Investigating the encoding of visual stimuli by forming neural circuits in the cat primary visual cortex

Contexte La connectomique, ou la cartographie des connexions neuronales, est un champ de recherche des neurosciences évoluant rapidement, promettant des avancées majeures en ce qui concerne la compréhension du fonctionnement cérébral. La formation de circuits neuronaux en réponse à des stimuli environnementaux est une propriété émergente du cerveau. Cependant, la connaissance que nous avons de la nature précise de ces réseaux est encore limitée. Au niveau du cortex visuel, qui est l’aire cérébrale la plus étudiée, la manière dont les informations se transmettent de neurone en neurone est une question qui reste encore inexplorée. Cela nous invite à étudier l’émergence des microcircuits en réponse aux stimuli visuels. Autrement dit, comment l’interaction entre un stimulus et une assemblée cellulaire est-elle mise en place et modulée? Méthodes En réponse à la présentation de grilles sinusoïdales en mouvement, des ensembles neuronaux ont été enregistrés dans la couche II/III (aire 17) du cortex visuel primaire de chats anesthésiés, à l’aide de multi-électrodes en tungstène. Des corrélations croisées ont été effectuées entre l’activité de chacun des neurones enregistrés simultanément pour mettre en évidence les liens fonctionnels de quasi-synchronie (fenêtre de ± 5 ms sur les corrélogrammes croisés corrigés). Ces liens fonctionnels dévoilés indiquent des connexions synaptiques putatives entre les neurones. Par la suite, les histogrammes peri-stimulus (PSTH) des neurones ont été comparés afin de mettre en évidence la collaboration synergique temporelle dans les réseaux fonctionnels révélés. Enfin, des spectrogrammes dépendants du taux de décharges entre neurones ou stimulus-dépendants ont été calculés pour observer les oscillations gamma dans les microcircuits émergents. Un indice de corrélation (Rsc) a également été calculé pour les neurones connectés et non connectés. Résultats Les neurones liés fonctionnellement ont une activité accrue durant une période de 50 ms contrairement aux neurones fonctionnellement non connectés. Cela suggère que les connexions entre neurones mènent à une synergie de leur inter-excitabilité. En outre, l’analyse du spectrogramme dépendant du taux de décharge entre neurones révèle que les neurones connectés ont une plus forte activité gamma que les neurones non connectés durant une fenêtre d’opportunité de 50ms. L’activité gamma de basse-fréquence (20-40 Hz) a été associée aux neurones à décharge régulière (RS) et l’activité de haute fréquence (60-80 Hz) aux neurones à décharge rapide (FS). Aussi, les neurones fonctionnellement connectés ont systématiquement un Rsc plus élevé que les neurones non connectés. Finalement, l’analyse des corrélogrammes croisés révèle que dans une assemblée neuronale, le réseau fonctionnel change selon l’orientation de la grille. Nous démontrons ainsi que l’intensité des relations fonctionnelles dépend de l’orientation de la grille sinusoïdale. Cette relation nous a amené à proposer l’hypothèse suivante : outre la sélectivité des neurones aux caractères spécifiques du stimulus, il y a aussi une sélectivité du connectome. En bref, les réseaux fonctionnels «signature » sont activés dans une assemblée qui est strictement associée à l’orientation présentée et plus généralement aux propriétés des stimuli. Conclusion Cette étude souligne le fait que l’assemblée cellulaire, plutôt que le neurone, est l'unité fonctionnelle fondamentale du cerveau. Cela dilue l'importance du travail isolé de chaque neurone, c’est à dire le paradigme classique du taux de décharge qui a été traditionnellement utilisé pour étudier l'encodage des stimuli. Cette étude contribue aussi à faire avancer le débat sur les oscillations gamma, en ce qu'elles surviennent systématiquement entre neurones connectés dans les assemblées, en conséquence d’un ajout de cohérence. Bien que la taille des assemblées enregistrées soit relativement faible, cette étude suggère néanmoins une intrigante spécificité fonctionnelle entre neurones interagissant dans une assemblée en réponse à une stimulation visuelle. Cette étude peut être considérée comme une prémisse à la modélisation informatique à grande échelle de connectomes fonctionnels.

A psychophysical assessment of visual motion processing among high-functioning persons with autism

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Building Information Modelling in UK Construction Projects: A State of the Art Review

This paper aims to present a state-of-the-art review of the scope and practical implications of the Building Information Modelling (BIM) platform in the UK construction practice. Theoretical developments suggest that BIM is an integration of both product and process innovation, not just a disparate set of software tools. BIM provides effective collaboration, visual representation and data management, which enable the smooth flow of information throughout the project’s lifecycle. The most frequently reported benefits are related to Capital Cost (capex) and Operational costs (opex) and time savings. Key challenges, however, focus on the interoperability of software, capital installation costs, in-house experience, client preference and cultural issues within design teams and within the organisation. The paper concludes with a critical commentary on the changing roles and a process required to implement BIM in UK construction projects, and suggests areas for further research.

Design of information architecture of the web site of the Faculty of Industrial Engineering and Tourism of the Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (Cuba)

The information architecture supports information retrieval by users in Web environment. The design should be center in the information user, favoring usability. The Faculty of Industrial Engineering and Tourism of the Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, lacks a site that enhances the disclosure of information to its members. Are presented as objectives of the study: 1) conduct a user survey to identify information needs of users, 2) establish guidelines for information architecture for the institution focused on users, 3) designing the information architecture for the institution and 4) designed to evaluate the proposal. Are presented as objectives of the study: 1) to realize a user study to identify the information needs of users, 2) establish guidelines for information architecture for the institution focused on users, 3) to design the information architecture for the institution and 4) to evaluate the proposal designed. To obtain results are used methods in the theoretical and empirical levels. Besides, are use techniques that favored the design and evaluation. Is designed the intranet of the Faculty of Industrial Engineering and Tourism. Is evaluated the proposed design for the validation of the results.

O bibliotecário como mediador no processo de transferência da informação para pessoas com deficiência visual

MAIA, Maria Aniolly Queiroz et al. O bibliotecário como mediador no processo de transferência da informação para pessoas com deficiência visual. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE BIBLIOTECONOMIA, 24., DOCUMENTAÇÃO E CIÊNCIA DA INFORMAÇÃO, 2011, Maceió. Anais... Maceió: CBBD, 2011

Local Field Potentials in the Gustatory Cortex Carry Taste Information

It has been recently shownthat localfield potentials (LFPs)fromthe auditory and visual cortices carry information about sensory stimuli, but whether this is a universal property of sensory cortices remains to be determined. Moreover, little is known about the temporal dynamics of sensory information contained in LFPs following stimulus onset. Here we investigated the time course of the amount of stimulus information in LFPs and spikes from the gustatory cortex of awake rats subjected to tastants and water delivery on the tongue. We found that the phase and amplitude of multiple LFP frequencies carry information about stimuli, which have specific time courses after stimulus delivery. The information carried by LFP phase and amplitude was independent within frequency bands, since the joint information exhibited neither synergy nor redundancy. Tastant information in LFPs was also independent and had a different time course from the information carried by spikes. These findings support the hypothesis that the brain uses different frequency channels to dynamically code for multiple features of a stimulus.

Anti-VEGF treatment of patients with diabetic macular edema : Studies of visual acuity, macular edema and patient-reported outcomes

The aim of this thesis was to describe and evaluate visual acuity, macular edema and patientreported outcomes (PRO) following anti-VEGF treatment of diabetic macular edema (DME) patients in a real-world setting. Using a longitudinal study design, a cohort of DME patients was followed from baseline to 1 year after treatment start. Data were collected from two eye clinics at two county hospitals. Social background characteristics, medical data and PRO were measured before treatment initiation, at four month and after 1 year. A total of 57 patients completed the study. Mean age was 69 years and the sample was equally distributed regarding sex. At baseline, the patients described their general health as low. One year after treatment initiation, 30 patients had improved visual acuity and 27 patients had no improvement in visual acuity. The patients whose visual acuity improved reported an improvement in several subscales in patient-reported outcome measures (PROM), which was in contrast to the group that experienced a decline in visual acuity, where there was no improvement in PROM. Outcomes from the study can be useful for developing and providing relevant information and support to patients undergoing this treatment.

ASPECTOS DE ACESSIBILIDADE DO GOVERNO ELETRÔNICO: Avaliação de portais web com ênfase em portadores de deficiência visual

A tecnologia democratizou o acesso à informação, a competitividade das empresas do século XXI cada dia mais se baseia em conhecimento e as gestões das ações da administração pública ampliam a busca por um sistema coordenado, preocupado com a gestão eficiente que possa maximizar o retorno social, levando-se em consideração os direitos humanos fundamentais na esfera das relações informáticas. A administração pública avança em seus processos de aproximação com a sociedade, pautando-se cada dia mais nos benefícios proporcionados pela evolução dos processos de Tecnologia da Informação e Comunicação (TICs), os serviços disponibilizados pelo governo eletrônico vêm ganhando espaço na vida da população (G2C). Diante desta evolução os aspectos de acessibilidade são uma diretriz clara e o Decreto Lei nº 5.296, define como barreiras nas comunicações e informações “qualquer entrave ou obstáculo que dificulte ou impossibilite a expressão ou o recebimento de mensagens por intermédio dos dispositivos, meios ou sistemas de comunicação, sejam ou não de massa, bem como aqueles que dificultem ou impossibilitem o acesso à informação; “ (BRASIL 2004).  Após mais de 10 anos de promulgação da lei de Acessibilidade, é evidente que a qualidade dos serviços prestados pelo governo eletrônico só será efetiva se o instrumento de comunicação utilizado for realmente o facilitador da interação entre o cidadão e o governo, sem distinção do público utilizador de tais serviços. Esta pesquisa pretende avaliar aspectos de acessibilidade dos principais portais públicos brasileiros, sob a ótica de pessoas com limitação visual, avaliando ações, atividades e iniciativas conforme a abordagem da Engenharia Semiótica em prol das tecnologias assistivas de inclusão, permitindo a recomendação de requisitos para a construção de Portais Web Acessíveis em Multiplataforma, favorecendo a inclusão digital e maior independência dos mesmos.

Assisting digital forensic analysis via exploratory information visualisation

Background: Digital forensics is a rapidly expanding field, due to the continuing advances in computer technology and increases in data stage capabilities of devices. However, the tools supporting digital forensics investigations have not kept pace with this evolution, often leaving the investigator to analyse large volumes of textual data and rely heavily on their own intuition and experience. Aim: This research proposes that given the ability of information visualisation to provide an end user with an intuitive way to rapidly analyse large volumes of complex data, such approached could be applied to digital forensics datasets. Such methods will be investigated; supported by a review of literature regarding the use of such techniques in other fields. The hypothesis of this research body is that by utilising exploratory information visualisation techniques in the form of a tool to support digital forensic investigations, gains in investigative effectiveness can be realised. Method:To test the hypothesis, this research examines three different case studies which look at different forms of information visualisation and their implementation with a digital forensic dataset. Two of these case studies take the form of prototype tools developed by the researcher, and one case study utilises a tool created by a third party research group. A pilot study by the researcher is conducted on these cases, with the strengths and weaknesses of each being drawn into the next case study. The culmination of these case studies is a prototype tool which was developed to resemble a timeline visualisation of the user behaviour on a device. This tool was subjected to an experiment involving a class of university digital forensics students who were given a number of questions about a synthetic digital forensic dataset. Approximately half were given the prototype tool, named Insight, to use, and the others given a common open-source tool. The assessed metrics included: how long the participants took to complete all tasks, how accurate their answers to the tasks were, and how easy the participants found the tasks to complete. They were also asked for their feedback at multiple points throughout the task. Results:The results showed that there was a statistically significant increase in accuracy for one of the six tasks for the participants using the Insight prototype tool. Participants also found completing two of the six tasks significantly easier when using the prototype tool. There were no statistically significant different difference between the completion times of both participant groups. There were no statistically significant differences in the accuracy of participant answers for five of the six tasks. Conclusions: The results from this body of research show that there is evidence to suggest that there is the potential for gains in investigative effectiveness when information visualisation techniques are applied to a digital forensic dataset. Specifically, in some scenarios, the investigator can draw conclusions which are more accurate than those drawn when using primarily textual tools. There is also evidence so suggest that the investigators found these conclusions to be reached significantly more easily when using a tool with a visual format. None of the scenarios led to the investigators being at a significant disadvantage in terms of accuracy or usability when using the prototype visual tool over the textual tool. It is noted that this research did not show that the use of information visualisation techniques leads to any statistically significant difference in the time taken to complete a digital forensics investigation.

A Haptic System for Depicting Mathematical Graphics for Students with Visual Impairments

When teaching students with visual impairments educators generally rely on tactile tools to depict visual mathematical topics. Tactile media, such as embossed paper and simple manipulable materials, are typically used to convey graphical information. Although these tools are easy to use and relatively inexpensive, they are solely tactile and are not modifiable. Dynamic and interactive technologies such as pin matrices and haptic pens are also commercially available, but tend to be more expensive and less intuitive. This study aims to bridge the gap between easy-to-use tactile tools and dynamic, interactive technologies in order to facilitate the haptic learning of mathematical concepts. We developed an haptic assistive device using a Tanvas electrostatic touchscreen that provides the user with multimodal (haptic, auditory, and visual) output. Three methodological steps comprise this research: 1) a systematic literature review of the state of the art in the design and testing of tactile and haptic assistive devices, 2) a user-centered system design, and 3) testing of the system’s effectiveness via a usability study. The electrostatic touchscreen exhibits promise as an assistive device for displaying visual mathematical elements via the haptic modality.

Monitorização e gestão em turismo : uma proposta de dashboard visual

A presente investigação propõe-se a atuar no sector turístico, uma vez que este é bombardeado diariamente por uma quantidade considerável de dados e informações. Atualmente, usufrui-se significativamente mais da tecnologia com a finalidade de promover e vender os produtos/serviços disponíveis no mercado. A par da evolução tecnológica, os utilizadores/clientes conseguem comprar, cada vez mais, à distancia de um clique os produtos turísticos que desejam. No entanto, há um variado leque de aplicações sobre o turismo que permitem entender os gostos e as necessidades dos turistas assim como a sua atitude para com o mesmo. Porém, nem as entidades nem os gestores turísticos usufruem inteligentemente dos dados que lhes são facultados. Estes tendem normalmente a prender-se pelo turismo em Portugal e de que forma é que a sua entidade é apresentada acabando por esquecer que os dados podem e devem ser utilizados para expandir o mercado assim como entender/conhecer potenciais mercados. Deste modo, o fundamento principal desta investigação remete para a criação de uma plataforma infocomunicacional que analise na totalidade os dados obtidos, assim como fornecer as ferramentas pertinentes para que se consiga fazer esta análise, nomeadamente através de uma representação infográfica adequada e estratégias de a comunicar aos stakeholders.. Para tal foi aplicada no âmbito desta dissertação a metodologia investigação/ação, vista como um processo cíclico que para além de incluir simultaneamente estas duas vertentes, vai alternando entre a ação e a reflexão critica sendo sustentada por bases teóricas. A criação do protótipo da plataforma Smart Tourism, resultou num sistema inovador que tenta responder aos indicadores escolhidos no Dashbord e ao problema infocomunicacional, tentando criar as bases necessárias para que as entidades consigam analisar de forma mais integrada/sistematizada e racional a atividade turística. Foi por isso, desenvolvido e avaliado qualitativamente um protótipo de base infocomunicacional visual (dashboard visual) que para além do que para além do que já foi referido, consegue proporcionar a gestão dos produtos, clientes, staff e parceiros, aumentando assim o valor deste sector.

Ferramentas Web, Web 2.0 e software livre em EVT: estudo sobre a integração de ferramentas digitais no currículo da disciplina de educação visual e tecnológica

A utilização das TIC ocupam um lugar cada vez mais importante nas nossas escolas, marcado sobretudo pela evolução das tecnologias e pela utilização em contexto educativo de muitas ferramentas da Web 2.0. Esse facto é muito notório na disciplina de Educação Visual e Tecnológica, de carácter eminentemente prático, onde é permitido explorar várias ferramentas digitais para abordagem de conteúdos da disciplina e para a criação de produtos gráficos e plásticos. Com o aparecimento da Web 2.0 e a disponibilização de milhares de novas ferramentas digitais aos utilizadores da Internet, estimula-se um interesse cada vez maior na adoção de metodologias e estratégias com recurso a estes media e que suportem uma aprendizagem mais eficaz e motivadora para os alunos, articulando-se os suportes tradicionais de EVT com os novos media digitais. Neste contexto, o presente estudo é o resultado duma investigação-ação realizada no âmbito do Programa Doutoral em Multimédia em Educação da Universidade de Aveiro onde se implementou a integração de ferramentas da Web, Web 2.0 e Software Livre em contexto educativo na disciplina de EVT, na qual poderiam ser utilizadas tanto as técnicas tradicionais de realização mais usuais na disciplina como a integração e articulação com as ferramentas digitais, suportadas por software livre (e outros de utilização gratuita), a Web e a Web 2.0 para suporte ao ensino e aprendizagem dos diversos conteúdos e áreas de exploração da disciplina. Este estudo, desenhado em três ciclos, envolveu num primeiro momento a constituição de uma comunidade de prática de professores alargada, sendo criadas seis turmas de formação que reuniram um total de 112 professores que pretendiam integrar as ferramentas digitais em EVT. Para além da pesquisa, análise, seleção e catalogação destas 430 ferramentas digitais recenseadas, produziram-se 371 manuais de apoio à utilização das mesmas, sendo estes recursos disponibilizados no espaço do EVTdigital. Num segundo ciclo, decorrente da avaliação realizada, foi criada a distribuição EVTux para simplificar o acesso e utilização das ferramentas digitais em contexto de EVT. Finalmente, o terceiro ciclo, decorre da eliminação da disciplina de EVT do currículo do 2º ciclo do ensino básico e a sua substituição por duas novas disciplinas, tendo-se realizada a respetiva análise de conteúdo das metas curriculares e produzido a aplicação As ferramentas digitais do Mundo Visual, concebida para contextualizar e indexar as ferramentas digitais selecionadas para a nova disciplina de Educação Visual.Os resultados deste estudo apontam claramente para a possibilidade de integrar na disciplina de Educação Visual e Tecnológica (ou no presente momento, em Educação Visual) ferramentas digitais para abordagem aos conteúdos e áreas de exploração, bem como a possibilidade de se constituírem facilmente comunidades de prática (como foi o caso) que possam colaborar na catalogação destas ferramentas no contexto específico da disciplina e para a necessidade sentida pelos professores em obter informação e formação que os possa atualizar quanto à integração das TIC no currículo. Apresentam-se, ainda, as limitações deste estudo que passaram sobretudo pelo impacto negativo que a eliminação da disciplina provocou na motivação dos docentes e a sua consequente participação no decorrer de algumas fases do trabalho, e ainda da dificuldade de gestão de uma equipa de professores colaboradores tão numerosa e diversificada. Nesse sentido, são também apresentadas sugestões para estudos futuros.

Effects of unilateral visual deprivation on the developing avian brain

The effect of varying states of visual deprivation on the development of the optic lobes and cerebral hemispheres has been studied in the chick where the visual pathways are totally crossed over. Unilateral eye extirpation of the new hatched chick resulted in arrested development of the contralateral but not ipsilateral lobe, as measured by weight, protein content and acetylcholinesterase activity. Similar effects but of smaller magnitude were observed in the cerebral hemispheres. Histologic and enzymic evidence revealed the absence of significant degeneration in the optic lobe contralateral to an eye removed 17 days previously. These results were observed in the optic lobes of operated animals maintained either in light of in darkness between 3 and 17 days after hatch. However, in the inpaired cerebral hemispheres, differences could only be detected in birds kept the light. The effects of unilateral eyelid suturing on the development of chick brain regions were also examined. In this group, all asymmetrical differences observed within paired brain regions were totally light dependent and confined to the cerebral hemispheres. The hemisphere contralateral to the sutured eye weighed less and had less acetylcholinesterase activity than its paired hemisphere. The cerebral hemispheres of monocularly treated birds manifested effects of similar magnitude whether the treatment was enucleation or suturing. This suggests that the complete development of the associative centers in avian cerebral hemispheres is dependent on both intact innervation and on the information content of the visual input. © 1969.

O bibliotecário como mediador no processo de transferência da informação para pessoas com deficiência visual

MAIA, Maria Aniolly Queiroz et al. O bibliotecário como mediador no processo de transferência da informação para pessoas com deficiência visual. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE BIBLIOTECONOMIA, 24., DOCUMENTAÇÃO E CIÊNCIA DA INFORMAÇÃO, 2011, Maceió. Anais... Maceió: CBBD, 2011

RICH AND EFFICIENT VISUAL DATA REPRESENTATION

Increasing the size of training data in many computer vision tasks has shown to be very effective. Using large scale image datasets (e.g. ImageNet) with simple learning techniques (e.g. linear classifiers) one can achieve state-of-the-art performance in object recognition compared to sophisticated learning techniques on smaller image sets. Semantic search on visual data has become very popular. There are billions of images on the internet and the number is increasing every day. Dealing with large scale image sets is intense per se. They take a significant amount of memory that makes it impossible to process the images with complex algorithms on single CPU machines. Finding an efficient image representation can be a key to attack this problem. A representation being efficient is not enough for image understanding. It should be comprehensive and rich in carrying semantic information. In this proposal we develop an approach to computing binary codes that provide a rich and efficient image representation. We demonstrate several tasks in which binary features can be very effective. We show how binary features can speed up large scale image classification. We present learning techniques to learn the binary features from supervised image set (With different types of semantic supervision; class labels, textual descriptions). We propose several problems that are very important in finding and using efficient image representation.