Étude du déploiement temporel de l'attention : identification et caractérisation d'indicateurs psychologiques, physiologiques et neuronaux de l’effort mental

Study of the temporal deployment of attention : identification and characterization of psychological, neural and physiological indicators of mental effort

• Auteur / Autrice : Souhir Dali
• Direction : Giovanni de Marco
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives
• Date : Soutenance le 17/12/2019
• Etablissement(s) : Paris 10
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain (Paris ; 2002-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches sur le sport et le mouvement (2010-2019 ; Nanterre) - Centre de recherches sur le sport et le mouvement (2010-2019 ; Nanterre)
• Jury : Président / Présidente : Tarak Driss
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Giovanni de Marco, Tarak Driss, Jade Thai, Jared Bruce, Alain-Ferdinand Le Blanche
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jade Thai, Jared Bruce

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perception du temps

Attention

Fatigue mentale

Mots clés libres

Alerte

Effort Mental

Attention temporelle

Foreperiod

Connectivité effective

IRMf

Alertness

Mental effort

Temporal attention

Foreperiod

Effective connectivity

Fmri

Résumé

L'objectif principal de cette thèse est de montrer que l’entrainement mental (EM) induit par imagerie motrice entraine un déploiement temporel de l'attention et optimise la préparation temporelle. Le deuxième objectif est de montrer que lorsque l'effort mental est maintenu une longue période, il peut entraîner une fatigue mentale. Nous essayons de trouver des marqueurs psychologiques, neurologiques et physiologiques de l'effort mental pour mieux caractériser la fatigue mentale. Dans la première étude, nous avons montré que l’entraînement mental optimisait les attentes temporelles pour les courts foreperiods « FP » avec un renforcement de la connectivité effective entre l'insula antérieure (AI) et le cortex cingulaire antérieur (ACC), l'AI et le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC) (FP = 250/280ms: alerte intrinsèque) et entre le DLPFC et l'ACC (FP=650ms : alerte extrinsèque). La deuxième étude a montré après l'imagerie motrice, une augmentation des temps de réaction vers la fin de la tâche pour l’alerte intrinsèque (FP=250/280 ms) avec une diminution de la connectivité entre AI-ACC et AI-DLPFC. Nous suggérons que la FP et l’EM pourraient jouer un rôle dans le déploiement temporel de l'attention et constitueraient des marqueurs psychologiques et neurologiques de l'effort mental via le réseau AI-ACC-DLPFC. Dans la troisième étude, nous avons examiné la relation entre l'effort mental et une composante physiologique «cortisol». Les résultats ont montré que la concentration de cortisol était élevée au niveau de la tâche d’imagerie et était liée à l'augmentation de l'activité de l'hypothalamus et du tronc cérébral. Cette étude montre que ces régions pourraient jouer un rôle dans la régulation de la sécrétion de cortisol en réponse à une situation cognitivement exigeante

The main objective of this thesis is to show that attentional reinforcement induced by an intensive short session of mental training (MT), induces a temporal deployment of attention and optimize temporal preparation. The second objective is to show that when the mental effort is maintained for a long time, it may lead to mental fatigue. We try to find psychological, neurological and physiological markers of mental effort for a better characterization of the mental fatigue described in everyday life and neurological diseases. In the first study, we showed that MT optimized temporal expectancies for shortest foreperiods “FPs” (250/280ms in intrinsic alertness and 650ms in extrinsic task). Strengthened effective connectivity between the right anterior insula (AI) and anterior cingulate (ACC), AI and dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) during intrinsic alertness and between the DLPFC and ACC, during extrinsic alertness was observed. The second study showed after MT, increased reaction times by the end of the session only in intrinsic alertness (250/280ms FPs) associated with decreased connectivity between AI-ACC and AI-DLPFC. We suggest that FP and MT may play a crucial role in temporal deployment of attention and would constitute psychological and neurological markers of mental effort or fatigue, notably through AI-ACC-DLPFC network. In the third study, we examined the relation between a physiological component “cortisol” and mental effort. Preliminary results show that the motor imagery task was more demanding in terms of cortisol secretion and was related to increase of hypothalamus and brainstem activity. This study shows that hypothalamus and brainstem may play a major role in the regulation of cortisol secretion in response to cognitively demanding situation.