Structured sparsity for spatially coherent fibre orientation estimation in diffusion MRI.

We propose a novel formulation to solve the problem of intra-voxel reconstruction of the fibre orientation distribution function (FOD) in each voxel of the white matter of the brain from diffusion MRI data. The majority of the state-of-the-art methods in the field perform the reconstruction on a voxel-by-voxel level, promoting sparsity of the orientation distribution. Recent methods have proposed a global denoising of the diffusion data using spatial information prior to reconstruction, while others promote spatial regularisation through an additional empirical prior on the diffusion image at each q-space point. Our approach reconciles voxelwise sparsity and spatial regularisation and defines a spatially structured FOD sparsity prior, where the structure originates from the spatial coherence of the fibre orientation between neighbour voxels. The method is shown, through both simulated and real data, to enable accurate FOD reconstruction from a much lower number of q-space samples than the state of the art, typically 15 samples, even for quite adverse noise conditions.

Morph-specific genetic and environmental variation in innate and acquired immune response in a color polymorphic raptor.

Genetic color polymorphism is widespread in nature. There is an increasing interest in understanding the adaptive value of heritable color variation and trade-off resolution by differently colored individuals. Melanin-based pigmentation is often associated with variation in many different life history traits. These associations have recently been suggested to be the outcome of pleiotropic effects of the melanocortin system. Although pharmacological research supports that MC1R, a gene with a major role in vertebrate pigmentation, has important immunomodulatory effects, evidence regarding pleiotropy at MC1R in natural populations is still under debate. We experimentally assessed whether MC1R-based pigmentation covaries with both inflammatory and humoral immune responses in the color polymorphic Eleonora's falcon. By means of a cross-fostering experiment, we disentangled potential genetic effects from environmental effects on the covariation between coloration and immunity. Variation in both immune responses was primarily due to genetic factors via the nestlings' MC1R-related color genotype/phenotype, although environmental effects via the color morph of the foster father also had an influence. Overall, dark nestlings had lower immune responses than pale ones. The effect of the color morph of the foster father was also high, but in the opposite direction, and nestlings raised by dark eumelanic foster fathers had higher immune responses than those raised by pale foster fathers. Although we cannot completely discard alternative explanations, our results suggest that MC1R might influence immunity in this species. Morph-specific variation in immunity as well as pathogen pressure may therefore contribute to the long-term maintenance of genetic color polymorphism in natural populations.

How environmental sounds become meaningful

The term "sound object" describes an auditory experience that is associated with an acoustic event produced by a sound source. In natural settings, a sound produced by a living being or an object provides information about the identity and the location of the sound source. Sound's identity is orocessed alono the ventral "What" pathway which consists of regions within the superior and middle temporal cortices as well as the inferior frontal gyrus. This work concerns the creation of individual auditory object representations in narrow semantic categories and their plasticity using electrical imaging. Discrimination of sounds from broad category has been shown to occur along a temporal hierarchy and in different brain regions along the ventral "What" pathway. However, sounds belonging to the same semantic category, such as faces or voices, were shown to be discriminated in specific brain areas and are thought to represent a special class of stimuli. I have investigated how cortical representations of a narrow category, here birdsongs, is modulated by training novices to recognized songs of individual bird species. Dynamic analysis of distributed source estimations revealed differential sound object representations within the auditory ventral "What" pathway as a function of the level of expertise newly acquired. Correct recognition of trained items induces a sharpening within a left-lateralized semantic network starting around 200ms, whereas untrained items' processing occurs later in lower-level and memory-related regions. With another category of sounds belonging to the same category, here heartbeats, I investigated the cortical representations of correct and incorrect recognition of sounds. Source estimations revealed differential representations partially overlapping with regions involved in the semantic network that is activated when participants became experts in the task. Incorrect recognition also induces a higher activation when compared to correct recognition in regions processing lower-level features. The discrimination of heartbeat sounds is a difficult task and requires a continuous listening. I investigated whether the repetition effects are modulated by participants' behavioral performance. Dynamic source estimations revealed repetition suppression in areas located outside of the semantic network. Therefore, individual environmental sounds become meaningful with training. Their representations mainly involve a left-lateralized network of brain regions that are tuned with expertise, as well as other brain areas, not related to semantic processing, and occurring in early stages of semantic processing. -- Le terme objet sonore" décrit une expérience auditive associée à un événement acoustique produit par une source sonore. Dans l'environnement, un son produit par un être vivant ou un objet fournit des informations concernant l'identité et la localisation de la source sonore. Les informations concernant l'identité d'un son sont traitée le long de la voie ventrale di "Quoi". Cette voie est composée de regions situées dans le cortex temporal et frontal. L'objet de ce travail est d'étudier quels sont les neuro-mecanismes impliqués dans la représentation de nouveaux objets sonores appartenant à une meme catégorie sémantique ainsi que les phénomènes de plasticité à l'aide de l'imagerie électrique. Il a été montré que la discrimination de sons appartenant à différentes catégories sémantiques survient dans différentes aires situées le long la voie «Quoi» et suit une hiérarchie temporelle II a également été montré que la discrimination de sons appartenant à la même catégorie sémantique tels que les visages ou les voix, survient dans des aires spécifiques et représenteraient des stimuli particuliers. J'ai étudié comment les représentations corticales de sons appartenant à une même catégorie sémantique, dans ce cas des chants d'oiseaux, sont modifiées suite à un entraînement Pour ce faire, des sujets novices ont été entraînés à reconnaître des chants d'oiseaux spécifiques L'analyse des estimations des sources neuronales au cours du temps a montré que les representations des objets sonores activent de manière différente des régions situées le long de la vo,e ventrale en fonction du niveau d'expertise acquis grâce à l'entraînement. La reconnaissance des chants pour lesquels les sujets ont été entraînés implique un réseau sémantique principalement situé dans l'hémisphère gauche activé autour de 200ms. Au contraire, la reconnaissance des chants pour lesquels les sujets n'ont pas été entraînés survient plus tardivement dans des régions de plus bas niveau. J'ai ensuite étudié les mécanismes impliqués dans la reconnaissance et non reconnaissance de sons appartenant à une autre catégorie, .es battements de coeur. L'analyse des sources neuronales a montre que certaines régions du réseau sémantique lié à l'expertise acquise sont recrutées de maniere différente en fonction de la reconnaissance ou non reconnaissance du son La non reconnaissance des sons recrute des régions de plus bas niveau. La discrimination des bruits cardiaques est une tâche difficile et nécessite une écoute continue du son. J'ai étudié l'influence des réponses comportementales sur les effets de répétitions. L'analyse des sources neuronales a montré que la reconnaissance ou non reconnaissance des sons induisent des effets de repétition différents dans des régions situées en dehors des aires du réseau sémantique. Ainsi, les sons acquièrent un sens grâce à l'entraînement. Leur représentation corticale implique principalement un réseau d'aires cérébrales situé dans l'hémisphère gauche, dont l'activité est optimisée avec l'acquisition d'un certain niveau d'expertise, ainsi que d'autres régions qui ne sont pas liée au traitement de l'information sémantique. L'activité de ce réseau sémantique survient plus rapidemement que la prédiction par le modèle de la hiérarchie temporelle.

Emerging environmental and weather challenges in outdoor sports

Given the climatic changes around the world and the growing outdoor sports participation, existing guidelines and recommendations for exercising in naturally challenging environments such as heat, cold or altitude, exhibit potential shortcomings. Continuous efforts from sport sciences and exercise physiology communities aim at minimizing the risks of environmental-related illnesses during outdoor sports practices. Despite this, the use of simple weather indices does not permit an accurate estimation of the likelihood of facing thermal illnesses. This provides a critical foundation to modify available human comfort modeling and to integrate bio-meteorological data in order to improve the current guidelines. Although it requires further refinement, there is no doubt that standardizing the recently developed Universal Thermal Climate Index approach and its application in the field of sport sciences and exercise physiology may help to improve the appropriateness of the current guidelines for outdoor, recreational and competitive sports participation. This review first summarizes the main environmental-related risk factors that are susceptible to increase with recent climate changes when exercising outside and offers recommendations to combat them appropriately. Secondly, we briefly address the recent development of thermal stress models to assess the thermal comfort and physiological responses when practicing outdoor activities in challenging environments.

Opérationnaliser la théorie de la justice sociale d'Amartya Sen au champ de l'orientation scolaire : les apports d'une étude multicas qualitative et comparative

Nos travaux traitent des dispositifs d'orientation scolaire et professionnelle (DOSP) voués au soutien et à l'accompagnement de jeunes inégalement dotés dans leur parcours d'orientation au moment de la transition aux études supérieures. Des innovations méthodologiques étaient requises afin d'étudier cette question dans la perspective théorique de justice sociale d'Amartya Sen. Nous avons procédé à l'élaboration et à la vérification des qualités scientifiques d'outils de récolte de données dans une étude comparative internationale. Notre étude multicas se fonde sur cinq pays (Burkina Faso, Canada, France, Turquie, Suisse). Dans chacun des cas, des données qualitatives ont été récoltées sur le système éducatif, l'organisation des services et les prestations de service d'orientation. Vingt-six entretiens semi-structurés ont été menés auprès de responsables de service, de conseillères et conseillers d'orientation psychologues ainsi que de jeunes en transition vers le supérieur. La validité interne ou crédibilité des outils a été assurée tout au long de l'élaboration et des révisions du protocole de recherche, empruntant les procédés propres à l'étude de cas. La vérification de la validité de construit et de la validité externe ou transférabilité, effectuée à partir des données de la préenquête, a mis en lumière la valeur heuristique de nos outils. Au final, le cadre comparatif des DOSP, présenté en annexe, compte parmi les toutes premières formes d'opérationnalisation du cadre théorique de Sen au champ de l'orientation.