Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers.

MRI tractography is the mapping of neural fiber pathways based on diffusion MRI of tissue diffusion anisotropy. Tractography based on diffusion tensor imaging (DTI) cannot directly image multiple fiber orientations within a single voxel. To address this limitation, diffusion spectrum MRI (DSI) and related methods were developed to image complex distributions of intravoxel fiber orientation. Here we demonstrate that tractography based on DSI has the capacity to image crossing fibers in neural tissue. DSI was performed in formalin-fixed brains of adult macaque and in the brains of healthy human subjects. Fiber tract solutions were constructed by a streamline procedure, following directions of maximum diffusion at every point, and analyzed in an interactive visualization environment (TrackVis). We report that DSI tractography accurately shows the known anatomic fiber crossings in optic chiasm, centrum semiovale, and brainstem; fiber intersections in gray matter, including cerebellar folia and the caudate nucleus; and radial fiber architecture in cerebral cortex. In contrast, none of these examples of fiber crossing and complex structure was identified by DTI analysis of the same data sets. These findings indicate that DSI tractography is able to image crossing fibers in neural tissue, an essential step toward non-invasive imaging of connectional neuroanatomy.

"Quitter le milieu" Une étude sociologique des processus de désaffiliation religieuse du milieu évangélique suisse

La thématique des désaffiliations religieuses du milieu évangélique est le parent pauvre des études faites jusqu'à ce jour sur ce courant religieux. En effet, l'accent est généralement mis sur son développement en termes d'affiliation faisant alors l'impasse sur les pertes qu'il connaît pourtant. De plus, la question des désaffiliations religieuses est un angle d'approche sociologique particulièrement fécond pour étudier les groupes religieux en permettant, entre autres, de cerner plus en profondeur leur identité, les mécanismes qui favorisent leur pérennisation, mais aussi leur rapport à la société environnante. Dans ce travail, qui s'inscrit en sociologie des religions et qui puise autant dans la littérature sur les désaffiliations religieuses que dans celle des désengagements militants, l'analyse s'est focalisée sur les processus de désengagement au niveau microsociologique : quels sont les motifs qui président les désaffiliations, comment se déroulent ces dernières, quels effets ont-elles sur l'individu en termes identitaires et comment sont-elles perçues par ceux qui restent ? Ces principales questions ont permis de (re] questionner des éléments constitutifs de l'engagement évangélique : les processus de socialisation ; la structuration des liens intragroupe développés par le milieu et son rapport à l'extérieur ; son système normatif; son système de représentation du monde et la démarche religieuse qu'il valorise, qui sont autant d'aspects qui jouent un rôle dans les processus de désaffiliation. Plus précisément, ces éléments agissent en tant que mécanismes de rétention tant sociaux que psychologiques compliquant ainsi le désengagement. Cette thèse s'est construite sur dix-sept entretiens semi directifs menés auprès de personnes ayant grandi pour la plupart dans une famille évangélique et qui ont décidé, un jour, de ne plus fréquenter ce milieu religieux. Pour élargir la perspective analytique et pour permettre de comprendre et d'expliquer les processus de désaffiliation en lien avec le groupe quitté, un ensemble de septante-huit entretiens semi directifs et de mille cent questionnaires standardisés de membres d'Eglises évangéliques a été mobilisé. Partant des logiques du désengagement, cette thèse affine les connaissances actuelles sur l'évangélisme dans le contexte de la modernité, grâce à l'éclairage inédit qu'elle lui donne. Elle développe également le champ des connaissances sur les désaffiliations religieuses en lui fournissant un nouvel exemple de cas tout en lui offrant une autre façon de théoriser les sorties de groupes religieux qui valorisent un engagement de type militant. - Religious disaffiliations from the evangelical milieu have not yet been investigated. Indeed, former studies have usually focused on the development of the milieu by looking at conversions. However, it appears that the study of the disaffiliation processes may not only give results on the reasons and experiences of those disaffiliating, but also shed light on the attributes and the development of the evangelical milieu itself. The main goal of this thesis was to fill this gap in the literature. From a microsociological approach, this thesis sought to answer the following central question : Why, how and with what effects do individuals leave the evangelical milieu and how is this phenomenon perceived, interpreted and managed by the individuals who leave the evangelical community and by the members of the evangelical milieu? These questions enabled me to investigate the functioning of the evangelical milieu : its processes of socialization ; internal and external relationships ; normative system ; belief system or its religious engagement. This set of aspects can influence and complicate the processes of disaffiliation. The analysis of religious disaffiliation was based on seventeen qualitative interviews with former members of evangelical chrurches who decided, one day, not to attend an evangelical church anymore and who question more or less strongly the « system of evangelical thought ». Seventy-eight qualitative interviews with members of evangelical free churches and a representative survey with members of evangelical free churches (N = 1100] completed the analysis and inserted the individual disengagement in the « milieu's logics ». This thesis complements and enriches the literature on evangelism as well as on religious disaffiliation in general.

Processus de communautarisation et société-monde. En partant de Tönnies, Weber et Luhmann

Les notions de « Gemeinschaft und Gesellschaft », « Communauté et société » ont fait leur apparition dans les sciences sociales germanophones du XIXe siècle grâce à l'ouvrage de Ferdinand Tönnies portant ces deux concepts dans le titre. Lors de la première édition de « Gemeinschaft und Gesellschaft » en 1887, le sous-titre de l'ouvrage porte encore sur l'« Abhandlung des Kommunismus und Sozialismus als empirische Kulturformen », mettant alors l?accent sur le communisme et le socialisme en tant que formes culturelles empiriques. Dans les éditions ultérieures, le nouveau sous-titre « Grundbegriffe der reinen Soziologie » est le résultat d'une réflexion profonde sur la nécessité de dépasser l?antagonisme entre une école historique et une école rationnelle. Optant pour une approche organique dans son ouvrage de 1931, Tönnies développe l'idée selon laquelle la Communauté représente la source dont jaillit la Société, tout en gardant l'espoir que la force de la Communauté subsiste à l'intérieur de la Société, demeurant ainsi la réalité de la vie sociale. Parmi les sociologues contemporains germanophones qui s'intéressent aux processus de sociétisation, Rudolf Stichweh, élève de Niklas Luhmann, cherche à démontrer que la « Weltgesellschaft », la société-monde, aboutit d'une part à une croissante pluralisation des solidarités et d'autre part à une institutionnalisation de ces dernières.

Assessment of liver tumor response by high-field (3T) MRI after radiofrequency ablation: Short- and mid-term evolution of diffusion parameters within the ablation zone.

PURPOSE: To compare the apparent diffusion coefficient (ADC) values of malignant liver lesions on diffusion-weighted MRI (DWI) before and after successful radiofrequency ablation (RF ablation). MATERIALS AND METHODS: Thirty-two patients with 43 malignant liver lesions (23/20: metastases/hepatocellular carcinomas (HCC)) underwent liver MRI (3.0T) before (<1month) and after RF ablation (at 1, 3 and 6months) using T2-, gadolinium-enhanced T1- and DWI-weighted MR sequences. Jointly, two radiologists prospectively measured ADCs for each lesion by means of two different regions of interest (ROIs), first including the whole lesion and secondly the area with the visibly most restricted diffusion (MRDA) on ADC map. Changes of ADCs were evaluated with ANOVA and Dunnett tests. RESULTS: Thirty-one patients were successfully treated, while one patient was excluded due to focal recurrence. In metastases (n=22), the ADC in the whole lesion and in MRDA showed an up-and-down evolution. In HCC (n=20), the evolution of ADC was more complex, but with significantly higher values (p=0.013) at 1 and 6months after RF ablation. CONCLUSION: The ADC values of malignant liver lesions successfully treated by RF ablation show a predictable evolution and may help radiologists to monitor tumor response after treatment.

Global and local connectivity changes in schizophrenia investigated by diffusion connectome

Background: New ways of representing diffusion data emerged recently and achieved to create structural connectivitymaps in healthy brains (Hagmann P et al. (2008)). These maps have the capacity to study alterations over the entire brain at the connection and network level. This is of high interest in complex disconnection diseases like schizophrenia. In this Pathology where multiple lines of evidence suggest the association of the pathology with abnormalities in neural circuitry and impaired structural connectivity, the diffusion imaging has been widely applied. Despite the large findings, most of the research using the diffusion just uses some scalar map derived from diffusion to show that some markers of white matter integrity are diminished in several areas of the brain (Kyriakopoulos M et al (2008)). Thanks to the structural connectionmatrix constructed by the whole brain tractography, we report in this work the network connectivity alterations in the schizophrenic patients. Methods: We investigated 13 schizophrenic patients as assessed by the DIGS (Diagnostic Interview for genetic studies, DSM IV criteria) and 13 healthy controls. We have got from each volunteer a DT-MRI as well as Qball imaging dataset and a high resolution anatomic T1 performed during the same session; with a 3 T clinical MRI scanner. The controls were matched on age, gender, handedness, and parental social economic-status. For all the subjects, a low resolution connection matrix is obtained by dividing the cortex into 66 gyral based ROIs. A higher resolution matrix is constructed using 250 ROIs as described in Hagmann P et al. (2008). These ROIs are respectively used jointly with the diffusion tractography to construct the high and low resolution densities connection matrices for each subject. In a first step the matrices of the groups are compared in term of connectivity, and not in term of density to check if the pathological group shows a loss of global connectivity. In this context the density connection matrices were binarized. As some local connectivity changes were also suspected, especially in frontal and temporal areas, we have also looked for the areas where the connectivity showed significant changes. Results: The statistical analysis revealed a significant loss of global connectivity in the schizophrenic's brains at level 5%. Furthermore, by constructing specific statistics which represent local connectivity within the anatomical regions (66 ROIs) using the data obtained by the finest resolution (250 ROIs) to improve the robustness, we found the regions that cause this significant loss of connectivity. The significance is observed after multiple testing corrections by the False Discovery Rate. Discussion: The detected regions are almost the same as those reported in the literature as the involved regions in schizophrenia. Most of the connectivity decreases are noted in both hemispheres in the fronto-frontal and temporo-temporal regions as well as some temporal ROIs with their adjacent ROIs in parietal and occipital lobes.

Influence of initial foot dorsal flexion on vertical jump and running performance.

Several studies (on an inclined platform or with special shoes) have reported improved jump performance when the ankle was in a dorsiflexion (DF) position. The present study aims to test whether shoes inducing moderate DF modify vertical jump performance and energy cost. Twenty-one young, healthy female subjects (30 +/- 6 yr, 58 +/- 6 kg, O2max 45 +/- 3 mLxkg-1xmin-1, mean +/- SD) participated in the study. Jump performance was tested with subjects either wearing 4 degrees DF or standard (S) shoes. The jump tests (performed on a force platform) consisted of squat jump (SJ), countermovement jump (CMJ), and continuous jumps (CJ) during 15 seconds. Measured parameters were jump height, speed at take off, and maximal and average power. Oxygen uptake was measured on a treadmill while subjects ran at 95% of the anaerobic threshold during a 7-minute steady-state period. As compared with S shoes, DF shoes significantly improved the height of SJ (31 +/- 4 cm vs. 34 +/- 4 cm, p = 0.0001), CMJ (32 +/- 4 cm vs. 34 +/- 4 cm, p = 0.0004), and CJ (17.5 +/- 4.2 cm vs. 22.0 +/- 6.0 cm, p = 0.0001). Speed at take off was also significantly higher. Mean power significantly increased in SJ and CJ but not in CMJ. Oxygen uptake was not different between conditions (p = 0.40). Dorsiflexion shoes induce a significant increase in jump performance. These results are in accordance with the concept that a DF of the ankle may induce an increase of the length and strength of the triceps surae (higher torque). However, wearing DF shoes did not require more energy during running. Dorsiflexion shoes could be used to increase jump performance in several sports such as volleyball in which jump height is essential.

Tree-based message diffusion for managing replicated data in unreliable and resource-constrained peer-to-peer environment

Abstract This thesis proposes a set of adaptive broadcast solutions and an adaptive data replication solution to support the deployment of P2P applications. P2P applications are an emerging type of distributed applications that are running on top of P2P networks. Typical P2P applications are video streaming, file sharing, etc. While interesting because they are fully distributed, P2P applications suffer from several deployment problems, due to the nature of the environment on which they perform. Indeed, defining an application on top of a P2P network often means defining an application where peers contribute resources in exchange for their ability to use the P2P application. For example, in P2P file sharing application, while the user is downloading some file, the P2P application is in parallel serving that file to other users. Such peers could have limited hardware resources, e.g., CPU, bandwidth and memory or the end-user could decide to limit the resources it dedicates to the P2P application a priori. In addition, a P2P network is typically emerged into an unreliable environment, where communication links and processes are subject to message losses and crashes, respectively. To support P2P applications, this thesis proposes a set of services that address some underlying constraints related to the nature of P2P networks. The proposed services include a set of adaptive broadcast solutions and an adaptive data replication solution that can be used as the basis of several P2P applications. Our data replication solution permits to increase availability and to reduce the communication overhead. The broadcast solutions aim, at providing a communication substrate encapsulating one of the key communication paradigms used by P2P applications: broadcast. Our broadcast solutions typically aim at offering reliability and scalability to some upper layer, be it an end-to-end P2P application or another system-level layer, such as a data replication layer. Our contributions are organized in a protocol stack made of three layers. In each layer, we propose a set of adaptive protocols that address specific constraints imposed by the environment. Each protocol is evaluated through a set of simulations. The adaptiveness aspect of our solutions relies on the fact that they take into account the constraints of the underlying system in a proactive manner. To model these constraints, we define an environment approximation algorithm allowing us to obtain an approximated view about the system or part of it. This approximated view includes the topology and the components reliability expressed in probabilistic terms. To adapt to the underlying system constraints, the proposed broadcast solutions route messages through tree overlays permitting to maximize the broadcast reliability. Here, the broadcast reliability is expressed as a function of the selected paths reliability and of the use of available resources. These resources are modeled in terms of quotas of messages translating the receiving and sending capacities at each node. To allow a deployment in a large-scale system, we take into account the available memory at processes by limiting the view they have to maintain about the system. Using this partial view, we propose three scalable broadcast algorithms, which are based on a propagation overlay that tends to the global tree overlay and adapts to some constraints of the underlying system. At a higher level, this thesis also proposes a data replication solution that is adaptive both in terms of replica placement and in terms of request routing. At the routing level, this solution takes the unreliability of the environment into account, in order to maximize reliable delivery of requests. At the replica placement level, the dynamically changing origin and frequency of read/write requests are analyzed, in order to define a set of replica that minimizes communication cost.

Altered structural connectivity in patients with medial temporal lobe epilepsy: A Diffusion Spectrum Imaging and Graph Analysis study

In this study we investigated the effect of medial temporal lobe epilepsy (MTLE) on the global characteristics of brain connectivity estimated by topological measures. We used DSI (Diffusion Spectrum Imaging) to construct a connectivity matrix where the nodes represents the anatomical ROIs and the edges are the connections between any pair of ROIs weighted by the mean GFA/FA values. A significant difference was found between the patient group vs control group in characteristic path length, clustering coefficient and small-worldness. This suggests that the MTLE network is less efficient compared to the network of the control group.

Régulation du processus métastatique tumoral par l'oxyde nitrique (NO), le TGF-β el les cellules de l'hôte

RESUME Nous avons étudié le rôle de deux molécules, le Transfon-ning Growth Factor (TGF-β) et l'oxyde nitrique (NO), dans le processus métastatique. Deux clones tumoraux ont été sélectionnés à partir d'un carcinome du côlon pour leur différence de potentiel tumorigénique dans des rats syngéniques. La croissance tumorale du clone progressif PROb a été corrélée à sa capacité à sécréter le TGF-β actif Cependant, la transfection du clone régressif REGb, sécrétant du TGF-β latent, par une vecteur codant pour le TGF-β bio-actif n'a pas permis d'induire le développement tumoral. Les deux clones tumoraux présentent des activités des protéases MMP-2, APN et DPPIV identiques et qui ne semblent pas modifiées par le TGF-β. L'interaction des cellules tumorales avec l'endothélium et l'activité de la NO synthase (iNOS) responsable de la synthèse de NO sont impliqués dans la progression de nombreux cancers. Le clone PROb, mais pas le clone REGb, inhibe l'activation de la iNOS des cellules endothéliales par sa sécrétion de TGF-β actif Les deux clones montrent cependant des propriétés d'adhésion identiques aux cellules endothéliales et sont capables d'inhiber par contact cellulaire direct l'activation de la iNOS endothéliale. Ceci suggère que ces contacts directs pourraient créer un micro-environnement favorable à la conversion du TGF-β latent en TGF-β actif ou à d'autres interactions moléculaires pouvant réguler l'activation endothéliale. Par ailleurs, les deux clones activent des macrophages du système nerveux central, organe où ils ne forment pas de métastases, mais pas les macrophages circulants, illustrant des mécanismes différentiels et spécifiques dans l'activation de différents types de cellules immunitaires. Afin de mieux comprendre le rôle du NO dans la dissémination métastatique, deux clones cellulaires différant par le taux d'activité de la iNOS ont été sélectionnés à partir de la lignée murine parentale de carcinome du sein EMT-6. Bien que le NO soit un inhibiteur potentiel de la prolifération cellulaire, les deux clones montrent des propriétés prolifératives identiques in vitro. Les cellules EMT-6H qui produisent peu de NO in vitro forment de nombreux nodules tumoraux pulmonaires in vivo corrélés à une mortalité significative des souris syngéniques injectées. Les cellules EMT-6J qui présentent une expression élevée de iNOS et de NO induisent de rares nodules tumoraux pulmonaires et peu de mortalité. Dans ce modèle, l'expression tumorale de NO semble donc défavoriser la croissance tumorale. Les deux clones cellulaires ont des propriétés identiques d'adhésion et de prolifération mesurées in vitro sur des cellules endothéliales primaires isolées de différents organes et in vivo par une colocalisation identique dans les poumons de souris syngéniques 48h après leur injection. Les cellules EMT-6H présentent une activité MMP-2 plus élevée alors que les activités des protéases APN et DPPIV sont identiques dans les deux clones cellulaires. Le TGF-β soluble ainsi que les fibroblastes primaires bloquent la prolifération des deux clones cellulaires. Cependant, l'activation préalable des fibroblastes par du TGF-β restaure partiellement la prolifération du clone EMT-6H mais pas celle du clone EMT-6J. Ces résultats montrent que le rôle de molécules telles que le TGF-β et le NO tumoral dans la progression tumorale doit être considéré dans un contexte d'interactions des cellules tumorales avec les différentes types cellulaires de l'hôte: en particulier, notre travail souligne que les macrophages et les fibroblastes sont déterminants dans la progression métastatique des carcinomes du côlon ou du sein. RESUME DESTINE A UN LARGE PUBLIC Les métastases tumorales, disséminées et intraitables par chirurgie, représentent un problème majeur dans le traitement clinique du cancer. Elles sont dues à des cellules tumorales qui ont migré de leur site tumoral primaire, circulé et survécu dans le système vasculaire de l'hôte, échappé au système immunitaire, adhéré à et survécu sur l'endothélium des vaisseaux, et envahi le tissu sous-jacent où elles ont proliféré. Cette capacité à former des métastases implique de nombreux facteurs dont certains ont été identifiés mais dont le rôle reste controversé dans les différentes études. Nous nous sommes intéressés au rôle de l'oxyde nitrique (NO) et du facteur de croissance et de transformation cellulaire TGF-β. Dans les carcinomes du sein, l'expression des enzymes responsables de la synthèse de NO a été corrélée avec l'invasion tumorale mais aussi avec un pronostic favorable selon les études. Deux clones cellulaires ont été isolés à partir de la tumeur mammaire EMT-6 chez la souris. Le clone EMT-6H sécrète peu de NO et forme de nombreuses tumeurs dans les poumons des souris *entraînant leur décès. Le clone EMT-6J sécrète beaucoup de NO et ne se développe que peu dans les poumons. Dans ce modèle expérimental, le NO semble donc défavoriser la croissance tumorale. L'analyse des interactions avec les cellules de l'hôte rencontrées lors de la formation de métastases pulmonaires a montré que les deux clones cellulaires adhérent et prolifèrent de manière similaire sur les cellules endothéliales tapissant l'intérieur des vaisseaux sanguins. L'arrêt des cellules tumorales dans les poumons ne permet donc pas d'expliquer la différence de croissance tumorale. Cependant, le clone agressif EMT-6H présente une activité élevée d'une protéase (MMP-2) qui lui permettrait par la suite d'envahir le tissu pulmonaire. Par ailleurs, l'activation des fibroblastes du tissu pulmonaire par le TGF-β, une molécule observée dans des conditions inflammatoires, permet au clone agressif EMT-6H de proliférer mais inhibe la croissance du clone EMT-6J. Dans un modèle expérimental de carcinome du côlon, le TGF-β est considéré favorable à la croissance tumorale. Isolées à partir de la même tumeur initiale, deux lignées de cellules ont des comportements opposés lorsqu'elles sont injectées sous la peau des rats. La capacité de la lignée PROb à former des tumeurs a été corrélée à la sécrétion de TGF-β actif L'introduction du gène codant pour le TGF-β actif dans la lignée REGb, qui ne sécrète pas de TGF-β actif et ne forme pas de tumeurs chez le rat, ne restaure pas leur potentiel tumorigénique. Dans ce modèle, l'expression de TGF-β actif ne semble donc pas suffisante à la croissance tumorale. Les interactions avec différents types cellulaires de l'hôte ont été étudiées. Les deux lignées tumorales adhérent de manière similaire sur les cellules endothéliales et sont capables d'inhiber leur activation, un mécanisme qui pourrait participer à la destruction. Les deux lignées activent les cellules immunitaires du système nerveux central, un organe où elles ne forment pas de métastase. Ces résultats suggèrent que la sélection des cellules métastatiques ne s'effectue pas sur l'endothélium des vaisseaux sanguins mais à des étapes ultérieures dans le micro- environnement cellulaire du nouvel organe colonisé. SUMMARY Metastasis results from the migration of tumor cells from their primary tumor, circulation through the bloodstream, attachment to the endothelium, and invasion of the surrounding tissue where they create a microenvironnement favoring their growth. This multistep process implies various cellular interactions and molecules. Among those, we were interested in the role of the Transforming Growth Factor beta (TGF-β) and the nitric oxide (NO). Two cell lines were isolated from a rat colon tumor and assessed for their metastatic potential in vivo. The PROb cell line that expresses active TGF-β formed subcutaneous tumors in rats while the REGb cell line that expresses only latent TGF-β did not. Transfection of REGb cells with a plasmid encoding for the active form of TGF-β failed to restore their metastatic ability. Thus TGF-β secretion is not sufficient to induce colon carcinoma progression. Activities of various proteases such as APN, DPPIV and MMP were similar in both cell lines and were not regulated by TGF-β. Interactions with the endothelium as well as NO synthase activity (iNOS) and local NO concentrations are believed to be crucial steps in cancer metastasis. Coculture of the two clones with endothelial cells inhibited the cytokine-triggered activation of the iNOS enzyme in primary rat endothelial cells but only PROb cells were capable of increasing the expression of IL-6, a protumoral interleukin that may participate in the impairment of the anti-tumoral immune response of the host. Both cell lines exhibited potential to activate microglial cells but not bone marrow-derived macrophages, pointing to a differential regulation of specialized immune cells. To better understand the conflicting role of NO in breast cancer progression, two cell clones were selected from the murine tumorigenic cell line EMT-6 based on their iNOS activity and NO secretion. Although NO has been shown to inhibit cell proliferation, the two cell clones exhibited similar proliferation rates in vitro. The EMT-6H cells expressed little NO and grew actively in the lungs of syngenic mice, leading to their death. Opposite results were observed with the EMT-6J cells. In these in vivo conditions, NO seems to impair tumor growth. Both clones exhibited similar in vitro adhesive properties to primary endothelial cells isolated from various mouse organs and similar localization in the lungs of mice 48 hours after injection. Sustained metalloproteinase MMP-2 activity was detected in the tumorigenic EMT-6H clone, but not in the EMT-6J cells while other proteases such as APN and DPPIV showed no difference. These results suggested that the two clones differed in invasion steps following adhesion to the endothelium and that NO did not participate in previous steps. Consistent with this, both soluble TGF-β and supernatants of cultures of mouse primary lung fibroblasts inhibited the growth of the two clones. However, previous activation of these fibroblasts with TGF-β restored the growth of the tumorigenic EMT-6H cells, but not of EMT-6J cells. Altogether, these results indicate that the role of a given molecule, such as NO or TGF-β, must be considered in a context of interaction of tumor cells with host cells. They further imply that interaction of tumor cells with specialized immune cells and with stromal cells of the colonized organ, rather than with the endothelium, are critical in regulating metastasis.