Le décours temporel de l'utilisation des fréquences spatiales dans les troubles du spectre autistique

Notre système visuel extrait d'ordinaire l'information en basses fréquences spatiales (FS) avant celles en hautes FS. L'information globale extraite tôt peut ainsi activer des hypothèses sur l'identité de l'objet et guider l'extraction d'information plus fine spécifique par la suite. Dans les troubles du spectre autistique (TSA), toutefois, la perception des FS est atypique. De plus, la perception des individus atteints de TSA semble être moins influencée par leurs a priori et connaissances antérieures. Dans l'étude décrite dans le corps de ce mémoire, nous avions pour but de vérifier si l'a priori de traiter l'information des basses aux hautes FS était présent chez les individus atteints de TSA. Nous avons comparé le décours temporel de l'utilisation des FS chez des sujets neurotypiques et atteints de TSA en échantillonnant aléatoirement et exhaustivement l'espace temps x FS. Les sujets neurotypiques extrayaient les basses FS avant les plus hautes: nous avons ainsi pu répliquer le résultat de plusieurs études antérieures, tout en le caractérisant avec plus de précision que jamais auparavant. Les sujets atteints de TSA, quant à eux, extrayaient toutes les FS utiles, basses et hautes, dès le début, indiquant qu'ils ne possédaient pas l'a priori présent chez les neurotypiques. Il semblerait ainsi que les individus atteints de TSA extraient les FS de manière purement ascendante, l'extraction n'étant pas guidée par l'activation d'hypothèses.

Impact of ocean acidification and warming on the larval development of the spider crab Hyas araneus from different latitudes (54° vs 79°N), 2010

The combined impacts of future scenarios of ocean acidification and global warming on the larvae of a cold-eurythermal spider crab, Hyas araneus L., were investigated in one of its southernmost populations (living around Helgoland, southern North Sea, 54°N) and one of the northernmost populations (Svalbard, North Atlantic, 79°N). Larvae were exposed at temperatures of 3, 9 and 15°C to present day normocapnia (380 ppm CO2) and to CO2 conditions expected for the near or medium-term future (710 ppm by 2100 and 3000 ppm CO2 by 2300 and beyond). Larval development time and biochemical composition were studied in the larval stages Zoea I, II, and Megalopa. Permanent differences in instar duration between both populations were detected in all stages, likely as a result of evolutionary temperature adaptation. With the exception of Zoea II at 3°C and under all CO2 conditions, development in all instars from Svalbard was delayed compared to those from Helgoland, under all conditions. Most prominently, development was much longer and fewer specimens morphosed to the first crab instar in the Megalopa from Svalbard than from Helgoland. Enhanced CO2 levels (710 and particularly 3000 ppm), caused extended duration of larval development and reduced larval growth (measured as dry mass) and fitness (decreasing C/N ratio, a proxy of the lipid content). Such effects were strongest in the zoeal stages in Svalbard larvae, and during the Megalopa instar in Helgoland larvae.

Annotated record of the detailed examination of Mn deposits from DSDP Hole 2-8

The Atlantic Advisory Panel proposed that Site 8 should be drilled on the rise between the Hatteras and Sohm Abyssal Plains (lat 35° 2l'N., long 67° 3l'W.) This location was considered to offer the best opportunity for realizing two primary objectives. The first of these objectives was to sample and date the oldest available rock in a region adjacent to the North American continent and as far as possible from the Mid-Atlantic Ridge. The second objective relates to the potential paleobiological and paleoecological information that could be derived from the sedimentary column in this general area.

Pore water chemistry of samples near the sediment-water interface

Rhizon samplers were originally designed as micro-tensiometers for soil science to sample seepage water in the unsaturated zone. This study shows applications of Rhizons for porewater sampling from sediments in aquatic systems and presents a newly developed Rhizon in situ sampler (RISS). With the inexpensive Rhizon sampling technique, porewater profiles can be sampled with minimum disturbance of both the sediment structure and possible flow fields. Field experiments, tracer studies, and numerical modeling were combined to assess the suitability of Rhizons for porewater sampling. It is shown that the low effort and simple application makes Rhizons a powerful tool for porewater sampling and an alternative to classical methods. Our investigations show that Rhizons are well suited for sampling porewater on board a ship, in a laboratory, and also for in situ sampling. The results revealed that horizontally aligned Rhizons can sample porewater with a vertical resolution of 1 cm. Combined with an in situ benthic chamber system, the RISS allows studies of benthic fluxes and porewater profiles at the same location on the seafloor with negligible effect on the incubated sediment water interface. Results derived by porewater sampling of sediment cores from the Southern Ocean (Atlantic sector) and by in situ sampling of tidal flat sediments of the Wadden Sea (Sahlenburg/Cuxhaven, Germany) are presented.

Molecular hydrogen (H2) mixing ratio and stable isotopic composition (dD) at the Cabauw tall tower in the Netherlands (2008-2012)

Measurements of the stable isotopic composition (dD(H2) or dD) of atmospheric molecular hydrogen (H2) are a useful addition to mixing ratio (X(H2)) measurements for understanding the atmospheric H2 cycle. dD datasets published so far consist mostly of observations at background locations. We complement these with observations from the Cabauw tall tower at the CESAR site, situated in a densely populated region of the Netherlands. Our measurements show a large anthropogenic influence on the local H2 cycle, with frequently occurring pollution events that are characterized by X(H2) values that reach up to 1 ppm and low dD values. An isotopic source signature analysis yields an apparent source signature below -400 per mil, which is much more D-depleted than the fossil fuel combustion source signature commonly used in H2 budget studies. Two diurnal cycles that were sampled at a suburban site near London also show a more D-depleted source signature (-340 per mil), though not as extremely depleted as at Cabauw. The source signature of the Northwest European vehicle fleet may have shifted to somewhat lower values due to changes in vehicle technology and driving conditions. Even so, the surprisingly depleted apparent source signature at Cabauw requires additional explanation; microbial H2 production seems the most likely cause. The Cabauw tower site also allowed us to sample vertical profiles. We found no decrease in (H2) at lower sampling levels (20 and 60m) with respect to higher sampling levels (120 and 200m). There was a significant shift to lower median dD values at the lower levels. This confirms the limited role of soil uptake around Cabauw, and again points to microbial H2 production during an extended growing season, as well as to possible differences in average fossil fuel combustion source signature between the different footprint areas of the sampling levels. So, although knowledge of the background cycle of H2 has improved over the last decade, surprising features come to light when a non-background location is studied, revealing remaining gaps in our understanding.

Annotated record of the detailed examination of Mn deposits from DSDP Site 42, Leg 5 (Cores 5-42-5, 5-42-6, 5-42-9)

Site 42 is one of the series of sites selected by the Pacific Advisory Panel along the 140th meridian to sample the longitudinal variation in sediment composition in the eastern Pacific. The site is located in an area of abyssal hills between the Clarion and Clipperton Fracture Zones, and is at the northern margin of the thick development of acoustically transparent sediment extending along the equator.

Annotated record of the detailed examination of Mn deposits from DSDP Site 25, Leg 4 (Core 4-25A-1)

At the Leg 4 pre-cruise meeting in Miami, Florida, in January 1969, the Ridge site was proposed as an additional site to be investigated, if possible. Since the water depth and sediment thickness at this site were both minimal (2000 meters and less than 100 meters, respectively) and the location was not far from the track between initially planned sites, the shipboard party decided, upon completion of work at Site 24, to make a 24-hour drilling effort on the North Brazilian Ridge. The drilling objectives at this location were to sample and date the sediments atop the Ridge crest and to determine the nature, age and origin of the consolidated material beneath the thin mantle of sediment.

On the multi-dimensionality and sampling of air transport networks

Complex network theory is a framework increasingly used in the study of air transport networks, thanks to its ability to describe the structures created by networks of flights, and their influence in dynamical processes such as delay propagation. While many works consider only a fraction of the network, created by major airports or airlines, for example, it is not clear if and how such sampling process bias the observed structures and processes. In this contribution, we tackle this problem by studying how some observed topological metrics depend on the way the network is reconstructed, i.e. on the rules used to sample nodes and connections. Both structural and simple dynamical properties are considered, for eight major air networks and different source datasets. Results indicate that using a subset of airports strongly distorts our perception of the network, even when just small ones are discarded; at the same time, considering a subset of airlines yields a better and more stable representation. This allows us to provide some general guidelines on the way airports and connections should be sampled.

Building a 'Repository of Science': the importance of integrating Biobanks within molecular pathology programmes

Repositories containing high quality human biospecimens linked with robust and relevant clinical and pathological information are required for the discovery and validation of biomarkers for disease diagnosis, progression and response to treatment. Current molecular based discovery projects using either low or high throughput technologies rely heavily on ready access to such sample collections. It is imperative that modern biobanks align with molecular diagnostic pathology practices not only to provide the type of samples needed for discovery projects but also to ensure requirements for ongoing sample collections and the future needs of researchers are adequately addressed. Biobanks within comprehensive molecular pathology programmes are perfectly positioned to offer more than just tumour derived biospecimens; for example, they have the ability to facilitate researchers gaining access to sample metadata such as digitised scans of tissue samples annotated prior to macrodissection for molecular diagnostics or pseudoanonymised clinical outcome data or research results retrieved from other users utilising the same or overlapping cohorts of samples. Furthermore, biobanks can work with molecular diagnostic laboratories to develop standardized methodologies for the acquisition and storage of samples required for new approaches to research such as ‘liquid biopsies’ which will ultimately feed into the test validations required in large prospective clinical studies in order to implement liquid biopsy approaches for routine clinical practice. We draw on our experience in Northern Ireland to discuss how this harmonised approach of biobanks working synergistically with molecular pathology programmes is key for the future success of precision medicine.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.

Infrared image enhancement based on hybrid-domain consideration and data fusion methods

Au cours des dernières décennies, l’effort sur les applications de capteurs infrarouges a largement progressé dans le monde. Mais, une certaine difficulté demeure, en ce qui concerne le fait que les objets ne sont pas assez clairs ou ne peuvent pas toujours être distingués facilement dans l’image obtenue pour la scène observée. L’amélioration de l’image infrarouge a joué un rôle important dans le développement de technologies de la vision infrarouge de l’ordinateur, le traitement de l’image et les essais non destructifs, etc. Cette thèse traite de la question des techniques d’amélioration de l’image infrarouge en deux aspects, y compris le traitement d’une seule image infrarouge dans le domaine hybride espacefréquence, et la fusion d’images infrarouges et visibles employant la technique du nonsubsampled Contourlet transformer (NSCT). La fusion d’images peut être considérée comme étant la poursuite de l’exploration du modèle d’amélioration de l’image unique infrarouge, alors qu’il combine les images infrarouges et visibles en une seule image pour représenter et améliorer toutes les informations utiles et les caractéristiques des images sources, car une seule image ne pouvait contenir tous les renseignements pertinents ou disponibles en raison de restrictions découlant de tout capteur unique de l’imagerie. Nous examinons et faisons une enquête concernant le développement de techniques d’amélioration d’images infrarouges, et ensuite nous nous consacrons à l’amélioration de l’image unique infrarouge, et nous proposons un schéma d’amélioration de domaine hybride avec une méthode d’évaluation floue de seuil amélioré, qui permet d’obtenir une qualité d’image supérieure et améliore la perception visuelle humaine. Les techniques de fusion d’images infrarouges et visibles sont établies à l’aide de la mise en oeuvre d’une mise en registre précise des images sources acquises par différents capteurs. L’algorithme SURF-RANSAC est appliqué pour la mise en registre tout au long des travaux de recherche, ce qui conduit à des images mises en registre de façon très précise et des bénéfices accrus pour le traitement de fusion. Pour les questions de fusion d’images infrarouges et visibles, une série d’approches avancées et efficaces sont proposés. Une méthode standard de fusion à base de NSCT multi-canal est présente comme référence pour les approches de fusion proposées suivantes. Une approche conjointe de fusion, impliquant l’Adaptive-Gaussian NSCT et la transformée en ondelettes (Wavelet Transform, WT) est propose, ce qui conduit à des résultats de fusion qui sont meilleurs que ceux obtenus avec les méthodes non-adaptatives générales. Une approche de fusion basée sur le NSCT employant la détection comprime (CS, compressed sensing) et de la variation totale (TV) à des coefficients d’échantillons clairsemés et effectuant la reconstruction de coefficients fusionnés de façon précise est proposée, qui obtient de bien meilleurs résultats de fusion par le biais d’une pré-amélioration de l’image infrarouge et en diminuant les informations redondantes des coefficients de fusion. Une procédure de fusion basée sur le NSCT utilisant une technique de détection rapide de rétrécissement itératif comprimé (fast iterative-shrinking compressed sensing, FISCS) est proposée pour compresser les coefficients décomposés et reconstruire les coefficients fusionnés dans le processus de fusion, qui conduit à de meilleurs résultats plus rapidement et d’une manière efficace.

Multi-Disciplinary Applications of Oceanographic Geophysical Data Collection

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Biodiversité des pollinisateurs dans les cannebergières : effets des pratiques culturales, du type de sol et de l'habitat naturel

Les pollinisateurs indigènes sont importants pour la production de canneberges. Ils sont pourtant menacés par les pratiques agricoles qui s’intensifient. Pour établir un plan de conservation efficace, une meilleure connaissance des facteurs intrinsèques aux exploitations est essentielle. L’objectif principal de cette étude était de déterminer la diversité et abondance des abeilles et syrphes retrouvées en cannebergières. Quinze fermes ont été échantillonnées selon la régie de culture, le type de sol et le type d’habitat naturel retrouvé près des cannebergières. Des pièges-bols disposés en transect ainsi que l’utilisation de filet entomologique ont été utilisés pour échantillonner les pollinisateurs. Au total, 135 espèces de pollinisateurs indigènes ont été capturées en 2013 et 2014. Le type de sol ainsi que l’habitat naturel influençaient les communautés de pollinisateurs, alors que la régie de culture ne les affectait pas. L’abeille Melitta americana, spécialiste du pollen de canneberge, a été capturée plus souvent dans les tourbières.

Run-time profiling of Algol 68-R programs using DIDYMUS and SCAMP

Information concerning the run-time behaviour of programs ("program profiling") can be of the greatest assistance in improving program efficiency. Two software devices have been developed for use on ICL 1900 Series machines to provide such information. DIDYMUS is probabilistic in approach and uses multi- tasking facilities to sample the instruction addresses used by a program at run time. It will work regardless of the source language of the program and matches the detected addresses against a loader map to produce a histogram. SCAMP is restricted to profiling Algol 68-R programs, but provides deterministic information concerning those language constructs that are monitored. Procedure calls to appropriate counting routines are inserted into the source text in a pre-pass prior to compilation. The profile information is printed out at the end of the program run. It has been found that these two approaches complement each other very effectively.

Task-based approach used on surfaces sampling strategy definition: the case of antineoplastic occupational exposure

Task-based approach implicates identifying all the tasks developed in each workplace aiming to refine the exposure characterization. The starting point of this approach is the recognition that only through a more detailed and comprehensive understanding of tasks is possible to understand, in more detail, the exposure scenario. In addition allows also the most suitable risk management measures identification. This approach can be also used when there is a need of identifying the workplace surfaces for sampling chemicals that have the dermal exposure route as the most important. In this case is possible to identify, through detail observation of tasks performance, the surfaces that involves higher contact (frequency) by the workers and can be contaminated. Identify the surfaces to sample when performing occupational exposure assessment to antineoplasic agents. Surfaces selection done based on the task-based approach.