Generating controlled image sets in cognitive neuroscience research.

The investigation of perceptual and cognitive functions with non-invasive brain imaging methods critically depends on the careful selection of stimuli for use in experiments. For example, it must be verified that any observed effects follow from the parameter of interest (e.g. semantic category) rather than other low-level physical features (e.g. luminance, or spectral properties). Otherwise, interpretation of results is confounded. Often, researchers circumvent this issue by including additional control conditions or tasks, both of which are flawed and also prolong experiments. Here, we present some new approaches for controlling classes of stimuli intended for use in cognitive neuroscience, however these methods can be readily extrapolated to other applications and stimulus modalities. Our approach is comprised of two levels. The first level aims at equalizing individual stimuli in terms of their mean luminance. Each data point in the stimulus is adjusted to a standardized value based on a standard value across the stimulus battery. The second level analyzes two populations of stimuli along their spectral properties (i.e. spatial frequency) using a dissimilarity metric that equals the root mean square of the distance between two populations of objects as a function of spatial frequency along x- and y-dimensions of the image. Randomized permutations are used to obtain a minimal value between the populations to minimize, in a completely data-driven manner, the spectral differences between image sets. While another paper in this issue applies these methods in the case of acoustic stimuli (Aeschlimann et al., Brain Topogr 2008), we illustrate this approach here in detail for complex visual stimuli.

The behavioral relevance and top-down susceptibility of early, low level multisensory interactions in humans

Abstract (English)General backgroundMultisensory stimuli are easier to recognize, can improve learning and a processed faster compared to unisensory ones. As such, the ability an organism has to extract and synthesize relevant sensory inputs across multiple sensory modalities shapes his perception of and interaction with the environment. A major question in the scientific field is how the brain extracts and fuses relevant information to create a unified perceptual representation (but also how it segregates unrelated information). This fusion between the senses has been termed "multisensory integration", a notion that derives from seminal animal single-cell studies performed in the superior colliculus, a subcortical structure shown to create a multisensory output differing from the sum of its unisensory inputs. At the cortical level, integration of multisensory information is traditionally deferred to higher classical associative cortical regions within the frontal, temporal and parietal lobes, after extensive processing within the sensory-specific and segregated pathways. However, many anatomical, electrophysiological and neuroimaging findings now speak for multisensory convergence and interactions as a distributed process beginning much earlier than previously appreciated and within the initial stages of sensory processing.The work presented in this thesis is aimed at studying the neural basis and mechanisms of how the human brain combines sensory information between the senses of hearing and touch. Early latency non-linear auditory-somatosensory neural response interactions have been repeatedly observed in humans and non-human primates. Whether these early, low-level interactions are directly influencing behavioral outcomes remains an open question as they have been observed under diverse experimental circumstances such as anesthesia, passive stimulation, as well as speeded reaction time tasks. Under laboratory settings, it has been demonstrated that simple reaction times to auditory-somatosensory stimuli are facilitated over their unisensory counterparts both when delivered to the same spatial location or not, suggesting that audi- tory-somatosensory integration must occur in cerebral regions with large-scale spatial representations. However experiments that required the spatial processing of the stimuli have observed effects limited to spatially aligned conditions or varying depending on which body part was stimulated. Whether those divergences stem from task requirements and/or the need for spatial processing has not been firmly established.Hypotheses and experimental resultsIn a first study, we hypothesized that auditory-somatosensory early non-linear multisensory neural response interactions are relevant to behavior. Performing a median split according to reaction time of a subset of behavioral and electroencephalographic data, we found that the earliest non-linear multisensory interactions measured within the EEG signal (i.e. between 40-83ms post-stimulus onset) were specific to fast reaction times indicating a direct correlation of early neural response interactions and behavior.In a second study, we hypothesized that the relevance of spatial information for task performance has an impact on behavioral measures of auditory-somatosensory integration. Across two psychophysical experiments we show that facilitated detection occurs even when attending to spatial information, with no modulation according to spatial alignment of the stimuli. On the other hand, discrimination performance with probes, quantified using sensitivity (d'), is impaired following multisensory trials in general and significantly more so following misaligned multisensory trials.In a third study, we hypothesized that behavioral improvements might vary depending which body part is stimulated. Preliminary results suggest a possible dissociation between behavioral improvements andERPs. RTs to multisensory stimuli were modulated by space only in the case when somatosensory stimuli were delivered to the neck whereas multisensory ERPs were modulated by spatial alignment for both types of somatosensory stimuli.ConclusionThis thesis provides insight into the functional role played by early, low-level multisensory interac-tions. Combining psychophysics and electrical neuroimaging techniques we demonstrate the behavioral re-levance of early and low-level interactions in the normal human system. Moreover, we show that these early interactions are hermetic to top-down influences on spatial processing suggesting their occurrence within cerebral regions having access to large-scale spatial representations. We finally highlight specific interactions between auditory space and somatosensory stimulation on different body parts. Gaining an in-depth understanding of how multisensory integration normally operates is of central importance as it will ultimately permit us to consider how the impaired brain could benefit from rehabilitation with multisensory stimula-Abstract (French)Background théoriqueDes stimuli multisensoriels sont plus faciles à reconnaître, peuvent améliorer l'apprentissage et sont traités plus rapidement comparé à des stimuli unisensoriels. Ainsi, la capacité qu'un organisme possède à extraire et à synthétiser avec ses différentes modalités sensorielles des inputs sensoriels pertinents, façonne sa perception et son interaction avec l'environnement. Une question majeure dans le domaine scientifique est comment le cerveau parvient à extraire et à fusionner des stimuli pour créer une représentation percep- tuelle cohérente (mais aussi comment il isole les stimuli sans rapport). Cette fusion entre les sens est appelée "intégration multisensorielle", une notion qui provient de travaux effectués dans le colliculus supérieur chez l'animal, une structure sous-corticale possédant des neurones produisant une sortie multisensorielle différant de la somme des entrées unisensorielles. Traditionnellement, l'intégration d'informations multisen- sorielles au niveau cortical est considérée comme se produisant tardivement dans les aires associatives supérieures dans les lobes frontaux, temporaux et pariétaux, suite à un traitement extensif au sein de régions unisensorielles primaires. Cependant, plusieurs découvertes anatomiques, électrophysiologiques et de neuroimageries remettent en question ce postulat, suggérant l'existence d'une convergence et d'interactions multisensorielles précoces.Les travaux présentés dans cette thèse sont destinés à mieux comprendre les bases neuronales et les mécanismes impliqués dans la combinaison d'informations sensorielles entre les sens de l'audition et du toucher chez l'homme. Des interactions neuronales non-linéaires précoces audio-somatosensorielles ont été observées à maintes reprises chez l'homme et le singe dans des circonstances aussi variées que sous anes- thésie, avec stimulation passive, et lors de tâches nécessitant un comportement (une détection simple de stimuli, par exemple). Ainsi, le rôle fonctionnel joué par ces interactions à une étape du traitement de l'information si précoce demeure une question ouverte. Il a également été démontré que les temps de réaction en réponse à des stimuli audio-somatosensoriels sont facilités par rapport à leurs homologues unisensoriels indépendamment de leur position spatiale. Ce résultat suggère que l'intégration audio- somatosensorielle se produit dans des régions cérébrales possédant des représentations spatiales à large échelle. Cependant, des expériences qui ont exigé un traitement spatial des stimuli ont produits des effets limités à des conditions où les stimuli multisensoriels étaient, alignés dans l'espace ou encore comme pouvant varier selon la partie de corps stimulée. Il n'a pas été établi à ce jour si ces divergences pourraient être dues aux contraintes liées à la tâche et/ou à la nécessité d'un traitement de l'information spatiale.Hypothèse et résultats expérimentauxDans une première étude, nous avons émis l'hypothèse que les interactions audio- somatosensorielles précoces sont pertinentes pour le comportement. En effectuant un partage des temps de réaction par rapport à la médiane d'un sous-ensemble de données comportementales et électroencépha- lographiques, nous avons constaté que les interactions multisensorielles qui se produisent à des latences précoces (entre 40-83ms) sont spécifique aux temps de réaction rapides indiquant une corrélation directe entre ces interactions neuronales précoces et le comportement.Dans une deuxième étude, nous avons émis l'hypothèse que si l'information spatiale devient perti-nente pour la tâche, elle pourrait exercer une influence sur des mesures comportementales de l'intégration audio-somatosensorielles. Dans deux expériences psychophysiques, nous montrons que même si les participants prêtent attention à l'information spatiale, une facilitation de la détection se produit et ce toujours indépendamment de la configuration spatiale des stimuli. Cependant, la performance de discrimination, quantifiée à l'aide d'un index de sensibilité (d') est altérée suite aux essais multisensoriels en général et de manière plus significative pour les essais multisensoriels non-alignés dans l'espace.Dans une troisième étude, nous avons émis l'hypothèse que des améliorations comportementales pourraient différer selon la partie du corps qui est stimulée (la main vs. la nuque). Des résultats préliminaires suggèrent une dissociation possible entre une facilitation comportementale et les potentiels évoqués. Les temps de réactions étaient influencés par la configuration spatiale uniquement dans le cas ou les stimuli somatosensoriels étaient sur la nuque alors que les potentiels évoqués étaient modulés par l'alignement spatial pour les deux types de stimuli somatosensorielles.ConclusionCette thèse apporte des éléments nouveaux concernant le rôle fonctionnel joué par les interactions multisensorielles précoces de bas niveau. En combinant la psychophysique et la neuroimagerie électrique, nous démontrons la pertinence comportementale des ces interactions dans le système humain normal. Par ailleurs, nous montrons que ces interactions précoces sont hermétiques aux influences dites «top-down» sur le traitement spatial suggérant leur occurrence dans des régions cérébrales ayant accès à des représentations spatiales de grande échelle. Nous soulignons enfin des interactions spécifiques entre l'espace auditif et la stimulation somatosensorielle sur différentes parties du corps. Approfondir la connaissance concernant les bases neuronales et les mécanismes impliqués dans l'intégration multisensorielle dans le système normale est d'une importance centrale car elle permettra d'examiner et de mieux comprendre comment le cerveau déficient pourrait bénéficier d'une réhabilitation avec la stimulation multisensorielle.

Disseny i implantació d'un directori d'empleats i sistema de login únic

El objetivo de este proyecto es implantar una solución de directorio de empleados que unifique toda la información de empleados, usuarios, grupos y controles de acceso a aplicaciones de una multinacional farmacéutica.

Interfaz de usuario de un sistema multi-robot de reconocimiento de superficies con Google Earth

Els sistemes multi-robot de reconeixement de superfícies es poden utilitzar tant per a l'exploració de llocs remots, de difícil accés o perillosos. Normalment, els robots no són autònoms, depenen d'operadors humans per dirigir-los. La informació que capten ha de ser processada i mostrada a l'usuari o usuària del sistema de forma intel·ligible. Un exemple d'aplicació seria el d'un sistema multirobot format per diversos helicòpters no tripulats que proporciona informació d'una àrea que ha patit algun desastre. El sistema informàtic recolliria la informació i la transmetria al coordinador de l'operatiu d'assistència de l'emergència. La idea del projecte és la de combinar la informació proporcionada pel sistema multi-robot amb la de la zona disponible a Google Earth i fer d'aquesta eina l'interfície d'usuari de l'aplicació.

Sexualidad femenina y redes sociales : comunicación virtual como mecanismo de socialización

Este trabajo tiene el propósito de estudiar la socialización de la sexualidad femenina a través del análisis de las representaciones sociales de un grupo de mujeres que pertenecen a una comunidad virtual. Estas representaciones y disposiciones son rescatadas de los relatos y comentarios escritos provenientes de la comunicación virtual y del posicionamiento relacional entre mujeres. Dado que la base es comunicacional y por tanto relacional, la conceptualización operativa y la orientación metodológica se llevan a cabo por medio del análisis de redes sociales.

Diseño e implementación de un portal web para una empresa de sistemas de control de iluminación

El objetivo del proyecto es facilitar a los clientes de la empresa el acceso a las actualizaciones de software y a los modelos de funcionamiento a través de un portal WEB. Además, se desea mejorar la imagen de empresa que se ofrece a los clientes y futuros clientes incluyendo información relacionada con la empresa y sus productos. Para cumplir con estos requisitos la aplicación hará uso del lenguaje de etiquetas HTML junto con CSS, el lenguaje de programación PHP y el sistema gestor de datos MySQL para generar contenidos dinámicos.

Proyecto de salud communitaria en un barrio marginal de Quito : evaluación de las necesidades y planteamiento de una red de prevención y attención primaria : documento para la acción local

Résumé du document de thèse Quito, capitale andine de près de deux millions d'habitants, a vu se développer des quartiers ghettos réunissant une population en constante évolution. Mouvements migratoires mal connus, hétérogénéité ethnique et socioculturelle, accès limité aux services publics et conditions de vie difficiles jouent un rôle essentiel mais complexe dans la planification des services de santé. L'étude ciblée de cette problématique est un sérieux défi à relever car les mégalopoles latino-américaines connaissent une importante urbanisation avec pour corollaire une augmentation de la pauvreté urbaine. Les indicateurs de santé tels que mortalité infantile, espérance de vie ou incidence des maladies infectieuses montrent une amélioration globale qui ne reflète toutefois pas les importantes disparités caractéristiques du continent. La démarche exposée dans ce document est une réponse à la demande d'un appui médical par une communauté urbaine défavorisée, pour laquelle peu de données étaient disponibles. Une évaluation des conditions de vie et des besoins en soins a donc été effectuée par trois étudiants en médecine de Lausanne au moyen d'une enquête et d'ateliers qui ont permis de réunir les opinions des différents acteurs sociaux et sanitaires. Cette étude a pu identifier et mesurer les déterminants de santé, comprendre certaines dynamiques locales pour enfin cibler les principales lignes d'actions d'un centre de santé communautaire. Ce document décrit l'ensemble du processus conduit durant cinq ans et expose les données brutes ainsi que leur analyse ; il propose des recommandations concrètes pour une promotion de la santé adaptée aux besoins d'une communauté urbaine défavorisée d'Amérique du Sud. Son objectif est de fournir des données utilisables par les acteurs de santé locaux et de participer ainsi à la réflexion en cours sur la réforme du système de santé équatorien. Il comporte également une bibliographie, point de départ pour d'autres études sur le sujet. Le dossier, construit de manière chronologique, présente l'information de façon accessible et cohérente. Il se veut un témoignage utile, avec ses forces et ses faiblesses, à l'action locale sous forme d'une publication en espagnol qui sera distribuée aux différents acteurs sociaux et sanitaires concernés.

Prototipo de sistema metálico modular

Nou sistema modular basat en materials metàl·lics i compostos, dissenyats específicament per a alt grau d'accessibilitat física, temporal o permanent, a llocs d'accés limitat i per a facilitar la visita durant restauracions, així com les visites quotidianes a través de plataformes de sustentació de paviments

SWORD : utilitat per a la integració de repositoris amb aplicacions de gestió docent

A la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) el procés de gestió de les memòries dels projectes de final de carrera i màster està en funció del model organitzatiu de cada escola o facultat. Aquest escenari implica diferents fluxos de treball i de temps per al dipòsit d'aquestes memòries en el repositori del portal d'accés obert al coneixement UPCommons (www.upcommons.edu) Amb la voluntat de no incidir en aquests processos de cada escola o facultat, s'ha desenvolupat amb la Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB) un sistema d'integració de les memòries i les seves dades associats de forma transparent durant el procés administratiu per mitjà d'uns connectors desenvolupats conjuntament pel servei de Biblioteques de la UPC i el laboratori de càlcul de la FIB. Aquests connectors es basen en la tecnologia SWORD (Simple Web-services Offering Repository Deposit) que per mitjà de XML codifiquen les dades introduïdes i els pre-bolquen en el dipòsit de treballs acadèmics abans de la lectura de la memòria.

Fitxers de microdades a la Biblioteca de la UPF

Experiència sobre la identificació, la compilació i la posada a disposició dels usuaris dels recursos estadístics de temàtica social i econòmica utilitzats pels investigadors de la UPF. Es va fer un estudi d'identificació dels recursos utilitzats, de la seva procedència i de la font de finançament. Davant dels resultats es van iniciar dues línies d'actuació segons si les dades estadístiques eren d'accés lliure o de consulta restringida. Pel que fa als fitxers d'accés lliure, es va procedir a la instal·lació, conjuntament amb el Servei d’informàtica, dels fitxers en un servidor i possibilitar-ne l’accessibilitat a través de la xarxa UPF, es va elaborar una guia de desenvolupament de la col·lecció per aquests materials, per tal d’equilibrar el fons i respondre a les necessitats dels usuaris i es van fer diverses accions per millorar la recuperació del material a través del web i del catàleg de la Biblioteca. Pel que fa a les microdades van ser tractades apart tenint en compte les característiques especials d’aquest material, protegit per les lleis de protecció de dades personals. Es va crear una xarxa interna amb un sistema d’accés i control d’usuaris molt estricte, amb la col·laboració del Servei d’Informàtica, es va elaborar un circuit d'adquisició (amb negociacions amb les agències productores per signar llicències institucionals) i gestió interna dels materials. En conclusió: la Biblioteca, amb un actitud proactiva, es va anticipar a les necessitats dels investigadors i va donar-los resposta, tot va millorant la gestió i l'accessibilitat d'uns recursos -fitxers estadístics- tradicionalment molt restringits i racionalitzant processos i circuits.

Recursos digitals a la URV : ús actual i estratègies de futur

La Biblioteca de la Universitat Rovira i Virgili, en el marc dels projectes de cooperació que desenvolupa el CBUC, ha aconseguit augmentar d’una forma molt important els recursos digitals als quals té accés. Com ja es conegut per tots, un avantatge addicional dels recursos electrònics és la possibilitat de rebre informació detallada sobre l’ús dels esmentats recursos, ja sigui en funció dels diversos col·lectius universitaris o dels diferents recursos utilitzats. L’experiència que presentarem des de la Biblioteca de la URV es deriva de l’anàlisi de les dades d’ús dels recursos digitals a la nostra universitat, que ens porten a emprendre una sèrie d’accions per incentivar el coneixement i l’explotació d’aquests recursos. En concret, explicarem les accions que es duran a terme al llarg del 2005, que tenen en compte diversos canals de difusió així com diferents tipus d’usuaris. Algunes d’aquestes accions són augmentar l’amplitud i la qualitat de la informació subministrada per l’OPAC i la pàgina web; aconseguir un accés únic i simple als recursos d’informació electrònica; augmentar la formació i les habilitats del personal en aquest àmbit i, en darrer lloc, dissenyar campanyes de marquèting que vagin dirigides a col·lectius concrets en els quals cal reforçar la utilització dels recursos digitals.

Declaració sobre la crisi econòmica global i el seu impacte en les compres consorciades (14 de juny de 2010)

Redactada en nom dels molts consorcis de biblioteques de tot el món que participen a l'ICOLC, aquesta declaració té dos propòsits. Té la intenció d'ajudar als editors i altres proveïdors de contingut amb els quals tenim accés als recursos d'informació electrònica (d'ara en endavant simplement anomenats editors) a entendre millor com l'actual crisi econòmica única afecta a la comunitat de la informació de tot el món. El segon propòsit és suggerir un ventall de propostes que creiem són de benefici comú per a les biblioteques i els proveïdors de serveis d'informació.

Declaración sobre la crisis económica global y su impacto en las compras consorciadas (14 de junio de 2010)

Redactada en nombre de los muchos consorcios de bibliotecas de todo el mundo que participan en ICOLC, esta declaración tiene dos propósitos. Tiene la intención de ayudar a los editores y otros proveedores de contenido con los cuales tenemos acceso a los recursos de información electrónica (de ahora en adelante simplemente llamados editores) a entender mejor cómo la actual crisis económica única afecta a la comunidad de la información de todo el mundo. El segundo propósito es sugerir un abanico de propuestas que creemos son de beneficio común para las bibliotecas y los proveedores de servicios de información.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

GEPA, el magatzem cooperatiu per a documents de baix ús

A començaments dels anys 2000 una necessitat començava a sorgir entre algunes de les biblioteques universitàries de Catalunya: la manca d'espais i la reconversió de les biblioteques físiques dins el nou panorama educatiu. El CBUC, Consorci de Biblioteques Universitàries de Catalunya, va recollir aquesta necessitat i va engegar el projecte amb el mateix esperit cooperatiu de tots els programes i serveis del consorci. El 2002 es va encarregar un estudi fundacional, que feia un repàs a l'estat de la qüestió i proposava les preguntes que s'havien de respondre abans d'establir el magatzem. El 2003 es va localitzar l'edifici, a les antigues casernes militars de Lleida, els anys següents es va avançar en la concreció del projecte i el finançament, i el 2006 es va firmar el conveni per la creació de l'equipament (Ajuntament de Lleida, CBUC, Universitat de Lleida, Departament d'Educació de la Generalitat de Catalunya i Departament de Cultura de la Generalitat de Catalunya). El 2007 es van iniciar les obres i finalment, el 8 d’octubre de 2008 es va fer la càrrega inicial i la inauguració oficial. El GEPA, Garantia d'Espai per a la preservació de l'Accés, és un magatzem cooperatiu per conservar i preservar els documents de baix ús, garantint la seva preservació futura i la seva accessibilitat immediata quan alguna biblioteca ho requereixi. El GEPA funciona sota un model mixt, amb el 80% de l'espai sota un règim cooperatiu i el restant destinat a la documentació en règim d'ús propi.