L'objectif principal de cette thèse était de caractériser les effets de l'âge sur le traitement émotionnel afin d'améliorer notre compréhension des effets positifs. 3 si l'influence de l'âge sur les processus émotionnels et attentionnels dépend de certaines caractéristiques émotionnelles des situations.
Le vieillissement cérébral
Le vieillissement « sain »
Les premiers auteurs à fournir une définition et des critères du vieillissement en bonne santé furent Rowe & Kahn (1987). Selon la définition utilisée, le pourcentage de personnes vieillissant « en bonne santé » varie considérablement, de 3,3 % avec la définition la plus restrictive proposée par Rowe et Kahn (1987) à 35,5 % pour une définition plus large.
Le déclin cognitif
D'après les statistiques réalisées lors des différentes phases de recrutement de nos participants, nous estimons que 50% des personnes âgées de notre population d'étude, allant de 60 à 80 ans, présentent un vieillissement « en bonne santé » selon les critères définis ci-dessus. La figure 1 montre les scores de performance pour différentes tâches cognitives calculés pour l'ensemble des travaux de l'équipe Salthouse (2009).
Une dégénérescence inégale des aires frontales : une capacité de régulation émotionnelle
À l'exception des tests de vocabulaire, les performances des sujets diminuaient avec l'âge aux tests de logique, de visualisation spatiale, de mémoire ou de vitesse. Ce qui nous amène au cœur du sujet : comment le traitement émotionnel évolue avec l’âge.
Les émotions
Concepts et définitions autour des émotions
Pour Cannon et Bard, les émotions sont le résultat d’un processus cognitif d’évaluation d’une situation qui génère des modifications corporelles. La complexité de cette notion d’« émotion » et la variété de ses formes la rendent particulièrement difficile à appréhender.
Théories des émotions
- Modèle des « processus composants »
- Motivation et théories émotionnelles des « tendances à l’action »
- Les modèles de différentiation de l’émotion
Ce modèle donne la priorité à l'évaluation cognitive par rapport aux 4 autres composantes sous-jacentes. Cette expérience consciente de l'émotion est personnelle et déterminée par le moment où elle est vécue.
Les corrélats neuronaux
- L’amygdale
- L’hippocampe
- Le cortex préfrontal
- Cortex cingulaire antérieur
- L’insula
Le COF associé à l'évaluation de la pertinence contextuelle des informations émotionnelles (Beer et al., 2006) aiderait l'organisme à choisir des réponses comportementales adaptées aux contextes (Lindquist et al., 2011). Ce rôle serait soutenu par des connexions avec l'amygdale et le cortex préfrontal permettant des influences réciproques (Singer et al., 2009).
Emotion et attention
- Attention motivée : influence de la nature intrinsèque du stimulus sur les traitements
- Modulations induites par le contexte motivationnelle
- Modulations volontaires dans les traitements émotionnels : la régulation émotionnelle
- Modèle attentionnel de traitement de l’information émotionnelle
Les modulations dans le traitement de l'information émotionnelle au niveau cérébral résultent d'une confrontation entre deux types d'attention. Dans ce modèle, l'évaluation de la pertinence d'un stimulus résultera du traitement d'informations au sein de plusieurs.
Vieillissement et traitements émotionnels : « effets de positivité »
Historique de l’étude des émotions dans le vieillissement sain
Ainsi, prises dans leur ensemble, ces études suggèrent que l’âge influence l’équilibre entre affect positif et affect négatif ressenti au cours de la journée. Certaines études sur des sujets jeunes tendent également à montrer une plus grande facilitation dans le traitement des stimuli négatifs par rapport aux stimuli positifs (biais de négativité).
Les modulations relatives aux traitements émotionnels en psychologie expérimentale
- Les études sur la mémoire émotionnelle
- Les études sur les biais attentionnels
- La prise de décision
- Conclusion des études comportementales et « effet de positivité »
La majorité des études sur la mémoire (Tableau 1) montrent donc une augmentation de la préférence pour les stimuli positifs par rapport aux stimuli négatifs avec l'âge. P : Effets de positivité, = : Aucun effet de l'âge, N = Biais de négativité plus grand avec l'âge ; Nombre de participants (moyen ou intervalle), SJ : sujets jeunes, SA : sujets âgés, S : variables des participants manipulées ; Stimuli (durée de présentation), C : Contrôle Variable sur les stimuli. Les effets de l’âge sur la mémoire ne semblent pas se limiter à la mémoire à court terme, mais affectent également la mémoire personnelle à long terme.
P : Effets positifs, = : Aucun effet de l'âge, N = le biais négatif augmente avec l'âge ; Nombre de participants (moyenne ou fourchette), SJ : sujets jeunes, SA : sujets plus âgés, S : variables des participants manipulées ; Stimuli (durée de présentation), C : variable contrôlée par le stimulus.
Base neurale et neurophysiologique des effets de positivité
Ce déclin de l’activité amygdalienne avec l’âge lors du traitement des stimuli négatifs n’est pas observé uniquement pour le type de stimuli. Les effets de l’âge sur les corrélats neuronaux liés au traitement des stimuli émotionnels s’observent non seulement au niveau de l’activité cérébrale, mais également au niveau de la connectivité entre les structures. Par exemple, dans quelques études IRMf, l'activité de l'amygdale et du cortex préfrontal ne différait pas en fonction de la valence du stimulus chez les personnes âgées (Roalf et al., 2009 ; St Jacques et al. ; Wright et al., 2006).
Les études IRMf confirment ces effets de positivité, montrant notamment une réduction de l'activité de l'amygdale avec l'âge, couplée à une augmentation de l'activité du cortex préfrontal lors du traitement des stimuli négatifs.
Modèles émotionnels appliqués au vieillissement
Le modèle dit du « contrôle cognitif »
- Présentation générale
- De la théorie motivationnelle de sélectivité socio-émotionnelle au bien-être
- Efficacité des capacités de régulation émotionnelle dans le vieillissement
- Les modèles cognition-émotion alternatifs SAVI et DIT
Dans le contexte des émotions, le contrôle cognitif fait principalement référence aux stratégies de régulation émotionnelle (Ochsner & Gross, 2005). De tels effets de l'âge sur les schémas d'activité cérébrale rappellent les schémas observés chez les jeunes sujets effectuant des tâches de régulation émotionnelle de stimuli négatifs (Hajcak. & Nieuwenhuis, 2006 ; Moser et al., 2006 ; Chapitre II). Selon le modèle du « contrôle cognitif », les effets de la positivité sont justifiés par la mise en œuvre « par défaut » de processus de régulation dans le traitement de l'information émotionnelle.
Ceci nous amène donc à nous interroger sur les liens entre capacités de régulation émotionnelle et stratégies de régulation avec l’âge.
Les modérateurs des effets de positivité
Modérateurs relatifs aux caractéristiques émotionnelles des stimuli
- Effet du niveau d’activation émotionnelle des stimuli
- Effet de la pertinence motivationnelle des stimuli
Seules quelques études ont directement évalué l’influence du niveau d’activation des stimuli sur l’émergence d’effets de positivité avec l’âge lors du traitement des stimuli émotionnels. Des tâches « Emotional Stroop » ont également été proposées pour évaluer les effets de l'âge en fonction du niveau d'activation des stimuli attentionnels. Cependant, à notre connaissance, aucune étude n’a évalué directement au niveau cérébral les effets de la positivité avec l’âge en fonction du niveau d’activation des stimuli.
Deux autres modèles, SAVI et DIT, expliquent davantage cette association entre l'affect positif avec l'âge et le niveau d'activation du stimulus.
Effets modulateurs liés au contexte
- Le contexte émotionnel : état affectif du participant, présence d’autres stimuli
- Le contexte cognitif : influence des capacités et motivations de l’individu et des buts
Plusieurs études confirment la modulation des effets de positivité observés chez les personnes âgées par leurs capacités cognitives. Ces résultats sont particulièrement cohérents avec l’hypothèse du contrôle cognitif comme source d’effets positifs. Dans cette condition, les auteurs rapportent des effets positifs uniquement chez les jeunes.
Au chapitre III, nous avons mis en évidence les effets positifs de l’âge sur le traitement émotionnel.
Les Interfaces Cerveau-Machine émotionnelles
ICM actives
Cette fonction (.) est divisée en deux phases principales : une phase de prétraitement, d'extraction et de sélection des fonctionnalités, puis une phase de classification. Pour simplifier, toute cette première étape sera appelée « extraction de caractéristiques », qui consiste à appliquer une fonction qui transforme les signaux neuronaux en un vecteur de caractéristiques. Il existe une multitude de techniques possibles de traitement du signal adaptées aux signaux EEG pour l’étape de prétraitement et d’extraction de caractéristiques, ainsi qu’une grande variété de méthodes de classification des domaines.
Cependant, le choix de la méthode de classification dépend de la technique d’extraction des caractéristiques et vice versa.
Traitement du signal : prétraitement et extraction des caractéristiques
À chaque étape, il s'agit d'appliquer un modèle de régression linéaire qui prédit les classes sur toutes les caractéristiques temporelles et de sélectionner uniquement celles qui sont les plus discriminantes (c'est-à-dire qui ont la valeur de p la plus élevée ou dépassent un seuil de valeur de p fixe). Après cette régression, les fonctionnalités sélectionnées sont mises de côté et une nouvelle itération est effectuée. Cette étape consiste à vérifier que les caractéristiques sélectionnées après les itérations précédentes restent significativement prédictives après ajout des caractéristiques discriminantes de l'itération en cours.
De la même manière que pour les filtres spatiaux, cette étape d’extraction de caractéristiques temporelles peut être facilitée en utilisant les résultats de différentes recherches.
La classification
De plus, nous avons émis l’hypothèse que l’amplitude du LPP pour des stimuli positifs devrait augmenter dans un contexte négatif avec une faible activation. De plus, aucun effet de l’âge sur l’amplitude du LPP des stimuli positifs n’est observé, quel que soit le contexte. Au niveau physiologique, une réduction de l'amplitude de la composante LPP a été observée avec l'âge pour les stimuli négatifs à faible activation.
De plus, nous émettons l’hypothèse que l’amplitude LPP pour les stimuli positifs devrait être augmentée dans un contexte de faible activation négative.
Reconnaissance automatique des émotions : état de l’art
Effets de positivité, niveau d’activation et contexte affectif
Processus cérébraux relatifs au traitement de scènes naturelles émotionnelles
- Objectifs et hypothèses opérationnelles
- Méthode
- Participants
- Stimuli
- Protocole expérimental
- Acquisition, traitement et analyses des données
- Résultats
- Taux de réponses correctes (% réponses congruentes)
- Jugement subjectif du niveau d’activation des stimuli
- Analyse de l’amplitude de la LPP
- Discussion
- Conclusion
Or, selon plusieurs études comportementales, l’apparition d’effets de positivité avec l’âge dépend du niveau d’activation des stimuli. A l’inverse, le traitement des stimuli à forte activation sera relativement bien préservé lors d’un vieillissement « sain » (Gruhn & Scheibe, 2008 ; Kensinger, 2008 ; Leclerc & Kensinger, 2008 ; Streubel & Kunzmann, 2011), notamment pour les stimuli négatifs. En revanche, un effet a été observé pour les scènes neutres ; l'amplitude de la LPP diminue avec l'âge dans le contexte négatif d'une faible activation seulement.
Mais la même réduction a également été observée avec l’âge pour les stimuli négatifs à forte activation.
Détection d’états émotionnels et classification de signaux neuronaux . 139
Objectifs et hypothèses
En plus de proposer une nouvelle méthodologie, nous avons essayé d'estimer le temps minimum nécessaire pour distinguer deux états émotionnels, conditionné par la plage temporelle d'extraction des caractéristiques. Pour réaliser notre chaîne de traitement et en particulier l'étape cruciale de l'extraction des fonctionnalités, nous nous sommes inspirés des méthodes proposées dans le framework. La chaîne de traitement de cet ICM est optimisée pour la détection de cette onde P300 test par test, et l'écriture d'une lettre se fait lorsque la chaîne de traitement étiquette les signaux d'un test comme « lettre attendue ».
Dans notre étude, nous avons donc évalué dans quelle mesure l’âge influence la performance dans la classification des états émotionnels.
Méthodologie
- Protocole expérimental
- Enregistrement des données
- Chaine de traitement
- Extraction des caractéristiques
- Résultats de classification
De nouvelles électrodes virtuelles z sont créées en appliquant le filtre spatial w aux électrodes réelles. Les taux de classification négatif à positif (C5) sont, quant à eux, au niveau du hasard.
Par ailleurs, nous nous sommes également intéressés à l'évolution des taux de classification en fonction du nombre d'électrodes virtuelles retenues (Figure 33 et Annexe G).
Effets de positivité et contexte motivationnel
Effets de positivité au cours du vieillissement « sain » dans une tâche de tendance
- Acquisition, traitement et analyse des données
- Taux de réponses correctes
- Evaluation de la « tendance à l’action »
Les comparaisons prévues sur les stimuli négatifs selon leur niveau d'activation montrent une distinction entre les deux tranches d'âge ; l'amplitude de la LPP est significativement plus grande pour les stimuli négatifs de forte activation par rapport aux stimuli négatifs de faible activation uniquement chez les personnes âgées (p < 0,01). Entre les deux contextes, l’amplitude du LPP pour les stimuli positifs et neutres est statistiquement similaire. Quel que soit l’âge, l’amplitude du LPP pour les images positives ne différait pas significativement de celle des images neutres.
En fait, l’amplitude du LPP était systématiquement plus grande pour les stimuli négatifs que pour les stimuli positifs et neutres.
Effets de positivité, orientation attentionnelle et conflit émotionnel
Les effets de positivité chez les personnes âgées en situation de conflit
- Expérience comportementale
- Méthodologie
- Résultats
- Discussion
- Expérience en EEG
- Méthodologie
- Acquisition traitement et Analyse des données
- Résultats
- Discussion
- Modulation dans les traitements émotionnels avec l’âge
- Principaux résultats des études
- Les modèles de vieillissement émotionnels au regard de nos résultats
- Implication et apport de nos travaux à la vie quotidienne
- Une vulnérabilité des personnes âgées dans les traitements émotionnels existe-elle ?
- Des ICMs pour prévenir d’un danger mais pas seulement
- Limites et perspectives
Ce paradigme s'inspire d'une étude comportementale menée par Goeleven et ses collègues (2010) sur le rôle de l'interférence et de l'inhibition affective dans les effets de la positivité avec l'âge à l'aide de visages émotionnels (joie et tristesse). Cette différence nous a permis d’évaluer les performances perturbatrices de l’image négative par rapport à l’image neutre dans le traitement de la cible positive avec l’âge. Cette différence nous a permis d'évaluer les capacités perturbatrices d'une image positive par rapport à une image neutre dans le traitement d'une cible négative avec l'âge.
Un tel effet suggère une détérioration de la vitesse de traitement des stimuli négatifs avec l'âge en raison i) d'une augmentation du pouvoir de distraction intrinsèque des stimuli positifs sur le traitement des stimuli négatifs (D2) et ii) d'une diminution de l'orientation de l'attention vers l'information. cela n'a pas d'importance pour les personnes âgées, mais est pertinent pour la tâche (D3).
