Mapping the human connectome at multiple scales with diffusion spectrum MRI.

The global structural connectivity of the brain, the human connectome, is now accessible at millimeter scale with the use of MRI. In this paper, we describe an approach to map the connectome by constructing normalized whole-brain structural connection matrices derived from diffusion MRI tractography at 5 different scales. Using a template-based approach to match cortical landmarks of different subjects, we propose a robust method that allows (a) the selection of identical cortical regions of interest of desired size and location in different subjects with identification of the associated fiber tracts (b) straightforward construction and interpretation of anatomically organized whole-brain connection matrices and (c) statistical inter-subject comparison of brain connectivity at various scales. The fully automated post-processing steps necessary to build such matrices are detailed in this paper. Extensive validation tests are performed to assess the reproducibility of the method in a group of 5 healthy subjects and its reliability is as well considerably discussed in a group of 20 healthy subjects.

Towards a diffusion image processing validation and accuracy prediction framework

Validation is the main bottleneck preventing theadoption of many medical image processing algorithms inthe clinical practice. In the classical approach,a-posteriori analysis is performed based on someobjective metrics. In this work, a different approachbased on Petri Nets (PN) is proposed. The basic ideaconsists in predicting the accuracy that will result froma given processing based on the characterization of thesources of inaccuracy of the system. Here we propose aproof of concept in the scenario of a diffusion imaginganalysis pipeline. A PN is built after the detection ofthe possible sources of inaccuracy. By integrating thefirst qualitative insights based on the PN withquantitative measures, it is possible to optimize the PNitself, to predict the inaccuracy of the system in adifferent setting. Results show that the proposed modelprovides a good prediction performance and suggests theoptimal processing approach.

On optimal dividend strategies with deficit or incomplete information

Rapport de synthèse Cette thèse consiste en trois essais sur les stratégies optimales de dividendes. Chaque essai correspond à un chapitre. Les deux premiers essais ont été écrits en collaboration avec les Professeurs Hans Ulrich Gerber et Elias S. W. Shiu et ils ont été publiés; voir Gerber et al. (2006b) ainsi que Gerber et al. (2008). Le troisième essai a été écrit en collaboration avec le Professeur Hans Ulrich Gerber. Le problème des stratégies optimales de dividendes remonte à de Finetti (1957). Il se pose comme suit: considérant le surplus d'une société, déterminer la stratégie optimale de distribution des dividendes. Le critère utilisé consiste à maximiser la somme des dividendes escomptés versés aux actionnaires jusqu'à la ruine2 de la société. Depuis de Finetti (1957), le problème a pris plusieurs formes et a été résolu pour différents modèles. Dans le modèle classique de théorie de la ruine, le problème a été résolu par Gerber (1969) et plus récemment, en utilisant une autre approche, par Azcue and Muler (2005) ou Schmidli (2008). Dans le modèle classique, il y a un flux continu et constant d'entrées d'argent. Quant aux sorties d'argent, elles sont aléatoires. Elles suivent un processus à sauts, à savoir un processus de Poisson composé. Un exemple qui correspond bien à un tel modèle est la valeur du surplus d'une compagnie d'assurance pour lequel les entrées et les sorties sont respectivement les primes et les sinistres. Le premier graphique de la Figure 1 en illustre un exemple. Dans cette thèse, seules les stratégies de barrière sont considérées, c'est-à-dire quand le surplus dépasse le niveau b de la barrière, l'excédent est distribué aux actionnaires comme dividendes. Le deuxième graphique de la Figure 1 montre le même exemple du surplus quand une barrière de niveau b est introduite, et le troisième graphique de cette figure montre, quand à lui, les dividendes cumulés. Chapitre l: "Maximizing dividends without bankruptcy" Dans ce premier essai, les barrières optimales sont calculées pour différentes distributions du montant des sinistres selon deux critères: I) La barrière optimale est calculée en utilisant le critère usuel qui consiste à maximiser l'espérance des dividendes escomptés jusqu'à la ruine. II) La barrière optimale est calculée en utilisant le second critère qui consiste, quant à lui, à maximiser l'espérance de la différence entre les dividendes escomptés jusqu'à la ruine et le déficit au moment de la ruine. Cet essai est inspiré par Dickson and Waters (2004), dont l'idée est de faire supporter aux actionnaires le déficit au moment de la ruine. Ceci est d'autant plus vrai dans le cas d'une compagnie d'assurance dont la ruine doit être évitée. Dans l'exemple de la Figure 1, le déficit au moment de la ruine est noté R. Des exemples numériques nous permettent de comparer le niveau des barrières optimales dans les situations I et II. Cette idée, d'ajouter une pénalité au moment de la ruine, a été généralisée dans Gerber et al. (2006a). Chapitre 2: "Methods for estimating the optimal dividend barrier and the probability of ruin" Dans ce second essai, du fait qu'en pratique on n'a jamais toute l'information nécessaire sur la distribution du montant des sinistres, on suppose que seuls les premiers moments de cette fonction sont connus. Cet essai développe et examine des méthodes qui permettent d'approximer, dans cette situation, le niveau de la barrière optimale, selon le critère usuel (cas I ci-dessus). Les approximations "de Vylder" et "diffusion" sont expliquées et examinées: Certaines de ces approximations utilisent deux, trois ou quatre des premiers moments. Des exemples numériques nous permettent de comparer les approximations du niveau de la barrière optimale, non seulement avec les valeurs exactes mais également entre elles. Chapitre 3: "Optimal dividends with incomplete information" Dans ce troisième et dernier essai, on s'intéresse à nouveau aux méthodes d'approximation du niveau de la barrière optimale quand seuls les premiers moments de la distribution du montant des sauts sont connus. Cette fois, on considère le modèle dual. Comme pour le modèle classique, dans un sens il y a un flux continu et dans l'autre un processus à sauts. A l'inverse du modèle classique, les gains suivent un processus de Poisson composé et les pertes sont constantes et continues; voir la Figure 2. Un tel modèle conviendrait pour une caisse de pension ou une société qui se spécialise dans les découvertes ou inventions. Ainsi, tant les approximations "de Vylder" et "diffusion" que les nouvelles approximations "gamma" et "gamma process" sont expliquées et analysées. Ces nouvelles approximations semblent donner de meilleurs résultats dans certains cas.

Détection et exploitation des traces de produits stupéfiants. Partie I : étude de leur processus d'échange et de leur utilisation dans un cadre policier

Cette publication présente une approche originale et novatrice de la recherche et de l'exploitation des traces de stupéfiants. Elle propose une description détaillée des phénomènes de transfert et de persistances de ces particules ainsi que l'interprétation des résultats obtenus par l'analyse de spectrométrie à mobilité ionique (IMS). Des simulations de manipulation et de conditionnement de produits stupéfiants ont été réalisées en distinguant plusieurs groupes de personnes en fonction de leur proximité de contact avec des stupéfiants. Ces simulations ont montré que des personnes n'étant pas en contact avec des produits stupéfiants ne présentaient pas de traces de ces derniers. Au contraire, une manipulation laisse des traces qu'il est possible de détecter et d'interpréter. Parmi les stupéfiants étudiés, le plus "contaminogène" s'est avéré être la cocaïne. Les résultats obtenus permettent enfin de proposer une démarche opérationnelle d'intégration de cette technologie dans le cadre des interventions effectuées par les brigades canines.

A connectome-based comparison of diffusion MRI schemes.

Diffusion MRI has evolved towards an important clinical diagnostic and research tool. Though clinical routine is using mainly diffusion weighted and tensor imaging approaches, Q-ball imaging and diffusion spectrum imaging techniques have become more widely available. They are frequently used in research-oriented investigations in particular those aiming at measuring brain network connectivity. In this work, we aim at assessing the dependency of connectivity measurements on various diffusion encoding schemes in combination with appropriate data modeling. We process and compare the structural connection matrices computed from several diffusion encoding schemes, including diffusion tensor imaging, q-ball imaging and high angular resolution schemes, such as diffusion spectrum imaging with a publically available processing pipeline for data reconstruction, tracking and visualization of diffusion MR imaging. The results indicate that the high angular resolution schemes maximize the number of obtained connections when applying identical processing strategies to the different diffusion schemes. Compared to the conventional diffusion tensor imaging, the added connectivity is mainly found for pathways in the 50-100mm range, corresponding to neighboring association fibers and long-range associative, striatal and commissural fiber pathways. The analysis of the major associative fiber tracts of the brain reveals striking differences between the applied diffusion schemes. More complex data modeling techniques (beyond tensor model) are recommended 1) if the tracts of interest run through large fiber crossings such as the centrum semi-ovale, or 2) if non-dominant fiber populations, e.g. the neighboring association fibers are the subject of investigation. An important finding of the study is that since the ground truth sensitivity and specificity is not known, the comparability between results arising from different strategies in data reconstruction and/or tracking becomes implausible to understand.

Variations publicitaires sur le genre : une analyse linguistique des représentations publicitaires du féminin et du masculin

Sur le plan économique, le système de genre est une pierre angulaire du discours publicitaire. Il intervient dans la segmentation des marchés, dans la sélection des médias et des supports, dans l'apparence extérieure des produits, dans le ton des campagnes, dans le choix des arguments de vente et, bien sûr, dans les scripts des annonces qui mettent en scène, en grand nombre, des êtres humains. En contrepartie, sur le plan symbolique, le discours publicitaire est un dépositaire privilégié des imaginaires de genre qui circulent dans son contexte de production et de diffusion. En cette qualité, confronté aux lois d'un marché toujours plus concurrentiel, à une segmentation plus fine des cibles, à la multiplication des supports, à l'instabilité croissante des consommateurs ainsi qu'à une critique médiatique, académique et publique toujours prompte à relever sa tendance au stéréotypage, le discours publicitaire est amené à proposer des représentations des hommes et des femmes de plus en plus variées et complexes. La présente étude, qui relève de l'analyse linguistique des discours, a pour objectif d'entrer dans la complexité de ces variations publicitaires contemporaines sur le féminin et le masculin et de déchiffrer les imaginaires de genre qu'elles contribuent à construire. Après un état des lieux des travaux consacrés à la représentation publicitaire des sexes ainsi qu'une présentation détaillée des jalons théoriques et méthodologiques de l'approche adoptée, une analyse de contenu, réalisée sur la base d'un corpus de plus 1200 annonces, met en évidence les configurations récurrentes du masculin et du féminin dans la production publicitaire contemporaine de presse magazine. Une analyse textuelle et critique interroge ensuite le rôle de la langue dans le processus de schématisation des imaginaires publicitaires de genre. Dans un premier temps, grâce à une prise en compte des déterminations prédiscursive et discursive des représentations publicitaires du féminin et du masculin, cette analyse montre comment le discours publicitaire, en plus de différencier radicalement le féminin et le masculin, tend à essentialiser cette différenciation au travers de deux procédés discursifs d'idéologisation, la catégorisation et la généralisation. Dans un second temps, un inventaire thématique des variations publicitaires contemporaines sur le genre permet d'évaluer la perméabilité du discours publicitaire à la reconfiguration du système de genre qui est en marche dans notre société depuis la seconde moitié du vingtième siècle. La présente recherche, qui entend globalement déconstruire ce qui prend trop souvent l'apparence d'évidences et soumettre à débat des interprétations, thématise par ailleurs la question de la dimension politique des recherches académiques.