Étude de l’effet de l’exposition à un environnement chaud sur les fonctions cognitives chez l’homme

Study of the effect of heat exposure on cognitive function in humans

• Auteur / Autrice : Nadia Gaoua
• Direction : Farid El Massioui, Sebastien Racinais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie des processus cognitifs
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 8

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thérapie cognitive

Travail -- Physiologie

Hypothermie

Résumé

Une série de quatre études ont été réalisées dans une chambre environnementale dans des conditions chaudes (50°C) et contrôles (24°C) avec des durées d’exposition variées. Les sujets ont réalisé une série de tests cognitifs simples et complexes. La température centrale (Tcore) et cutanée (Tskin) étaient enregistrées. Des mesures subjectives de confort et de sensation thermique étaient également recueillies. Lors de la quatrième étude un enregistrement EEG a été réalisé au niveau du lobe frontal. L’hyperthermie (≈38. 5°C) n’a pas eu d’impact sur les tâches cognitives simples, alors que l’impulsivité a augmentée dans les tâches nécessitant le maintien de l’attention sur des durées prolongées. Une augmentation significative de la Tcore au delà de 38. 7°C était associée à une dégradation des fonctions cognitives complexes. De plus, des variations rapides et importantes de la Tskin indépendamment des changements de la Tcore suffisent à entraîner les mêmes conséquences sur les performances cognitives complexes. Les résultats suggèrent que les dégradations des fonctions cognitives complexes suite à l’exposition a la chaleur proviennent de la charge cognitive imposée par le stress thermique résultant de l’augmentation de la Tcore ou des variations allesthésiques de la Tskin ; avec ces facteurs agissant comme variables concurrentes pour l’accès à une capacité cognitive limitée. L’augmentation de l’amplitude des ondes Thêta et la diminution des ondes Alpha en HOT confirment que la tentative de réaffecter des ressources cognitives pour la réalisation des tâches complexes est inefficace étant donné la charge cognitive imposée par l’hyperthermie passive.

The aim of this thesis was to investigate the effects of exposure to a hot environment on cognitive performance. Methods: A series of four experiments were performed in an environmental chamber under both hot (HOT: 50°C, 30% RH) and control (CON: 24°C, 30% RH) conditions, with varied exposure times ranging from 15 minutes to 4h30min. Under different levels of thermal strain, subjects performed both simple and complex computerised cognitive tasks. Central (Tcore) and skin (Tskin) temperatures were continuously recorded. Subjective measures of thermal comfort and thermal sensation were also registered. During the forth study EEG was registered over the frontal lobe. Results: Hyperthermia had no impact upon reaction time and accuracy of responses of simple tasks, however, impulsivity increased during tasks that required sustaining attention over prolonged periods of time. Significant increases in Tcore beyond 38. 7oC were associated with impaired complex cognitive task performance. In addition, rapid and substantial variations in Tskin (≈3oC in 15min of exposure to HOT), independent of any change in Tcore, had a similar detrimental effect upon complex cognitive tasks. The elevation in theta and alpha power showed a higher cognitive load in HOT during simple tasks but not during the complex tasks. Discussion & conclusion: The results suggest that these reductions in complex cognitive performance with heat exposure originate from an additional cognitive load imposed by the thermal strain associated to the increase in Tcore or the alliesthesial Tskin variations; with both these factors acting as competing variables to the limited cognitive processes. EEG recordings confirm that attempts to reallocate additional cognitive resources to perform complex tasks are unavailable given the load imposed by passive hyperthermia.