An investigation of Hebbian phase sequences as assembly graphs

Hebb proposed that synapses between neurons that fire synchronously are strengthened, forming cell assemblies and phase sequences. The former, on a shorter scale, are ensembles of synchronized cells that function transiently as a closed processing system; the latter, on a larger scale, correspond to the sequential activation of cell assemblies able to represent percepts and behaviors. Nowadays, the recording of large neuronal populations allows for the detection of multiple cell assemblies. Within Hebb's theory, the next logical step is the analysis of phase sequences. Here we detected phase sequences as consecutive assembly activation patterns, and then analyzed their graph attributes in relation to behavior. We investigated action potentials recorded from the adult rat hippocampus and neocortex before, during and after novel object exploration (experimental periods). Within assembly graphs, each assembly corresponded to a node, and each edge corresponded to the temporal sequence of consecutive node activations. The sum of all assembly activations was proportional to firing rates, but the activity of individual assemblies was not. Assembly repertoire was stable across experimental periods, suggesting that novel experience does not create new assemblies in the adult rat. Assembly graph attributes, on the other hand, varied significantly across behavioral states and experimental periods, and were separable enough to correctly classify experimental periods (Naïve Bayes classifier; maximum AUROCs ranging from 0.55 to 0.99) and behavioral states (waking, slow wave sleep, and rapid eye movement sleep; maximum AUROCs ranging from 0.64 to 0.98). Our findings agree with Hebb's view that assemblies correspond to primitive building blocks of representation, nearly unchanged in the adult, while phase sequences are labile across behavioral states and change after novel experience. The results are compatible with a role for phase sequences in behavior and cognition.

TRA GLI INTONACI MEDIEVALI Dl UN'ALTRA LOMBARDIA. La pittura murale dell'XI-XIII secolo in Canton Ticino

Cette thèse a pour objet l'étude de la peinture murale des Xle-Xllle siècles dans l'actuel Canton du Tessin. A cette époque, la région qui compose ce territoire ne constituait pas une unité, mais formait les contrées plus éloignées, adossées au massif central des Alpes, des; villes et des diocèses de Côme et Milan. L'histoire de ses limites territoriales et politiques a déterminé aussi l'orientation de l'histoire des études: l'actuel Canton du Tessiri n'a pas vraiment été considéré ni par les chercheurs qui se sont occupés de la Lombardie, ni par ceux qui se sont occupés de la Suisse: d'une part, car aujourd'hui il ne fait plus partie de la Lombardie, de l'autre, parce qu'à l'époque médiévale il ne faisait pas encore partie du territoire suisse. On a donc affaire à un sujet d'étude marginalisé, qui a pendant longtemps aussi souffert de la marginalité historiographique du Tessin médiéval, considéré comme une région culturellement «en retard» par rapport aux centres de Côme et Milan. À travers le filtre historiographique naît ainsi l'exigence d'étudier ce territoire de manière cohérente, tout en étant conscient de sa fragmentation à l'époque médiévale. Par le recensement et l'analyse de tous les témoignages picturaux des XP-Xllle siècles existants ou désormais disparus, mais pour lesquels subsiste de la documentation visuelle, nous avons essayé de dresser la physionomie artistique de cette région: il s'agissait non seulement de définir leur relations avec les éléments lombards proches, mais dans l'ensemble qu'ils composent avec ceux-ci. Et c'est justement cette unité entre la réalité lombarde et celle tessinoise que, dans la limite du possible, nous avons cherché à recomposer dans ce travail. A cause de sa longue durée, l'arc chronologique choisi s'est révélé fondamental pour saisir les dynamiques et les mécanismes - indispensables, par exemple, pour comprendre le rapport entre centre et périphérie ou la géographie artistique du territoire considéré - qui échapperaient à un regard chronologique plus restreint. Cette contextualisation a mené à une ouverture ultérieure. Historiquement replacés à l'intérieur du panorama pictural lombard, les témoignages tessinois ont été l'objet d'une mise eri perspective plus large qui a permis - quand cela était possible - de les insérer dans la culture artistique contemporaine. Traversée par certaines parmi les plus importantes voies de communication reliant le Nord et le Sud des Alpes, la condition liminaire de cette région ne semble pas avoir conditionné de manière déterminante ses échanges avec d'autres réalités: elle n'apparaît ni plus réceptive, ni plus imperméable que d'autres régions lombardes envers les différents horizons culturels sur lesquels la Lombardie était ouverte, se nourrissant d'apports variés. Les points de contact relevés fournissent des précieux indices sur le fonctionnement des ateliers, sur la circulation des modèles et sur les commanditaires. Ces différents niveaux d'analyse déterminent la structure du travail: le catalogue d'oeuvres examinées - organisé en fiches ordonnées selon la chronologie établie sur la base des résultats apparus lors de l'analyse historique-artistique - est précédé par une partie introductive plus discursive. Cette dernière met en évidence et analyse les émergences principales, situant les ensembles étudiés entre eux et à l'intérieur de l'époque à laquelle ils appartiennent. La définition de la physionomie artistique de la région tessinoise apporte ainsi de nouveaux repères non seulement dans la connaissance de l'art des siècles centraux du Moyen Âge Lombard, mais aussi du vaste espace alpin situé au coeur de l'Occident médiéval.

Utilisation de la tomodensitométrie à deux énergies pour le calcul de dose en curiethérapie à bas débit

Dans la pratique actuelle de la curiethérapie à bas débit, l'évaluation de la dose dans la prostate est régie par le protocole défini dans le groupe de travail 43 (TG-43) de l'American Association of Physicists in Medicine. Ce groupe de travail suppose un patient homogène à base d'eau de même densité et néglige les changements dans l'atténuation des photons par les sources de curiethérapie. En considérant ces simplifications, les calculs de dose se font facilement à l'aide d'une équation, indiquée dans le protocole. Bien que ce groupe de travail ait contribué à l'uniformisation des traitements en curiethérapie entre les hôpitaux, il ne décrit pas adéquatement la distribution réelle de la dose dans le patient. La publication actuelle du TG-186 donne des recommandations pour étudier des distributions de dose plus réalistes. Le but de ce mémoire est d'appliquer ces recommandations à partir du TG-186 pour obtenir une description plus réaliste de la dose dans la prostate. Pour ce faire, deux ensembles d'images du patient sont acquis simultanément avec un tomodensitomètre à double énergie (DECT). Les artéfacts métalliques présents dans ces images, causés par les sources d’iode, sont corrigés à l'aide d’un algorithme de réduction d'artefacts métalliques pour DECT qui a été développé dans ce travail. Ensuite, une étude Monte Carlo peut être effectuée correctement lorsque l'image est segmentée selon les différents tissus humains. Cette segmentation est effectuée en évaluant le numéro atomique effectif et la densité électronique de chaque voxel, par étalonnage stoechiométrique propre au DECT, et en y associant le tissu ayant des paramètres physiques similaires. Les résultats montrent des différences dans la distribution de la dose lorsqu'on compare la dose du protocole TG-43 avec celle retrouvée avec les recommandations du TG-186.

Estudo de modelos simplificados com interações de longo alcance no ensemble microcanônico

Tese (doutorado)Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015.

Dynamic Programming Approaches for Estimating and Applying Large-scale Discrete Choice Models

People go through their life making all kinds of decisions, and some of these decisions affect their demand for transportation, for example, their choices of where to live and where to work, how and when to travel and which route to take. Transport related choices are typically time dependent and characterized by large number of alternatives that can be spatially correlated. This thesis deals with models that can be used to analyze and predict discrete choices in large-scale networks. The proposed models and methods are highly relevant for, but not limited to, transport applications. We model decisions as sequences of choices within the dynamic discrete choice framework, also known as parametric Markov decision processes. Such models are known to be difficult to estimate and to apply to make predictions because dynamic programming problems need to be solved in order to compute choice probabilities. In this thesis we show that it is possible to explore the network structure and the flexibility of dynamic programming so that the dynamic discrete choice modeling approach is not only useful to model time dependent choices, but also makes it easier to model large-scale static choices. The thesis consists of seven articles containing a number of models and methods for estimating, applying and testing large-scale discrete choice models. In the following we group the contributions under three themes: route choice modeling, large-scale multivariate extreme value (MEV) model estimation and nonlinear optimization algorithms. Five articles are related to route choice modeling. We propose different dynamic discrete choice models that allow paths to be correlated based on the MEV and mixed logit models. The resulting route choice models become expensive to estimate and we deal with this challenge by proposing innovative methods that allow to reduce the estimation cost. For example, we propose a decomposition method that not only opens up for possibility of mixing, but also speeds up the estimation for simple logit models, which has implications also for traffic simulation. Moreover, we compare the utility maximization and regret minimization decision rules, and we propose a misspecification test for logit-based route choice models. The second theme is related to the estimation of static discrete choice models with large choice sets. We establish that a class of MEV models can be reformulated as dynamic discrete choice models on the networks of correlation structures. These dynamic models can then be estimated quickly using dynamic programming techniques and an efficient nonlinear optimization algorithm. Finally, the third theme focuses on structured quasi-Newton techniques for estimating discrete choice models by maximum likelihood. We examine and adapt switching methods that can be easily integrated into usual optimization algorithms (line search and trust region) to accelerate the estimation process. The proposed dynamic discrete choice models and estimation methods can be used in various discrete choice applications. In the area of big data analytics, models that can deal with large choice sets and sequential choices are important. Our research can therefore be of interest in various demand analysis applications (predictive analytics) or can be integrated with optimization models (prescriptive analytics). Furthermore, our studies indicate the potential of dynamic programming techniques in this context, even for static models, which opens up a variety of future research directions.

The conformational landscape of RNA translational regulators and their potential as drug discovery targets

RNA is an underutilized target for drug discovery. Once thought to be a passive carrier of genetic information, RNA is now known to play a critical role in essentially all aspects of biology including signaling, gene regulation, catalysis, and retroviral infection. It is now well-established that RNA does not exist as a single static structure, but instead populates an ensemble of energetic minima along a free-energy landscape. Knowledge of this structural landscape has become an important goal for understanding its diverse biological functions. In this case, NMR spectroscopy has emerged as an important player in the characterization of RNA structural ensembles, with solution-state techniques accounting for almost half of deposited RNA structures in the PDB, yet the rate of RNA structure publication has been stagnant over the past decade. Several bottlenecks limit the pace of RNA structure determination by NMR: the high cost of isotopic labeling, tedious and ambiguous resonance assignment methods, and a limited database of RNA optimized pulse programs. We have addressed some of these challenges to NMR characterization of RNA structure with applications to various RNA-drug targets. These approaches will increasingly become integral to designing new therapeutics targeting RNA.

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.

La congruence des valeurs : un facteur à considérer pour rehausser le leadership transformationnel et son efficacité ?

Les théories sous-tendant le leadership transformationnel suggèrent que la congruence des valeurs personnelles et organisationnelles est au cœur du fonctionnement du leadership transformationnel. Or, l’examen de cette proposition soulève certaines questions. Par exemple, il y a lieu de s’interroger quant à l’importance du type (subjective ou objective) et de la cible (équipe, organisation) de congruence considérés, du contenu des valeurs utilisées pour juger de la congruence, des contingences situationnelles modulant l’importance de la congruence, et du rôle de la congruence des valeurs des leaders eux-mêmes. Ainsi, afin d’enrichir les connaissances sur le rôle des valeurs en regard du leadership transformationnel, cette thèse propose trois articles dans lesquels ce rôle des valeurs et de leur congruence est abordé sous trois angles. Les données utilisées dans cette thèse proviennent d’une grande organisation canadienne, et des sous-ensembles de données sont créés pour répondre aux objectifs de chaque article. Le premier article s’intéresse aux liens qu’ont a) les valeurs personnelles des gestionnaires, b) les valeurs qu’ils perçoivent dans leur organisation et c) la congruence de ces deux ensemble de valeurs avec l’émission de comportements de leadership transformationnel tel que perçus par leurs subordonnés. Les résultats suggèrent que la congruence des valeurs n’a pas de lien avec le leadership transformationnel, mais que c’est le cas pour certaines valeurs au niveau personnel et organisationnel qui présentent effectivement un lien. Le deuxième article porte sur le potentiel rôle modérateur de la congruence des valeurs personne-organisation des subordonnés dans la relation entre le leadership transformationnel et les comportements d’habilitation. Les résultats montrent que la congruence des valeurs peut effectivement modérer cette relation, et que la forme de la modération peut dépendre de l’ancienneté des employés. Le troisième article traite du rôle modérateur de la présence de valeurs et de leur congruence au niveau de l’équipe dans la relation entre le leadership transformationnel et les comportements d’habilitation. Les résultats suggèrent que les valeurs et leur congruence dans les équipes peuvent modérer l’efficacité du leadership transformationnel en regard des comportements d’habilitation. De façon générale, la présence et la congruence de cinq valeurs, parmi les sept testées, semblent rehausser la relation entre le leadership transformationnel et les comportements d’habilitation. Ainsi, la présente thèse, en ajoutant des considérations quant aux questions qui avaient été soulevées par l’examen de la proposition théorique du rôle des valeurs et de leur congruence dans le leadership transformationnel, permet d’améliorer la compréhension de ce rôle. Spécifiquement, les résultats de cette thèse suggèrent que globalement, la congruence des valeurs peut être plus importante pour l’efficacité du leadership transformationnel lorsque les valeurs considérées sont plus importantes dans l’équipe de l’individu, et lorsque l’individu a peu d’ancienneté dans son organisation. De plus, en ce qui a trait aux leaders, il semble que la présence de valeurs de bien-être collectif et d’ouverture au changement ait un lien avec l’émission de comportements de leadership transformationnel. Une discussion traite de ces résultats et indique les limites de la thèse ainsi que des pistes de recherche future.

Projeto em Áreas Consolidadas de Patrimônio Cultural: Propostas para a Construção de uma Metodologia de Ensino

Le thème du patrimoine culturel architectural et urbain continue d avoir une place importante dans le milieu technique et scientifique. Le concept s est élargi et aujourd hui comprend différentes procédures de projets d intervention. L importance accordée au thème amène à l inclusion de la matière de techniques rétrospectives et aux contenus qui en sont liés: conservation, restauration, restructuration et reconstruction d édifices et ensembles urbains, dans les parcours des cours d architecture et d urbanisme au Brésil établies par le Ministère de l Education Nationale (MEC) dans les années quatre-vingt-dix, postérieurement incorporés dans les directrices disciplinaires nationales. Nous partons des discussions théoriques et conceptuelles du Domaine du Patrimoine Culturel, ainsi que des principales théories pédagogiques d enseignements et d apprentissage articulées au projet. Dans ce contexte les objectifs principaux de cette thèse consistent à systématiser et à analyser les principales procédures méthodologiques contribuant pour la construction de méthodes d enseignement tournée vers des activités pratiques dans ce domaine. Pour cela, la recherche a été systématisée dans une approche à deux niveaux. En ce qui concerne le premier, basé sur des données secondaires, neuf cours d architecture et urbanisme ont étés identifiés entre institutions publiques d enseignement supérieur dont huit brésiliennes et une française, considérées représentatives en ce qui concerne les pratiques d enseignement de projet et de patrimoine culturel. Trente disciplines dédiées à la matière ont été également reconnues initialement, et postérieurement, cinq disciplines qui possèdent un emploi du temps dédié à la pratique de projet ont aussi été reconnues. Dans le deuxième cas, basée sur des données primaires, ont étés analysées les méthodologies et les stratégies d enseignement de projet basées sur les définitions des matières et des autres éléments des plans de travail avec des observations, des entrevues et des questionnaires en trois ateliers. Par rapport aux résultats nous avons constaté que toutes les écoles possèdent les contenus de la matière, mais peu d entre elles privilégient la relation du projet appliqué au patrimoine culturel. Nous avons constaté que les questions des projets dans ce contexte, même s elles sont considérées complexes, ont privilégié le listage et l analyse du site. L atelier qui intègre les fondements des théories de préservation, l histoire de l architecture et urbanisme et techniques anciennes et actuelles, est mis en valeur comme un modèle cohérent avec les propositions d intégration des connaissances théoriques et pratiques du projet appliqué à la discipline. Basé sur ces constatations il est possible de démontrer quatre étapes du projet appliqué au patrimoine culturel: 1ª) les fondements généraux qui concernent les bases théoriques sur la préservation, histoire et technique rétrospective, par exemple, l appropriation de lois et normes et la sensibilisation de l élève sur les questions de patrimoine culturel; 2ª) le contacte avec la réalité qui inclut l appropriation du problème à partir de ces acteurs, de ces échelles, de cette lecture de site et l analyse de l objet d étude; 3ª) le développement de la proposition qui inclut programmes (fonctions existantes et propositions), définitions du partit (types d intervention), conception (hypothèse et discussion) et définition de proposition; 4ª) la finalisation du projet qui consiste à développer la proposition avec sa représentation graphique et sa présentation finale. Nous concluons que le projet en Domaine du Patrimoine Culturel demande une attention spéciale et doit être présent dans les cursus considérant les principes généraux nécessaires à la formation de l élève. Le binôme projet / patrimoine signifie avoir dans le cursus universitaire les contenus et questions nécessaires les connaissances, les variables et possibilités existantes dans le projet appliqué au patrimoine culturel de façon à ce que ces connaissances soient incorporées dans l exercice de projet et n apparaissent pas comme un simple contenu théorique sans articulation avec la pratique. Naturellement ces conclusions n épuisent pas la réflexion sur la question. Nous espérons que les analyses faites contribuent à définir des méthodologies d enseignements capables d êtres vérifiées et testées dans la pratique en salle de cours, et puisse collaborer avec les nouvelles recherches surtout celles qui ont pour but des nouvelles théories pédagogiques d enseignement apprentissage du projet en Domaine du Patrimoine Culturel

Interesses da habitação social : políticas e processos no Rio Grande do Norte

En 2003, le gouvernement brésilien (gestion Lula) a initié une nouvelle phase dans son histoire de l habitation, en intensifiant les constructions de logements sociaux au Brésil. Un tel accroissement a eut des répercussions tant en ville comme à la campagne, et fût marqué dans le Rio Grande do Norte, par la production a grande échelle d ensembles d habitations, dans les programmes de Gouvernement. Afin de viabiliser ces transformations, des instruments politiques, financiers et de gestion ont étés articulés conjointement, utilisant la répétition d une typologie d édification, comme modèle, accompagnée de la reproduction d une morphologie dans les constructions de logements sociaux. Afin de comprendre ce processus nous introduisons une recherche urbanistique et socio-économique du problème du logement social au Brésil, en cherchant à mettre en relation les aspects techniques avec les questions historique, professionnelles et culturelles, éléments complémentaires. Notre analyse cherche a identifier comment les politiques de gestion et financement officielles (administrées dans sa grande majorité par la Caisse Économique Fédérale -CEF-), influencent le processus de conception de projets, en provoquant les répétitions de type/morphologiques, déjà citées. Basée sur l observation directe au cour de deux expériences différenciées pour du logement social en milieu rural, au Rio Grande do Norte, nous montrerons aussi certaines limitations et possibilités des acteurs sociaux, face aux agents et politiques officielles pour le logement social au Brésil, proposant des solutions alternatives standardisées qui caractérisent le résultat des projets financées et gérés par la CEF. Nos principales références théoriques et méthodologiques sont Nabil Bonduki (1998), David Harvey (2009,1982), Henry Lefèbvre (1970), Ermínia Maricato (2010, 2009, 2000, 1987) et Raquel Rolnik (2010, 2009, 2008, 1997)

Automatic learning of pre-miRNAs from different species.

Discovery of microRNAs (miRNAs) relies on predictive models for characteristic features from miRNA precursors (pre-miRNAs). The short length of miRNA genes and the lack of pronounced sequence features complicate this task. To accommodate the peculiarities of plant and animal miRNAs systems, tools for both systems have evolved differently. However, these tools are biased towards the species for which they were primarily developed and, consequently, their predictive performance on data sets from other species of the same kingdom might be lower. While these biases are intrinsic to the species, their characterization can lead to computational approaches capable of diminishing their negative effect on the accuracy of pre-miRNAs predictive models. We investigate in this study how 45 predictive models induced for data sets from 45 species, distributed in eight subphyla/classes, perform when applied to a species different from the species used in its induction. Results: Our computational experiments show that the separability of pre-miRNAs and pseudo pre-miRNAs instances is species-dependent and no feature set performs well for all species, even within the same subphylum/class. Mitigating this species dependency, we show that an ensemble of classifiers reduced the classification errors for all 45 species. As the ensemble members were obtained using meaningful, and yet computationally viable feature sets, the ensembles also have a lower computational cost than individual classifiers that rely on energy stability parameters, which are of prohibitive computational cost in large scale applications. Conclusion: In this study, the combination of multiple pre-miRNAs feature sets and multiple learning biases enhanced the predictive accuracy of pre-miRNAs classifiers of 45 species. This is certainly a promising approach to be incorporated in miRNA discovery tools towards more accurate and less species-dependent tools.

Studies of MHC class I antigen presentation & the origins of the immunopeptidome

La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.

Le Cœur est une permanence, suivi de Empathie et souffrance dans Tête première / Dos / Contre dos de Martine Audet

Ce mémoire en recherche création est divisé en deux principales sections : un recueil de poésie et un essai. Le recueil, intitulé Le Cœur est une permanence, explore différentes interprétations du phénomène d’empathie dans la création littéraire. Afin que l’empathie devienne l’objet du discours, ce dernier est centré sur la relation à l’autre. L’empathie prend vie à travers deux entités, un « je » et un « tu ». Alors que le « je » entre en contact avec ses propres zones d’ombres, il s’ouvre tranquillement aux souffrances du « tu ». Au fil des poèmes, le « je » et le « tu » apaisent leur douleur en la partageant, faisant de l’empathie une voie d’accès à l’intimité. Ce déploiement de l’intime prend forme en trois temps : les sections replis de voix, point archimédien et ensembles vides. Le recueil accorde une importance particulière à la figure du corps comme véhicule de la souffrance. Il propose une réflexion sur l’amour, balançant entre naufrage et terre promise, et fait de l’enfance une pierre de touche pour interroger la douleur. La deuxième partie de ce mémoire est un essai intitulé Empathie et souffrance dans Tête première / Dos / Contre dos de Martine Audet. Divisé en trois chapitres, cet essai étudie l’empathie à l’œuvre dans le recueil de Audet, selon une approche bioculturelle. Il allie interprétation littéraire, sciences cognitives de deuxième génération et philosophie de l’esprit. Dans le premier chapitre, le concept de « simulation incarné », développé par Vittorio Gallese, permet d’interpréter la figure du corps et de suggérer qu’elle véhicule la douleur tout en étant la manifestation d’un effacement identitaire. Le deuxième chapitre se penche sur l’intersubjectivité en lien avec l’empathie. Il intègre certaines notions clés de la phénoménologie husserlienne afin d’analyser les manifestations du lien empathique unissant les deux présences parcourant le recueil de Audet. Le dernier chapitre explique comment les représentations de l’environnement dans lequel évoluent ces présences peuvent refléter leur souffrance. Pour ce faire, certains concepts liés à l’environnement, particulièrement importants pour l’écocritique actuelle, sont analysés dans Tête première / Dos / Contre dos, comme ceux de place et de nature. Ces derniers, étant construits par les perceptions propres à la cognition humaine, sont envisagés d’un point de vue bioculturel. En interprétant ces trois principaux aspects du texte (figure du corps, intersubjectivité et environnement), l’hypothèse selon laquelle la perception de la souffrance dans Tête première / Dos / Contre dos repose essentiellement sur l’empathie comme effet et objet du discours s’en voit validée.

Ensemble Stream Model for Data-Cleaning in Sensor Networks

Ensemble Stream Modeling and Data-cleaning are sensor information processing systems have different training and testing methods by which their goals are cross-validated. This research examines a mechanism, which seeks to extract novel patterns by generating ensembles from data. The main goal of label-less stream processing is to process the sensed events to eliminate the noises that are uncorrelated, and choose the most likely model without over fitting thus obtaining higher model confidence. Higher quality streams can be realized by combining many short streams into an ensemble which has the desired quality. The framework for the investigation is an existing data mining tool. First, to accommodate feature extraction such as a bush or natural forest-fire event we make an assumption of the burnt area (BA*), sensed ground truth as our target variable obtained from logs. Even though this is an obvious model choice the results are disappointing. The reasons for this are two: One, the histogram of fire activity is highly skewed. Two, the measured sensor parameters are highly correlated. Since using non descriptive features does not yield good results, we resort to temporal features. By doing so we carefully eliminate the averaging effects; the resulting histogram is more satisfactory and conceptual knowledge is learned from sensor streams. Second is the process of feature induction by cross-validating attributes with single or multi-target variables to minimize training error. We use F-measure score, which combines precision and accuracy to determine the false alarm rate of fire events. The multi-target data-cleaning trees use information purity of the target leaf-nodes to learn higher order features. A sensitive variance measure such as f-test is performed during each node’s split to select the best attribute. Ensemble stream model approach proved to improve when using complicated features with a simpler tree classifier. The ensemble framework for data-cleaning and the enhancements to quantify quality of fitness (30% spatial, 10% temporal, and 90% mobility reduction) of sensor led to the formation of streams for sensor-enabled applications. Which further motivates the novelty of stream quality labeling and its importance in solving vast amounts of real-time mobile streams generated today.

Studies of MHC class I antigen presentation & the origins of the immunopeptidome

La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.