24 resultados para Neurosciences
em Université de Montréal, Canada
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VERSION ANGLAISE DISPONIBLE AU DPARTEMENT; THSE RALISE CONJOINTEMENT AVEC L'COLE DES SCIENCES DE LA COMMUNICATION DE L'UNIVERSIT MCGILL (DRS. K. STEINHAUER ET J.E. DRURY).
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Commentaire / Commentary
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Les technologies de stimulations transcrniennes tel que la tDCS ou la TMS prsentent lheure actuelle dintressantes perspectives thrapeutiques, tout comme diverses amliorations cognitives chez le sujet non-malade dont dcoulent des applications neuroamlioratives, plus ou moins imminentes, en dehors du cadre clinique ou investigatoire. Est propos ici danalyser les risques associs ces applications, dtournes des objectifs premiers de recherche, et aux proccupations thiques qui les accompagnent (autonomie, justice, intgrit physique), via un concept gnralement associ aux recherches avec des perspectives de scurit nationale et associes un niveau de risque lev. Rvisant la trivialit dune dfinition dichotomique aux usages bons et mauvais , est propos dtendre le concept de double-usage pour lappliquer la neuroamlioration comme un msusage de la recherche en neurosciences. Faisant rfrence au conflit entre, dune part, le respect de la libert acadmique et, dautre part, la protection de la scurit et de la sant publique, ce concept savre tre un outil diagnostique pertinent pour lvaluation des risques associs lusage mlioratif desdites technologies, et plus particulirement de la tDCS, afin dalimenter la rflexion sur la rgulation de ces dispositifs en amont de leur utilisation, selon un principe de prcaution inhrent au double-usage de la recherche. Ce concept permet ainsi de rflchir la mise en place dune gouvernance proactive et contextualise impliquant une responsabilit partage dun large panel dacteurs, ncessaire au vu des avances rapides du domaine des neurosciences et de limminence de larrive sur le march de ces dispositifs.
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Article
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Dpartement de linguistique et traduction
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Signal relay by guidance receptors at the axonal growth cone is a process essential for the assembly of a functional nervous system. We investigated the in vivo function of Src family kinases (SFKs) as growth cone guidance signaling intermediates in the context of spinal lateral motor column (LMC) motor axon projection toward the ventral or dorsal limb mesenchyme. Using in situ mRNA detection we determined that Src and Fyn are expressed in LMC motor neurons of chick and mouse embryos at the time of limb trajectory selection. Inhibition of SFK activity by C-terminal Src kinase (Csk) overexpression in chickLMCaxons using in ovo electroporation resulted inLMC axons selecting the inappropriate dorsoventral trajectory within the limb mesenchyme, with medial LMC axon projecting into the dorsal and ventral limb nerve with apparently random incidence. We also detected LMC axon trajectory choice errors in Src mutant mice demonstrating a nonredundant role for Src in motor axon guidance in agreement with gain and loss of Src function in chickLMCneurons which led to the redirection ofLMCaxons. Finally, Csk-mediated SFK inhibition attenuated the retargeting ofLMCaxons caused by EphA or EphB over-expression, implying the participation of SFKs in Eph-mediated LMC motor axon guidance. In summary, our findings demonstrate that SFKs are essential for motor axon guidance and suggest that they play an important role in relaying ephrin:Eph signals that mediate the selection of motor axon trajectory in the limb.
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La capture contingente de lattention est un phnomne dans lequel les mcanismes dorientation endogne et exogne de lattention interagissent, de sorte quune proprit qui est pertinente la tche en cours, et donc qui fait lobjet de contrles attentionnels descendants, endognes, capture lattention de faon involontaire, exogne, vers sa position spatiale. Dans cette thse, trois aspects de ce phnomne ont t tudis. Premirement, en explorant le dcours temporel de la capture contingente de lattention et la rponse lectrophysiologique des distracteurs capturant ainsi lattention, il a t tabli que le dficit comportemental symptomatique de cette forme de capture tait li un dploiement de lattention visuospatiale vers la position du distracteur, et que ce traitement spatialement slectif pouvait tre modul par le partage dautres proprits entre le distracteur et la cible. Deuximement, lutilisation des potentiels lis aux vnements a permis de dissocier lhypothse de capture contingente de lattention et lhypothse de capture pure de lattention. Selon cette interprtation, un stimulus ne peut capturer lattention aux stades prattentifs de traitement que sil prsente le plus fort signal ascendant parmi tous les stimuli prsents. Les contrles attentionnels descendants ne serviraient donc qu dsengager lattention dun tel stimulus. Les rsultats prsents ici vont lencontre dune telle interprtation, puisquun dploiement de lattention visuospatiale, index par la prsence dune N2pc, na t observ que lorsquun distracteur priphrique possdait une caractristique pertinente la tche en cours, mme lorsque ses proprits de bas niveau ntaient pas plus saillantes que celles des autres items prsents. Finalement, en utilisant un paradigme o la cible tait dfinie en fonction de son appartenance une catgorie alphanumrique, il a t dmontr que des contrles attentionnels en faveur dun attribut conceptuel pouvaient guider lattention visuospatiale de faon involontaire, rejetant une nouvelle fois lhypothse de la capture pure de lattention.
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Lobjet de recherche de ce mmoire est la rsilience vue travers le prisme dune dmarche autobiographique dans un contexte de recherche-formation. Le concept de rsilience pouvant tre sur ou sous-estim par divers chercheurs, lauteure dmontre dans lanalyse de son rcit de vie, le fait dune rsilience ordinaire et tout fait relle en opposition une rsilience hors de lordinaire. Lauteure aborde la notion de rsilience partir de diffrentes perspectives. Toutefois, elle privilgie lapproche des neurosciences qui dmontre, par le biais de limagerie crbrale, le remaniement du cerveau lors dinteractions. Or, pour bien des auteurs dont Boris Cyrulnik et Allan N. Schore, la rsilience prend racine suite une exprience dattachement, la rsilience ne se construisant pas seule. Le parcours autobiographique de lauteure est bien imprgn du processus thrapeutique danalyse bionergtique dans lequel elle sest engage.
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Les tches de vision articielle telles que la reconnaissance dobjets demeurent irrsolues ce jour. Les algorithmes dapprentissage tels que les Rseaux de Neurones Articiels (RNA), reprsentent une approche prometteuse permettant dapprendre des caractristiques utiles pour ces tches. Ce processus doptimisation est nanmoins difcile. Les rseaux profonds base de Machine de Boltzmann Restreintes (RBM) ont rcemment t proposs an de guider lextraction de reprsentations intermdiaires, grce un algorithme dapprentissage non-supervis. Ce mmoire prsente, par lentremise de trois articles, des contributions ce domaine de recherche. Le premier article traite de la RBM convolutionelle. Lusage de champs rceptifs locaux ainsi que le regroupement dunits caches en couches partageant les mme paramtres, rduit considrablement le nombre de paramtres apprendre et engendre des dtecteurs de caractristiques locaux et quivariant aux translations. Ceci mne des modles ayant une meilleure vraisemblance, comparativement aux RBMs entranes sur des segments dimages. Le deuxime article est motiv par des dcouvertes rcentes en neurosciences. Il analyse limpact dunits quadratiques sur des tches de classication visuelles, ainsi que celui dune nouvelle fonction dactivation. Nous observons que les RNAs base dunits quadratiques utilisant la fonction softsign, donnent de meilleures performances de gnralisation. Le dernire article quand lui, offre une vision critique des algorithmes populaires dentranement de RBMs. Nous montrons que lalgorithme de Divergence Contrastive (CD) et la CD Persistente ne sont pas robustes : tous deux ncessitent une surface dnergie relativement plate an que leur chane ngative puisse mixer. La PCD "poids rapides" contourne ce problme en perturbant lgrement le modle, cependant, ceci gnre des chantillons bruits. Lusage de chanes tempres dans la phase ngative est une faon robuste dadresser ces problmes et mne de meilleurs modles gnratifs.
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Le rire est un comportement humain indiscutablement universel. Abondamment trait par la psychologie et les neurosciences, il demeure nanmoins le laiss-pour-compte de lanthropologie. Si les connaissances empiriques accumules ce jour ont permis de bien le caractriser des niveaux proximaux danalyse, la question de son origine volutionniste est, en contrepartie, souvent vacue. Or, toute tentative srieuse de comprendre ce comportement requiert une investigation de sa fonction adaptative et de sa phylognse. Le projet entrepris ici consiste en une analyse de cinq hypothses ultimes sur le rire et lhumour, desquelles sont extraites des prdictions qui sont confrontes des donnes empiriques provenant de disciplines diverses. En guise de conclusion, il est tent de formuler un scnario volutif qui concilie les diffrentes hypothses abordes.
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Les motions jouent un rle primordial dans les processus cognitifs et plus particulirement dans les tches dapprentissage. Dailleurs, plusieurs recherches neurologiques ont montr linterrelation qui existe entre la cognition et les motions. Elles ont aussi dtermin plusieurs formes dintelligence humaine autre que lintelligence rationnelle parmi lesquelles nous distinguons la forme ayant comme dimension motionnelle, savoir lintelligence motionnelle, vu son impact sur les processus dapprentissage. Lintelligence motionnelle est alors un facteur significatif de russite scolaire et professionnelle. Sous la lumire de ces constatations prsentes, les informaticiens leur tour, vont alors tenter de consentir de plus en plus de place au facteur motionnel dans les systmes informatiques et plus particulirement dans ceux ddis lapprentissage. Lintgration de lintelligence motionnelle dans ces systmes et plus prcisment, dans les Systmes Tutoriels Intelligents (STI), va leur permettre de grer les motions de lapprenant et par la suite amliorer ses performances. Dans ce mmoire, notre objectif principal est dlaborer une stratgie dapprentissage visant favoriser et accentuer la mmorisation chez les enfants. Pour atteindre cet objectif, nous avons dvelopp un cours danglais en ligne ainsi quun tuteur virtuel utilisant des ressources multimdia tels que le ton de la voix, la musique, les images et les gestes afin de susciter des motions chez lapprenant. Nous avons conduit une exprience pour tester lefficacit de quelques stratgies motionnelles ainsi quvaluer limpact des motions suscites sur la capacit de mmorisation des connaissances acqurir par lapprenant. Les rsultats de cette tude exprimentale ont prouv que linduction implicite des motions chez ce dernier a une influence significative sur ses performances. Ils ont galement montr quil nexiste pas une stratgie efficace pour tous les apprenants la fois, cependant lefficacit dune telle stratgie par rapport une autre dpend essentiellement du profil comportemental de lapprenant dtermin partir de son temprament.
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Le phnomne de Clignement Attentionnel (Attentional Blink, AB), fait rfrence une diminution transitoire du rapport exact dune deuxime cible (C2) si celle-ci est prsente trop tt aprs une premire cible (C1) lors dune prsentation visuelle srielle rapide (rapid serial visual presentation, RSVP), et ce, quand les deux cibles doivent tre rapportes. Cette tude a examin lexistence possible dasymtries hmisphriques dans le traitement attentionnel ainsi que lventualit que la prsentation de cibles deux hmisphres diffrents puisse diminuer le AB chez des participants neurologiquement sains et labolir dans le cas dun patient callosotomis. Pour ce faire, nous avons employ un paradigme modifi du AB dans lequel les cibles pouvaient apparatre dans nimporte quelle de quatre RSVP, une dans chaque quadrant du champ visuel, pour permettre des essais dans lesquels les deux cibles puissent tre prsentes au mme hmisphre et dautres o chaque cible tait prsente un hmisphre diffrent. Bien que nous nayons trouv aucune diminution de leffet AB lors de prsentation inter-hmisphrique, dans les deux populations ltude, le taux de bonnes rponses globales la deuxime cible tait plus lev quand les cibles taient prsentes des hmisphres diffrents. Nous avons galement trouv un avantage de lhmisphre gauche chez le patient callosotomis.
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Les systmes sensoriels encodent linformation sur notre environnement sous la forme dimpulsions lectriques qui se propagent dans des rseaux de neurones. lucider le code neuronal les principes par lesquels linformation est reprsente dans lactivit des neurones est une question fondamentale des neurosciences. Cette thse constitue de 3 tudes (E) sintresse deux types de codes, la synchronisation et ladaptation, dans les neurones du cortex visuel primaire (V1) du chat. Au niveau de V1, les neurones sont slectifs pour des proprits comme lorientation des contours, la direction et la vitesse du mouvement. Chaque neurone ayant une combinaison de proprits pour laquelle sa rponse est maximale, linformation se retrouve distribue dans diffrents neurones situs dans diverses colonnes et aires corticales. Un mcanisme potentiel pour relier lactivit de neurones rpondant des items eux-mmes relis (e.g. deux contours appartenant au mme objet) est la synchronisation de leur activit. Cependant, le type de relations potentiellement encodes par la synchronisation nest pas entirement clair (E1). Une autre stratgie de codage consiste en des changements transitoires des proprits de rponse des neurones en fonction de lenvironnement (adaptation). Cette plasticit est prsente chez le chat adulte, les neurones de V1 changeant dorientation prfre aprs exposition une orientation non prfre. Cependant, on ignore si des neurones spatialement proches exhibent une plasticit comparable (E2). Finalement, nous avons tudi la dynamique de la relation entre synchronisation et plasticit des proprits de rponse (E3). Rsultats principaux (E1) Nous avons montr que deux stimuli en mouvement soit convergent soit divergent licitent plus de synchronisation entre les neurones de V1 que deux stimuli avec la mme direction. La frquence de dcharge ntait en revanche pas diffrente en fonction du type de stimulus. Dans ce cas, la synchronisation semble coder pour la relation de cocircularit dont le mouvement convergent (centripte) et divergent (centrifuge) sont deux cas particuliers, et ainsi pourrait jouer un rle dans lintgration des contours. Cela indique que la synchronisation code pour une information qui nest pas prsente dans la frquence de dcharge des neurones. (E2) Aprs exposition une orientation non prfre, les neurones changent dorientation prfre dans la mme direction que leurs voisins dans 75% des cas. Plusieurs proprits de rponse des neurones de V1 dpendent de leur localisation dans la carte fonctionnelle corticale pour lorientation. Les comportements plus diversifis des 25% de neurones restants sont le fait de diffrences fonctionnelles que nous avons observ et qui suggrent une localisation corticale particulire, les singularits, tandis que la majorit des neurones semblent situs dans les domaines diso-orientation. (E3) Aprs adaptation, les paires de neurones dont les proprits de rponse deviennent plus similaires montrent une synchronisation accrue. Aprs rcupration, la synchronisation retourne son niveau initial. Par consquent, la synchronisation semble reflter de faon dynamique la similarit des proprits de rponse des neurones. Conclusions Cette thse contribue notre connaissance des capacits dadaptation de notre systme visuel un environnement changeant. Nous proposons galement des donnes originales lies au rle potentiel de la synchronisation. En particulier, la synchronisation semble capable de coder des relations entre objets similaires ou dissimilaires, suggrant lexistence dassembles neuronales superposes.
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Les fichiers sons qui accompagne mon document sont au format midi. Le programme que nous avons dvelopps pour ce travail est en language Python.
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Dans le domaine des neurosciences computationnelles, l'hypothse a t mise que le systme visuel, depuis la rtine et jusqu'au cortex visuel primaire au moins, ajuste continuellement un modle probabiliste avec des variables latentes, son flux de perceptions. Ni le modle exact, ni la mthode exacte utilise pour l'ajustement ne sont connus, mais les algorithmes existants qui permettent l'ajustement de tels modles ont besoin de faire une estimation conditionnelle des variables latentes. Cela nous peut nous aider comprendre pourquoi le systme visuel pourrait ajuster un tel modle; si le modle est appropri, ces estim conditionnels peuvent aussi former une excellente reprsentation, qui permettent d'analyser le contenu smantique des images perues. Le travail prsent ici utilise la performance en classification d'images (discrimination entre des types d'objets communs) comme base pour comparer des modles du systme visuel, et des algorithmes pour ajuster ces modles (vus comme des densits de probabilit) des images. Cette thse (a) montre que des modles bass sur les cellules complexes de l'aire visuelle V1 gnralisent mieux partir d'exemples d'entranement tiquets que les rseaux de neurones conventionnels, dont les units caches sont plus semblables aux cellules simples de V1; (b) prsente une nouvelle interprtation des modles du systme visuels bass sur des cellules complexes, comme distributions de probabilits, ainsi que de nouveaux algorithmes pour les ajuster des donnes; et (c) montre que ces modles forment des reprsentations qui sont meilleures pour la classification d'images, aprs avoir t entrans comme des modles de probabilits. Deux innovations techniques additionnelles, qui ont rendu ce travail possible, sont galement dcrites : un algorithme de recherche alatoire pour slectionner des hyper-paramtres, et un compilateur pour des expressions mathmatiques matricielles, qui peut optimiser ces expressions pour processeur central (CPU) et graphique (GPU).
