Investigating the encoding of visual stimuli by forming neural circuits in the cat primary visual cortex

Contexte La connectomique, ou la cartographie des connexions neuronales, est un champ de recherche des neurosciences évoluant rapidement, promettant des avancées majeures en ce qui concerne la compréhension du fonctionnement cérébral. La formation de circuits neuronaux en réponse à des stimuli environnementaux est une propriété émergente du cerveau. Cependant, la connaissance que nous avons de la nature précise de ces réseaux est encore limitée. Au niveau du cortex visuel, qui est l’aire cérébrale la plus étudiée, la manière dont les informations se transmettent de neurone en neurone est une question qui reste encore inexplorée. Cela nous invite à étudier l’émergence des microcircuits en réponse aux stimuli visuels. Autrement dit, comment l’interaction entre un stimulus et une assemblée cellulaire est-elle mise en place et modulée? Méthodes En réponse à la présentation de grilles sinusoïdales en mouvement, des ensembles neuronaux ont été enregistrés dans la couche II/III (aire 17) du cortex visuel primaire de chats anesthésiés, à l’aide de multi-électrodes en tungstène. Des corrélations croisées ont été effectuées entre l’activité de chacun des neurones enregistrés simultanément pour mettre en évidence les liens fonctionnels de quasi-synchronie (fenêtre de ± 5 ms sur les corrélogrammes croisés corrigés). Ces liens fonctionnels dévoilés indiquent des connexions synaptiques putatives entre les neurones. Par la suite, les histogrammes peri-stimulus (PSTH) des neurones ont été comparés afin de mettre en évidence la collaboration synergique temporelle dans les réseaux fonctionnels révélés. Enfin, des spectrogrammes dépendants du taux de décharges entre neurones ou stimulus-dépendants ont été calculés pour observer les oscillations gamma dans les microcircuits émergents. Un indice de corrélation (Rsc) a également été calculé pour les neurones connectés et non connectés. Résultats Les neurones liés fonctionnellement ont une activité accrue durant une période de 50 ms contrairement aux neurones fonctionnellement non connectés. Cela suggère que les connexions entre neurones mènent à une synergie de leur inter-excitabilité. En outre, l’analyse du spectrogramme dépendant du taux de décharge entre neurones révèle que les neurones connectés ont une plus forte activité gamma que les neurones non connectés durant une fenêtre d’opportunité de 50ms. L’activité gamma de basse-fréquence (20-40 Hz) a été associée aux neurones à décharge régulière (RS) et l’activité de haute fréquence (60-80 Hz) aux neurones à décharge rapide (FS). Aussi, les neurones fonctionnellement connectés ont systématiquement un Rsc plus élevé que les neurones non connectés. Finalement, l’analyse des corrélogrammes croisés révèle que dans une assemblée neuronale, le réseau fonctionnel change selon l’orientation de la grille. Nous démontrons ainsi que l’intensité des relations fonctionnelles dépend de l’orientation de la grille sinusoïdale. Cette relation nous a amené à proposer l’hypothèse suivante : outre la sélectivité des neurones aux caractères spécifiques du stimulus, il y a aussi une sélectivité du connectome. En bref, les réseaux fonctionnels «signature » sont activés dans une assemblée qui est strictement associée à l’orientation présentée et plus généralement aux propriétés des stimuli. Conclusion Cette étude souligne le fait que l’assemblée cellulaire, plutôt que le neurone, est l'unité fonctionnelle fondamentale du cerveau. Cela dilue l'importance du travail isolé de chaque neurone, c’est à dire le paradigme classique du taux de décharge qui a été traditionnellement utilisé pour étudier l'encodage des stimuli. Cette étude contribue aussi à faire avancer le débat sur les oscillations gamma, en ce qu'elles surviennent systématiquement entre neurones connectés dans les assemblées, en conséquence d’un ajout de cohérence. Bien que la taille des assemblées enregistrées soit relativement faible, cette étude suggère néanmoins une intrigante spécificité fonctionnelle entre neurones interagissant dans une assemblée en réponse à une stimulation visuelle. Cette étude peut être considérée comme une prémisse à la modélisation informatique à grande échelle de connectomes fonctionnels.

Contribution de la science forensique dans l’enquête sur les cambriolages résidentiels commis sur le territoire desservi par le SPVM

Travail dirigé présenté à la Faculté des arts et des sciences en vue de l’obtention du grade de Maîtrise en criminologie, option criminalistique et information

Doing Research with Vulnerable Populations: The Case of Intravenous Drug Users

Article

Investigation expérimentale des contraintes hémodynamiques d'un fantôme d'artère sténosée

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Estimation des efforts des muscles de la cheville et de la hanche lors de la génération d'énergie à la marche chez le sujet sain

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Modélisation d'un réseau de neurones humains dans le but de comprendre la dégradation neurale lors du vieillissement

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Effets protecteurs d'un donneur de NO sur la fonction diastolique du coeur défaillant de hamster UM-X7.1

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Transfert de connaissances et politiques publiques : le cas de la politique de gratuité des soins au Niger

Au Niger, le taux de mortalité maternelle est estimé à 535 décès pour 100 000 naissances vivantes (INS, 2013) et la probabilité pour un nouveau-né de mourir avant l’âge d’un mois est de 33 ‰. Depuis 2006, le Niger a mis en place une politique de gratuité des soins pour les femmes enceintes et les enfants de 0 à 5 ans, ce qui a contribué à une amélioration significative de la fréquentation des centres de santé. En mars 2012, un processus délibératif fut organisé pendant une conférence de trois jours pour échanger sur les acquis, limites et perspectives de cette nouvelle politique avec 160 participants dont des chercheurs, des humanitaires, des décideurs politiques et des intervenants sur le terrain. L’objectif de cette recherche est de comprendre les effets de cette conférence ainsi que d’explorer les activités du comité de suivi de la feuille de route. La recherche a été réalisée durant deux mois en été 2014 à Niamey et à N’guiguimi. Elle a reposé sur l’utilisation du cadre conceptuel de Boyko et al., (2012) qui permet de décrire les principales caractéristiques et les effets attendus des dialogues délibératifs et comprendre comment les dialogues délibératifs peuvent contribuer à l’élaboration de politiques sur la base de données probantes. Nous avons mis un accent particulier sur les trois formes d’utilisation des connaissances présentées par Dagenais et al., (2013) : instrumentale, conceptuelle et persuasive. Des entretiens semi-directifs ont été effectués avec 22 acteurs impliqués dans la mise en oeuvre des recommandations. Ils ont été enregistrés, retranscrits intégralement et traités avec le logiciel QDA Miner. Les résultats de l’analyse des discours recueillis révèlent une utilisation instrumentale des recommandations et plus visible chez les humanitaires que les décideurs et les acteurs de la société civile. Il ressort aussi de cette analyse une utilisation conceptuelle et persuasive des recommandations à un degré plus faible parmi tous les acteurs. Le comité de suivi de la feuille route de la conférence n’a pratiquement pas fonctionné, par conséquent, le processus n’a pas eu l’impact souhaité. Les principales raisons de cet échec sont liées au contexte de mise en oeuvre des recommandations (arrestation de plusieurs agents du ministère de la Santé publique qui sont des membres clés du comité de suivi à cause du détournement des fonds GAVI, manque de volonté technique et politique) et/ou aux conditions financières (absence de primes pour les membres du comité et de budget de fonctionnement.). Les iv résultats obtenus ont permis de comprendre les énormes défis (contextuels, financiers notamment) qui restent à relever en matière de transfert de connaissance dans le secteur de santé publique au Niger. En ce qui concerne la suite de la conférence, il faudrait accélérer la redynamisation du comité de suivi en le dotant d’un fonds de fonctionnement et en créant une agence autonome de gestion de la gratuité des soins; et renforcer le soutien politique autour de l’Initiative Santé Solidarité Sahel.

Les politiques de revenu minimum dans les provinces canadiennes : une étude comparée de l’aide sociale au Canada

L’objectif de ce mémoire est d’identifier les déterminants de la générosité de l’aide sociale au Canada. Plus précisément, quels sont les facteurs qui expliquent les variations entre les montants d’aide sociale entre les provinces canadiennes de 1990 à 2009? Pourquoi le Québec, la Saskatchewan et Terre-Neuve-Labrador sont plus généreux que le Nouveau-Brunswick et l’Alberta? L’analyse de ces 10 politiques distinctes est produite à partir d’un cadre théorique quadripartite qui inclut le rôle des acteurs (partis politiques et syndicats), les traits institutionnels (dépenses publiques et engagement à la redistribution), les contraintes budgétaires (taux d’assistance sociale, dette, économie) et le rôle du gouvernement fédéral (montant et type de transfert). Les résultats démontrent que l’aide sociale est une politique hautement dépendante au sentier et incrémentale. Des transferts fédéraux à coût partagé et un taux de syndicalisation élevé sont des facteurs qui exercent une influence positive sur la générosité des provinces. À l’inverse, les partis de droite ainsi qu’une situation budgétaire difficile ont un impact négatif. Il faut noter que la richesse économique des provinces n’est pas associée à une plus grande générosité de l’aide sociale, au contraire les prestations d’aide sociale étaient plus faibles en 2009 qu’en 1990 malgré un PIB qui a presque doublé. De plus, des provinces riches comme l’Alberta et la Colombie-Britannique sont peu généreuses. Finalement, il faut noter que les partis politiques de gauche n’ont pas l’effet positif escompté sur la générosité des politiques de revenu minimum.

Accumulation de dose à partir de champs de déformation 4D appliqués aux traitements au CyberKnife et à l'IMRT

Le cancer pulmonaire est la principale cause de décès parmi tous les cancers au Canada. Le pronostic est généralement faible, de l'ordre de 15% de taux de survie après 5 ans. Les déplacements internes des structures anatomiques apportent une incertitude sur la précision des traitements en radio-oncologie, ce qui diminue leur efficacité. Dans cette optique, certaines techniques comme la radio-chirurgie et la radiothérapie par modulation de l'intensité (IMRT) visent à améliorer les résultats cliniques en ciblant davantage la tumeur. Ceci permet d'augmenter la dose reçue par les tissus cancéreux et de réduire celle administrée aux tissus sains avoisinants. Ce projet vise à mieux évaluer la dose réelle reçue pendant un traitement considérant une anatomie en mouvement. Pour ce faire, des plans de CyberKnife et d'IMRT sont recalculés en utilisant un algorithme Monte Carlo 4D de transport de particules qui permet d'effectuer de l'accumulation de dose dans une géométrie déformable. Un environnement de simulation a été développé afin de modéliser ces deux modalités pour comparer les distributions de doses standard et 4D. Les déformations dans le patient sont obtenues en utilisant un algorithme de recalage déformable d'image (DIR) entre les différentes phases respiratoire générées par le scan CT 4D. Ceci permet de conserver une correspondance de voxels à voxels entre la géométrie de référence et celles déformées. La DIR est calculée en utilisant la suite ANTs («Advanced Normalization Tools») et est basée sur des difféomorphismes. Une version modifiée de DOSXYZnrc de la suite EGSnrc, defDOSXYZnrc, est utilisée pour le transport de particule en 4D. Les résultats sont comparés à une planification standard afin de valider le modèle actuel qui constitue une approximation par rapport à une vraie accumulation de dose en 4D.

Évaluation d’un programme de formation en matière d’agression sexuelle envers les enfants pour les communautés autochtones du Québec

L’agression sexuelle (AS) envers les enfants est une problématique majeure affectant les communautés autochtones. Considérant les conséquences à long terme associées à l’AS, il est primordial que les intervenants soient formés adéquatement pour intervenir en cas d’AS puisque que cette problématique compromet le bien-être des enfants, de leur famille et de leur communauté. Le Centre d’expertise Marie-Vincent, en partenariat avec les communautés autochtones, a mis sur pied une formation en matière d’AS spécifiquement adaptée aux besoins des intervenants. De 2013 à 2015, 161 professionnels œuvrant dans les communautés autochtones ont participé à cette formation. Deux phases de collecte de données distinctes ont été menées pour vérifier l’atteinte des objectifs du programme, soit l’amélioration des connaissances et des interventions en matière d’AS des participants. Lors de la première phase, les participants ont répondu à un questionnaire de réactions et à un test de connaissances. Une étude de cas multiples qualitative comportant quatre communautés a été réalisée lors de la deuxième phase. En plus d’un taux d’appréciation élevé, les résultats révèlent une augmentation significative des connaissances, passant de 54 % à 87 % (t(125) = 16,4, p < 0,001, ηp2 = 0,68). L’analyse des entrevues fait état d’une appropriation des contenus de formation dans la pratique professionnelle des participants. Ces derniers affirment avoir modifié la façon dont ils questionnent les enfants et être plus attentifs aux signes et symptômes d’une AS. Des changements sur le plan des attitudes, notamment sur l’importance du signalement, sont également rapportés. Finalement, la formation est considérée comme l’un des éléments déclencheurs d’une meilleure collaboration intersectorielle dans au moins une communauté.

Facteurs influençant le succès de la restauration des populations de carex faux-lupulina

Ce mémoire visait à déterminer les pratiques et les facteurs favorables au succès des réintroductions du carex faux-lupulina (Carex lupuliformis), une espèce vivace menacée poussant dans divers types de milieux humides ouverts du nord-est de l’Amérique du Nord. Pour répondre à cet objectif, des expériences de germination en serres ont été réalisées, et la survie, la vigueur et le microhabitat de chaque plant de carex faux-lupulina connu au Québec (sauvage ou réintroduit) ont été mesurés. Nos résultats montrent que le carex faux-lupulina est une espèce facile à propager ex situ. Une stratification froide (4°C) des semences dans du sable humide pendant un mois induit des taux de germination élevés. Nos résultats montrent également que des pucerons exotiques, ainsi qu’une transplantation dans des habitats inadaptés aux besoins de l’espèce en termes d’humidité du sol et de lumière disponible, ont causé la mort prématurée d’un grand nombre de transplants. Notre programme de réintroduction a permis d’établir une nouvelle population de l’espèce au Québec, et a potentiellement permis de sextupler la taille des populations de la province. Globalement, cette étude a permis de mieux comprendre l’écologie du carex faux-lupulina, et ainsi de faciliter la restauration de ses populations.

Excitonic behaviour in polymeric semiconductors : the effect of morphology and composition in heterostructures

La compréhension des interrelations entre la microstructure et les processus électroniques dans les polymères semi-conducteurs est d’une importance primordiale pour leur utilisation dans des hétérostructures volumiques. Dans cette thèse de doctorat, deux systémes diffèrents sont étudiés ; chacun de ces systèmes représente une approche diffèrente pour optimiser les matériaux en termes de leur microstructure et de leur capacité à se mettre en ordre au niveau moléculaire. Dans le premier système, j’ai effectué une analyse complète des principes de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque hybride à base des nanocristaux d’oxyde de zinc (ZnO) et du poly (3-hexylthiophène) (P3HT) par absorption photoinduite en régime quasi-stationnaire (PIA) et la spectroscopie PIA en pompage modulé dépendant de la fréquence. L’interface entre le donneur (le polymère P3HT) et l’accepteur (les nanoparticules de ZnO), où la génération de charges se produit, joue un rôle important dans la performance des cellules photovoltaïques hybrides. Pour améliorer le mécanisme de génération de charges du P3H: ZnO, il est indispensable de modifier l’interface entre ses constituants. Nous avons démontré que la modification d’interface moléculaire avec cis-bis (4, 40 - dicarboxy-2, 20bipyridine) ruthénium (II) (N3-dye) et a-Sexithiophen-2 yl-phosphonique (6TP) a améliorée le photocourant et la performance dans les cellules P3HT: ZnO. Le 6TP et le N3 s’attachent à l’interface du ZnO, en augmentant ainsi l’aire effective de la surface donneur :accepteur, ce qui contribue à une séparation de charge accrue. De plus, le 6TP et le N3 réduisent la densité de pièges dans le ZnO, ce qui réduit le taux de recombinaison des paires de charges. Dans la deuxième partie, jai introduit une matrice hôte polymérique de polystyréne à masse molaire ulra-élevée, qui se comporte comme un solide pour piéger et protéger une solution de poly [2-méthoxy, 5- (2´-éthyl-hexoxy) -1,4-phénylènevinylène- PPV] (MEHPPV) pour utilisation dans des dispositifs optoèlectroniques quantiques. Des travaux antérieurs ont montré que MEH-PPV en solution subit une transition de conformation, d’une conformation enroulé à haute température (phase bleue) à une conformation de chaîne étendue à basse température (phase rouge). La conformation de la chaîne étendue de la solution MEH-PPV favorise les caractéristiques nécessaires à l’amélioration des dispositifs optoélectroniques quantiques, mais la solution ne peut pas être incorporées dans le dispositif. J’ai démontré que la caractéristique de la phase rouge du MEH-PPV en solution se maintient dans une matrice hôte polymérique de polystyrène transformé de masse molaire très élevée, qui se comporte comme un solide (gel de MEH-PPV/UHMW PS), par le biais de la spectroscopie de photoluminescence (PL) dépendant de la température (de 290K à 80 K). La phase rouge du gel MEH-PPV/UHMW PS se manifeste par des largeurs de raie étroites et une intensité augmentée de la transition 0-0 de la progression vibronique dans le spectre de PL ainsi qu’un petit décalage de Stokes entre la PL et le spectre d’absorption à basse température. Ces approches démontrent que la manipulation de la microstructure et des propriétés électroniques des polymères semi-conducteurs ont un impact direct sur la performance de dispositifs pour leurs développements technologiques continus.

Development of nanostructured hydrogel for spatial and temporal controlled release of active compounds

L’utilisation de nanovecteurs pour la livraison contrôlée de principes actifs est un concept commun de nous jours. Les systèmes de livraison actuels présentent encore cependant des limites au niveau du taux de relargage des principes actifs ainsi que de la stabilité des transporteurs. Les systèmes composés à la fois de nanovecteurs (liposomes, microgels et nanogels) et d’hydrogels peuvent cependant permettre de résoudre ces problèmes. Dans cette étude, nous avons développé un système de livraison contrôlé se basant sur l’incorporation d’un nanovecteur dans une matrice hydrogel dans le but de combler les lacunes des systèmes se basant sur un vecteur uniquement. Une telle combinaison pourrait permettre un contrôle accru du relargage par stabilisation réciproque. Plus spécifiquement, nous avons développé un hydrogel structuré intégrant des liposomes, microgels et nanogels séparément chargés en principes actifs modèles potentiellement relargués de manière contrôlé. Ce contrôle a été obtenu par la modification de différents paramètres tels que la température ainsi que la composition et la concentration en nanovecteurs. Nous avons comparé la capacité de chargement et la cinétique de relargage de la sulforhodamine B et de la rhodamine 6G en utilisant des liposomes de DOPC et DPPC à différents ratios, des nanogels de chitosan/acide hyaluronique et des microgels de N-isopropylacrylamide (NIPAM) à différents ratios d’acide méthacrylique, incorporés dans un hydrogel modèle d’acrylamide. Les liposomes présentaient des capacités de chargement modérés avec un relargage prolongé sur plus de dix jours alors que les nanogels présentaient des capacités de chargement plus élevées mais une cinétique de relargage plus rapide avec un épuisement de la cargaison en deux jours. Comparativement, les microgels relarguaient complétement leur contenu en un jour. Malgré une cinétique de relargage plus rapide, les microgels ont démontré la possibilité de contrôler finement le chargement en principe actif. Ce contrôle peut être atteint par la modification des propriétés structurelles ou en changeant le milieu d’incubation, comme l’a montré la corrélation avec les isothermes de Langmuir. Chaque système développé a démontré un potentiel contrôle du taux de relargage, ce qui en fait des candidats pour des investigations futures.

Influence des traits et troubles de personnalité sur l’intégration au travail de personnes aux prises avec un trouble mental grave

Bien que le travail soit bénéfique et souhaité par une majorité de personnes aux prises avec un trouble mental grave (TMG), les études réalisées auprès de cette clientèle montrent des taux d’emploi d’environ 10 à 20%. Parmi les services visant le retour au travail, les programmes de soutien à l’emploi (PSE) se sont montrés les plus efficaces avec des taux de placement en emploi standard oscillant entre 50 et 60%, sans toutefois garantir le maintien en emploi. Plusieurs études ont tenté de cerner les déterminants de l’obtention et du maintien en emploi chez cette population sans toutefois s’intéresser à la personnalité, et ce, bien qu’elle soit reconnue depuis toujours comme un déterminant important du fonctionnement des individus. De plus, peu de questionnaires d’évaluation de la personnalité selon le modèle de la personnalité en cinq facteurs (FFM) ont été utilisés auprès d’une clientèle avec un TMG et ceux-ci ont montré des propriétés psychométriques ne respectant pas des normes reconnues et acceptées. Cette thèse porte sur les liens entre la personnalité et l’intégration au travail chez les personnes avec un TMG. La première partie vise la validation d’un outil de mesure de la personnalité selon le FFM afin de répondre aux objectifs de la deuxième partie de la thèse. À cet effet, deux échantillons ont été recrutés, soit 259 étudiants universitaires et 141 personnes avec un TMG. Des analyses factorielles confirmatoires ont mené au développement d’un nouveau questionnaire à 15 items (NEO-15) dont les indices d’ajustement, de cohérence interne et de validité convergente respectent les normes établies, ce qui en fait un questionnaire bien adapté à la mesure de la personnalité normale dans des contextes où le temps d’évaluation est limité. La deuxième partie présente les résultats d’une étude réalisée auprès de 82 personnes aux prises avec un TMG inscrites dans un PSE et visant à identifier les facteurs d’obtention et de maintien en emploi chez cette clientèle, particulièrement en ce qui concerne la contribution des éléments normaux et pathologiques de la personnalité. Les résultats de régressions logistiques et de régressions de Cox (analyses de survie) ont démontré que l’historique d’emploi, les symptômes négatifs et le niveau de pathologie de la personnalité étaient prédictifs de l’obtention d’un emploi standard et du délai avant l’obtention d’un tel emploi. Une autre série de régressions de Cox a pour sa part démontré que l’esprit consciencieux était le seul prédicteur significatif du maintien en emploi. Malgré certaines limites, particulièrement des tailles d’échantillons restreintes, ces résultats démontrent la pertinence et l’importance de tenir compte des éléments normaux et pathologiques de la personnalité dans le cadre d’études portant sur l’intégration au travail de personnes avec un TMG. De plus, cette thèse a permis de démontrer l’adéquation d’un nouvel instrument de mesure de la personnalité auprès de cette clientèle. Des avenues futures concernant la réintégration professionnelle et le traitement des personnes avec un TMG sont discutées à la lumière de ces résultats.