Method to assess and optimise dependability of complex macro-systems: application to a railway signalling system

Achieving a high degree of dependability in complex macro-systems is challenging. Because of the large number of components and numerous independent teams involved, an overview of the global system performance is usually lacking to support both design and operation adequately. A functional failure mode, effects and criticality analysis (FMECA) approach is proposed to address the dependability optimisation of large and complex systems. The basic inductive model FMECA has been enriched to include considerations such as operational procedures, alarm systems. environmental and human factors, as well as operation in degraded mode. Its implementation on a commercial software tool allows an active linking between the functional layers of the system and facilitates data processing and retrieval, which enables to contribute actively to the system optimisation. The proposed methodology has been applied to optimise dependability in a railway signalling system. Signalling systems are typical example of large complex systems made of multiple hierarchical layers. The proposed approach appears appropriate to assess the global risk- and availability-level of the system as well as to identify its vulnerabilities. This enriched-FMECA approach enables to overcome some of the limitations and pitfalls previously reported with classical FMECA approaches.

Antiviral antibodies target adenovirus to phagolysosomes and amplify the innate immune response.

Adenovirus is a nonenveloped dsDNA virus that activates intracellular innate immune pathways. In vivo, adenovirus-immunized mice displayed an enhanced innate immune response and diminished virus-mediated gene delivery following challenge with the adenovirus vector AdLacZ suggesting that antiviral Abs modulate viral interactions with innate immune cells. Under naive serum conditions in vitro, adenovirus binding and internalization in macrophages and the subsequent activation of innate immune mechanisms were inefficient. In contrast to the neutralizing effect observed in nonhematopoietic cells, adenovirus infection in the presence of antiviral Abs significantly increased FcR-dependent viral internalization in macrophages. In direct correlation with the increased viral internalization, antiviral Abs amplified the innate immune response to adenovirus as determined by the expression of NF-kappaB-dependent genes, type I IFNs, and caspase-dependent IL-1beta maturation. Immune serum amplified TLR9-independent type I IFN expression and enhanced NLRP3-dependent IL-1beta maturation in response to adenovirus, confirming that antiviral Abs specifically amplify intracellular innate pathways. In the presence of Abs, confocal microscopy demonstrated increased targeting of adenovirus to LAMP1-positive phagolysosomes in macrophages but not epithelial cells. These data show that antiviral Abs subvert natural viral tropism and target the adenovirus to phagolysosomes and the intracellular innate immune system in macrophages. Furthermore, these results illustrate a cross-talk where the adaptive immune system positively regulates the innate immune system and the antiviral state.

A Picture of Performance Goals in the Social Plenum: The Interpersonal Antecedents and Consequences of Performance Goals

Bien que les activités où la compétence est un enjeu (p. ex. : problème académique) prennent souvent place dans des contextes interpersonnels (p. ex. : classe), hiérarchiques (p. ex. : enseignant-e/élèves), et spécifiques en termes de normes et de valeurs (p. ex. : culture), l'étude des buts de performance-le désir de se montrer compétent-e relativement à autrui-a le plus souvent été conduite au seul niveau intrapersonnel. S'appuyant sur le modèle transactionnel du stress et du coping, le modèle circumplexe des comportements interpersonnels, ainsi que sur la théorie de l'élaboration du conflit, la première partie de cette thèse révèle les conséquences interpersonnelles des buts de performance sur la régulation d'un comportement spécifique, à savoir le conflit sociocognitif (c.-à-d., une situation de confrontation avec un intéractant en désaccord) : les buts de performance-approche-le désir d'être meilleur-e qu'autrui-prédisent une régulation du conflit fortement agentique (dominante), soit la validation de son point de vue au détriment de celui de l'intéractant (que nous désignons régulation compétitive) ; alors que les buts de performance-évitement-le désir de ne pas être moins bon-ne qu'autrui-prédisent une régulation du conflit faiblement agentique (soumise), soit l'invalidation de son point de vue au bénéfice de celui de l'intéractant (que nous désignons régulation protective). De plus, les effets susmentionnés augmentent à mesure que l'intéractant est présenté comme supérieurement (vs. similairement) compétent. S'appuyant sur la littérature sur les structures de buts de groupe, et celle sur la socialisation des valeurs, la seconde partie de cette thèse révèle les antécédents interpersonnels des buts de performance, et plus spécifiquement le rôle du superviseur dans la socialisation des buts de performance : les buts de performance-approche d'un superviseur sont positivement associés avec l'émergence au cours du temps des buts de performance-approche de ses subordonnés (particulièrement lorsqu'ils se perçoivent comme compétents) et celle de leurs buts de performance-évitement (particulièrement lorsqu'ils se perçoivent comme incompétents). En outre, ce phénomène consistant en un processus de socialisation, les effets susmentionnés augmentent lorsque l'identification à l'endogroupe des subordonnées augmente, et lorsque l'adhésion aux valeurs culturelles occidentales dominantes (c.-à-d., rehaussement de soi) du superviseur augmente. Dans leur ensemble, ces résultats soulignent la nécessité d'étudier les buts dans leur plenum social, autrement dit, en adoptant une perspective interpersonnelle (c.-à-d., étudier les effets des buts entre les individus), positionnelle (c.-à-d., entre des individus de différentes positions sociales), et idéologique (c.- à-d., entre des individus se conformant à des normes spécifiques et adhérant à des valeurs spécifiques). -- Although competence-relevant activities (e.g., solving an academic problem) are often embedded in interpersonal (e.g., classroom), hierarchical (e.g., teacher/pupils), and norm-/value-specific (e.g., culture) settings, the study of performance goals-the desire to demonstrate competence relative to others-has mostly been conducted at the intrapersonal level alone. Drawing on the transactional model of stress and coping, the circumplex model of interpersonal behaviors, as well as on the conflict elaboration theory, the first part of this thesis reveals the interpersonal consequences of performance goals on the regulation of a specific behavior, namely socio-cognitive conflict (i.e., a situation of confrontation with a disagreeing interactant): Performance-approach goals-the desire to outperform others- predicted a highly agentic (dominant) conflict regulation, that is, the validation of one's point of view at the expense of that of the interactant (which we labeled competitive regulation); whereas performance-avoidance goals-the desire not to be outperformed by others- predicted a poorly agentic (submissive) conflict regulation, that is, the invalidation of one's point of view to the benefit of that of the interactant (which we labeled protective regulation). Furthermore, both the aforementioned effects were found to increase when the interactant was presented as being superiorly (vs. equally) in competence. Drawing on the literature on group goal structure, as well as on research on socialization of supervisors-based values, the second part of this thesis reveals the interpersonal antecedents of performance-based goals endorsement, focusing-more specifically-on the role of group-supervisors in performance goals socialization: Supervisor's performance-approach goals were positively associated with the emergence over time of subordinates' performance-approach (especially when perceiving themselves as competent) and -avoidance goals (especially when perceiving themselves as incompetent). Furthermore, providing evidence that this phenomenon essentially reflects a socialization process, both the aforementioned effects were found to increase as subordinates' in-group identification increased, and as supervisors' adherence to dominant Western values (i.e., self-enhancement values) increased. Taken together, these results advocate the need to study performance goals in their social plenum, that is, adopting an interpersonal (i.e., studying the effects of goals between individuals), positional (i.e., between individuals from different social positions), and ideological (i.e., between individuals following specific norms and endorsing specific values) perspective.

Diagnosis and recommendation integrated system (DRIS) of soybean seed oil content

The Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) can improve interpretations of leaf analysis to determine the nutrient status. Diagnoses by this method require DRIS norms, which are however not known for oil content of soybean seeds. The aims of this study were to establish and test the DRIS method for oil content of soybean seed (maturity group II cultivars). Soybean leaves (207 samples) in the full flowering stage were analyzed for macro and micro-nutrients, and the DRIS was applied to assess the relationship between nutrient ratios and the seed oil content. Samples from experimental and farm field sites of the southernmost Brazilian state Rio Grande do Sul (28° - 29° southern latitude; 52° -53° western longitude) were assessed in two growing seasons (2007/2008 and 2008/2009). The DRIS norms related to seed oil content differed between the studied years. A unique DRIS norm was established for seed oil content higher than 18.68 % based on data of the 2007/2008 growing season. Higher DRIS indices of B, Ca, Mg and S were associated with a higher oil content, while the opposite was found for K, N and P. The DRIS can be used to evaluate the leaf nutrient status of soybean to improve the seed oil content of the crop.

Patient-perceived health-related quality of life during recovery after total hip arthroplasty – a 6-month follow-up study

Potilaiden käsitys terveyteen liittyvästä elämänlaadusta lonkan tekonivelleikkauksen jälkeisenä toipumisaikana – kuuden kuukauden seurantatutkimus Tässä kaksivaiheisessa seurantatutkimuksessa tarkasteltiin potilaiden käsitystä terveyteen liittyvästä elämänlaadusta lonkan tekonivelleikkauksen jälkeisenä toipumisaikana. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa tarkoituksena oli sekä kuvailla potilaiden kokemuksia potilaana olosta, saamastaan hoidosta ja terveyspalveluorganisaatiosta että analysoida aikaisempien tutkimusten perusteella leikkauksen tuloksia potilaan kannalta. Toisessa vaiheessa tarkoituksena oli arvioida potilaiden kokemaa elämänlaatua leikkauksen jälkeen, ja sitä vaikuttivatko primaaritulokset (fyysinen toimintakyky, kipu, ahdistus) tai taloudelliset seuraukset (potilaiden itsensämaksamat kustannukset, palvelujen käyttö) terveyteen liittyvään elämänlaatuun. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää mahdolliset kriittiset ajankohdat tai tekijät, jotka saattavat hidastaa toipumista ja siten huonontaa potilaiden elämänlaatua. Tätä tietoa voidaan käyttää hoitotyössä kun suunnitellaan sopivaa hoitoa ja tukea toipumisajalle. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa primaarileikkaukseen tulevat potilaat (n = 17) kuvailivat teemahaastatteluissa kokemuksiaan kahdesti leikkauksen jälkeen. Haastatteluaineisto analysoitiin induktiivisella sisällönanalyysilla. Lisäksi 17 tutkimusartikkelista analysoitiin deduktiivisella sisällönanalyysilla leikkauksen tuloksia potilaalle, tuloksiin vaikuttavia tekijöitä ja käytetyt tutkimusmetodit. Toisessa vaiheessa primaari- tai revisioleikkaukseen tulevat potilaat (n = 100) arvioivat leikkauksen tuloksia kuuden kuukauden ajan leikkauksen jälkeen: terveyteen liittyvää elämänlaatua, primaarituloksia ja taloudellisia seurauksia. Aineisto kerättiin erilaisilla mittareilla: Sickness Impact Profile, Finnish Version, Stait-Trait Anxiety Inventory, ja Numeric Rating Scale. Lisäksi käytettiin tätä tutkimusta varten tehtyjä kyselylomakkeita: Fyysinen toimintakyky-mittari, Palvelujen käyttö-mittari ja Kustannusmittari. Tutkimuksen toiseen vaiheen tulokset analysoitiin tilastollisilla menetelmillä. Potilaiden terveyteen liittyvä elämänlaatu parani ja kipu lievittyi leikkauksen jälkeen ja fyysinen toimintakyky lisääntyi toipumisaikana. Positiivisista muutoksista huolimatta potilaat kokivat ahdistusta samassa määrin kuin ennen leikkaustakin. Palvelujen käyttö vaihteli toipumisajan kuluessa ja potilaiden maksamissa kustannuksissa oli suuria vaihteluita. Fyysisen toimintakyvyn lisääntyminen ja kivun lieveneminen paransivat terveyteen liittyvää elämänlaatua. Sen sijaan huonompi elämänlaatu toipumisaikana oli yhteydessä suurempaan palvelujen käyttöön, kun taas kustannuksilla ei ollut yhteyttä elämänlaatuun. Potilaiden ominaispiirteet tulisi ottaa enemmän huomioon suunniteltaessa sopivaa leikkauksenjälkeistä hoitoa ja tukea. Potilaat tarvitsevat yksilöllisiä ohjeita, sillä monet taustatekijät (esim. ikä, sukupuoli, preoperatiivinen kipu, siviilisääty, ja leikkaustyyppi) vaikuttavat toipumiseen.

Regulation of Nav1.7 and Nav1.8 voltage-gated sodium channels by Nedd4-2 and β-subunits and its implication in neuropathic pain

In mammals, the presence of excitable cells in muscles, heart and nervous system is crucial and allows fast conduction of numerous biological information over long distances through the generation of action potentials (AP). Voltage-gated sodium channels (Navs) are key players in the generation and propagation of AP as they are responsible for the rising phase of the AP. Navs are heteromeric proteins composed of a large pore-forming a-subunit (Nav) and smaller ß-auxiliary subunits. There are ten genes encoding for Navl.l to Nav1.9 and NaX channels, each possessing its own specific biophysical properties. The excitable cells express differential combinations of Navs isoforms, generating a distinct electrophysiological signature. Noteworthy, only when anchored at the membrane are Navs functional and are participating in sodium conductance. In addition to the intrinsic properties of Navs, numerous regulatory proteins influence the sodium current. Some proteins will enhance stabilization of membrane Navs while others will favour internalization. Maintaining equilibrium between the two is of crucial importance for controlling cellular excitability. The E3 ubiquitin ligase Nedd4-2 is a well-characterized enzyme that negatively regulates the turnover of many membrane proteins including Navs. On the other hand, ß-subunits are known since long to stabilize Navs membrane anchoring. Peripheral neuropathic pain is a disabling condition resulting from nerve injury. It is characterized by the dysregulation of Navs expressed in dorsal root ganglion (DRG) sensory neurons as highlighted in different animal models of neuropathic pain. Among Navs, Nav1.7 and Nav1.8 are abundantly and specifically expressed in DRG sensory neurons and have been recurrently incriminated in nociception and neuropathic pain development. Using the spared nerve injury (SNI) experimental model of neuropathic pain in mice, I observed a specific reduction of Nedd4-2 in DRG sensory neurons. This decrease subsequently led to an upregulation of Nav1.7 and Nav1.8 protein and current, in the axon and the DRG neurons, respectively, and was sufficient to generate neuropathic pain-associated hyperexcitability. Knocking out Nedd4-2 specifically in nociceptive neurons led to the same increase of Nav1.7 and Nav1.8 concomitantly with an increased thermal sensitivity in mice. Conversely, rescuing Nedd4-2 downregulation using viral vector transfer attenuated neuropathic pain mechanical hypersensitivity. This study demonstrates the significant role of Nedd4-2 in regulating cellular excitability in vivo and its involvement in neuropathic pain development. The role of ß-subunits in neuropathic pain was already demonstrated in our research group. Because of their stabilization role, the increase of ßl, ß2 and ß3 subunits in DRGs after SNI led to increased Navs anchored at the membrane. Here, I report a novel mechanism of regulation of a-subunits by ß- subunits in vitro; ßl and ß3-subunits modulate the glycosylation pattern of Nav1.7, which might account for stabilization of its membrane expression. This opens new perspectives for investigation Navs state of glycosylation in ß-subunits dependent diseases, such as in neuropathic pain. - Chez les mammifères, la présence de cellules excitables dans les muscles, le coeur et le système nerveux est cruciale; elle permet la conduction rapide de nombreuses informations sur de longues distances grâce à la génération de potentiels d'action (PA). Les canaux sodiques voltage-dépendants (Navs) sont des participants importants dans la génération et la propagation des PA car ils sont responsables de la phase initiale de dépolarisation du PA. Les Navs sont des protéines hétéromériques composées d'une grande sous-unité a (formant le pore du canal) et de petites sous-unités ß accompagnatrices. Il existe dix gènes qui codent pour les canaux sodiques, du Nav 1.1 au Nav 1.9 ainsi que NaX, chacun possédant des propriétés biophysiques spécifiques. Les cellules excitables expriment différentes combinaisons des différents isoformes de Navs, qui engendrent une signature électrophysiologique distincte. Les Navs ne sont fonctionnels et ne participent à la conductibilité du Na+, que s'ils sont ancrés à la membrane plasmique. En plus des propriétés intrinsèques des Navs, de nombreuses protéines régulatrices influencent également le courant sodique. Certaines protéines vont favoriser l'ancrage et la stabilisation des Navs exprimés à la membrane, alors que d'autres vont plutôt favoriser leur internalisation. Maintenir l'équilibre des deux processus est crucial pour contrôler l'excitabilité cellulaire. Dans ce contexte, Nedd4-2, de la famille des E3 ubiquitin ligase, est une enzyme bien caractérisée qui régule l'internalisation de nombreuses protéines, notamment celle des Navs. Inversement, les sous-unités ß sont connues depuis longtemps pour stabiliser l'ancrage des Navs à la membrane. La douleur neuropathique périphérique est une condition débilitante résultant d'une atteinte à un nerf. Elle est caractérisée par la dérégulation des Navs exprimés dans les neurones sensoriels du ganglion spinal (DRG). Ceci a été démontré à de multiples occasions dans divers modèles animaux de douleur neuropathique. Parmi les Navs, Nav1.7 et Nav1.8 sont abondamment et spécifiquement exprimés dans les neurones sensoriels des DRG et ont été impliqués de façon récurrente dans le développement de la douleur neuropathique. En utilisant le modèle animal de douleur neuropathique d'épargne du nerf sural (spared nerve injury, SNI) chez la souris, j'ai observé une réduction spécifique des Nedd4-2 dans les neurones sensoriels du DRG. Cette diminution avait pour conséquence l'augmentation de l'expression des protéines et des courants de Nav 1.7 et Nav 1.8, respectivement dans l'axone et les neurones du DRG, et était donc suffisante pour créer l'hyperexcitabilité associée à la douleur neuropathique. L'invalidation pour le gène codant pour Nedd4-2 dans une lignée de souris génétiquement modifiées a conduit à de similaires augmentations de Nav1.7 et Nav1.8, parallèlement à une augmentation à la sensibilité thermique. A l'opposé, rétablir une expression normale de Nedd4-2 en utilisant un vecteur viral a eu pour effet de contrecarrer le développement de l'hypersensibilité mécanique lié à ce modèle de douleur neuropathique. Cette étude démontre le rôle important de Nedd4-2 dans la régulation de l'excitabilité cellulaire in vivo et son implication dans le développement des douleurs neuropathiques. Le rôle des sous-unités ß dans les douleurs neuropathiques a déjà été démontré dans notre groupe de recherche. A cause de leur rôle stabilisateur, l'augmentation des sous-unités ßl, ß2 et ß3 dans les DRG après SNI, conduit à une augmentation des Navs ancrés à la membrane. Dans mon travail de thèse, j'ai observé un nouveau mécanisme de régulation des sous-unités a par les sous-unités ß in vitro. Les sous-unités ßl et ß3 régulent l'état de glycosylation du canal Nav1.7, et stabilisent son expression membranaire. Ceci ouvre de nouvelles perspectives dans l'investigation de l'état de glycosylation des Navs dans des maladies impliquant les sous-unités ß, notamment les douleurs neuropathiques.

Membrane-destabilizing activity of pH-responsive cationic lysine-based surfactants: role of charge position and alkyl chain length

Many strategies for treating diseases require the delivery of drugs into the cell cytoplasm following internalization within endosomal vesicles. Thus, compounds triggered by low pH to disrupt membranes and release endosomal contents into the cytosol are of particular interest. Here, we report novel cationic lysine-based surfactants (hydrochloride salts of N¿- and N¿-acyl lysine methyl ester) that differ in the position of the positive charge and the length of the alkyl chain. Amino acid-based surfactants could be promising novel biomaterials in drug delivery systems, given their biocompatible properties and low cytotoxic potential. We examined their ability to disrupt the cell membrane in a range of pH values, concentrations and incubation times, using a standard hemolysis assay as a model of endosomal membranes. Furthermore, we addressed the mechanism of surfactant-mediated membrane destabilization, including the effects of each surfactant on erythrocyte morphology as a function of pH. We found that only surfactants with the positive charge on the ¿-amino group of lysine showed pH-sensitive hemolytic activity and improved kinetics within the endosomal pH range, indicating that the positive charge position is critical for pH-responsive behavior. Moreover, our results showed that an increase in the alkyl chain length from 14 to 16 carbon atoms was associated with a lower ability to disrupt cell membranes. Knowledge on modulating surfactant-lipid bilayer interactions may help us to develop more efficient biocompatible amino acid-based drug delivery devices.

Fibrinogen and fibronectin binding cooperate for valve infection and invasion in Staphylococcus aureus experimental endocarditis.

The expression of Staphylococcus aureus adhesins in Lactococcus lactis identified clumping factor A (ClfA) and fibronectin-binding protein A (FnBPA) as critical for valve colonization in rats with experimental endocarditis. This study further analyzed their role in disease evolution. Infected animals were followed for 3 d. ClfA-positive lactococci successfully colonized damaged valves, but were spontaneously eradicated over 48 h. In contrast, FnBPA-positive lactococci progressively increased bacterial titers in vegetations and spleens. At imaging, ClfA-positive lactococci were restricted to the vegetations, whereas FnBPA-positive lactococci also invaded the adjacent endothelium. This reflected the capacity of FnBPA to trigger cell internalization in vitro. Because FnBPA carries both fibrinogen- and fibronectin-binding domains, we tested the role of these functionalities by deleting the fibrinogen-binding domain of FnBPA and supplementing it with the fibrinogen-binding domain of ClfA in cis or in trans. Deletion of the fibrinogen-binding domain of FnBPA did not alter fibronectin binding and cell internalization in vitro. However, it totally abrogated valve infectivity in vivo. This ability was restored in cis by inserting the fibrinogen-binding domain of ClfA into truncated FnBPA, and in trans by coexpressing full-length ClfA and truncated FnBPA on two separate plasmids. Thus, fibrinogen and fibronectin binding could cooperate for S. aureus valve colonization and endothelial invasion in vivo.

Dynamic modulation of CCR7 expression and function on naive T lymphocytes in vivo.

The chemokine receptor CCR7 is critical for the recirculation of naive T cells. It is required for T cell entry into secondary lymphoid organs (SLO) and for T cell motility and retention within these organs. How CCR7 activity is regulated during these processes in vivo is poorly understood. Here we show strong modulation of CCR7 surface expression and occupancy by the two CCR7 ligands, both in vitro and in vivo. In contrast to blood, T cells in SLO had most surface CCR7 occupied with CCL19, presumably leading to continuous signaling and cell motility. Both ligands triggered CCR7 internalization in vivo as shown in Ccl19(-/-) and plt/plt mice. Importantly, CCR7 occupancy and down-regulation led to strongly impaired chemotactic responses, an effect reversible by CCR7 resensitization. Therefore, during their recirculation, T cells cycle between states of free CCR7 with high ligand sensitivity in blood and occupied CCR7 associated with continual signaling and reduced ligand sensitivity within SLO. We propose that these two states of CCR7 are important to allow the various functions CCR7 plays in T cell recirculation.

Concrete Pavement Mixture Design and Analysis (MDA): Effect of Aggregate Systems on Concrete Properties, TPF-5(205), 2012

For years, specifications have focused on the water to cement ratio (w/cm) and strength of concrete, despite the majority of the volume of a concrete mixture consisting of aggregate. An aggregate distribution of roughly 60% coarse aggregate and 40% fine aggregate, regardless of gradation and availability of aggregates, has been used as the norm for a concrete pavement mixture. Efforts to reduce the costs and improve sustainability of concrete mixtures have pushed owners to pay closer attention to mixtures with a well-graded aggregate particle distribution. In general, workability has many different variables that are independent of gradation, such as paste volume and viscosity, aggregate’s shape, and texture. A better understanding of how the properties of aggregates affect the workability of concrete is needed. The effects of aggregate characteristics on concrete properties, such as ability to be vibrated, strength, and resistivity, were investigated using mixtures in which the paste content and the w/cm were held constant. The results showed the different aggregate proportions, the maximum nominal aggregate sizes, and combinations of different aggregates all had an impact on the performance in the strength, slump, and box test.

Approximation and support theorem for a wave equation in two space dimensions

We prove a characterization of the support of the law of the solution for a stochastic wave equation with two-dimensional space variable, driven by a noise white in time and correlated in space. The result is a consequence of an approximation theorem, in the convergence of probability, for equations obtained by smoothing the random noise. For some particular classes of coefficients, approximation in the Lp-norm for p¿1 is also proved.

Firm's network capability and innovation performance: evidences from China hi-tech industry

ABSTRACT : A firm's competitive advantage can arise from internal resources as well as from an interfirm network. -This dissertation investigates the competitive advantage of a firm involved in an innovation network by integrating strategic management theory and social network theory. It develops theory and provides empirical evidence that illustrates how a networked firm enables the network value and appropriates this value in an optimal way according to its strategic purpose. The four inter-related essays in this dissertation provide a framework that sheds light on the extraction of value from an innovation network by managing and designing the network in a proactive manner. The first essay reviews research in social network theory and knowledge transfer management, and identifies the crucial factors of innovation network configuration for a firm's learning performance or innovation output. The findings suggest that network structure, network relationship, and network position all impact on a firm's performance. Although the previous literature indicates that there are disagreements about the impact of dense or spare structure, as well as strong or weak ties, case evidence from Chinese software companies reveals that dense and strong connections with partners are positively associated with firms' performance. The second essay is a theoretical essay that illustrates the limitations of social network theory for explaining the source of network value and offers a new theoretical model that applies resource-based view to network environments. It suggests that network configurations, such as network structure, network relationship and network position, can be considered important network resources. In addition, this essay introduces the concept of network capability, and suggests that four types of network capabilities play an important role in unlocking the potential value of network resources and determining the distribution of network rents between partners. This essay also highlights the contingent effects of network capability on a firm's innovation output, and explains how the different impacts of network capability depend on a firm's strategic choices. This new theoretical model has been pre-tested with a case study of China software industry, which enhances the internal validity of this theory. The third essay addresses the questions of what impact network capability has on firm innovation performance and what are the antecedent factors of network capability. This essay employs a structural equation modelling methodology that uses a sample of 211 Chinese Hi-tech firms. It develops a measurement of network capability and reveals that networked firms deal with cooperation between, and coordination with partners on different levels according to their levels of network capability. The empirical results also suggests that IT maturity, the openness of culture, management system involved, and experience with network activities are antecedents of network capabilities. Furthermore, the two-group analysis of the role of international partner(s) shows that when there is a culture and norm gap between foreign partners, a firm must mobilize more resources and effort to improve its performance with respect to its innovation network. The fourth essay addresses the way in which network capabilities influence firm innovation performance. By using hierarchical multiple regression with data from Chinese Hi-tech firms, the findings suggest that there is a significant partial mediating effect of knowledge transfer on the relationships between network capabilities and innovation performance. The findings also reveal that the impacts of network capabilities divert with the environment and strategic decision the firm has made: exploration or exploitation. Network constructing capability provides a greater positive impact on and yields more contributions to innovation performance than does network operating capability in an exploration network. Network operating capability is more important than network constructing capability for innovative firms in an exploitation network. Therefore, these findings highlight that the firm can shape the innovation network proactively for better benefits, but when it does so, it should adjust its focus and change its efforts in accordance with its innovation purposes or strategic orientation.

Mutual trust and cooperation in the evolutionary hawks-doves game

Using a new dynamical network model of society in which pairwise interactions are weighted according to mutual satisfaction, we show that cooperation is the norm in the hawks-doves game when individuals are allowed to break ties with undesirable neighbors and to make new acquaintances in their extended neighborhood. Moreover, cooperation is robust with respect to rather strong strategy perturbations. We also discuss the empirical structure of the emerging networks, and the reasons that allow cooperators to thrive in the population. Given the metaphorical importance of this game for social interaction, this is an encouraging positive result as standard theory for large mixing populations prescribes that a certain fraction of defectors must always exist at equilibrium.

AT-RISK ALCOHOL USE IN YOUNG ADULTS - EFFECTIVENESS AND MECHANISMS OF BRIEF MOTIVATIONAL INTERVENTION AS A PRIMARY AND SECONDARY PREVENTION MEASURE

SummaryThe alcohol use of adolescents and young adults is one of the world's most important and costliest health problems. Particularly, binge drinking (i.e. drinking an important amount of alcohol in one occasion) among young people increase the risk of detrimental consequences such as blackouts, injuries, at-risk sexual behaviors, involvement in violent acts, academic failure, and suicide attempts. In countries with mandatory conscription mechanisms, such as Switzerland, the army provides a unique opportunity to reach a large portion of this high risk population. We used this sample to evaluate the prevalence of binge drinking among young men, to test the efficacy of brief motivational interventions (BMI) as a primary and secondary preventive measure, and to examine the mechanisms underlying BMI in this age group.We showed that binge drinking among young French-speaking Swiss men is less of an exception than it is the norm. Of those using alcohol, 75.5% had a binge drinking episode at least monthly, and 69.3% of all consumption reported in a one-week diary was due to binge drinking days.We used two different inclusion modes to evaluate the success of alcohol BMI. In the first randomized controlled trial, inclusion relied on a random selection of conscripts. BMI efficacy was evaluated in a sample of conscripts who visited the army recruitment centre that is potentially generalizable to the entire population. In the second randomized controlled trial, we included subjects voluntarily participating in BMI. This venue might be more realistic for young adults; it is more akin to the MI spirit, in which it is crucial for individuals to control their own decisions.Regarding BMI efficacy as a secondary prevention measure (i.e. to help decrease alcohol use among at-risk drinkers, defined here as those having a binge drinking episode at least monthly), it was effective among randomly selected at-risk drinkers, whereas it was not effective among at-risk drinkers who voluntarily showed up. Individuals who showed interest in BMI had more severe patterns of alcohol use, which may have made change more difficult and calls for treatment that is more intensive. BMI demonstrated a 20% reduction in weekly alcohol use among randomly selected participants, indicating potential interest in BMI implementation within similar community settings.Regarding BMI efficacy as a primary prevention measure (i.e. to help maintain low levels of use among low-risk drinkers), it had significant protective effects among low-risk drinkers voluntarily showing up whereas it was not effective among low-risk drinkers randomly selected. This suggests that BMI might help young individuals keep their drinking at low levels, especially when they are interested in discussing their alcohol use. Therefore, BMI has potentially promising uses in primary prevention efforts. The content of these interventions for low-risk drinkers who do not seek BMI on their own should be further evaluated.BMI mechanisms were addressed since little is known about exactly which elements of it work, or which of the counselor and subject communication behaviors are most effective in triggering behavior changes. The causal chain hypothesis developed in the motivational interviewing (MI) theory was followed, and it was found that counselor behaviors consistent with the MI approach (MICO) were significantly more likely to be followed by participant language in favor of change (change talk, CT), while behaviors inconsistent with MI (MIIN) were significantly less likely to do so. Several CT dimensions measured during BMI (particularly Ability, Desire, and Need to change) were predictive of change in alcohol use. Our findings lend strong support for the use of MICO behaviors and the avoidance of MIIN behaviors in eliciting CT, and point out that particular attention should be paid to the utterances in several sub-dimensions of CT and to the strength of expression, since these are good indicators of potential actual behavior change in future.RésuméLa consommation d'alcool chez les adolescents et les jeunes adultes est un des problèmes de santé les plus importants et les plus coûteux dans le monde. En particulier, les consommations importantes d'alcool en une occasion (binge drinking) parmi les jeunes adultes ont été liées à des conséquences telles que pertes de connaissance, accidents et blessures, comportements sexuels à risque, violences, difficultés scolaires et tentatives de suicide. Les pays qui, comme la Suisse, connaissent un processus de recrutement obligatoire pour l'armée offrent une opportunité unique d'atteindre une large portion de cette population à hauts risques. Nous avons utilisé cet échantillon pour évaluer la prévalence du binge drinking parmi les jeunes hommes, pour tester l'efficacité de l'intervention brève motivationnelle (IBM) comme mesure de prévention primaire et secondaire, et pour examiner les mécanismes sous-tendant ce type d'interventions.La première partie de cette étude montre que le binge drinking est moins une exception que la norme parmi les jeunes hommes suisses francophones. 75.5% des personnes consommant de l'alcool avaient au moins un épisode de binge drinking par mois et 69.3% du total des boissons alcoolisées reportées comme consommation de la semaine précédant le questionnaire avaient été consommées lors d'épisodes de binge drinking.Pour évaluer l'efficacité de l'IBM dans ce cadre, nous avons utilisé deux modes d'inclusion. Dans une première étude randomisée contrôlée, nous avons inclus des personnes sélectionnées au hasard parmi toutes celles se présentant au centre de recrutement, créant ainsi un groupe potentiellement représentatif de l'ensemble du collectif. Dans la deuxième étude randomisée contrôlée, nous avons inclus des sujets se présentant volontairement pour recevoir une IBM, prendre des volontaires pouvant être plus proche de la réalité et plus proche de l'esprit motivationnel dans lequel il est crucial que l'individu contrôle ses décisions.En regardant l'IBM comme mesure de prévention secondaire (c'est-à-dire aider à diminuer la consommation d'alcool chez les consommateurs à risque, définis ici comme au moins un épisode de binge drinking par mois), l'IBM était efficace lorsque les participants étaient inclus au hasard et inefficace lorsqu'ils étaient volontaires. Les jeunes hommes volontaires pour un IBM avaient un mode de consommation particulièrement sévère qui pourrait être plus difficile à changer et nécessiter un traitement plus intensif. Parmi les personnes sélectionnées au hasard, l'IBM permettait une diminution de 20% de la consommation hebdomadaire d'alcool, montrant l'intérêt potentiel d'une implémentation de ce type de mesures dans des contextes communautaires similaires.En ce qui concerne l'IBM comme mesure de prévention primaire (c'est-à-dire aider à maintenir une consommation à bas risque chez les consommateurs à bas risque), l'IBM avaient un effet protectif significatif parmi les jeunes hommes volontaires pour une IBM, mais pas d'effet chez ceux sélectionnés au hasard. Ces résultats suggèrent que l'IBM pourrait aider de jeunes personnes à maintenir un niveau de consommation à bas risque si celles-ci s'intéressent à discuter cette consommation et aurait ainsi un potentiel intéressant comme mesure de prévention primaire. Le contenu de l'IBM pour des consommateurs à bas risque non-volontaires pour une IBM devra encore être évalué.Nous avons ensuite examiné les mécanismes de l'IBM car son fonctionnement est encore peu expliqué et les comportements de l'intervenant et du sujet les plus à même de provoquer le changement ne sont pas bien définis. En suivant l'hypothèse d'une chaine causale développée dans la littérature de l'entretien motivationnel (EM), nous avons pu montrer qu'un discours en faveur du changement chez le sujet était plus probable après des comportements de l'intervenant recommandés dans l'EM et moins probable après des comportements à éviter dans l'EM ; et que plusieurs dimensions de ce discours en faveur du changement (notamment la capacité, le désir et le besoin de changer) prédisaient un changement effectif dans la consommation d'alcool. Ces résultats encouragent donc à utiliser des comportements recommandés dans l'EM pour favoriser un discours en faveur du changement. Ils montrent aussi qu'une attention particulière doit être portée à la fréquence et à la force avec laquelle sont exprimées certaines dimensions de ce discours car ceux-ci indiquent un potentiel changement effectif de comportement.Résumé vulgariséLa consommation d'alcool chez les adolescents et les jeunes adultes est un des problèmes de santé les plus importants et les plus coûteux dans le monde. En particulier, les consommations importantes d'alcool en une occasion (binge drinking) parmi les jeunes adultes augmentent fortement les risques de conséquences telles que pertes de connaissance, accidents et blessures, comportements sexuels à risque, violences, difficultés scolaires et tentatives de suicide. Les pays qui, comme la Suisse, connaissent un processus de recrutement obligatoire pour l'armée offrent une opportunité unique d'atteindre une large portion de cette population à hauts risques. Nous avons utilisé cet échantillon pour évaluer l'importance du phénomène de binge drinking, pour tester l'efficacité de l'intervention brève motivationnelle (IBM) comme mesure de prévention de la consommation à risque d'alcool, et pour examiner comment fonctionne ce type d'interventions.La première partie de cette étude montre que le binge drinking est moins une exception que la norme parmi les jeunes hommes suisses francophones. Trois quart des personnes consommant de l'alcool avaient au moins un épisode de binge drinking par mois. Presque 70% du total des boissons alcoolisées consommées durant la semaine précédant le questionnaire avaient été consommées lors d'épisodes de binge drinking.Nous avons ensuite mené deux études pour évaluer l'efficacité de l'IBM dans ce cadre. Dans une première étude, nous avons sélectionné des personnes au hasard parmi toutes celles se présentant au centre de recrutement, créant ainsi un groupe potentiellement représentatif de l'ensemble du collectif. Dans la deuxième étude, nous avons inclus toutes les personnes se présentant volontairement pour recevoir une IBM, prendre des volontaires pouvant être plus proche de la réalité et plus proche de l'approche motivationnelle dans laquelle il est crucial que l'individu contrôle ses décisions. Dans les deux études, nous testions l'efficacité de l'IBM comme mesure de prévention primaire et secondaire (voir ci-dessous).En regardant l'IBM comme mesure de prévention secondaire (c'est-à-dire aider à diminuer la consommation d'alcool chez les consommateurs à risque, définis ici comme au moins un épisode de binge drinking par mois), l'IBM était efficace lorsque les participants étaient inclus au hasard et inefficace lorsqu'ils étaient volontaires. Les jeunes hommes volontaires pour un IBM avaient un mode de consommation particulièrement sévère qui pourrait être plus difficile à changer et nécessiter un traitement plus intensif. Parmi les personnes sélectionnées au hasard, l'IBM permettait une diminution de 20% de la consommation hebdomadaire d'alcool, montrant l'intérêt potentiel de la mise en place de ce type de mesures dans des contextes communautaires similaires.En ce qui concerne l'IBM comme mesure de prévention primaire (c'est-à-dire aider à maintenir une consommation à bas risque chez les consommateurs à bas risque), l'IBM avaient un effet protectif parmi les jeunes hommes volontaires pour une IBM, mais pas d'effet chez ceux sélectionnés au hasard. Ces résultats suggèrent que l'IBM pourrait aider de jeunes personnes à maintenir un niveau de consommation à bas risque si celles-ci s'intéressent à discuter de cette consommation. Le contenu de l'IBM pour des consommateurs à bas risque non-volontaires pour une IBM devra encore être évalué.Nous avons ensuite examiné le fonctionnement de l'IBM et cherché quels comportements de l'intervenant et du jeune homme pouvaient être les plus à même d'amener à un changement dans la consommation. Nous avons pu montrer que 1) un discours en faveur du changement chez le jeune homme était plus probable après des comportements de l'intervenant recommandés dans l'approche motivationnelle et moins probable après des comportements non-recommandés ; et 2) plusieurs dimensions de ce discours en faveur du changement (notamment la capacité, le désir et le besoin de changer) prédisaient un changement effectif dans la consommation d'alcool. Ces résultats encouragent donc à utiliser des comportements recommandés dans l'EM pour favoriser un discours en faveur du changement. Ils montrent aussi qu'une attention particulière doit être portée à certaines dimensions de ce discours car celles-ci indiquent un potentiel changement effectif de comportement.

Phenotypic plasticity in salmonid embryos : characterizing pathogen-induced stress effects on heritable variation in traits and reaction norms

Les pressions écologiques peuvent varier tant en nature qu'en intensité dans le temps et l'espace. C'est pourquoi, un phénotype unique ne peut pas forcément conférer la meilleure valeur sélective. La plasticité phénotypique peut être un moyen de s'accommoder de cette situation, en augmentant globalement la tolérance aux changements environnementaux. Comme pour tout trait de caractère, une variation génétique doit persister pour qu'évoluent les traits plastiques dans une population donnée. Cependant, les pressions extérieures peuvent affecter l'héritabilité, et la direction de ces changements peut dépendre du caractère en question, de l'espèce mais aussi du type de stress. Dans la présente thèse, nous avons cherché à élucider les effets des pressions pathogéniques sur les phénotypes et la génétique quantitative de plusieurs traits plastiques chez les embryons de deux salmonidés, la palée (Coregonus palaea), et la truite de rivière (Salmo trutta). Les salmonidés se prêtent à de telles études du fait de leur extraordinaire variabilité morphologique, comportementale et des traits d'histoire de vie. Par ailleurs, avec le déclin des salmonidés dans le monde, il est important de savoir combien la variabilité génétique persiste dans les normes de réaction afin d'aider à prédire leur capacité à répondre aux changements de leur milieu. Nous avons observé qu'une augmentation de la croissance des communautés microbiennes symbiotiques entraînait une mortalité accrue et une éclosion précoce chez la palée, et dévoilait la variance génétique additive pour ces deux caractères (Chapitres 1-2). Bien qu'aucune variation génétique n'ait été trouvée pour les normes de réaction, nous avons observé une variabilité de la plasticité d'éclosion. Néanmoins, on a trouvé que les temps d'éclosion étaient corrélés entre les environnements, ce qui pourrait limiter l'évolution de la norme de réaction. Le temps d'éclosion des embryons est lié à la taille des géniteurs mâles, ce qui indique des effets pléiotropiques. Dans le Chapitre 3, nous avons montré qu'une interaction triple entre la souche bactérienne {Pseudomonas fluorescens}, l'état de dévelopement de l'hôte ainsi que ses gènes ont une influence sur la mortalité, le temps d'éclosion et la taille des alevins de la palée. Nous avons démontré qu'une variation génétique subsistait généralement dans les normes de réaction des temps d'éclosion, mais rarement pour la taille des alevins, et jamais pour la mortalité. Dans le même temps, nous avons exhibé que des corrélations entre environnements dépendaient des caractères phénotypiques, mais contrairement au Chapitre 2, nous n'avons pas trouvé de preuve de corrélations transgénérationnelles. Le Chapitre 4 complète le chapitre précédent, en se plaçant du point de vue moléculaire, et décrit comment le traitement d'embryons avec P. fluorescens s'est traduit par une régulation négative d'expression du CMH-I indépendemment de la souche bactérienne. Nous avons non seulement trouvé une variation génétique des caractères phénotypiques moyens, mais aussi de la plasticité. Les deux derniers chapitres traitent de l'investigation, chez la truite de rivière, des différences spécifiques entre populations pour des normes de réaction induites par les pathogènes. Dans le Chapitre 5, nous avons illustré que le métissage entre des populations génétiquement distinctes n'affectait en rien la hauteur ou la forme des normes de réaction d'un trait précoce d'histoire de vie suite au traitement pathogénique. De surcroît, en dépit de l'éclosion tardive et de la réduction de la taille des alevins, le traitement n'a pas modifié la variation héritable des traits de caractère. D'autre part, dans le Chapitre 6, nous avons démontré que le traitement d'embryons avec des stimuli contenus dans l'eau de conspécifiques infectés a entraîné des réponses propre à chaque population en terme de temps d'éclosion ; néanmoins, nous avons observé peu de variabilité génétique des normes de réaction pour ce temps d'éclosion au sein des populations. - Ecological stressors can vary in type and intensity over space and time, and as such, a single phenotype may not confer the highest fitness. Phenotypic plasticity can act as a means to accommodate this situation, increasing overall tolerance to environmental change. As with any trait, for plastic traits to evolve in a population, genetic variation must persist. However, environmental stress can alter trait heritability, and the direction of this shift can be trait, species, and stressor-dependent. In this thesis, we sought to understand the effects of pathogen stressors on the phenotypes and genetic architecture of several plastic traits in the embryos of two salmonids, the whitefish (Coregonus palaea), and the brown trout (Salmo trutta). Salmonids lend themselves to such studies because their extraordinary variability in morphological, behavioral, and life-history traits. Also, with declines in salmonids worldwide, knowing how much genetic variability persists in reaction norms may help predict their ability to respond to environmental change. We found that increasing growth of symbiotic microbial communities increased mortality and induced hatching in whitefish, and released additive genetic variance for both traits (Chapters 1-2). While no genetic variation was found for survival reaction norms, we did find variability in hatching plasticity. Nevertheless, hatching time was correlated across environments, which could constrain evolution of the reaction norm. Hatching time in the induced environment was also correlated to sire size, indicating pleiotropic effects. In Chapter 3 we report that a three-way interaction between bacterial strain (Pseudomonas fluorescens), host developmental stage, and host genetics impacted mortality, hatching time, and hatchling size in whitefish. We also showed that genetic variation generally persisted in hatching age reaction norms, but rarely for hatchling length, and never for mortality. At the same time, we demonstrated that cross-environmental correlations were trait-dependent, and unlike Chapter 2, we found no evidence of cross-generational correlations. Chapter 4 expands on the previous chapter, moving to the molecular level, and describes how treatment of embryos with P. fluorescens resulted in strain-independent downregulation of MHC class I. Genetic variation was evident not only in trait means, but also in plasticity. In the last two chapters, we investigated population level differences in pathogen- induced reaction norms in brown trout. In Chapter 5, we found that interbreeding between genetically distinct populations did not affect the elevation or shapes of the reaction norms of early life-history traits after pathogen challenge. Moreover, despite delaying hatching and reducing larval length, treatment produced no discernable shifts in heritable variation in traits. On the other hand, in Chapter 6, we found that treatment of embryos with water-borne cues from infected conspecifics elicited population-specific responses in terms of hatching time; however, we found little evidence of genetic variability in hatching reaction norms within populations. We have made considerable progress in understanding how pathogen stressors affect various early life-history traits in salmonid embryos. We have demonstrated that the effect of a particular stressor on heritable variation in these traits can vary according to the trait and species under consideration, in addition to the developmental stage of the host. Moreover, we found evidence of genetic variability in some, but not all reaction norms in whitefish and brown trout.