Subthalamic nucleus deep brain stimulation for Parkinson's disease : "Are we where we think we are ?

ABSTRACT High frequency electrical deep brain stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus (STN) is a worldwide recognized therapy for the motor symptoms of Parkinson's disease in fluctuating patients who are progressively disabled despite medical treatment adjustments. However, such improvements emerge despite a lack of understanding of either the precise role of STN in human motor control or the mechanism(s) of action of DBS. Through the question "are we where we think we are", this thesis is first dedicated to the control of the position of the preoperatively defined target and of the implanted electrodes on magnetic resonance imaging (MRI). This anatomical approach will provide a way to identify more precisely the structure(s) involved by electrical stimulation. Then, a study of the correlation existing between the position of the preoperative target and the position of the electrode is performed. In this part, a unique opportunity is given to identify factors that may affect these correlation results. Finally, the whole work represents a « quality assessment » of the crucial steps of STN DBS: first, the target and the implanted electrode localisation procedures that have been developed in collaboration with the Radiological department; second the implantation procedure that has been performed nowadays on more than 50 parkinsonian patients in the Neurosurgical department of the Centre Hospitalier Universitaire Vaudois in collaboration with the Neurological department. This work is especially addressed to the multidisciplinary medical team involved in the surgical treatment of movement disorders, including also neurophysiologists, neuropsychologists and psychiatrists. RESUME La stimulation électrique à haute fréquence du noyau sous-thalamique est à ce jour mondialement reconnue pour le traitement des symptômes moteurs de la maladie de Parkinson chez des patients sévèrement atteints et chez qui la réponse fluctuante au traitement médicamenteux ne peut être améliorée de façon satisfaisante. Cependant, les résultats observés surviennent malgré une compréhension approximative et controversée du rôle réel du noyau sous-thalamique dans le contrôle du mouvement volontaire aussi bien que des mécanismes d'action de la stimulation cérébrale profonde. A travers la question « sommes-nous où nous pensons être », cette thèse est tout d'abord consacrée à l'étude du contrôle de la position de la cible définie avant l'intervention et de la position des électrodes implantées sur l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette approche anatomique permettra d'identifier plus précisément la (les) structure(s) influencées par la stimulation électrique. Ensuite, une étude de la corrélation existant entre la position de la cible préopératoire et la position des électrodes implantées est effectuée. Elle a pour but de mettre en évidence les facteurs influençant les résultats de cette corrélation. Enfin, le travail dans son ensemble est un « contrôle de qualité » des étapes cruciales de la stimulation du noyau sous-thalamique : premièrement, des méthodes de localisation de la cible et des électrodes implantées effectuées sur IRM, développées en collaboration avec le service de Radiologie ; deuxièmement, de la méthode d'implantation utilisée à ce jour chez plus de 50 patients dans le service de Neurochirurgie du Centre Hospitalier Universitaire Vaudois en collaboration avec le service de Neurologie. Ce travail s'adresse spécialement aux équipes médicales pluridisciplinaires impliquées dans le traitement chirurgical des mouvements anormaux, incluant également des neurophysiologistes, des neuropsychologues et des psychiatres.

Efficacy of the barbecue manoeuvre in benign paroxysmal vertigo of the horizontal canal

Five to ten percent of benign paroxysmal positional vertigo are caused by the horizontal semi-circular variant (h-BPPV). In this study, we reviewed the efficacy of the Barbecue repositioning manoeuvre in h-BPPV, and we assessed the possible effect of different factors on the outcome. Barbecue manoeuvre consists in turning the supine patient around his longitudinal axis toward the unaffected side until 360 degrees are accomplished. After every 90 degrees step the patient is maintained in the new position for 30 s. We reviewed 46 patients with h-BPPV, treated by barbecue rotation from 2003 to 2005. After the first Barbecue manoeuvre, the patients were followed-up at intervals of approximately 1 week and the rotation was repeated if h-BPPV persisted (up to three rotations). Factors assessed were age, gender, duration of symptoms before treatment and type of h-BPPV (canalolithiasis vs. cupulolithiasis). Fisher's exact test was used for the analysis. Results: 85% of patients (39/46) were cured after a maximum of 3 rotations. 74% (34/46) were cured after the first manoeuvre and 80% (37/46) after the second one. None of the evaluated factors did significantly affect the efficacy (P > 0.05). The Barbecue manoeuvre is an efficient treatment of h-BPPV demonstrating 85% cure rate after a maximum of three sessions. 74% of the patients are healed after one manoeuvre. The efficacy is not affected by the evaluated factors.

Where sound position influences sound object representations: a 7-T fMRI study.

Evidence from human and non-human primate studies supports a dual-pathway model of audition, with partially segregated cortical networks for sound recognition and sound localisation, referred to as the What and Where processing streams. In normal subjects, these two networks overlap partially on the supra-temporal plane, suggesting that some early-stage auditory areas are involved in processing of either auditory feature alone or of both. Using high-resolution 7-T fMRI we have investigated the influence of positional information on sound object representations by comparing activation patterns to environmental sounds lateralised to the right or left ear. While unilaterally presented sounds induced bilateral activation, small clusters in specific non-primary auditory areas were significantly more activated by contra-laterally presented stimuli. Comparison of these data with histologically identified non-primary auditory areas suggests that the coding of sound objects within early-stage auditory areas lateral and posterior to primary auditory cortex AI is modulated by the position of the sound, while that within anterior areas is not.

IDENTITÉ, PROJET, CHANGEMENT : DES REPRÉSENTATIONS SOCIALES AUX LEVIERS DE L'ACTION PUBLIQUE. POUR UN MODE DE GOUVERNANCE AXÉ SUR LE DÉVELOPPEMENT TERRITORIAL. ETUDE DE CAS : CANTON DU JURA (SUISSE)

Thirty years after the Canton of Jura entered sovereignty, it has to be admited that the creation of the newly canton did't fullfill the hopes of economic and demografic growth that many could have expected from political independance. Through a plurality of complementary approaches, the research suggest a closer look at, on one hand, the position of the Canton in its territorial context as well as its structure and dynamics and on the other hand, the representations of the territory and its evolution by the social actors. This in order to formulate a set of social demands (of debate, of openness and of overcoming cleavages) which augurs for a new territoriality regime and testify of a requirement of reflexivity toward the state institutions and actions. The analysis allowed to set in evidence the central role of the couple identity-project in the dynamics of change, and to identifiy three main periods in the recent past of the Canton: a period of territorialization, during which grew a strong collective identity, coupled with a major project of society (the creation of the canton of Jura); then followed a period of deterritorialization, with the fragmentation of the collective identity and the lack of a project of society. Then, the third period, with a paradoxical event, the failure in public vote of the the project Jura open Land (Jura Pays ouvert), which was meant to give a second wind to the Canton. We consider this turning point as the start of a new period (of reterritorialization), with an issue linked with the outlines of a renewed "jurassian" identity and the elaboration of a shared territory project.Trente ans après l'entrée en souveraineté, force est de constater que la création du canton du Jura n'a pas permis de répondre aux espérances de développement économique et démographique que l'indépendance politique devait entraîner dans son sillage. Cette recherche se propose, à travers une pluralité d'approches complémentaires, d'examiner d'une part la position du Canton dans son contexte territorial ainsi que sa structure et sa dynamique; d'autre part, les représentations que se font les acteurs du territoire et de son évolution, pour déboucher sur une série de demandes sociales (de débat, d'ouverture et de dépassement des clivages) qui augurent de la transition vers un nouveau régime de territorialité et témoignent d'une exigence de réflexivité envers les institutions et les actions de l'Etat. L'analyse a permis de mettre en évidence le rôle central du couple identité-projet dans la dynamique de changement et d'identifier trois temps forts dans l'évolution récente du Canton, une phase de territorialisation au cours de laquelle s'est constituée une identité forte doublée d'un projet de société majeur, suivie d'une phase de déterritorialisation avec une fragmentation de l'identité collective et l'absence de projet mobilisateur. Enfin, un moment paradoxal, l'échec du projet Jura Pays ouvert, censé redonner un second souffle au Canton, qui amorce une nouvelle étape (de reterritorialisation) avec un questionnement lié aux contours d'une identité jurassienne renouvelée et à l'élaboration d'un projet de territoire partagé.Les ressorts de la production du territoire et de son développement sont analysés à travers le rôle des représentations sociales dans la constitution identitaire et le projet territorial, à l'exemple du canton du Jura. La mise en évidence du rôle central du couple identité-projet dans la dynamique de changement a permis d'identifier trois temps forts dans l'évolution récente du Canton. Une première phase (la création du canton du Jura), au cours de laquelle s'est constituée une identité forte doublée d'un projet de société majeur, suivie d'une phase au cours de laquelle l'identité collective s'est fragmentée en l'absence de projet mobilisateur (la phase de « gestion » de l'Etat). Puis un moment de rupture (l'échec du projet Jura Pays ouvert) et l'amorce d'une transition vers une nouvelle étape, avec un questionnement lié aux contours d'une identité jurassienne renouvelée, à l'élaboration d'un projet de territoire partagé, et à l'action des pouvoirs publics dans un contexte de repositionnement du Canton.

Training and accreditation in cardiovascular magnetic resonance in Europe: a position statement of the working group on cardiovascular magnetic resonance of the European Society of Cardiology.

Cardiovascular magnetic resonance (CMR) has become an established imaging modality which provides often unique information on a wide range of cardiovascular diseases. The European Society of Cardiology (ESC) training curriculum reflects the emerging role of CMR by recommending that all trainees obtain a minimum level of training in CMR and by defining criteria for subspecialty training in CMR. 1 The wider use of CMR requires the definition of standards for data acquisition, reporting, and training in CMR across Europe. At the same time, training and accreditation in all cardiac imaging methods should be harmonized and integrated to promote the training of cardiac imaging specialists. The recommendations presented in this document are intended to inform the discussion about standards for accreditation and certification in CMR in Europe and the discussion on integrated imaging training. At present, the recommendations in this position statement are not to be interpreted as guidelines. Until such guidelines are available and nationally ratified, physicians will be able to train and practice CMR according to current national regulations.

Time-lapse and probabilistic inversion strategies for plane-wave electromagnetic data.

L'utilisation efficace des systèmes géothermaux, la séquestration du CO2 pour limiter le changement climatique et la prévention de l'intrusion d'eau salée dans les aquifères costaux ne sont que quelques exemples qui démontrent notre besoin en technologies nouvelles pour suivre l'évolution des processus souterrains à partir de la surface. Un défi majeur est d'assurer la caractérisation et l'optimisation des performances de ces technologies à différentes échelles spatiales et temporelles. Les méthodes électromagnétiques (EM) d'ondes planes sont sensibles à la conductivité électrique du sous-sol et, par conséquent, à la conductivité électrique des fluides saturant la roche, à la présence de fractures connectées, à la température et aux matériaux géologiques. Ces méthodes sont régies par des équations valides sur de larges gammes de fréquences, permettant détudier de manières analogues des processus allant de quelques mètres sous la surface jusqu'à plusieurs kilomètres de profondeur. Néanmoins, ces méthodes sont soumises à une perte de résolution avec la profondeur à cause des propriétés diffusives du champ électromagnétique. Pour cette raison, l'estimation des modèles du sous-sol par ces méthodes doit prendre en compte des informations a priori afin de contraindre les modèles autant que possible et de permettre la quantification des incertitudes de ces modèles de façon appropriée. Dans la présente thèse, je développe des approches permettant la caractérisation statique et dynamique du sous-sol à l'aide d'ondes EM planes. Dans une première partie, je présente une approche déterministe permettant de réaliser des inversions répétées dans le temps (time-lapse) de données d'ondes EM planes en deux dimensions. Cette stratégie est basée sur l'incorporation dans l'algorithme d'informations a priori en fonction des changements du modèle de conductivité électrique attendus. Ceci est réalisé en intégrant une régularisation stochastique et des contraintes flexibles par rapport à la gamme des changements attendus en utilisant les multiplicateurs de Lagrange. J'utilise des normes différentes de la norme l2 pour contraindre la structure du modèle et obtenir des transitions abruptes entre les régions du model qui subissent des changements dans le temps et celles qui n'en subissent pas. Aussi, j'incorpore une stratégie afin d'éliminer les erreurs systématiques de données time-lapse. Ce travail a mis en évidence l'amélioration de la caractérisation des changements temporels par rapport aux approches classiques qui réalisent des inversions indépendantes à chaque pas de temps et comparent les modèles. Dans la seconde partie de cette thèse, j'adopte un formalisme bayésien et je teste la possibilité de quantifier les incertitudes sur les paramètres du modèle dans l'inversion d'ondes EM planes. Pour ce faire, je présente une stratégie d'inversion probabiliste basée sur des pixels à deux dimensions pour des inversions de données d'ondes EM planes et de tomographies de résistivité électrique (ERT) séparées et jointes. Je compare les incertitudes des paramètres du modèle en considérant différents types d'information a priori sur la structure du modèle et différentes fonctions de vraisemblance pour décrire les erreurs sur les données. Les résultats indiquent que la régularisation du modèle est nécessaire lorsqu'on a à faire à un large nombre de paramètres car cela permet d'accélérer la convergence des chaînes et d'obtenir des modèles plus réalistes. Cependent, ces contraintes mènent à des incertitudes d'estimations plus faibles, ce qui implique des distributions a posteriori qui ne contiennent pas le vrai modèledans les régions ou` la méthode présente une sensibilité limitée. Cette situation peut être améliorée en combinant des méthodes d'ondes EM planes avec d'autres méthodes complémentaires telles que l'ERT. De plus, je montre que le poids de régularisation des paramètres et l'écart-type des erreurs sur les données peuvent être retrouvés par une inversion probabiliste. Finalement, j'évalue la possibilité de caractériser une distribution tridimensionnelle d'un panache de traceur salin injecté dans le sous-sol en réalisant une inversion probabiliste time-lapse tridimensionnelle d'ondes EM planes. Etant donné que les inversions probabilistes sont très coûteuses en temps de calcul lorsque l'espace des paramètres présente une grande dimension, je propose une stratégie de réduction du modèle ou` les coefficients de décomposition des moments de Legendre du panache de traceur injecté ainsi que sa position sont estimés. Pour ce faire, un modèle de résistivité de base est nécessaire. Il peut être obtenu avant l'expérience time-lapse. Un test synthétique montre que la méthodologie marche bien quand le modèle de résistivité de base est caractérisé correctement. Cette méthodologie est aussi appliquée à un test de trac¸age par injection d'une solution saline et d'acides réalisé dans un système géothermal en Australie, puis comparée à une inversion time-lapse tridimensionnelle réalisée selon une approche déterministe. L'inversion probabiliste permet de mieux contraindre le panache du traceur salin gr^ace à la grande quantité d'informations a priori incluse dans l'algorithme. Néanmoins, les changements de conductivités nécessaires pour expliquer les changements observés dans les données sont plus grands que ce qu'expliquent notre connaissance actuelle des phénomenès physiques. Ce problème peut être lié à la qualité limitée du modèle de résistivité de base utilisé, indiquant ainsi que des efforts plus grands devront être fournis dans le futur pour obtenir des modèles de base de bonne qualité avant de réaliser des expériences dynamiques. Les études décrites dans cette thèse montrent que les méthodes d'ondes EM planes sont très utiles pour caractériser et suivre les variations temporelles du sous-sol sur de larges échelles. Les présentes approches améliorent l'évaluation des modèles obtenus, autant en termes d'incorporation d'informations a priori, qu'en termes de quantification d'incertitudes a posteriori. De plus, les stratégies développées peuvent être appliquées à d'autres méthodes géophysiques, et offrent une grande flexibilité pour l'incorporation d'informations additionnelles lorsqu'elles sont disponibles. -- The efficient use of geothermal systems, the sequestration of CO2 to mitigate climate change, and the prevention of seawater intrusion in coastal aquifers are only some examples that demonstrate the need for novel technologies to monitor subsurface processes from the surface. A main challenge is to assure optimal performance of such technologies at different temporal and spatial scales. Plane-wave electromagnetic (EM) methods are sensitive to subsurface electrical conductivity and consequently to fluid conductivity, fracture connectivity, temperature, and rock mineralogy. These methods have governing equations that are the same over a large range of frequencies, thus allowing to study in an analogous manner processes on scales ranging from few meters close to the surface down to several hundreds of kilometers depth. Unfortunately, they suffer from a significant resolution loss with depth due to the diffusive nature of the electromagnetic fields. Therefore, estimations of subsurface models that use these methods should incorporate a priori information to better constrain the models, and provide appropriate measures of model uncertainty. During my thesis, I have developed approaches to improve the static and dynamic characterization of the subsurface with plane-wave EM methods. In the first part of this thesis, I present a two-dimensional deterministic approach to perform time-lapse inversion of plane-wave EM data. The strategy is based on the incorporation of prior information into the inversion algorithm regarding the expected temporal changes in electrical conductivity. This is done by incorporating a flexible stochastic regularization and constraints regarding the expected ranges of the changes by using Lagrange multipliers. I use non-l2 norms to penalize the model update in order to obtain sharp transitions between regions that experience temporal changes and regions that do not. I also incorporate a time-lapse differencing strategy to remove systematic errors in the time-lapse inversion. This work presents improvements in the characterization of temporal changes with respect to the classical approach of performing separate inversions and computing differences between the models. In the second part of this thesis, I adopt a Bayesian framework and use Markov chain Monte Carlo (MCMC) simulations to quantify model parameter uncertainty in plane-wave EM inversion. For this purpose, I present a two-dimensional pixel-based probabilistic inversion strategy for separate and joint inversions of plane-wave EM and electrical resistivity tomography (ERT) data. I compare the uncertainties of the model parameters when considering different types of prior information on the model structure and different likelihood functions to describe the data errors. The results indicate that model regularization is necessary when dealing with a large number of model parameters because it helps to accelerate the convergence of the chains and leads to more realistic models. These constraints also lead to smaller uncertainty estimates, which imply posterior distributions that do not include the true underlying model in regions where the method has limited sensitivity. This situation can be improved by combining planewave EM methods with complimentary geophysical methods such as ERT. In addition, I show that an appropriate regularization weight and the standard deviation of the data errors can be retrieved by the MCMC inversion. Finally, I evaluate the possibility of characterizing the three-dimensional distribution of an injected water plume by performing three-dimensional time-lapse MCMC inversion of planewave EM data. Since MCMC inversion involves a significant computational burden in high parameter dimensions, I propose a model reduction strategy where the coefficients of a Legendre moment decomposition of the injected water plume and its location are estimated. For this purpose, a base resistivity model is needed which is obtained prior to the time-lapse experiment. A synthetic test shows that the methodology works well when the base resistivity model is correctly characterized. The methodology is also applied to an injection experiment performed in a geothermal system in Australia, and compared to a three-dimensional time-lapse inversion performed within a deterministic framework. The MCMC inversion better constrains the water plumes due to the larger amount of prior information that is included in the algorithm. The conductivity changes needed to explain the time-lapse data are much larger than what is physically possible based on present day understandings. This issue may be related to the base resistivity model used, therefore indicating that more efforts should be given to obtain high-quality base models prior to dynamic experiments. The studies described herein give clear evidence that plane-wave EM methods are useful to characterize and monitor the subsurface at a wide range of scales. The presented approaches contribute to an improved appraisal of the obtained models, both in terms of the incorporation of prior information in the algorithms and the posterior uncertainty quantification. In addition, the developed strategies can be applied to other geophysical methods, and offer great flexibility to incorporate additional information when available.

Neonatal steroids induce a down-regulation of tenascin-C and elastin and cause a deceleration of the first phase and an acceleration of the second phase of lung alveolarization.

Pre- and postnatal corticosteroids are often used in perinatal medicine to improve pulmonary function in preterm infants. To mimic this clinical situation, newborn rats were treated systemically with dexamethasone (Dex), 0.1-0.01 mg/kg/day on days P1-P4. We hypothesized that postnatal Dex may have an impact on alveolarization by interfering with extracellular matrix proteins and cellular differentiation. Morphological alterations were observed on 3D images obtained by high-resolution synchrotron radiation X-ray tomographic microscopy. Alveolarization was quantified stereologically by estimating the formation of new septa between days P4 and P60. The parenchymal expression of tenascin-C (TNC), smooth muscle actin (SMA), and elastin was measured by immunofluorescence and gene expression for TNC by qRT-PCR. After Dex treatment, the first phase of alveolarization was significantly delayed between days P6 and P10, whereas the second phase was accelerated. Elastin and SMA expressions were delayed by Dex treatment, whereas TNC expression was delayed and prolonged. A short course of neonatal steroids impairs the first phase of alveolarization, most likely by altering the TNC and elastin expression. Due to an overshooting catch-up during the second phase of alveolarization, the differences disappear when the animals reach adulthood.

Identification of amino acid residues in the alpha, beta, and gamma subunits of the epithelial sodium channel (ENaC) involved in amiloride block and ion permeation.

The amiloride-sensitive epithelial Na channel (ENaC) is a heteromultimeric channel made of three alpha beta gamma subunits. The structures involved in the ion permeation pathway have only been partially identified, and the respective contributions of each subunit in the formation of the conduction pore has not yet been established. Using a site-directed mutagenesis approach, we have identified in a short segment preceding the second membrane-spanning domain (the pre-M2 segment) amino acid residues involved in ion permeation and critical for channel block by amiloride. Cys substitutions of Gly residues in beta and gamma subunits at position beta G525 and gamma G537 increased the apparent inhibitory constant (Ki) for amiloride by > 1,000-fold and decreased channel unitary current without affecting ion selectivity. The corresponding mutation S583 to C in the alpha subunit increased amiloride Ki by 20-fold, without changing channel conducting properties. Coexpression of these mutated alpha beta gamma subunits resulted in a non-conducting channel expressed at the cell surface. Finally, these Cys substitutions increased channel affinity for block by external Zn2+ ions, in particular the alpha S583C mutant showing a Ki for Zn2+ of 29 microM. Mutations of residues alpha W582L, or beta G522D also increased amiloride Ki, the later mutation generating a Ca2+ blocking site located 15% within the membrane electric field. These experiments provide strong evidence that alpha beta gamma ENaCs are pore-forming subunits involved in ion permeation through the channel. The pre-M2 segment of alpha beta gamma subunits may form a pore loop structure at the extracellular face of the channel, where amiloride binds within the channel lumen. We propose that amiloride interacts with Na+ ions at an external Na+ binding site preventing ion permeation through the channel pore.

First and second branchial arch syndromes: multimodality approach.

First and second branchial arch syndromes (BAS) manifest as combined tissue deficiencies and hypoplasias of the face, external ear, middle ear and maxillary and mandibular arches. They represent the second most common craniofacial malformation after cleft lip and palate. Extended knowledge of the embryology and anatomy of each branchial arch derivative is mandatory for the diagnosis and grading of different BAS lesions and in the follow-up of postoperative patients. In recent years, many new complex surgical approaches and procedures have been designed by maxillofacial surgeons to treat extensive maxillary, mandibular and external and internal ear deformations. The purpose of this review is to evaluate the role of different imaging modalities (orthopantomogram (OPG), lateral and posteroanterior cephalometric radiographs, CT and MRI) in the diagnosis of a wide spectrum of first and second BAS, including hemifacial microsomia, mandibulofacial dysostosis, branchio-oto-renal syndrome, Pierre Robin sequence and Nager acrofacial dysostosis. Additionally, we aim to emphasize the importance of the systematic use of a multimodality imaging approach to facilitate the precise grading of these syndromes, as well as the preoperative planning of different reconstructive surgical procedures and their follow-up during treatment.

The evolutionary host switches of Polychromophilus: a multi-gene phylogeny of the bat malaria genus suggests a second invasion of mammals by a haemosporidian parasite.

BACKGROUND: The majority of Haemosporida species infect birds or reptiles, but many important genera, including Plasmodium, infect mammals. Dipteran vectors shared by avian, reptilian and mammalian Haemosporida, suggest multiple invasions of Mammalia during haemosporidian evolution; yet, phylogenetic analyses have detected only a single invasion event. Until now, several important mammal-infecting genera have been absent in these analyses. This study focuses on the evolutionary origin of Polychromophilus, a unique malaria genus that only infects bats (Microchiroptera) and is transmitted by bat flies (Nycteribiidae). METHODS: Two species of Polychromophilus were obtained from wild bats caught in Switzerland. These were molecularly characterized using four genes (asl, clpc, coI, cytb) from the three different genomes (nucleus, apicoplast, mitochondrion). These data were then combined with data of 60 taxa of Haemosporida available in GenBank. Bayesian inference, maximum likelihood and a range of rooting methods were used to test specific hypotheses concerning the phylogenetic relationships between Polychromophilus and the other haemosporidian genera. RESULTS: The Polychromophilus melanipherus and Polychromophilus murinus samples show genetically distinct patterns and group according to species. The Bayesian tree topology suggests that the monophyletic clade of Polychromophilus falls within the avian/saurian clade of Plasmodium and directed hypothesis testing confirms the Plasmodium origin. CONCLUSION: Polychromophilus' ancestor was most likely a bird- or reptile-infecting Plasmodium before it switched to bats. The invasion of mammals as hosts has, therefore, not been a unique event in the evolutionary history of Haemosporida, despite the suspected costs of adapting to a new host. This was, moreover, accompanied by a switch in dipteran host.

Modelling tree population dynamics at the alpine and boreal tree-line ecotones in response to climate and land-use change

Summary Ecotones are sensitive to change because they contain high numbers of species living at the margin of their environmental tolerance. This is equally true of tree-lines, which are determined by attitudinal or latitudinal temperature gradients. In the current context of climate change, they are expected to undergo modifications in position, tree biomass and possibly species composition. Attitudinal and latitudinal tree-lines differ mainly in the steepness of the underlying temperature gradient: distances are larger at latitudinal tree-lines, which could have an impact on the ability of tree species to migrate in response to climate change. Aside from temperature, tree-lines are also affected on a more local level by pressure from human activities. These are also changing as a consequence of modifications in our societies and may interact with the effects of climate change. Forest dynamics models are often used for climate change simulations because of their mechanistic processes. The spatially-explicit model TreeMig was used as a base to develop a model specifically tuned for the northern European and Alpine tree-line ecotones. For the latter, a module for land-use change processes was also added. The temperature response parameters for the species in the model were first calibrated by means of tree-ring data from various species and sites at both tree-lines. This improved the growth response function in the model, but also lead to the conclusion that regeneration is probably more important than growth for controlling tree-line position and species' distributions. The second step was to implement the module for abandonment of agricultural land in the Alps, based on an existing spatial statistical model. The sensitivity of its most important variables was tested and the model's performance compared to other modelling approaches. The probability that agricultural land would be abandoned was strongly influenced by the distance from the nearest forest and the slope, bath of which are proxies for cultivation costs. When applied to a case study area, the resulting model, named TreeMig-LAb, gave the most realistic results. These were consistent with observed consequences of land-abandonment such as the expansion of the existing forest and closing up of gaps. This new model was then applied in two case study areas, one in the Swiss Alps and one in Finnish Lapland, under a variety of climate change scenarios. These were based on forecasts of temperature change over the next century by the IPCC and the HadCM3 climate model (ΔT: +1.3, +3.5 and +5.6 °C) and included a post-change stabilisation period of 300 years. The results showed radical disruptions at both tree-lines. With the most conservative climate change scenario, species' distributions simply shifted, but it took several centuries reach a new equilibrium. With the more extreme scenarios, some species disappeared from our study areas (e.g. Pinus cembra in the Alps) or dwindled to very low numbers, as they ran out of land into which they could migrate. The most striking result was the lag in the response of most species, independently from the climate change scenario or tree-line type considered. Finally, a statistical model of the effect of reindeer (Rangifer tarandus) browsing on the growth of Pinus sylvestris was developed, as a first step towards implementing human impacts at the boreal tree-line. The expected effect was an indirect one, as reindeer deplete the ground lichen cover, thought to protect the trees against adverse climate conditions. The model showed a small but significant effect of browsing, but as the link with the underlying climate variables was unclear and the model was not spatial, it was not usable as such. Developing the TreeMig-LAb model allowed to: a) establish a method for deriving species' parameters for the growth equation from tree-rings, b) highlight the importance of regeneration in determining tree-line position and species' distributions and c) improve the integration of social sciences into landscape modelling. Applying the model at the Alpine and northern European tree-lines under different climate change scenarios showed that with most forecasted levels of temperature increase, tree-lines would suffer major disruptions, with shifts in distributions and potential extinction of some tree-line species. However, these responses showed strong lags, so these effects would not become apparent before decades and could take centuries to stabilise. Résumé Les écotones son sensibles au changement en raison du nombre élevé d'espèces qui y vivent à la limite de leur tolérance environnementale. Ceci s'applique également aux limites des arbres définies par les gradients de température altitudinaux et latitudinaux. Dans le contexte actuel de changement climatique, on s'attend à ce qu'elles subissent des modifications de leur position, de la biomasse des arbres et éventuellement des essences qui les composent. Les limites altitudinales et latitudinales diffèrent essentiellement au niveau de la pente des gradients de température qui les sous-tendent les distance sont plus grandes pour les limites latitudinales, ce qui pourrait avoir un impact sur la capacité des espèces à migrer en réponse au changement climatique. En sus de la température, la limite des arbres est aussi influencée à un niveau plus local par les pressions dues aux activités humaines. Celles-ci sont aussi en mutation suite aux changements dans nos sociétés et peuvent interagir avec les effets du changement climatique. Les modèles de dynamique forestière sont souvent utilisés pour simuler les effets du changement climatique, car ils sont basés sur la modélisation de processus. Le modèle spatialement explicite TreeMig a été utilisé comme base pour développer un modèle spécialement adapté pour la limite des arbres en Europe du Nord et dans les Alpes. Pour cette dernière, un module servant à simuler des changements d'utilisation du sol a également été ajouté. Tout d'abord, les paramètres de la courbe de réponse à la température pour les espèces inclues dans le modèle ont été calibrées au moyen de données dendrochronologiques pour diverses espèces et divers sites des deux écotones. Ceci a permis d'améliorer la courbe de croissance du modèle, mais a également permis de conclure que la régénération est probablement plus déterminante que la croissance en ce qui concerne la position de la limite des arbres et la distribution des espèces. La seconde étape consistait à implémenter le module d'abandon du terrain agricole dans les Alpes, basé sur un modèle statistique spatial existant. La sensibilité des variables les plus importantes du modèle a été testée et la performance de ce dernier comparée à d'autres approches de modélisation. La probabilité qu'un terrain soit abandonné était fortement influencée par la distance à la forêt la plus proche et par la pente, qui sont tous deux des substituts pour les coûts liés à la mise en culture. Lors de l'application en situation réelle, le nouveau modèle, baptisé TreeMig-LAb, a donné les résultats les plus réalistes. Ceux-ci étaient comparables aux conséquences déjà observées de l'abandon de terrains agricoles, telles que l'expansion des forêts existantes et la fermeture des clairières. Ce nouveau modèle a ensuite été mis en application dans deux zones d'étude, l'une dans les Alpes suisses et l'autre en Laponie finlandaise, avec divers scénarios de changement climatique. Ces derniers étaient basés sur les prévisions de changement de température pour le siècle prochain établies par l'IPCC et le modèle climatique HadCM3 (ΔT: +1.3, +3.5 et +5.6 °C) et comprenaient une période de stabilisation post-changement climatique de 300 ans. Les résultats ont montré des perturbations majeures dans les deux types de limites de arbres. Avec le scénario de changement climatique le moins extrême, les distributions respectives des espèces ont subi un simple glissement, mais il a fallu plusieurs siècles pour qu'elles atteignent un nouvel équilibre. Avec les autres scénarios, certaines espèces ont disparu de la zone d'étude (p. ex. Pinus cembra dans les Alpes) ou ont vu leur population diminuer parce qu'il n'y avait plus assez de terrains disponibles dans lesquels elles puissent migrer. Le résultat le plus frappant a été le temps de latence dans la réponse de la plupart des espèces, indépendamment du scénario de changement climatique utilisé ou du type de limite des arbres. Finalement, un modèle statistique de l'effet de l'abroutissement par les rennes (Rangifer tarandus) sur la croissance de Pinus sylvestris a été développé, comme première étape en vue de l'implémentation des impacts humains sur la limite boréale des arbres. L'effet attendu était indirect, puisque les rennes réduisent la couverture de lichen sur le sol, dont on attend un effet protecteur contre les rigueurs climatiques. Le modèle a mis en évidence un effet modeste mais significatif, mais étant donné que le lien avec les variables climatiques sous jacentes était peu clair et que le modèle n'était pas appliqué dans l'espace, il n'était pas utilisable tel quel. Le développement du modèle TreeMig-LAb a permis : a) d'établir une méthode pour déduire les paramètres spécifiques de l'équation de croissance ä partir de données dendrochronologiques, b) de mettre en évidence l'importance de la régénération dans la position de la limite des arbres et la distribution des espèces et c) d'améliorer l'intégration des sciences sociales dans les modèles de paysage. L'application du modèle aux limites alpines et nord-européennes des arbres sous différents scénarios de changement climatique a montré qu'avec la plupart des niveaux d'augmentation de température prévus, la limite des arbres subirait des perturbations majeures, avec des glissements d'aires de répartition et l'extinction potentielle de certaines espèces. Cependant, ces réponses ont montré des temps de latence importants, si bien que ces effets ne seraient pas visibles avant des décennies et pourraient mettre plusieurs siècles à se stabiliser.

LEVERAGING SANDBOX IMMERSIVE 3D VIRTUAL WORLDS TO DEVELOP DO-IT- YOURSELF TEACHING GAMES: IMPLEMENTATION TO MARKETING CASE STUDY TEACHING IN SECOND LIFE

Games are powerful and engaging. On average, one billion people spend at least 1 hour a day playing computer and videogames. This is even more true with the younger generations. Our students have become the < digital natives >, the < gamers >, the < virtual generation >. Research shows that those who are most at risk for failure in the traditional classroom setting, also spend more time than their counterparts, using video games. They might strive, given a different learning environment. Educators have the responsibility to align their teaching style to these younger generation learning styles. However, many academics resist the use of computer-assisted learning that has been "created elsewhere". This can be extrapolated to game-based teaching: even if educational games were more widely authored, their adoption would still be limited to the educators who feel a match between the authored games and their own beliefs and practices. Consequently, game-based teaching would be much more widespread if teachers could develop their own games, or at least customize them. Yet, the development and customization of teaching games are complex and costly. This research uses a design science methodology, leveraging gamification techniques, active and cooperative learning theories, as well as immersive sandbox 3D virtual worlds, to develop a method which allows management instructors to transform any off-the-shelf case study into an engaging collaborative gamified experience. This method is applied to marketing case studies, and uses the sandbox virtual world of Second Life. -- Les jeux sont puissants et motivants, En moyenne, un milliard de personnes passent au moins 1 heure par jour jouer à des jeux vidéo sur ordinateur. Ceci se vérifie encore plus avec les jeunes générations, Nos étudiants sont nés à l'ère du numérique, certains les appellent des < gamers >, d'autres la < génération virtuelle >. Les études montrent que les élèves qui se trouvent en échec scolaire dans les salles de classes traditionnelles, passent aussi plus de temps que leurs homologues à jouer à des jeux vidéo. lls pourraient potentiellement briller, si on leur proposait un autre environnement d'apprentissage. Les enseignants ont la responsabilité d'adapter leur style d'enseignement aux styles d'apprentissage de ces jeunes générations. Toutefois, de nombreux professeurs résistent lorsqu'il s'agit d'utiliser des contenus d'apprentissage assisté par ordinateur, développés par d'autres. Ceci peut être extrapolé à l'enseignement par les jeux : même si un plus grand nombre de jeux éducatifs était créé, leur adoption se limiterait tout de même aux éducateurs qui perçoivent une bonne adéquation entre ces jeux et leurs propres convictions et pratiques. Par conséquent, I'enseignement par les jeux serait bien plus répandu si les enseignants pouvaient développer leurs propres jeux, ou au moins les customiser. Mais le développement de jeux pédagogiques est complexe et coûteux. Cette recherche utilise une méthodologie Design Science pour développer, en s'appuyant sur des techniques de ludification, sur les théories de pédagogie active et d'apprentissage coopératif, ainsi que sur les mondes virtuels immersifs < bac à sable > en 3D, une méthode qui permet aux enseignants et formateurs de management, de transformer n'importe quelle étude de cas, provenant par exemple d'une centrale de cas, en une expérience ludique, collaborative et motivante. Cette méthode est appliquée aux études de cas Marketing dans le monde virtuel de Second Life.

Contextual Effects on Hopelessness in the Second Half of the Life

Depression and suicidal ideation are tightly linked to the lack of hope in the future. Hopelessness begins with the occurrence of negative life events and develops through the perception that negative outcomes are stable and pervasive. Most of the research has investigated individual factors predicting hopelessness. However, other studies have shown that the social context may also play an important role: disadvantaged contexts exacerbate the feeling that future is unreachable and hopeless. In this study we investigate the role of shared emotions (emotional climates) on the sense of hopelessness during the second half of the life. Emotional climates have been defined as the emotional relationships constructed between members of a society and describe the quality of the environment within a particular community. We present results of multilevel analyses using data from the NCCR-LIVES769 project «Vulnerability and growth», the Swiss Household Panel and official statistics, that explore the relationship between characteristics of the Swiss cantons and hopelessness. Although hopelessness is mainly affected by individual factors as life events and personality, results show that canton socio-economic conditions and climates of optimism or pessimism have an effect on the individual perception of hopelessness. Individuals are more likely to feel hopeless after having experienced critical events (i.e., loss of the partner in the late life) in cantons with high rates of unemployment and with a high share of negative emotions. On the contrary, positive emotional climates play a protective role against hopelessness.