d'enfants d'âge préscolaire. Les résultats indiquent un effet protecteur du polymorphisme Val66Met sur les comportements internalisés observés six mois après l'accident, spécifique au groupe d'enfants ayant subi un TCCL. Les résultats issus de cette thèse permettent de mieux comprendre les conséquences comportementales du TCCL préscolaire, la trajectoire longitudinale des manifestations comportementales et la contribution de certains facteurs propres à l'enfant et à son environnement familial. Ultimement, cette thèse pourrait contribuer à préciser les orientations ministérielles concernant la prise en charge clinique du TCCL chez le jeune enfant et à mieux outiller les cliniciens œuvrant auprès de cette population vulnérable., Pediatric traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of long-term disability in children and adolescents worldwide. Amongst the wide array of consequences known to occur after pediatric TBI, behavioral impairments are among the most widespread and may particularly affect children who sustain injury early in the course of development (i.e., before the age of 6 years). Indeed, recent evidence suggest that the developing brain could be highly vulnerable to injury due to neurobiological and developmental particularities. When it comes to pediatric mild TBI (mTBI or "concussion"), which represents the vast majority of TBI cases in children, there is mixed evidence regarding the extent and chronicity of behavioral consequences. While some studies show little or no evidence of behavioral changes after mTBI sustained in the early years of life, others document persistent behavioral consequences. There is a paucity of studies focusing on early TBI, which likely contributes to the heterogeneity of findings. The overarching aim of this thesis was to characterize behavioral consequences of mTBI sustained in early childhood (i.e., between 18 and 60 months old). The thesis is composed of three empirical articles. The aim of the first article was to document the presence of internalizing and externalizing behavior problems six months after preschool mTBI. A second objective was to identify pre-existing child and family characteristics, as well as injury-related variables that could predict behavioral outcome. The sample consisted of 229 children recruited to one of three participant groups: mild TBI (mTBI; n = 86), orthopedic injury (OI; n = 62) and typically developing children (TDC; n = 81). The results indicate that children who sustain preschool mTBI exhibit more internalizing and externalizing problems than their peers six months post-injury. Results also show that pre-injury behavioral problems, as well as higher levels of maternal distress, predict poorer post-TBI behavioral functioning. The second article intended to characterize longitudinal changes in behavioral outcome over 30 months post-injury in the same cohort of preschoolers. Results indicate that the higher rates of internalizing and externalizing symptoms observed in the mTBI group at six months post-injury persist up to 30 months post-injury. Although at the group level, results remain within the expected age norms, there is evidence of a subgroup of children with mTBI who present clinically significant behavioral symptoms, even in the long-term. The third article aimed to explore the association between the presence of a common and naturally occurring polymorphism of the BDNF gene (Val66Met), known to be involved in neuroplasticity mechanisms, and behavioral problems after preschool mTBI. Results indicate a protective effect of the Val66Met polymorphism on internalizing symptoms observed at six months post-injury, specific to the mTBI group. Taken together, these findings further our understanding of the behavioral consequences of mTBI in early childhood, the trajectory of recovery and factors that are associated with behavioral difficulties after early TBI. Ultimately, this thesis could contribute to the development of ministerial guidelines for the clinical management of mTBI in young children and support the efforts of clinicians working with this vulnerable population.

Introduction: Traumatic brain injury (TBI) is responsible for significant morbi-mortality, which often occurs in a young population. Hypertonic sodium lactate (HSL) appears to be an interesting neuro-protective treatment because of its anti-edematous action, but also because of its metabolic and vascular effects. Our objective is to evaluate the effects of post-traumatic administration of HSL by MRI. Method: Three groups of 10 traumatized rats and one control group were analyzed. MRI measurements were performed in the immediate post-traumatic period, 150 minutes and 7 days after. The different treatments, HSL, hypertonic saline solution (HSS), and isotonic saline solution were injected over 2 hours just after TBI. Blood gases, osmolarity, sodium, chloride and lactate serum concentrations were also measured. Results: Blood samples confirm the expected osmolarity and lactate increase in the lactate and SSH groups, respectively 319.7 7.58 mOsm/L; 315.5 5.36 mOsm/L, in similar proportions. Measurements of apparent water diffusion coefficient, vessel size index, blood volume fraction, and brain tissue oxygen saturation did not varysignificantly between the HSL and HSS treatments. Conclusion: During a moderate TBI, the neurobehavioral benefits and post-traumatic MRI changes related to HSL and described in the literature seem to be related only to hypertonicity of the solution. LSH does not seem to have a neuro-protective metabolic or vascular effect.; Introduction : Le traumatisme crânien (TC) est responsable d’une morbi-mortalité importante dans une population souvent jeune. Le lactate de sodium hypertonique (LSH) semble être un traitement neuro-protecteur intéressant grâce à son action anti-œdémateuse, mais également ses effets métaboliques et vasculaires. Notre objectif est d’évaluer en IRM les effets d’une administration post-traumatique de LSH. Méthode : Trois groupes de 10 rats traumatisés et un groupe contrôle ont été analysés. Les mesures IRM ont été réalisées en post traumatique immédiat, à 150 minutes et 7 jours après. Les différents traitements, à savoir le LSH, le sérum salé hypertonique (SSH), et le sérum salé isotonique ont été injectés sur 2 heures juste après le TC. Des mesures des gaz du sang, de l’osmolarité et des concentrations de sodium, de chlore et de lactate ont également été réalisées. Résultats : Les prélèvements sanguins confirment l’augmentation attendue de l’osmolarité dans les groupes lactate et SSH, respectivement 319,7 +/-7,58 mOsm/L ; 315,5 +/-5,36 mOsm/L, et cela dans des proportions similaires. Les mesures du coefficient apparent de diffusion de l’eau, de la taille des vaisseaux, de la quantité de sang et de la saturation tissulaire en oxygène ne retrouvent pas de différence significative entre les traitements LSH et SSH. Conclusion : Lors d’un traumatisme crânien modéré, les bénéfices neurocomportementaux et les modifications IRM post traumatiques liés au LSH et décrits dans la littérature semblent liés uniquement à l’hypertonicité de la solution. Le LSH ne semble pas avoir d’effet métabolique ou vasculaire neuro-protecteur spécifique.

Un grand défi des cliniciens dans le domaine des commotions cérébrales est de déterminer le moment où l’athlète est prêt à retourner au jeu. Pour guider cette décision, plusieurs ont recours à l’évaluation cognitive pour accompagner l’évaluation des symptômes de l’athlète. Toutefois, plusieurs études appuient la nécessité de développer des tâches cognitives plus raffinées avec des propriétés psychométriques adéquates. Par ailleurs, une étude récente montre que des déficits cognitifs sont exacerbés par l’exercice physique chez 27,7 % des athlètes ayant reçu l’autorisation médicale de retourner au jeu et montrant des résultats normaux à l’état de repos, suggérant une récupération incomplète. Le but de cette thèse consiste en l’élaboration d’un outil, valide et accessible, pour évaluer la disposition d’un athlète à retourner au jeu à la suite d’une commotion, ainsi que pour évaluer les déficits à long terme (c.-à-d., plus de six mois) associés à la blessure. Cet outil comprend un protocole d’exercice standardisé (20 minutes à 80 % de la fréquence maximale théorique sur vélo) et une tâche cognitive, appelée la tâche d’alternance. Dans l’article I, nous avons examiné les propriétés psychométriques de la tâche cognitive. Les résultats suggèrent que la tâche d’alternance est une mesure valide des fonctions exécutives et montre une bonne fidélité test-retest. Ils indiquent aussi que les coûts d’alternance, traditionnellement calculés pour isoler les différentes composantes des fonctions exécutives, ne montrent pas d’aussi bonnes propriétés psychométriques que les variables primaires (vitesse de réaction, précision des réponses et score d’efficacité inverse). Dans l’article II, nous avons mesuré l’effet de pratique associé à la passation répétée de la tâche à des intervalles de 48 heures, dans le but de répliquer l’administration en série de cette tâche lors du suivi post-commotion. Les résultats indiquent que la performance s’améliore durant les trois premières passations de la tâche et que l’utilisation d’une version alternative ne permet pas d’éliminer l’effet de pratique. Dans l’article III, nous avons déterminé que notre outil détenait la capacité de détecter des déficits cognitifs chez des athlètes ayant réussi le protocole de retour au jeu de Zurich. Spécifiquement, notre outil a permis de créer trois sous-groupes : 80 % des athlètes qui ne montrent aucun déficit ; 20 % des athlètes qui montrent des déficits cognitifs au repos sur la tâche d’alternance ; 10 % des athlètes qui montrent des déficits seulement après l’exercice. Ainsi, lorsqu’utilisés ensemble, la tâche d’alternance et le protocole d’exercice permettent de détecter des déficits chez jusqu’à 30 % des athlètes, qui sont pourtant considérés comme rétablis. Dans l’article IV, nous avons montré que notre outil peut détecter les déficits persistants associés à la commotion. Alors qu’au repos aucun déficit n’est observé, l’évaluation post-exercice révèle des déficits chez 20 % des athlètes avec un historique de commotions. En somme, nos résultats soutiennent l’utilisation de notre outil pour l’évaluation du retour au jeu. Les résultats de cette thèse réaffirment la nécessité de changer la norme pour l’évaluation de la commotion. Sur la base des résultats actuels, l’utilisation de tâches cognitives valides et sensibles aux effets de la commotion au-delà de la phase symptomatique, associée à un protocole d’exercice, devrait devenir l’étalon-or., Concussion is especially hard to detect because clinicians must rely on self-reported symptoms to diagnose the injury and to determine when an athlete is ready to safely return to play (RTP). To guide the latter decision, many use cognitive testing. However, several studies indicate the need to develop more refined cognitive tasks, with better psychometric properties than those currently used to assess concussion. Another option would be to perform the psychometric validation of experimental tasks frequently used in research settings. Further, a recent study suggests that physical exercise can reveal deficits that were not perceptible at rest in one in four athletes, thus indicating incomplete recovery in a significant minority of the concussed athletes. Accordingly, this dissertation aimed to develop a valid and easily accessible tool to assess the readiness of recently concussed athletes to safely return to play, as well as to assess deficits in the protracted phase of the recovery. The tool includes a standardized exercise protocol (20-min on an ergocycle at 80% theoretical maximum heart rate) and a cognitive task (color-shape switch task). In the first manuscript, we examined the construct validity and the test-retest reliability of the switch task. The results suggest that the switch task is a valid measure of executive functions that shows an adequate test-retest reliability. The results also suggest that the switch costs, which are traditionally computed to isolate the different components of executive functions, do not show as good psychometric properties as primary variables do (i.e., reaction time, accuracy, and inverse efficiency score). In the second manuscript, we measured the practice effect associated with serial administration of the switch task. The results indicate that the performance improves during the first three assessments when the task is completed every 48 hours. Also, they do not support the use of alternative versions of the task in order to eliminate the practice effect as it is still present. In the third manuscript, we determined that our tool has the requisite sensitivity for detecting cognitive deficits in recently concussed athletes who had successfully completed the RTP protocol. Specifically, our tool detected deficits in 20% of athletes when the switch task is completed at rest and in an additional 10% when it is completed post-exercise. Thus, our tool can detect deficits in up to 30% of athletes who had received their medical clearance to RTP. In the 4th manuscript, we showed that our tool can detect persistent deficits stemming from sports concussion. The post-exercise testing showed deficits in 20% of athletes, deficits that were not detected at rest. Thus, the use of an acute bout of aerobic exercise may increase the sensitivity of the cognitive testing. The results herein support the use of the switch task, before and after an acute bout of exercise of moderate intensity. Moreover, they reaffirm the necessity to change the standard for assessing sports concussion. Indeed, based on the current results, the use of valid and reliable cognitive tasks, sensitive to the effects of concussion beyond the symptomatic phase, in combination with an exercise protocol, should become the gold standard.