Notre objectif primaire est d’étudier comment se développent les habiletés de communication, de compréhension et d’expression dès les premiers jours de vie et comment le développement du cerveau sous-tend ces fonctions de haut niveau. Plusieurs projets menés au laboratoire ont également pour objectif de mieux comprendre les impacts que peuvent avoir diverses pathologies sur le cerveau et le développement cognitif, ainsi que leurs marqueurs prédictifs sous-jacents. Pour répondre à nos questions de recherche, nous utilisons diverses méthodes, dont l’évaluation neuropsychologique, ainsi que des techniques d’enregistrement de l’activité du cerveau, telles que la spectroscopie près de l’infrarouge et l’électroencéphalographie.

L’évaluation neuropsychologique consiste en l’administration de différents tests standardisés permettant d’étudier le fonctionnement intellectuel et les habiletés cognitives, telles que le langage, la mémoire et l’attention. Ces épreuves sont présentées sous la forme de jeux et sont conduits par un évaluateur ayant une formation en psychologie. Nous parlons d’évaluation développementale lorsque l’évaluation est effectuée avec des enfants en bas âge. L’évaluateur peut par exemple demander à l’enfant de nommer et de rappeler l’emplacement de différentes images présentées ou de répéter des chiffres ou des mots nommés.

La NIRS est une technique d’imagerie cérébrale non invasive, sécuritaire et indolore. Elle permet de mesurer les changements d’activité du cerveau à l’aide de la lumière. Le cuir chevelu de l’enfant est illuminé par une lumière rouge d’une intensité plus faible que celle d’une lampe de poche. La réflexion de la lumière est par la suite captée par des détecteurs très sensibles, permettant ainsi de mesurer les changements de concentration d’hémoglobine dans le cerveau.

L’EEG est une technique d’imagerie cérébrale non invasive, sécuritaire et indolore. Elle se base sur l’activité électrique générée par les neurones (cellules du cerveau) lorsque ceux-ci sont activés. Un casque élastique contenant des électrodes est placé sur la tête de l’enfant. Durant l’enregistrement, les électrodes mesurent l’électricité naturelle générée par le cerveau, ce qui nous permet d’étudier son fonctionnement.

Marqueurs cérébraux prédictifs de déficits cognitifs et moteurs chez l’enfant avec cardiopathie congénitale

Les cardiopathies congénitales (CC) sont les malformations les plus fréquentes chez le nouveau-né, fréquemment accompagnées de retards neurodéveloppementaux. La présence de dommages neurologiques semble également plus fréquente et serait associée à une altération du développement des connexions cérébrales.

L’objectif de ce projet est d’étudier les connexions cérébrales chez les nourrissons avec CC et leur lien avec le développement cognitif. Pour ce faire, nous conduisons des enregistrements en NIRS chez des nourrissons avec CC et des nourrissons sains à l’âge de 4 mois, puis à 24 et 42 mois. Ces mesures permettront de comparer ces deux groupes sur le plan des connexions cérébrales et d’étudier si ces connexions à 4 mois peuvent prédire le développement cognitif et langagier dans la petite enfance. Ce projet pourrait permettre d’identifier très tôt les enfants à risque de développer des déficits cognitifs, ce qui permettra d’affiner les stratégies d’intervention offertes à ces enfants.

Ce projet est financé par la subvention pilote du Réseau de bio-imagerie du Québec

Évaluation de l’impact d’une intervention précoce sur le développement cognitif et moteur des enfants avec cardiopathie congénitale

Depuis sa création en 2013, la Clinique d’investigation neuro-cardiaque (CINC) au CHU Sainte-Justine effectue un suivi et des évaluations multidisciplinaires durant les premières années de vie des enfants qui ont eu une chirurgie cardiaque. Leur objectif est de réduire les retards neurodéveloppementaux qui accompagnent généralement les CC par le biais d’interventions précoces effectuées par divers professionnels de la santé.

L’objectif de ce projet est d’évaluer les effets de ces interventions cliniques précoces sur le développement moteur et cognitif. Pour ce faire, à l’âge de trois ans et demi, nous comparons les habiletés motrices et cognitives d’enfants atteints de CC ayant bénéficié ou non du suivi multidisciplinaire à la CINC depuis l’âge de 4 mois. Ce projet permettra de déterminer l’impact que ces suivis systématiques ont sur le développement des enfants avec CC en plus de permettre l’amélioration des connaissances sur le neurodéveloppement et éventuellement le traitement des CC.

Ce projet est financé par la Fondation des maladies du cœur et de l’AVC.

Réorganisation cérébrale des réseaux langagiers chez des enfants avec épilepsie

L’épilepsie est l’un des troubles neurologiques les plus fréquents. Des difficultés langagières sont souvent présentes chez ces patients, principalement ceux avec une épilepsie du lobe temporal ou frontal, et cela pourrait être associé à un développement anormal des réseaux du langage dans le cerveau.

L’objectif de ce projet est d’étudier les patrons de réorganisation cérébrale des réseaux langagiers chez les enfants avec épilepsie du lobe temporal et frontal. Pour ce faire, des enfants avec épilepsie temporale ou frontale et des enfants neurologiquement sains, âgés de 6 à 18 ans, sont recrutés pour effectuer un enregistrement en NIRS-EEG et une évaluation neuropsychologique. Cette étude permettra d’approfondir les connaissances sur la réorganisation du langage dans le cerveau et son lien avec le fonctionnement cognitif dans l’épilepsie en plus de donner des pistes d’interventions adaptées.

Ce projet est financé par la Fondation SickKids et le CRSNG.

Développement des réseaux cérébraux fonctionnels du langage de la naissance à l’âge de trois ans

Le langage est une fonction communicative essentielle à l’humain. Au niveau cérébral, les fonctions langagières sont majoritairement prises en charge par l’hémisphère gauche. Cette latéralisation semblerait présente dès la naissance, mais le développement des réseaux langagiers dans les premières années de vie reste encore inconnu.

L’objectif de ce projet est d’étudier l’influence de l’environnement langagier prénatal sur les réseaux cérébraux langagiers. Nous souhaitons aussi caractériser leur développement de la naissance à l’âge de trois ans en lien avec le développement des habiletés langagières. Pour ce faire, nous suivons des enfants sains de la naissance à trois ans en effectuant un enregistrement en NIRS et une évaluation développementale à 0, 4, 8, 12, 18, 24 et 36 mois. Les mères auront fait écouter une courte histoire à leur enfant durant la fin de la grossesse. Ce projet permettra d’améliorer les connaissances sur l’établissement des réseaux cérébraux du langage chez les bébés et les jeunes enfants en plus de permettre éventuellement d’identifier des marqueurs cérébraux prédictifs des troubles langagiers chez les enfants.

Ce projet est financé par le CRSNG.

Correction des artéfacts de mouvement en NIRS à l’aide de l’analyse de facteurs parallèles

L’imagerie par spectroscopie près de l’infrarouge est une technique d’imagerie cérébrale avec une meilleure tolérance aux mouvements que plusieurs autres techniques. La NIRS est donc particulièrement adaptée pour les populations pédiatriques et cliniques pour qui la collaboration peut s’avérer limitée. Les mouvements du visage et de la tête peuvent tout de même contaminer les données.

Ce projet méthodologique a pour but d’évaluer les bénéfices potentiels à l’utilisation de l’Analyse de facteurs parallèles (PARAFAC) pour détecter et corriger les artéfacts en NIRS. Pour ce faire, les adultes en santé ont fait une tâche de fluence verbale durant un enregistrement en NIRS. Nous avons comparé l’application de PARAFAC avec d’autres méthodes de correction des artéfacts.

Ces travaux permettront d’améliorer le traitement des donnée NIRS et ainsi augmenter leur qualité. Cela pourrait permettre des interprétations plus exactes et fiables, surtout pour les populations pédiatriques et cliniques.

Développement des capacités d’intégration multisensorielle d’informations audiovisuelles chez les enfants neurotypiques

Lorsque nous entendons au loin le son d’une sirène puis apercevons un véhicule s’approcher, nous percevons instantanément une ambulance grâce à l’association de l’image et du son, un processus connu comme l’intégration multisensorielle (IMS). À ce jour, le développement des mécanismes neurophysiologiques qui sous-tendent l’IMS reste inconnu chez les enfants.

L’objectif de ce projet est d’étudier la trajectoire neurodéveloppementale de l’IMS par l’entremise de l’EEG. Nous croyons que les capacités d’intégration audiovisuelle optimales surviennent tardivement dans le développement à la suite de l’exposition environnementale. Nous examinons la réponse cérébrale suite à la présentation de cibles visuelles, auditives et audiovisuelles des enfants âgés entre 3 mois et 17 ans et des adultes. Cette étude permettra de mieux comprendre le développement des mécanismes d’IMS pour éventuellement pouvoir détecter des marqueurs associés aux déficits sensoriels présentés dans différentes pathologies (ex. trouble du spectre de l’autisme, dyslexie).

• Les publications du LIONLAB se trouvent ici : https://lionlab.umontreal.ca/les-publications/