Attentional management of cognitive-motor interference during development in healthy children with cerebral palsy : Behavioural analysis and electroencephalography in dual-task walking.
Gestion attentionnelle des interférences cognitivo-motrices au cours du développement chez l'enfant sain et atteint de paralysie cérébrale : analyse comportementale et électroencéphalographique en double tâche de marche
Résumé
Walking while performing something else (e.g., listening to music, looking at birds, thinking or solving problems) is a common situation in everyday life executed without necessarily realizing that it involves our attention. However, a careful management of attentional resources is required to perform a cognitive-locomotor dual task, depending on task complexity, age or also a given pathology. Numerous researches focusing on dual task behavior have shown that these tasks can lead to cognitive-motor interferences (CMI). Moreover, recent electroencephalography (EEG) studies suggested that electro-cortical markers such as the P3 wave, can serve as an index of attention to better understand how attentional resources are managed. Nevertheless, no EEG study has yet been conducted in children during a cognitive-locomotor task.Within this context, the aim of this work was to evaluate the development of attentional management of CMI in children through three studies using a common methodology. We used an auditory oddball task presenting various levels of difficulty while walking at self-selected speed in adults (study 1), 7 to 12 years old children with typical development (study 2) and suffering CP (study 3). Motor and cognitive performances as well as the amplitude and latency of the frontal P3a and parietal P3b waves were analyzed. We showed that the management of attentional resources varied according to the cognitive and motor complexity of the task. Compared to young adults, CMI were present with less complex tasks in 7-9 and 10-12 years old typically developing children, mainly explained by a less efficient use of their attentional resources. For sufficiently easy tasks, children with typical development were able to perform the cognitive-locomotor task by adopting an adult-like management of attentional resource: motor prioritization. However, when the task became more difficult, the immaturity of the 7-9 years old attentional system seemed to constrain the children to maintain this mode of attentional management while the 10-12 years old children seemed to adopt an external focus mode in the same way as adults. Regarding CP children, they seemed to exhibit a delay in the maturation of their attentional system, increasing the attentional cost for processing the same task when compared to children with typical development.Our results highlighted the feasibility of running EEG study with typical development and CP children. Through this innovative work, many perspectives can be considered to expand our knowledge on electro-cortical mechanisms and better understand how the management of our attentional resources evolves in these populations. Moreover, this PhD work allowed to put into perspective the concepts of task and attentional resources that ultimately are intricately linked.
Quotidiennement, nous nous trouvons en situation de marcher tout en faisant autre chose (i.e., écouter, réfléchir, etc.) et sans forcément nous rendre compte que cela engage notre attention. Pourtant, l’exécution d’une double tâche cognitivo-locomotrice nécessite une gestion des ressources attentionnelles en fonction de sa complexité cognitive et motrice, de l’âge ou encore d’une pathologie. Les nombreuses études comportementales ont montré que cette double tâche peut être à l’origine d’interférences cognitivo-motrices (ICM). Par ailleurs, les travaux en électroencéphalographie (EEG) conduits chez l’adulte ont montré l’intérêt d’analyser des marqueurs cérébraux tels que l’onde P3 pour mieux comprendre les modalités de cette gestion attentionnelle. Cependant, il n’existe à ce jour aucune étude EEG menée lors de tâche cognitivo-locomotrice chez l’enfant.Dans ce contexte, ce travail de thèse avait pour objectif de mieux comprendre comment se développe chez l’enfant la gestion attentionnelle des ICM à travers les modifications de marqueurs cérébraux chez l’adulte (étude 1), chez l’enfant de 7 à 12 ans à développement typique (étude 2) et atteint de paralysie cérébrale (étude 3). Pour ce faire, les trois études ont été conduites avec une méthodologie commune : une tâche de oddball auditif avec différents niveaux de difficulté était effectuée selon deux types de complexité motrice (assis et marche sur tapis roulant). Les performances cognitives, locomotrices ainsi que l’amplitude et la latence des ondes P3a frontale et P3b pariétale ont été analysées. De manière générale, ce travail a montré que les modes de gestion des ressources attentionnelles variaient en fonction de la complexité cognitive et motrice de la tâche. Les enfants à développement typique âgés de 7-9 ans et 10-12 ans présentaient des ICM pour des tâches moins complexes que celles des adultes, expliquées principalement par une moins bonne efficacité de l’utilisation de leurs ressources attentionnelles. Pour des tâches suffisamment simples, les enfants à développement typique de 7-9 ans et de 10-12 ans et probablement les enfants PC, étaient capables d’effectuer une tâche cognitivo-locomotrice en adoptant un mode de gestion des ressources attentionnelles similaire à celui des adultes : la priorisation motrice. En revanche, lorsque la tâche se complexifiait, l’immaturité du système attentionnel des enfants de 7-9 ans semblait les contraindre à conserver ce mode de gestion attentionnelle alors que les enfants de 10-12 ans, comme les adultes, utilisaient plutôt un mode de gestion par focalisation externe de l’attention. Par ailleurs, les enfants PC semblaient avoir un retard de maturation du système cognitivo-moteur, rendant le coût attentionnel pour une même tâche plus important que pour les enfants à développement typique.Nos résultats soulignent la faisabilité d’étude EEG en marche chez l’enfant sain et PC. A partir de ce travail novateur, de nombreuses perspectives peuvent être envisagées pour enrichir les connaissances électro-corticales et mieux comprendre l’évolution de la gestion des ressources attentionnelles dans ces populations. Par ailleurs, ce travail de thèse a permis de remettre en perspective les concepts de tâche et de ressources attentionnelles qui sont finalement étroitement liés.
Domaines
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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