Geomorphologische Untersuchungen im Land der tausend Hügel - oder: Wie europäisch ist die rwandische Landschaftsentwicklung?

Das ursprüngliche Ziel der vorliegenden Dissertation war die Untersuchung der Talgenese im Zentralen Hügelland Rwandas. Entstehung und Form der Täler, die Stratigraphie und das Alter der Hang- und Talsedimente sowie die wirkenden reliefgestaltenden Prozesse sind bei weitem nicht abschließend erforscht. Da Strukturen und Prozesse im Rahmen von Prozessresponssystemen in Wechselwirkung stehen, bietet die Untersuchung der Strukturen gleich zwei Möglichkeiten, sich den Prozessen zu nähern: Strukturen sind sowohl Verursacher als auch Indikatoren von Prozessen. Entsprechend der ursprünglichen Fragestellung sollten nach einer Beschreibung der gegenwärtigen Strukturen (morphographische Geomorphologie) die formbildenden Prozesse ergründet werden (funktionale Geomorphologie), um dann die Entwicklung der Strukturen und Prozesse unter Einbeziehung der relevanten Phasen der Erdgeschichte und des Paläoklimas zu rekonstruieren (genetische Geomorphologie). Im Verlauf der zu diesem Zweck durchgeführten geomorphologisch-stratigraphischen Untersuchungen in den Tälern der Region von Butare (Südrwanda) stellten sich aber die holozänen Hangdeckschichten und Talfüllungen als derart mächtig heraus, dass tiefer liegende Sedimente nicht erschlossen werden konnten. Die älteren Strukturen ließen sich daher nur unzureichend rekonstruieren und die eingangs formulierte Fragestellung konnte nicht wie erwartet bearbeitet werden. Angesichts der Mächtigkeit der Sedimente wurde offensichtlich, dass sowohl die spätpleistozäne als auch die holozäne Dimension der Sedimentbildung völlig unterschätzt wurde. Diese Beobachtungen warfen zwei grundlegende Fragen auf: einerseits die Frage warum die holozänen Sedimente so mächtig ausgebildet sind, und andererseits, weshalb ihre Mächtigkeit derartig unterschätzt wurde. Rasch stellte sich heraus, dass die Bearbeitung der ersten Frage eine interdisziplinäre Öffnung und die der zweiten Frage eine interkulturelle Öffnung der Fragestellung erforderte. Dabei stellen sich vor allem zwei Fragen: Zum einen, inwiefern der europäische Ursprung der Begriffe, Theorien und Modelle, die zur Beschreibung und Interpretation der rwandischen landschaftlichen und landschaftsgestaltenden Prozesse verwendet werden, eben jene Beschreibung und Interpretation beeinflusst, und zum anderen, ob und inwiefern auch naturwissenschaftliche Disziplinen in ihrem Umgang mit ‚natürlich gedachten’ Strukturen und Prozessen von diesen Konstruktionen betroffen sind. Ziel der Dekonstruktion der Begriffe, Theorien und Modelle ist kein ‚richtigerer’ oder ‚wahrhaftigerer’, sondern ein ‚bewussterer’ Umgang mit den Begriffen, Theorien und Modellen und dadurch eine bewusstere Rekonstruktion der Strukturen und Prozesse der Landschaften und Paläolandschaften des rwandischen Zentralen Hügellandes.rn

Développement d’outils de gestion des ressources naturelles : Elaboration de plan d’aménagement répondant aux critères de participation paysanne et des intérêts respectifs de tous les acteurs

Modèle d'élaboration du plan d'aménagement et de gestion tenant compte des dynamiques spatio-temporelles et de la dynamique de la participation locale

Construction de l’image organisationnelle réfractée par les journaux et les groupes de pression : le cas du gouvernement fédéral canadien dans la mise en œuvre du projet de loi C-38

Ce mémoire s’est attaché à comprendre les dimensions émergentes de la constitution de l’image d’une organisation. A l’issue de l’étude de la littérature de recherche existante, nous nous sommes intéressée à l’image réfractée, qui est l’image d’une organisation construite par une catégorie de publics nommés arbitres externes. Ce sont les organisations mandatées qui diffusent de l’information au grand public. En adoptant l’approche qualitative, nous avons réalisé une étude du processus de travail des journalistes travaillant pour des journaux différents et des membres des organismes environnementaux dans le cas de la mise en œuvre du projet de loi C-38 du gouvernement fédéral canadien. L’étude empirique nous a permis de proposer un modèle conceptuel du phénomène de la construction de l’image réfractée. Nous avons pu ainsi suggérer d’observer ce phénomène à travers les pratiques de travail des acteurs pour appréhender les dynamiques d’émergence de l’image. Aussi, nous avons insisté sur la pertinence de considérer des paramètres qui constituent le cadre dans lequel se déroule le processus de travail des acteurs appartenant à des communautés de publics différentes. Car ce sont ces paramètres qui engendrent des dynamiques régulant la construction de l’image organisationnelle au sein de chaque communauté de public.

Designing Regularizers and Architectures for Recurrent Neural Networks

Cette thèse contribue a la recherche vers l'intelligence artificielle en utilisant des méthodes connexionnistes. Les réseaux de neurones récurrents sont un ensemble de modèles séquentiels de plus en plus populaires capable en principe d'apprendre des algorithmes arbitraires. Ces modèles effectuent un apprentissage en profondeur, un type d'apprentissage machine. Sa généralité et son succès empirique en font un sujet intéressant pour la recherche et un outil prometteur pour la création de l'intelligence artificielle plus générale. Le premier chapitre de cette thèse donne un bref aperçu des sujets de fonds: l'intelligence artificielle, l'apprentissage machine, l'apprentissage en profondeur et les réseaux de neurones récurrents. Les trois chapitres suivants couvrent ces sujets de manière de plus en plus spécifiques. Enfin, nous présentons quelques contributions apportées aux réseaux de neurones récurrents. Le chapitre \ref{arxiv1} présente nos travaux de régularisation des réseaux de neurones récurrents. La régularisation vise à améliorer la capacité de généralisation du modèle, et joue un role clé dans la performance de plusieurs applications des réseaux de neurones récurrents, en particulier en reconnaissance vocale. Notre approche donne l'état de l'art sur TIMIT, un benchmark standard pour cette tâche. Le chapitre \ref{cpgp} présente une seconde ligne de travail, toujours en cours, qui explore une nouvelle architecture pour les réseaux de neurones récurrents. Les réseaux de neurones récurrents maintiennent un état caché qui représente leurs observations antérieures. L'idée de ce travail est de coder certaines dynamiques abstraites dans l'état caché, donnant au réseau une manière naturelle d'encoder des tendances cohérentes de l'état de son environnement. Notre travail est fondé sur un modèle existant; nous décrivons ce travail et nos contributions avec notamment une expérience préliminaire.

Plasticité du cortex visuel: «homéodynamie» des connexions neuronales et modèle d’effets d’antidépresseurs

Les informations sensorielles sont traitées dans le cortex par des réseaux de neurones co-activés qui forment des assemblées neuronales fonctionnelles. Le traitement visuel dans le cortex est régit par différents aspects des caractéristiques neuronales tels que l’aspect anatomique, électrophysiologique et moléculaire. Au sein du cortex visuel primaire, les neurones sont sélectifs à divers attributs des stimuli tels que l’orientation, la direction, le mouvement et la fréquence spatiale. Chacun de ces attributs conduit à une activité de décharge maximale pour une population neuronale spécifique. Les neurones du cortex visuel ont cependant la capacité de changer leur sélectivité en réponse à une exposition prolongée d’un stimulus approprié appelée apprentissage visuel ou adaptation visuelle à un stimulus non préférentiel. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’investiguer les mécanismes neuronaux qui régissent le traitement visuel durant une plasticité induite par adaptation chez des animaux adultes. Ces mécanismes sont traités sous différents aspects : la connectivité neuronale, la sélectivité neuronale, les propriétés électrophysiologiques des neurones et les effets des drogues (sérotonine et fluoxétine). Le modèle testé se base sur les colonnes d’orientation du cortex visuel primaire. La présente thèse est subdivisée en quatre principaux chapitres. Le premier chapitre (A) traite de la réorganisation du cortex visuel primaire suite à une plasticité induite par adaptation visuelle. Le second chapitre (B) examine la connectivité neuronale fonctionnelle en se basant sur des corrélations croisées entre paires neuronales ainsi que sur des corrélations d’activités de populations neuronales. Le troisième chapitre (C) met en liaison les aspects cités précédemment (les effets de l’adaptation visuelle et la connectivité fonctionnelle) aux propriétés électrophysiologiques des neurones (deux classes de neurones sont traitées : les neurones à décharge régulière et les neurones à décharge rapide ou burst). Enfin, le dernier chapitre (D) a pour objectif l’étude de l’effet du couplage de l’adaptation visuelle à l’administration de certaines drogues, notamment la sérotonine et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Méthodes En utilisant des enregistrements extracellulaires d’activités neuronales dans le cortex visuel primaire (V1) combinés à un processus d’imagerie cérébrale optique intrinsèque, nous enregistrons l’activité de décharge de populations neuronales et nous examinons l’activité de neurones individuels extraite des signaux multi-unitaires. L’analyse de l’activité cérébrale se base sur différents algorithmes : la distinction des propriétés électrophysiologiques des neurones se fait par calcul de l’intervalle de temps entre la vallée et le pic maximal du potentiel d’action (largeur du potentiel d’action), la sélectivité des neurones est basée sur leur taux de décharge à différents stimuli, et la connectivité fonctionnelle utilise des calculs de corrélations croisées. L’utilisation des drogues se fait par administration locale sur la surface du cortex (après une craniotomie et une durotomie). Résultats et conclusions Dans le premier chapitre, nous démontrons la capacité des neurones à modifier leur sélectivité après une période d’adaptation visuelle à un stimulus particulier, ces changements aboutissent à une réorganisation des cartes corticales suivant un patron spécifique. Nous attribuons ce résultat à la flexibilité de groupes fonctionnels de neurones qui étaient longtemps considérés comme des unités anatomiques rigides. En effet, nous observons une restructuration extensive des domaines d’orientation dans le but de remodeler les colonnes d’orientation où chaque stimulus est représenté de façon égale. Ceci est d’autant plus confirmé dans le second chapitre où dans ce cas, les cartes de connectivité fonctionnelle sont investiguées. En accord avec les résultats énumérés précédemment, les cartes de connectivité montrent également une restructuration massive mais de façon intéressante, les neurones utilisent une stratégie de sommation afin de stabiliser leurs poids de connectivité totaux. Ces dynamiques de connectivité sont examinées dans le troisième chapitre en relation avec les propriétés électrophysiologiques des neurones. En effet, deux modes de décharge neuronale permettent la distinction entre deux classes neuronales. Leurs dynamiques de corrélations distinctes suggèrent que ces deux classes jouent des rôles clés différents dans l’encodage et l’intégration des stimuli visuels au sein d’une population neuronale. Enfin, dans le dernier chapitre, l’adaptation visuelle est combinée avec l’administration de certaines substances, notamment la sérotonine (neurotransmetteur) et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Ces deux substances produisent un effet similaire en facilitant l’acquisition des stimuli imposés par adaptation. Lorsqu’un stimulus non optimal est présenté en présence de l’une des deux substances, nous observons une augmentation du taux de décharge des neurones en présentant ce stimulus. Nous présentons un modèle neuronal basé sur cette recherche afin d’expliquer les fluctuations du taux de décharge neuronale en présence ou en absence des drogues. Cette thèse présente de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’adaptation des neurones du cortex visuel primaire adulte dans le but de changer leur sélectivité dans un environnement d’apprentissage. Nous montrons qu’il y a un parfait équilibre entre leurs habiletés plastiques et leur dynamique d’homéostasie.

Les mères avec un trouble de personnalité limite en protection de la jeunesse : un paradoxe entre les difficultés et les services

Une proportion significative de mères d’enfants pris en charge par la protection de la jeunesse souffrirait d’un trouble de personnalité limite (TPL). En effet, les difficultés parentales associées à ce trouble prédisposent davantage à des situations d’abus ou de négligence envers leurs enfants. Cependant, il existe peu d’information sur les difficultés et les besoins de ces mères dans ce contexte particulier. Cette étude qualitative a été réalisée auprès de 30 mères avec un TPL et dont au moins un enfant était suivi par le Centre jeunesse de Montréal-Institut universitaire. La présente étude a permis de mieux décrire les difficultés des mères en lien avec leur TPL, leurs enfants et leur situation conjugale. Leurs expériences des services en protection de la jeunesse ont révélé des suivis instables et peu adaptés à leurs difficultés. Les mères ont abordé l’importance des qualités relationnelles des intervenants à l’établissement d’une collaboration de la part des intervenants et l’importance de mettre en place des services spécifiquement dédiés aux parents. Il semblerait pertinent d’adapter les services de protection de la jeunesse afin d’inclure des interventions qui ciblent les difficultés spécifiques des parents qui ont un TPL, notamment en ce qui a trait à leurs habiletés parentales.

Essays on the Effects of Corporate Taxation

Cette thèse est une collection de trois articles en macroéconomie et finances publiques. Elle développe des modèles d'Equilibre Général Dynamique et Stochastique pour analyser les implications macroéconomiques des politiques d'imposition des entreprises en présence de marchés financiers imparfaits. Le premier chapitre analyse les mécanismes de transmission à l'économie, des effets d'un ré-échelonnement de l'impôt sur le profit des entreprises. Dans une économie constituée d'un gouvernement, d'une firme représentative et d'un ménage représentatif, j'élabore un théorème de l'équivalence ricardienne avec l'impôt sur le profit des entreprises. Plus particulièrement, j'établis que si les marchés financiers sont parfaits, un ré-échelonnement de l'impôt sur le profit des entreprises qui ne change pas la valeur présente de l'impôt total auquel l'entreprise est assujettie sur toute sa durée de vie n'a aucun effet réel sur l'économie si l'état utilise un impôt forfaitaire. Ensuite, en présence de marchés financiers imparfaits, je montre qu'une une baisse temporaire de l'impôt forfaitaire sur le profit des entreprises stimule l'investissement parce qu'il réduit temporairement le coût marginal de l'investissement. Enfin, mes résultats indiquent que si l'impôt est proportionnel au profit des entreprises, l'anticipation de taxes élevées dans le futur réduit le rendement espéré de l'investissement et atténue la stimulation de l'investissement engendrée par la réduction d'impôt. Le deuxième chapitre est écrit en collaboration avec Rui Castro. Dans cet article, nous avons quantifié les effets sur les décisions individuelles d'investis-sement et de production des entreprises ainsi que sur les agrégats macroéconomiques, d'une baisse temporaire de l'impôt sur le profit des entreprises en présence de marchés financiers imparfaits. Dans un modèle où les entreprises sont sujettes à des chocs de productivité idiosyncratiques, nous avons d'abord établi que le rationnement de crédit affecte plus les petites (jeunes) entreprises que les grandes entreprises. Pour des entreprises de même taille, les entreprises les plus productives sont celles qui souffrent le plus du manque de liquidité résultant des imperfections du marché financier. Ensuite, nous montré que pour une baisse de 1 dollar du revenu de l'impôt, l'investissement et la production augmentent respectivement de 26 et 3,5 centimes. L'effet cumulatif indique une augmentation de l'investissement et de la production agrégés respectivement de 4,6 et 7,2 centimes. Au niveau individuel, nos résultats indiquent que la politique stimule l'investissement des petites entreprises, initialement en manque de liquidité, alors qu'elle réduit l'investissement des grandes entreprises, initialement non contraintes. Le troisième chapitre est consacré à l'analyse des effets de la réforme de l'imposition des revenus d'entreprise proposée par le Trésor américain en 1992. La proposition de réforme recommande l'élimination des impôts sur les dividendes et les gains en capital et l'imposition d'une seule taxe sur le revenu des entreprises. Pour ce faire, j'ai eu recours à un modèle dynamique stochastique d'équilibre général avec marchés financiers imparfaits dans lequel les entreprises sont sujettes à des chocs idiosyncratiques de productivité. Les résultats indiquent que l'abolition des impôts sur les dividendes et les gains en capital réduisent les distorsions dans les choix d'investissement des entreprises, stimule l'investissement et entraîne une meilleure allocation du capital. Mais pour être financièrement soutenable, la réforme nécessite un relèvement du taux de l'impôt sur le profit des entreprises de 34\% à 42\%. Cette hausse du taux d'imposition décourage l'accumulation du capital. En somme, la réforme engendre une baisse de l'accumulation du capital et de la production respectivement de 8\% et 1\%. Néanmoins, elle améliore l'allocation du capital de 20\%, engendrant des gains de productivité de 1.41\% et une modeste augmentation du bien être des consommateurs.

Le Parlement européen et les actes délégués: De la conquête d’un pouvoir à son exercice = The European Parliament and the delegated acts: From the conquest of power to its exercise. Brugges Political Research Paper No. 34, February 2014

Résumé. Le traité de Lisbonne a procédé à une importante réforme de la comitologie, en établissant deux catégories d’instruments: les actes d’exécution et les actes délégués. Pour ces derniers, le Parlement européen a obtenu des pouvoirs importants et est pour la première fois sur un strict pied d’égalité avec le Conseil dans le système exécutif. En vertu d’une approche institutionnaliste rationnelle, cet article analyse comment le Parlement, à l’origine exclu du système, est parvenu à acquérir les pouvoirs qui sont formellement les siens aujourd’hui. Ensuite, l’action du Parlement face à ses nouveaux pouvoirs dans le cadre des actes délégués est abordée. Il s’agit d’étudier comment le Parlement défend ses prérogatives dans les relations interinstitutionnelles et agit après l’acquisition de nouvelles prérogatives. Cette analyse permet plus globalement d’aborder des aspects essentiels du fonctionnement du Parlement européen, de l’Union européenne ainsi que ses dynamiques (inter)institutionnelles.

Émergence et développement de l’oncologie au Québec : collaboration, compétition et défis organisationnels, 1900-2005

Objectifs : le principal objectif de notre projet doctoral consiste à mettre en relief les transformations qui ont marqué le développement de l’oncologie et de la lutte contre le cancer au Québec au 20e siècle. Pour ce faire, nous nous sommes penchées sur trois niveaux d’analyse : 1) le niveau micro aborde l’organisation des services médicaux au sein d’une organisation hospitalière, soit l’Hôtel-Dieu de Québec. 2) Le niveau méso analyse une lutte professionnelle, soit la lutte entre les hématologues et les oncologues médicaux pour la reconnaissance de l’oncologie médicale. 3) Le niveau macro s’intéresse à l’organisation de la lutte contre le cancer à travers la province de Québec et aux différents modèles organisationnels créés. Principale hypothèse : l’émergence et la transformation de l’oncologie et de la lutte contre le cancer ont été influencées des rapports de collaboration et de compétition entre les acteurs impliqués en oncologie. En effet, il apparaît que ce champ se trouve en tension entre l’obligation de collaborer pour offrir des services de qualité aux patients et les dynamiques professionnelles et/ou organisationnelles. Cadre théorique : un cadre théorique a été développé pour chacun des niveaux d’analyse. Le niveau micro s’inspire des travaux de Frickel, Abbott et Strauss et s’intéresse plus particulièrement aux négociations entourant l’ordre social au sein d’un hôpital universitaire; le niveau méso emploie les travaux de Bourdieu et Abbott pour analyser la lutte entre deux spécialités médicales pour le contrôle des agents de chimiothérapie; et le niveau macro, de la sociologie des organisations et de la théorie néo-institutionnaliste pour mettre en relief l’émergence et la transformation de la lutte contre le cancer au Québec au 20e siècle. Méthodologie : l’approche de l’étude de cas a été adoptée et chaque niveau d’analyse constitue une étude de cas à part entière. Le corpus de données se compose de données archivistiques recueillies dans 10 centres d’archives canadiens, et de données d’entrevues. Une soixantaine d’entrevues avec des oncologues, des professionnels de la santé, des gestionnaires, des chercheurs et des fonctionnaires ont été réalisées. Conclusion : les différents niveaux d’analyse offrent différentes contributions qui leurs sont propres, mais l’ensemble de la thèse tend à mettre en relief la complexité du changement organisationnel à travers un perpétuel processus de définition et de redéfinition des frontières professionnelles et des organisations en raison du développement des connaissances scientifiques, des technologies, des expertises professionnelles et de l’environnement social, politique et économique.

Musiciens migrants d'origine arabe dans le contexte montréalais : le parcours de la reconnaissance

Ce mémoire traite des parcours de musiciens migrants d’origine arabe à Montréal. Il s’intéresse à la manière dont ces derniers construisent leurs carrières musicales dans ce contexte et acquièrent la reconnaissance des différents acteurs qu’ils côtoient – pairs, intervenants culturels, public. La méthodologie adoptée est de nature qualitative et correspond à une perspective ethnosociologique, le contexte musical de l’étude inscrivant la démarche dans le domaine de la sociomusicologie. Cinq musiciens ayant migré d’un pays arabe avec une pratique musicale préalable ont été rencontrés, ainsi que cinq acteurs du milieu musical qui interagissent avec eux. Ce corpus d’entretiens a été complété par de l’observation et l’étude de traces (ex. : disques, cv). La démarche d’enquête a permis d’élaborer un ensemble de propositions visant à comprendre les phénomènes sociaux observés. Il apparaît que ces musiciens construisent leurs carrières montréalaises grâce à une actualisation et réappropriation originale des sources et influences musicales accumulées au fil de leur vie, processus néanmoins tributaire des rouages du milieu musical. Celui-ci est constitué de multiples acteurs ayant chacun leurs objectifs, intérêts, contraintes vis-à-vis desquels les musiciens doivent s’ajuster, négocier, faire des compromis. Puis, l’ethnicité arabe qui est construite et mise en scène par les performances musicales peut vraisemblablement agir comme outil pour se démarquer dans le contexte montréalais. Cependant, les dynamiques qui sous-tendent les rapports sociaux que ces artistes entretiennent dans la métropole font en sorte qu’ils ont ultimement peu d’emprise sur la manière dont se manifeste la reconnaissance à leur égard et vis-à-vis de leurs pratiques musicales.

Construction de l’image organisationnelle réfractée par les journaux et les groupes de pression : le cas du gouvernement fédéral canadien dans la mise en œuvre du projet de loi C-38

Ce mémoire s’est attaché à comprendre les dimensions émergentes de la constitution de l’image d’une organisation. A l’issue de l’étude de la littérature de recherche existante, nous nous sommes intéressée à l’image réfractée, qui est l’image d’une organisation construite par une catégorie de publics nommés arbitres externes. Ce sont les organisations mandatées qui diffusent de l’information au grand public. En adoptant l’approche qualitative, nous avons réalisé une étude du processus de travail des journalistes travaillant pour des journaux différents et des membres des organismes environnementaux dans le cas de la mise en œuvre du projet de loi C-38 du gouvernement fédéral canadien. L’étude empirique nous a permis de proposer un modèle conceptuel du phénomène de la construction de l’image réfractée. Nous avons pu ainsi suggérer d’observer ce phénomène à travers les pratiques de travail des acteurs pour appréhender les dynamiques d’émergence de l’image. Aussi, nous avons insisté sur la pertinence de considérer des paramètres qui constituent le cadre dans lequel se déroule le processus de travail des acteurs appartenant à des communautés de publics différentes. Car ce sont ces paramètres qui engendrent des dynamiques régulant la construction de l’image organisationnelle au sein de chaque communauté de public.

Designing Regularizers and Architectures for Recurrent Neural Networks

Cette thèse contribue a la recherche vers l'intelligence artificielle en utilisant des méthodes connexionnistes. Les réseaux de neurones récurrents sont un ensemble de modèles séquentiels de plus en plus populaires capable en principe d'apprendre des algorithmes arbitraires. Ces modèles effectuent un apprentissage en profondeur, un type d'apprentissage machine. Sa généralité et son succès empirique en font un sujet intéressant pour la recherche et un outil prometteur pour la création de l'intelligence artificielle plus générale. Le premier chapitre de cette thèse donne un bref aperçu des sujets de fonds: l'intelligence artificielle, l'apprentissage machine, l'apprentissage en profondeur et les réseaux de neurones récurrents. Les trois chapitres suivants couvrent ces sujets de manière de plus en plus spécifiques. Enfin, nous présentons quelques contributions apportées aux réseaux de neurones récurrents. Le chapitre \ref{arxiv1} présente nos travaux de régularisation des réseaux de neurones récurrents. La régularisation vise à améliorer la capacité de généralisation du modèle, et joue un role clé dans la performance de plusieurs applications des réseaux de neurones récurrents, en particulier en reconnaissance vocale. Notre approche donne l'état de l'art sur TIMIT, un benchmark standard pour cette tâche. Le chapitre \ref{cpgp} présente une seconde ligne de travail, toujours en cours, qui explore une nouvelle architecture pour les réseaux de neurones récurrents. Les réseaux de neurones récurrents maintiennent un état caché qui représente leurs observations antérieures. L'idée de ce travail est de coder certaines dynamiques abstraites dans l'état caché, donnant au réseau une manière naturelle d'encoder des tendances cohérentes de l'état de son environnement. Notre travail est fondé sur un modèle existant; nous décrivons ce travail et nos contributions avec notamment une expérience préliminaire.

Plasticité du cortex visuel: «homéodynamie» des connexions neuronales et modèle d’effets d’antidépresseurs

Les informations sensorielles sont traitées dans le cortex par des réseaux de neurones co-activés qui forment des assemblées neuronales fonctionnelles. Le traitement visuel dans le cortex est régit par différents aspects des caractéristiques neuronales tels que l’aspect anatomique, électrophysiologique et moléculaire. Au sein du cortex visuel primaire, les neurones sont sélectifs à divers attributs des stimuli tels que l’orientation, la direction, le mouvement et la fréquence spatiale. Chacun de ces attributs conduit à une activité de décharge maximale pour une population neuronale spécifique. Les neurones du cortex visuel ont cependant la capacité de changer leur sélectivité en réponse à une exposition prolongée d’un stimulus approprié appelée apprentissage visuel ou adaptation visuelle à un stimulus non préférentiel. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’investiguer les mécanismes neuronaux qui régissent le traitement visuel durant une plasticité induite par adaptation chez des animaux adultes. Ces mécanismes sont traités sous différents aspects : la connectivité neuronale, la sélectivité neuronale, les propriétés électrophysiologiques des neurones et les effets des drogues (sérotonine et fluoxétine). Le modèle testé se base sur les colonnes d’orientation du cortex visuel primaire. La présente thèse est subdivisée en quatre principaux chapitres. Le premier chapitre (A) traite de la réorganisation du cortex visuel primaire suite à une plasticité induite par adaptation visuelle. Le second chapitre (B) examine la connectivité neuronale fonctionnelle en se basant sur des corrélations croisées entre paires neuronales ainsi que sur des corrélations d’activités de populations neuronales. Le troisième chapitre (C) met en liaison les aspects cités précédemment (les effets de l’adaptation visuelle et la connectivité fonctionnelle) aux propriétés électrophysiologiques des neurones (deux classes de neurones sont traitées : les neurones à décharge régulière et les neurones à décharge rapide ou burst). Enfin, le dernier chapitre (D) a pour objectif l’étude de l’effet du couplage de l’adaptation visuelle à l’administration de certaines drogues, notamment la sérotonine et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Méthodes En utilisant des enregistrements extracellulaires d’activités neuronales dans le cortex visuel primaire (V1) combinés à un processus d’imagerie cérébrale optique intrinsèque, nous enregistrons l’activité de décharge de populations neuronales et nous examinons l’activité de neurones individuels extraite des signaux multi-unitaires. L’analyse de l’activité cérébrale se base sur différents algorithmes : la distinction des propriétés électrophysiologiques des neurones se fait par calcul de l’intervalle de temps entre la vallée et le pic maximal du potentiel d’action (largeur du potentiel d’action), la sélectivité des neurones est basée sur leur taux de décharge à différents stimuli, et la connectivité fonctionnelle utilise des calculs de corrélations croisées. L’utilisation des drogues se fait par administration locale sur la surface du cortex (après une craniotomie et une durotomie). Résultats et conclusions Dans le premier chapitre, nous démontrons la capacité des neurones à modifier leur sélectivité après une période d’adaptation visuelle à un stimulus particulier, ces changements aboutissent à une réorganisation des cartes corticales suivant un patron spécifique. Nous attribuons ce résultat à la flexibilité de groupes fonctionnels de neurones qui étaient longtemps considérés comme des unités anatomiques rigides. En effet, nous observons une restructuration extensive des domaines d’orientation dans le but de remodeler les colonnes d’orientation où chaque stimulus est représenté de façon égale. Ceci est d’autant plus confirmé dans le second chapitre où dans ce cas, les cartes de connectivité fonctionnelle sont investiguées. En accord avec les résultats énumérés précédemment, les cartes de connectivité montrent également une restructuration massive mais de façon intéressante, les neurones utilisent une stratégie de sommation afin de stabiliser leurs poids de connectivité totaux. Ces dynamiques de connectivité sont examinées dans le troisième chapitre en relation avec les propriétés électrophysiologiques des neurones. En effet, deux modes de décharge neuronale permettent la distinction entre deux classes neuronales. Leurs dynamiques de corrélations distinctes suggèrent que ces deux classes jouent des rôles clés différents dans l’encodage et l’intégration des stimuli visuels au sein d’une population neuronale. Enfin, dans le dernier chapitre, l’adaptation visuelle est combinée avec l’administration de certaines substances, notamment la sérotonine (neurotransmetteur) et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Ces deux substances produisent un effet similaire en facilitant l’acquisition des stimuli imposés par adaptation. Lorsqu’un stimulus non optimal est présenté en présence de l’une des deux substances, nous observons une augmentation du taux de décharge des neurones en présentant ce stimulus. Nous présentons un modèle neuronal basé sur cette recherche afin d’expliquer les fluctuations du taux de décharge neuronale en présence ou en absence des drogues. Cette thèse présente de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’adaptation des neurones du cortex visuel primaire adulte dans le but de changer leur sélectivité dans un environnement d’apprentissage. Nous montrons qu’il y a un parfait équilibre entre leurs habiletés plastiques et leur dynamique d’homéostasie.