Object-related activity revealed by functional magnetic resonance imaging in human occipital cortex.

The stages of integration leading from local feature analysis to object recognition were explored in human visual cortex by using the technique of functional magnetic resonance imaging. Here we report evidence for object-related activation. Such activation was located at the lateral-posterior aspect of the occipital lobe, just abutting the posterior aspect of the motion-sensitive area MT/V5, in a region termed the lateral occipital complex (LO). LO showed preferential activation to images of objects, compared to a wide range of texture patterns. This activation was not caused by a global difference in the Fourier spatial frequency content of objects versus texture images, since object images produced enhanced LO activation compared to textures matched in power spectra but randomized in phase. The preferential activation to objects also could not be explained by different patterns of eye movements: similar levels of activation were observed when subjects fixated on the objects and when they scanned the objects with their eyes. Additional manipulations such as spatial frequency filtering and a 4-fold change in visual size did not affect LO activation. These results suggest that the enhanced responses to objects were not a manifestation of low-level visual processing. A striking demonstration that activity in LO is uniquely correlated to object detectability was produced by the "Lincoln" illusion, in which blurring of objects digitized into large blocks paradoxically increases their recognizability. Such blurring led to significant enhancement of LO activation. Despite the preferential activation to objects, LO did not seem to be involved in the final, "semantic," stages of the recognition process. Thus, objects varying widely in their recognizability (e.g., famous faces, common objects, and unfamiliar three-dimensional abstract sculptures) activated it to a similar degree. These results are thus evidence for an intermediate link in the chain of processing stages leading to object recognition in human visual cortex.

Models and methods for the direct simulation of rough and micropatterned surfaces

Friction in hydrodynamic bearings are a major source of losses in car engines ([69]). The extreme loading conditions in those bearings lead to contact between the matching surfaces. In such conditions not only the overall geometry of the bearing is relevant, but also the small-scale topography of the surface determines the bearing performance. The possibility of shaping the surface of lubricated bearings down to the micrometer ([57]) opened the question of whether friction can be reduced by mean of micro-textures, with mixed results. This work focuses in the development of efficient numerical methods to solve thin film (lubrication) problems down to the roughness scale of measured surfaces. Due to the high velocities and the convergent-divergent geometries of hydrodynamic bearings, cavitation takes place. To treat cavitation in the lubrication problem the Elrod- Adams model is used, a mass-conserving model which has proven in careful numerical ([12]) and experimental ([119]) tests to be essential to obtain physically meaningful results. Another relevant aspect of the modeling is that the bearing inertial effects are considered, which is necessary to correctly simulate moving textures. As an application, the effects of micro-texturing the moving surface of the bearing were studied. Realistic values are assumed for the physical parameters defining the problems. Extensive fundamental studies were carried out in the hydrodynamic lubrication regime. Mesh-converged simulations considering the topography of real measured surfaces were also run, and the validity of the lubrication approximation was assessed for such rough surfaces.

Vacancy-induced magnetism in graphene and graphene ribbons

We address the electronic structure and magnetic properties of vacancies and voids both in graphene and graphene ribbons. By using a mean-field Hubbard model, we study the appearance of magnetic textures associated with removing a single atom (vacancy) and multiple adjacent atoms (voids) as well as the magnetic interactions between them. A simple set of rules, based on the Lieb theorem, link the atomic structure and the spatial arrangement of the defects to the emerging magnetic order. The total spin S of a given defect depends on its sublattice imbalance, but some defects with S=0 can still have local magnetic moments. The sublattice imbalance also determines whether the defects interact ferromagnetically or antiferromagnetically with one another and the range of these magnetic interactions is studied in some simple cases. We find that in semiconducting armchair ribbons and two-dimensional graphene without global sublattice imbalance, there is a maximum defect density above which local magnetization disappears. Interestingly, the electronic properties of semiconducting graphene ribbons with uncoupled local moments are very similar to those of diluted magnetic semiconductors, presenting giant Zeeman splitting.

Ordered porous nanomaterials: the merit of small

This paper will introduce the reader to some of the “classical” and “new” families of ordered porous materials which have arisen throughout the past decades and/or years. From what is perhaps the best-known family of zeolites, which even now to this day is under constant research, to the exciting new family of hierarchical porous materials, the number of strategies, structures, porous textures, and potential applications grows with every passing day. We will attempt to put these new families into perspective from a synthetic and applied point of view in order to give the reader as broad a perspective as possible into these exciting materials.

Dense carbon monoliths for supercapacitors with outstanding volumetric capacitances

A commercially available dense carbon monolith (CM) and four carbon monoliths obtained from it have been studied as electrochemical capacitor electrodes in a two-electrode cell. CM has: (i) very high density (1.17 g cm−3), (ii) high electrical conductivity (9.3 S cm−1), (iii) well-compacted and interconnected carbon spheres, (iv) homogeneous microporous structure and (v) apparent BET surface area of 957 m2g−1. It presents interesting electrochemical behaviors (e.g., excellent gravimetric capacitance and outstanding volumetric capacitance). The textural characteristics of CM (porosity and surface chemistry) have been modified by means of different treatments. The electrochemical performances of the starting and treated monoliths have been analyzed as a function of their porous textures and surface chemistry, both on gravimetric and volumetric basis. The monoliths present high specific and volumetric capacitances (292 F g−1 and 342 F cm−3), high energy densities (38 Wh kg−1 and 44 Wh L−1), and high power densities (176 W kg−1 and 183 W L−1). The specific and volumetric capacitances, especially the volumetric capacitance, are the highest ever reported for carbon monoliths. The high values are achieved due to a suitable combination of density, electrical conductivity, porosity and oxygen surface content.

Quantum anomalous Hall effect in graphene coupled to skyrmions

Skyrmions are topologically protected spin textures, characterized by a topological winding number N, that occur spontaneously in some magnetic materials. Recent experiments have demonstrated the capability to grow graphene on top Fe/Ir, a system that exhibits a two-dimensional skyrmion lattice. Here we show that a weak exchange coupling between the Dirac electrons in graphene and a two-dimensional skyrmion lattice withN = ±1 drives graphene into a quantum anomalous Hall phase, with a band gap in bulk, a Chern number C = 2N, and chiral edge states with perfect quantization of conductance G = 2N e2 h . Our findings imply that the topological properties of the skyrmion lattice can be imprinted in the Dirac electrons of graphene.

Structural evolution of the Lesser Himalayan fold-thrust belt of west central Nepal

The Lesser Himalayan fold-thrust belt on the south flank of the Jajarkot klippe in west central Nepal was mapped in detail between the Main Central thrust in the north and the Main Boundary thrust in the south. South of the Jajarkot klippe, the fold-thrust belt involves sandstone, shale and carbonate rocks that are unmetamorphosed in the foreland and increase in metamorphic grade with higher structural position to sub-greenschist facies towards the hinterland. The exposed stratigraphy is correlative with the Proterozoic Ranimata, Sangram, Galyang, Syangia Formations and Lakharpata Group of Western Nepal and overlain by the Paleozoic Tansen and Kali Gandaki Groups. Based on field mapping and cross-section construction, three distinct thrust sheets were identified separated by top-to-the-south thrust faults. From the foreland (south) to the hinterland (north), the first thrust sheet in the immediate hanging wall of the Main Boundary thrust defines an open syncline. The second thrust sheet contains a very broad synformal duplex, which is structurally stacked against the third thrust sheet containing a homoclinal panel of the oldest exposed Proterozoic stratigraphy. Outcrop scale folds throughout the study area are predominantly south vergent, open, and asymmetric reflecting the larger regional scale folding style, which corroborate the top-to-the-south deformation style seen in the faults of the region. Field techniques were complemented with microstructural and quartz crystallographic c-axis preferred orientation analyses using a petrographic microscope and a fabric analyzer, respectively. Microstructural analysis identified abundant strain-induced recrystallization textures and occasional occurrences of top-to-the-south shear-sense indicators primarily in the hinterland rocks in the immediate footwall of the Main Central Thrust. Top-to-the-south shearing is also supported by quartz crystallographic c-axis preferred orientations. Quartz recrystallization textures indicate an increase in deformation temperature towards the Main Central thrust. A line balance estimate indicates that approximately 15 km of crustal shortening was accommodated by folding and faulting in the fold-thrust belt south of the Jajarkot klippe. Additionally, estimations of shortening velocity suggest that the shortening velocity operating in this section of the fold-thrust belt between 23 to 14 Ma was slower than what is currently observed as a result of the ongoing deformation of the Sub-Himalayan fold-thrust belt.

Plus ça change...Le renouvellement de la tradition chez Régine Robin, Dany Laferrière et Ying Chen

Cette thèse analyse la manifestation de la tradition dans certains textes des écrivains migrants au Québec, nommément La Québécoite et L’Immense fatigue des pierres de Régine Robin, Comment faire l’amour avec un nègre sans se fatiguer, Cette grenade dans la main du jeune nègre est-elle une arme ou un fruit ?, Pays sans chapeau et L’Énigme du retour de Dany Laferrière et, enfin L’Ingratitude et Immobile de Ying Chen. Les références à des récits, à des croyances et à des pratiques collectives qui se trouvent dans ces textes signalent une transformation de la transmission de l’héritage culturel d’une génération à l’autre. Afin de parvenir à une meilleure compréhension des liens entre la mémoire collective et la communauté culturelle se définissant dans le présent, je me sers du travail de folkloristes comme Alan Dundes, Simon Bronner et Richard Handler de même que des théories sur la faculté de la tradition proposées par Paul Ricœur, Walter Benjamin et Pierre Nora. Dans la première partie de la thèse, j’étudie l’imaginaire populaire du XIXe siècle et son incorporation dans la littérature canadienne-française de l’époque. Ensuite, j’analyse la remise en question de la tradition – de même que le rôle sous-jacent qu’elle continue de jouer, lors de la Révolution tranquille. Par rapport à ces deux périodes précédentes, l’usage du folklore chez les auteurs migrants laisse présager une nouvelle opération de la tradition dans un contexte où plusieurs groupes culturels se rencontrent. Dans un contexte pluraliste, l’idée de la communauté culturelle est fabriquée en fonction de notre appartenance à plusieurs groupes. Je m’intéresse à comment les gens qui habitent ensemble formulent des liens au passé même dans une situation dans laquelle ils ne partagent pas les mêmes rapports à la mémoire collective. Explorant le renouvellement, qui peut sembler paradoxal, de la tradition, je forme l’hypothèse qu’il est possible pour un groupe de se définir en fonction de valeurs culturelles puisées dans un passé collectif qui s’adaptent constamment à la réalité actuelle.

Mineralogy and geochemistry of contrasting hydrothermal systems on the Arctic Mid Ocean Ridge (AMOR) : the Jan Mayen and Loki’s Castle vent fields

Tese de doutoramento, Ciências do Mar, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Biopacemaker acceleration without increased synchronization by chronic exposure to phorbol myristate acetate

L'activité électrique du coeur est initiée par la génération spontanée de potentiels d'action venant des cellules pacemaker du noeud sinusal (SN). Toute dysfonction au niveau de cette région entraîne une instabilité électrique du coeur. La majorité des patients souffrant d'un noeud sinusal déficient nécessitent l'implantation chirurgicale d'un pacemaker électronique; cependant, les limitations de cette approche incitent à la recherche d'une alternative thérapeutique. La base moléculaire des courants ioniques jouant un rôle crucial dans l'activité du noeud sinusal sont de plus en plus connues. Une composante importante de l'activité des cellules pacemakers semble être le canal HCN, responsable du courant pacemaker If. Le facteur T-box 3 (Tbx3), un facteur de transcription conservé durant le processus de l'évolution, est nécessaire au développement du système de conduction cardiaque. De précédentes études ont démontré que dans différentes lignées cellulaires le Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) active l'expression du gène codant Tbx3 via des réactions en cascade partant de la protéine kinase C (PKC). L'objectif principal de cette étude est de tester si le PMA peut augmenter la fréquence et la synchronisation de l'activité spontanée du pacemaker biologique en culture. Plus précisément, nous avons étudié les effets de l'exposition chronique au PMA sur l'expression du facteur de transcription Tbx3, sur HCN4 et l'activité spontanée chez des monocouches de culture de myocytes ventriculaires de rats néonataux (MVRN). Nos résultats démontrent que le PMA augmente significativement le facteur transcription de Tbx3 et l'expression ARNm de HCN4, favorisant ainsi l'augmentation du rythme et de la stabilité de l'activité autonome. De plus, une diminution significative de la vitesse de conduction a été relevée et est attribuée à la diminution du couplage intercellulaire. La diminution de la vitesse de conduction pourrait expliquer l'effet négatif du PMA sur la synchronisation de l'activité autonome du pacemaker biologique. Ces résultats ont été confirmés par un modèle mathématique multicellulaire suggérant que des fréquences et résistances intercellulaires plus élevée pourraient induire une activité plus stable et moins synchrone. Cette étude amène de nouvelles connaissances très importantes destinées à la production d'un pacemaker biologique efficient et robuste.

Investigating the thymopoiesis stimulating property of interleukin-21 in aging mice

La vaccination est largement utilisée pour la génération de lymphocytes T spécifiques contre les tumeurs. Malheureusement, cette stratégie n'est pas adaptée aux personnes âgées car leur thymus régresse avec l'âge conduisant ainsi à une baisse dans la production de cellules T et à l'accumulation de cellules immunitaires âgées ayant des défauts liés à leurs stimulations. Comme il a été démontré auparavant que L’IL-21 est capable d’induire des fonctions thymiques, nous avons émis l’hypothèse que l’injection d’IL-21 à des souris âgées stimulera la thymopoïèse. Nos résultats montrent que l’administration de l’IL-21 augmente le nombre absolu de thymocytes chez les souris âgées et augmente la migration de ces cellules vers la périphérie ou ils contribuent à la diversité du TCR. De plus les cellules T en périphérie expriment un niveau plus élevé de miR181-a, et par conséquent moins de phosphatase comme SHP2, DUSP5/6 qui inhibent le TCR. En vaccinant des souris âgées avec le peptide Trp2, les souris traitées avec l’IL-21 montrent un retard dans la croissance des cellules B16 tumorales. Cette étude montre que l’IL-21 pourrait être utilisé comme stratégie pour le rétablissement du systeme immunitaire chez les personnes âgées.

Dodecyltrimethylammonium chloride adsorption at the silica/water interface studied by Sum Frequency Generation

La génération des fréquences somme (SFG), une technique spectroscopique spécifique aux interfaces, a été utilisée pour caractériser les changements de la structure macromoléculaire du surfactant cationique chlorure de dodécyltriméthylammonium (DTAC) à l’interface silice/eau dans une plage de pH variant entre 3 et 11. Les conditions expérimentales ont été choisies pour imiter les conditions les plus communes trouvées pendant les opérations de récupération assistée du pétrole. Particulièrement, la silice a été étudiée, car elle est un des composantes des surfaces minérales des réservoirs de grès, et l’adsorption du surfactant a été étudiée avec une force ionique pertinente pour les fluides de la fracturation hydraulique. Les spectres SFG ont présenté des pics détectables avec une amplitude croissante dans la région des étirements des groupes méthylène et méthyle lorsque le pH est diminué jusqu’à 3 ou augmenté jusqu’à 11, ce qui suggère des changements de la structure des agrégats de surfactant à l’interface silice/eau à une concentration de DTAC au-delà de la concentration micellaire critique. De plus, des changements dans l’intensité SFG ont été observés pour le spectre de l’eau quand la concentration de DTAC augmente de 0,2 à 50 mM dans les conditions acide, neutre et alcaline. À pH 3, près du point de charge zéro de la surface de silice, l’excès de charge positive en raison de l’adsorption du surfactant cationique crée un champ électrostatique qui oriente les molécules d’eau à l’interface. À pH 7 et 11, ce qui sont des valeurs au-dessus du point de charge zéro de la surface de silice, le champ électrostatique négatif à l’interface silice/eau diminue par un ordre de grandeur avec l’adsorption du surfactant comme résultat de la compensation de la charge négative à la surface par la charge positive du DTAC. Les résultats SFG ont été corrélés avec des mesures de l’angle de contact et de la tension interfaciale à pH 3, 7 et 11.

Salir de casa para volver a casa : lectura de la genética autoficcional de Alejandro Zambra (2006-2011)

Ce travail est une analyse exhaustive des romans publiés par l’écrivain chilien Alejandro Zambra entre 2006 et 2011. Compte tenu de son appartenance à la génération postdictatoriale, on va se concentrer sur la reconstruction autofictionnelle de l’enfance, et sur la façon dont elle reproduit, questionne et renverse le récit dictatorial dominant qui relègue les enfants sur le plan des personnages secondaires. Pour identifier le développement du discours, on va s’appuyer sur des outils critiques de la génétique littéraire dont le concept central « d’avant-texte » nous permet de faire une lecture rétrospective de Bonsái et de La vida privada de los árboles comme des précurseurs idéologiques de Formas de volver a casa. En raison de la centralité jouée par l’espace dans ces romans, on va consacrer une grande partie du travail à la représentation spatiale et la manière dont l’espace configure la position des personnages à l’intérieur du schème narratif. C’est dans cette relation que l’on identifie la dichotomie spatiale élaborée dans les œuvres, car l’espace et la vie privée sont reliés à l’inertie et la résignation dans l’univers textuel, tandis que l’action et le questionnement appartiennent au domaine de l’espace et la vie publics. Lus l’un après l’autre, les romans témoignent du parcours suivi de l’écrivain, qui assimile le récit dictatorial en évitant la confrontation narrative au début, pour, par la suite, approcher le passé, l’histoire familiale et la dictature, dans un processus autofictionnel qui projette les différentes voies du retour chez soi.

Biochemical mechanisms involved in pulmonary hypo-alveolarization induced by peroxides contaminating parenteral nutrition in newborn guinea pig

La dysplasie broncho-pulmonaire (DBP), caractérisée par un défaut de l’alvéolarisation, est une complication pathologique associée à un stress oxydant chez le nouveau-né prématuré. La DBP est présente chez près de 50 % des nouveau-nés de moins de 29 semaines de gestation. La nutrition parentérale (NP) que ces nouveau-nés reçoivent pour cause d’immaturité gastro-intestinale est une source importante de stress oxydant. En effet, leur NP est contaminée par des peroxydes, dont l’ascorbylperoxyde qui est une forme peroxydée du déshydroascorbate. La génération des peroxydes est catalysée par la lumière ambiante. La photoprotection de la NP, quoique difficile d’application en clinique, est associée à une diminution de l’incidence de la DBP chez les enfants prématurés. Chez l’animal nouveau-né, la photoprotection de la NP est associée à un meilleur développement alvéolaire. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que l’ascorbylperoxide infusé avec la NP cause la perte d’alvéoles suite à une apoptose exagérée induite par l’oxydation du potentiel redox du glutathion. Cette oxydation du potentiel redox serait occasionnée par l’inhibition de la transformation hépatique de la méthionine en cystéine, menant à une diminution de la synthèse de glutathion au foie et dans les tissus tels que les poumons. La confirmation de cette hypothèse suggérera qu’un ajout de glutathion dans la NP permettra une meilleure détoxification de l’ascorbylperoxide par l’action de la glutathion peroxydase, et préviendra l’oxydation du potentiel redox et ainsi, la perte d'alvéoles par apoptose. Objectifs : Le but de mon projet de recherche est de comprendre les mécanismes biochimiques liant la NP et le développement de la DBP chez le nouveau-né prématuré et de proposer une alternative nutritionnelle prévenant le développement de cette complication fréquemment observée dans cette population. Les objectifs spécifiques sont : 1) d’évaluer l’impact, au poumon, de l’infusion de l’ascorbylperoxyde sur l’axe métabolique potentiel redox du glutathion - apoptose - le développement alvéolaire; 2) d’étudier l’impact de l’ascorbylperoxyde et du potentiel redox sur l’activité hépatique de la méthionine adénosyltransférase (MAT), première enzyme de la cascade métabolique transformant la méthionine en cystéine; et 3) de tenter de prévenir l’impact négatif de la NP ou de l’infusion d’ascorbylperoxyde sur le poumon en améliorant le statut en glutathion. Méthodes: Par un cathéter fixé dans la jugulaire, des cochons d’Inde de trois jours de vie (n = 8 par groupe) ont reçu en continu durant 4 jours une NP ou une solution de base (dextrose + NaCl) enrichie des différentes molécules à l’essai. Le premier objectif a été atteint en enrichissant la solution de base en ascorbylperoxyde à 0, 20, 60 et 180 μM. Ces solutions contenaient ou non 350 μM H2O2 pour se rapprocher des conditions cliniques. Le second objectif a été atteint en investiguant les mécanismes d’inhibition de la MAT dans des animaux infusés ou non avec des solutions contenant la solution de base, des peroxydes, du glutathion et la NP (dextrose + acides aminés + multivitamines + lipides). Le troisième objectif a été atteint en ajoutant ou non à une solution d’ascorbylperoxide ou à la NP 10 μM de glutathion (GSSG), afin d’obtenir une concentration plasmatique normale de glutathion. Après 4 jours, les poumons étaient prélevés et traités pour la détermination de GSH et GSSG par électrophorèse capillaire, le potentiel redox était calculé selon l'équation de Nernst et le niveau de caspase-3 actif (marqueur d’apoptose) par Western blot et l’index d’alvéolarisation quantifié par le nombre d’interceptes entre des structures histologiques et une droite calibrée. Les données étaient comparées par ANOVA, les effets étaient considérés comme significatifs si le p était inférieur à 0,05. Résultats: L’infusion de l’ascorbylperoxyde, indépendamment du H2O2, a induit une hypoalvéolarisation, une activation de la caspase-3 et une oxydation du potentiel redox de manière dose-dépendante. Ces effets ont été empêchés par l’ajout de GSSG à la NP ou à la solution d’ascorbylperoxyde (180 M). L’ascorbylperoxyde et le H2O2 ont inhibé l’activité de MAT tandis qu’elle était linéairement modulée par la valeur du potentiel redox hépatique. Conclusion : Nos résultats suggèrent que l’ascorbylperoxyde est l’agent actif de la NP conduisant au développement de la DBP. Ainsi la correction des bas niveaux de glutathion induits par les peroxydes de la NP favorise la détoxification des peroxydes et la correction du potentiel redox pulmonaire ; ce qui a protégé les poumons des effets délétères de la NP en outrepassant l’inhibition de la MAT hépatique. Nos résultats sont d'une grande importance car ils donnent de l'espoir pour une prévention possible de la DBP.

On the initiation of boudinage and folding instabilities in layered elasto-visco-plastic solids - Insights from natural microstructures and numerical simulations

The present understanding of the initiation of boudinage and folding structures is based on viscosity contrasts and stress exponents, considering an intrinsically unstable state of the layer. The criterion of localization is believed to be prescribed by geometry-material interactions, which are often encountered in natural structures. An alternative localization phenomenon has been established for ductile materials, in which instability emerges for critical material parameters and loading rates from homogeneous conditions. In this thesis, conditions are sought under which this type of instability prevails and whether localization in geological materials necessarily requires a trigger by geometric imperfections. The relevance of critical deformation conditions, material parameters and the spatial configuration of instabilities are discussed in a geological context. In order to analyze boudinage geometries, a numerical eigenmode analysis is introduced. This method allows determining natural frequencies and wavelengths of a structure and inducing perturbations on these frequencies. In the subsequent coupled thermo-mechanical simulations, using a grain size evolution and end-member flow laws, localization emerges when material softening through grain size sensitive viscous creep sets in. Pinch-and-swell structures evolve along slip lines through a positive feedback between the matrix response and material bifurcations inside the layer, independent from the mesh-discretization length scale. Since boudinage and folding are considered to express the same general instability, both structures should arise independently of the sign of the loading conditions and for identical material parameters. To this end, the link between material to energy instabilities is approached by means of bifurcation analyses of the field equations and finite element simulations of the coupled system of equations. Boudinage and folding structures develop at the same critical energy threshold, where dissipative work by temperature-sensitive creep overcomes the diffusive capacity of the layer. This finding provides basis for a unified theory for strain localization in layered ductile materials. The numerical simulations are compared to natural pinch-and-swell microstructures, tracing the adaption of grain sizes, textures and creep mechanisms in calcite veins. The switch from dislocation to diffusion creep relates to strain-rate weakening, which is induced by dissipated heat from grain size reduction, and marks the onset of continuous necking. The time-dependent sequence uncovers multiple steady states at different time intervals. Microstructurally and mechanically stable conditions are finally expressed in the pinch-and-swell end members. The major outcome of this study is that boudinage and folding can be described as the same coupled energy-mechanical bifurcation, or as one critical energy attractor. This finding allows the derivation of critical deformation conditions and fundamental material parameters directly from localized structures in the field.