Impact différentiel des types de modelage et des styles d’orientation des buts sur des indices cognitifs, affectifs et comportementaux liés à l’expérience d’apprentissage

Cette recherche expérimentale vise à étudier l’impact, à la fois, indépendant et interactif de deux types de modelage et de trois styles d’orientation des buts sur une série de résultantes (cognitives, affectives et comportementales) liées à l’expérience d’apprentissage. 275 participants à un programme de formation corporatif ont pris part à cette étude. Répartis aléatoirement dans deux conditions distinctes, les participants furent exposés soit à un modelage positif, soit à un modelage mixte. Les styles d’orientation des buts (maîtrise des apprentissages, performance, évitement) propres à chacun des participants ont été mesurés préalablement à l’expérimentation par l’entremise du Goal Orientation Scale développé VandeWalle (1997). Sur le plan cognitif, les résultats révèlent que les apprenants ayant une orientation d’évitement perçoivent comme étant plus utile le contenu de la formation, lorsqu’ils sont exposés à un modelage positif. Sur le plan affectif, les résultats révèlent que les apprenants ayant une orientation axée sur la performance ressentent un sentiment d’efficacité personnelle plus élevé suite à la formation lorsqu’ils sont exposés à un modelage positif. Sur le plan comportemental, les résultats indiquent que les apprenants ayant une orientation axée sur la maîtrise des apprentissages reproduisent plus fidèlement les comportements cibles sujets à la formation lorsqu’ils sont exposés à un modelage mixte. Les implications pratiques et théoriques pour les futures recherches utilisant le façonnement comportemental en contexte formatif sont discutées en guise de conclusion.

Observational learning of motor skills : Looking for optimal models

L’observation d’un modèle pratiquant une habileté motrice promeut l’apprentissage de l’habileté en question. Toutefois, peu de chercheurs se sont attardés à étudier les caractéristiques d’un bon modèle et à mettre en évidence les conditions d’observation pouvant optimiser l’apprentissage. Dans les trois études composant cette thèse, nous avons examiné les effets du niveau d’habileté du modèle, de la latéralité du modèle, du point de vue auquel l’observateur est placé, et du mode de présentation de l’information sur l’apprentissage d’une tâche de timing séquentielle composée de quatre segments. Dans la première expérience de la première étude, les participants observaient soit un novice, soit un expert, soit un novice et un expert. Les résultats des tests de rétention et de transfert ont révélé que l’observation d’un novice était moins bénéfique pour l’apprentissage que le fait d’observer un expert ou une combinaison des deux (condition mixte). Par ailleurs, il semblerait que l’observation combinée de modèles novice et expert induise un mouvement plus stable et une meilleure généralisation du timing relatif imposé comparativement aux deux autres conditions. Dans la seconde expérience, nous voulions déterminer si un certain type de performance chez un novice (très variable, avec ou sans amélioration de la performance) dans l’observation d’une condition mixte amenait un meilleur apprentissage de la tâche. Aucune différence significative n’a été observée entre les différents types de modèle novices employés dans l’observation de la condition mixte. Ces résultats suggèrent qu’une observation mixte fournit une représentation précise de ce qu’il faut faire (modèle expert) et que l’apprentissage est d’autant plus amélioré lorsque l’apprenant peut contraster cela avec la performance de modèles ayant moins de succès. Dans notre seconde étude, des participants droitiers devaient observer un modèle à la première ou à la troisième personne. L’observation d’un modèle utilisant la même main préférentielle que soi induit un meilleur apprentissage de la tâche que l’observation d’un modèle dont la dominance latérale est opposée à la sienne, et ce, quel que soit l’angle d’observation. Ce résultat suggère que le réseau d’observation de l’action (AON) est plus sensible à la latéralité du modèle qu’à l’angle de vue de l’observateur. Ainsi, le réseau d’observation de l’action semble lié à des régions sensorimotrices du cerveau qui simulent la programmation motrice comme si le mouvement observé était réalisé par sa propre main dominante. Pour finir, dans la troisième étude, nous nous sommes intéressés à déterminer si le mode de présentation (en direct ou en vidéo) influait sur l’apprentissage par observation et si cet effet est modulé par le point de vue de l’observateur (première ou troisième personne). Pour cela, les participants observaient soit un modèle en direct soit une présentation vidéo du modèle et ceci avec une vue soit à la première soit à la troisième personne. Nos résultats ont révélé que l’observation ne diffère pas significativement selon le type de présentation utilisée ou le point de vue auquel l’observateur est placé. Ces résultats sont contraires aux prédictions découlant des études d’imagerie cérébrale ayant montré une activation plus importante du cortex sensorimoteur lors d’une observation en direct comparée à une observation vidéo et de la première personne comparée à la troisième personne. Dans l’ensemble, nos résultats indiquent que le niveau d’habileté du modèle et sa latéralité sont des déterminants importants de l’apprentissage par observation alors que le point de vue de l’observateur et le moyen de présentation n’ont pas d’effets significatifs sur l’apprentissage d’une tâche motrice. De plus, nos résultats suggèrent que la plus grande activation du réseau d’observation de l’action révélée par les études en imagerie mentale durant l’observation d’une action n’induit pas nécessairement un meilleur apprentissage de la tâche.

Étude numérique des origines hémodynamiques des oscillations dans des réseaux de capillaires

En simulant l’écoulement du sang dans un réseau de capillaires (en l’absence de contrôle biologique), il est possible d’observer la présence d’oscillations de certains paramètres comme le débit volumique, la pression et l’hématocrite (volume des globules rouges par rapport au volume du sang total). Ce comportement semble être en concordance avec certaines expériences in vivo. Malgré cet accord, il faut se demander si les fluctuations observées lors des simulations de l’écoulement sont physiques, numériques ou un artefact de modèles irréalistes puisqu’il existe toujours des différences entre des modélisations et des expériences in vivo. Pour répondre à cette question de façon satisfaisante, nous étudierons et analyserons l’écoulement du sang ainsi que la nature des oscillations observées dans quelques réseaux de capillaires utilisant un modèle convectif et un modèle moyenné pour décrire les équations de conservation de masse des globules rouges. Ces modèles tiennent compte de deux effets rhéologiques importants : l’effet Fåhraeus-Lindqvist décrivant la viscosité apparente dans un vaisseau et l’effet de séparation de phase schématisant la distribution des globules rouges aux points de bifurcation. Pour décrire ce dernier effet, deux lois de séparation de phase (les lois de Pries et al. et de Fenton et al.) seront étudiées et comparées. Dans ce mémoire, nous présenterons une description du problème physiologique (rhéologie du sang). Nous montrerons les modèles mathématiques employés (moyenné et convectif) ainsi que les lois de séparation de phase (Pries et al. et Fenton et al.) accompagnés d’une analyse des schémas numériques implémentés. Pour le modèle moyenné, nous employons le schéma numérique explicite traditionnel d’Euler ainsi qu’un nouveau schéma implicite qui permet de résoudre ce problème d’une manière efficace. Ceci est fait en utilisant une méthode de Newton- Krylov avec gradient conjugué préconditionné et la méthode de GMRES pour les itérations intérieures ainsi qu’une méthode quasi-Newton (la méthode de Broyden). Cette méthode inclura le schéma implicite d’Euler et la méthode des trapèzes. Pour le schéma convectif, la méthode explicite de Kiani et al. sera implémentée ainsi qu’une nouvelle approche implicite. La stabilité des deux modèles sera également explorée. À l’aide de trois différentes topologies, nous comparerons les résultats de ces deux modèles mathématiques ainsi que les lois de séparation de phase afin de déterminer dans quelle mesure les oscillations observées peuvent être attribuables au choix des modèles mathématiques ou au choix des méthodes numériques.

La croissance maxillaire et mandibulaire et l’apnée du sommeil chez les enfants présentant une séquence de Pierre Robin

Introduction : La croissance maxillo-mandibulaire des enfants avec une séquence de Pierre Robin (SPR) est controversée dans la littérature. Certains auteurs croient que la croissance mandibulaire est accélérée après la naissance, mais peu se sont penchés sur la croissance du maxillaire supérieur. Cette étude rétrospective sur dossier vise à analyser la croissance maxillo-mandibulaire des enfants atteints de la SPR. Dans un deuxième temps, nous aurions aimé évaluer la sévérité et l’évolution de l’apnée du sommeil en lien avec la croissance des maxillaires, mais un manque de données a empêché l’atteinte de cet objectif. Matériel et méthode : Les dossiers médicaux et orthodontiques de 93 patients (82 volet apnée et 40 volet croissance) du CHU Ste-Justine avec une SPR isolée ont été révisés puis comparés au groupe contrôle composé d’enfants normaux de l’Université du Michigan. L’analyse statistique de modèle mixte pour mesures répétées de même que celle de Brunner-Langer furent effectuées. Résultats : L’évaluation orthodontique a montré un changement statistiquement significatif pour la relation molaire droite, la présence de chevauchement et de diastème au maxillaire et le surplomb vertical. L’analyse des données céphalométriques nous montre que le maxillaire supérieur, la branche montante et le corps de la mandibule sont tous réduits par rapport à la normale. Ce dernier montre une diminution significative avec l’âge (p = 0,03). L’angle gonial, le SNA, SNB, ANB, l’angle de convexité faciale et l’inclinaison de l’incisive supérieure par rapport à FH sont tous normaux. Par contre, on remarque une augmentation statistiquement significative de cette dernière avec l’âge (p = 0,04). L’angle Y est augmenté tandis que les hauteurs faciales supérieure (HFS) et inférieure (HFI) sont diminuées bien que cette dernière montre une tendance à s’approcher de la normale avec l’âge (p ≤ 0,001). Discussion : Les dimensions des maxillaires sont similaires à plusieurs études. En ce qui concerne la mandibule, la croissance est soit plus lente, soit diminuée. Cette observation est plus marquée lorsque l’on s’approche du pic de croissance puisque l’écart par rapport à la normale s’agrandit. On voit une tendance à la croissance hyperdivergente qui pourrait expliquer l’augmentation de la HFI avec l’âge. Le fait que SNA et SNB soient dans la normale pourrait s’expliquer par une diminution de la longueur de la base crânienne. Conclusion : Il n’y a pas de rattrapage de croissance maxillaire et mandibulaire. Les maxillaires restent micrognathes quoique proportionnels l’un envers l’autre et le profil est convexe tout au long de la croissance. La comparaison des données céphalométriques et des traitements orthodontiques avec ceux des patients présentant une fente palatine isolée devrait se faire sous peu. Nous n’avons pas été en mesure d’atteindre nos objectifs concernant l’apnée du sommeil. Une étude prospective serait à prévoir pour y arriver.

Inférence robuste à la présence des valeurs aberrantes dans les enquêtes

Cette thèse comporte trois articles dont un est publié et deux en préparation. Le sujet central de la thèse porte sur le traitement des valeurs aberrantes représentatives dans deux aspects importants des enquêtes que sont : l’estimation des petits domaines et l’imputation en présence de non-réponse partielle. En ce qui concerne les petits domaines, les estimateurs robustes dans le cadre des modèles au niveau des unités ont été étudiés. Sinha & Rao (2009) proposent une version robuste du meilleur prédicteur linéaire sans biais empirique pour la moyenne des petits domaines. Leur estimateur robuste est de type «plugin», et à la lumière des travaux de Chambers (1986), cet estimateur peut être biaisé dans certaines situations. Chambers et al. (2014) proposent un estimateur corrigé du biais. En outre, un estimateur de l’erreur quadratique moyenne a été associé à ces estimateurs ponctuels. Sinha & Rao (2009) proposent une procédure bootstrap paramétrique pour estimer l’erreur quadratique moyenne. Des méthodes analytiques sont proposées dans Chambers et al. (2014). Cependant, leur validité théorique n’a pas été établie et leurs performances empiriques ne sont pas pleinement satisfaisantes. Ici, nous examinons deux nouvelles approches pour obtenir une version robuste du meilleur prédicteur linéaire sans biais empirique : la première est fondée sur les travaux de Chambers (1986), et la deuxième est basée sur le concept de biais conditionnel comme mesure de l’influence d’une unité de la population. Ces deux classes d’estimateurs robustes des petits domaines incluent également un terme de correction pour le biais. Cependant, ils utilisent tous les deux l’information disponible dans tous les domaines contrairement à celui de Chambers et al. (2014) qui utilise uniquement l’information disponible dans le domaine d’intérêt. Dans certaines situations, un biais non négligeable est possible pour l’estimateur de Sinha & Rao (2009), alors que les estimateurs proposés exhibent un faible biais pour un choix approprié de la fonction d’influence et de la constante de robustesse. Les simulations Monte Carlo sont effectuées, et les comparaisons sont faites entre les estimateurs proposés et ceux de Sinha & Rao (2009) et de Chambers et al. (2014). Les résultats montrent que les estimateurs de Sinha & Rao (2009) et de Chambers et al. (2014) peuvent avoir un biais important, alors que les estimateurs proposés ont une meilleure performance en termes de biais et d’erreur quadratique moyenne. En outre, nous proposons une nouvelle procédure bootstrap pour l’estimation de l’erreur quadratique moyenne des estimateurs robustes des petits domaines. Contrairement aux procédures existantes, nous montrons formellement la validité asymptotique de la méthode bootstrap proposée. Par ailleurs, la méthode proposée est semi-paramétrique, c’est-à-dire, elle n’est pas assujettie à une hypothèse sur les distributions des erreurs ou des effets aléatoires. Ainsi, elle est particulièrement attrayante et plus largement applicable. Nous examinons les performances de notre procédure bootstrap avec les simulations Monte Carlo. Les résultats montrent que notre procédure performe bien et surtout performe mieux que tous les compétiteurs étudiés. Une application de la méthode proposée est illustrée en analysant les données réelles contenant des valeurs aberrantes de Battese, Harter & Fuller (1988). S’agissant de l’imputation en présence de non-réponse partielle, certaines formes d’imputation simple ont été étudiées. L’imputation par la régression déterministe entre les classes, qui inclut l’imputation par le ratio et l’imputation par la moyenne sont souvent utilisées dans les enquêtes. Ces méthodes d’imputation peuvent conduire à des estimateurs imputés biaisés si le modèle d’imputation ou le modèle de non-réponse n’est pas correctement spécifié. Des estimateurs doublement robustes ont été développés dans les années récentes. Ces estimateurs sont sans biais si l’un au moins des modèles d’imputation ou de non-réponse est bien spécifié. Cependant, en présence des valeurs aberrantes, les estimateurs imputés doublement robustes peuvent être très instables. En utilisant le concept de biais conditionnel, nous proposons une version robuste aux valeurs aberrantes de l’estimateur doublement robuste. Les résultats des études par simulations montrent que l’estimateur proposé performe bien pour un choix approprié de la constante de robustesse.

Évaluation des besoins d’informations des intervenants en protection de la jeunesse

Domaine en plein développement, le transfert des connaissances (TC) se définit, comme l’ensemble des activités, des mécanismes et des processus favorisant l’utilisation de connaissances pertinentes (tacites et empiriques) par un public cible tel que les intervenants psychosociaux. Cette recherche vise à améliorer l’efficacité des méthodes linéaires écrites de TC en identifiant mieux les besoins d’information des intervenants en protection de la jeunesse. Notons que les méthodes linéaires écrites de TC désignent des outils d’information écrits unidirectionnels tels que les revues, les publications, les sites Internet, etc. Le premier objectif est de déterminer les catégories de besoins exprimés par les intervenants, c’est-à-dire déterminer si les besoins rapportés par des intervenants se regroupent en types ou sortes de besoins. Le deuxième objectif est d’établir l’importance relative de chacune de ces catégories. Enfin, cette étude vise à déterminer si ces besoins diffèrent selon les caractéristiques des intervenants ou de l’environnement. Deux facteurs sont étudiés, l’expérience de l’intervenant et la direction pour laquelle celui-ci travaille (Direction des services milieu à l’enfance ou Direction des services milieu à l’adolescence et ressources). Un devis mixte séquentiel exploratoire a été développé. Lors de la première étape, une analyse thématique a été effectuée à partir des réponses à une question ouverte posée aux membres de trois équipes et à partir d’un document résumant les requêtes effectuées auprès de l’équipe de la bibliothèque du Centre jeunesse de Montréal. Les résultats permettent de répondre au premier objectif de ce mémoire. En effet, les analyses ont permis de créer un arbre thématique comprenant 42 éléments classés hiérarchiquement. Les besoins se regroupent en deux thèmes généraux, soit les besoins qui concernent les « opérations » (c’est-à-dire l’action de l’intervenant) et les besoins concernant les « systèmes » (c’est-à-dire les éléments sur lesquels peuvent porter l’intervention). Cette dernière catégorie se subdivise entre l’usager, ses environnements et le contexte culturel et sociétal. Lors de la deuxième étape, une analyse de la variance (ANOVA) et une analyse de variance multivariée (MANOVA) ont été effectuées à partir des réponses de 82 intervenants à un questionnaire en ligne structuré selon les catégories de besoins d’informations déterminées à l’étape qualitative précédente. Les résultats permettent de répondre au deuxième objectif de ce mémoire et de mesurer le degré de force ou d’importance de chacune des catégories de besoins, identifiées lors de la première étape, selon les intervenants eux-mêmes. Les besoins ont ainsi pu être classés par ordre décroissant d’importance. Il a été possible de définir un groupe de neuf besoins prioritaires (portant sur l’animation, les caractéristiques personnelles des usagers, les caractéristiques des parents et leurs relations avec l’enfant, ainsi que l’intervention interculturelle et les problématiques sociales) et un autre groupe de sept besoins moins élevés (portant sur les autres « opérations » et les services professionnels dont a bénéficié l’usager). L’interprétation de ces résultats indique que les besoins en TC des intervenants se limitent aux informations qui concernent directement leur mandat, leur pratique ou les problématiques rencontrées. Les résultats de cette étape ont également permis de répondre au troisième objectif de ce mémoire. En effet, les résultats indiquent que l’importance ressentie des besoins (sur une échelle de 1 à 7) ne diffère pas significativement selon la direction pour laquelle travaille l’intervenant, mais elle diffère significativement selon l’expérience de ce dernier (moins de 10 ans ou plus de 10 ans). Cette différence est discutée et plusieurs hypothèses explicatives sont envisagées telles que l’accumulation de connaissances liée à l’expérience ou les changements cognitifs liés à l’expertise. Enfin, dans la discussion, les résultats sont mis en contexte parmi les autres types de besoins existants et les autres caractéristiques des connaissances qui doivent être prises en considération. Cela permet de formuler des recommandations pour améliorer la production de documents écrits ainsi que pour poursuivre la recherche dans le domaine de l’évaluation des besoins de TC. Bien que présentant certaines limites méthodologiques, cette recherche ouvre la voie au développement de meilleurs outils d’évaluation des besoins et à l’amélioration des techniques de transfert linéaires écrites.

Multi-site time-trend analysis of soil fertility management effects on crop production in sub-Saharan West Africa

Soil fertility constraints to crop production have been recognized widely as a major obstacle to food security and agro-ecosystem sustainability in sub-Saharan West Africa. As such, they have led to a multitude of research projects and policy debates on how best they should be overcome. Conclusions, based on long-term multi-site experiments, are lacking with respect to a regional assessment of phosphorus and nitrogen fertilizer effects, surface mulched crop residues, and legume rotations on total dry matter of cereals in this region. A mixed model time-trend analysis was used to investigate the effects of four nitrogen and phosphorus rates, annually applied crop residue dry matter at 500 and 2000 kg ha^-1, and cereal-legume rotation versus continuous cereal cropping on the total dry matter of cereals and legumes. The multi-factorial experiment was conducted over four years at eight locations, with annual rainfall ranging from 510 to 1300 mm, in Niger, Burkina Faso, and Togo. With the exception of phosphorus, treatment effects on legume growth were marginal. At most locations, except for typical Sudanian sites with very low base saturation and high rainfall, phosphorus effects on cereal total dry matter were much lower with rock phosphate than with soluble phosphorus, unless the rock phosphate was combined with an annual seed-placement of 4 kg ha^-1 phosphorus. Across all other treatments, nitrogen effects were negligible at 500 mm annual rainfall but at 900 mm, the highest nitrogen rate led to total dry matter increases of up to 77% and, at 1300 mm, to 183%. Mulch-induced increases in cereal total dry matter were larger with lower base saturation, reaching 45% on typical acid sandy Sahelian soils. Legume rotation effects tended to increase over time but were strongly species-dependent.

Cambios observados en las variables clínicas y paraclínicas en las primeras 48 horas de hospitalización en la Unidad de Cuidados Intensivos de pacientes con neumonía severa adquirida en la comunidad y su relación con la mortalidad

El pronóstico de la Neumonía Adquirida en la Comunidad Severa (NAC-S) depende de decisiones terapéuticas instauradas tempranamente. Los cambios fisiológicos ocurridos en las primeras horas pueden ser difíciles de detectar. No existe ningún modelo para la determinación temprana del éxito de la terapia instaurada en NAC-S. Metodología: Descripción de la totalidad de los pacientes con NAC-S hospitalizados en la Unidad de Cuidado Intensivo de la Fundación Cardioinfantil entre los años 2008 y 2012 haciendo comparaciones entre grupos (muertos vs. supervivientes) y entre momentos (0, 24 y 48 horas desde el ingreso a la UCI) y realizando regresión logística binaria. Resultados: Entre los pacientes que fallecieron la necesidad de soporte vasoactivo fue mayor en todos los momentos evaluados (sig=0.001), en la línea de base tuvieron mayores requerimientos de la Fracción Inspirada de O2 (mediana 0.55% vs. 0.50%, sig=0.011), a las 24 horas tuvieron pH (mediana 7.345 vs.7.370, sig=0.025) y tensión arterial diastólica (mediana 58.5mmHg vs.61.0mmHg, sig =0.049) menores, y a las 48 horas glicemia (mediana 157mg/dL vs.142mg/dL, sig =0.026) creatinina (mediana 1.1mg/dL vs.0.7mg/dL, sig =0.062) y nitrógeno ureico (mediana 35mg/dL vs. 22mg/dL, sig =0.003) mayores comparados con los pacientes que sobrevivieron. Entre los pacientes supervivientes hubo una disminución de la frecuencia cardiaca entre las 0 y 24 horas (mediana 97lpm vs. 86lpm, sig =0.000) y entre las 0 y las 48 horas (mediana 97lpm vs. 81lpm, sig=0.000) y una disminución de los neutrófilos entre las 0 y las 48 horas (mediana 9838 vs. 8617, sig=0.062). Conclusiones: Nuestros hallazgos sugieren la existencia de una secuencia de fenómenos fisiopatológicos que al ser reconocida temprana y claramente permitiría establecer un plan de reanimación más especifico y eficaz. Estas diferencias se pueden plantear en el contexto de un modelo mixto predictivo

Use of Large Clear-Cuts by Wilson’s Warbler in an Eastern Canadian Boreal Forest

Wilson’s Warbler (Cardellina pusilla; WIWA) has been declining for several decades, possibly because of habitat loss. We compared occupancy of territorial males in two habitat types of Québec’s boreal forest, alder (Alnus spp.) scrubland and recent clear-cuts. Singing males occurred in clusters, their occupancy was similar in both habitats, but increased with the amount of alder or clear-cut within 400 m of point-count stations. A despotic distribution of males between habitats appeared unlikely, because there were no differences in morphology between males captured in clear-cuts vs. alder. Those results contrast with the prevailing view, mostly based on western populations, that WIWA are wetland or riparian specialists, and provide the first evidence for a preference for large tracts of habitat in this species. Clear-cuts in the boreal forest may benefit WIWA by supplying alternative nesting habitat. However, the role of clear-cuts as source or sink habitats needs to be addressed with data on reproduction.

Ecological and life-history traits predict bee species responses to environmental disturbances

The ability to predict the responses of ecological communities and individual species to human-induced environmental change remains a key issue for ecologists and conservation managers alike. Responses are often variable among species within groups making general predictions difficult. One option is to include ecological trait information that might help to disentangle patterns of response and also provide greater understanding of how particular traits link whole clades to their environment. Although this ‘‘trait-guild” approach has been used for single disturbances, the importance of particular traits on general responses to multiple disturbances has not been explored. We used a mixed model analysis of 19 data sets from throughout the world to test the effect of ecological and life-history traits on the responses of bee species to different types of anthropogenic environmental change. These changes included habitat loss, fragmentation, agricultural intensification, pesticides and fire. Individual traits significantly affected bee species responses to different disturbances and several traits were broadly predictive among multiple disturbances. The location of nests – above vs. below ground – significantly affected response to habitat loss, agricultural intensification, tillage regime (within agriculture) and fire. Species that nested above ground were on average more negatively affected by isolation from natural habitat and intensive agricultural land use than were species nesting below ground. In contrast below-ground-nesting species were more negatively affected by tilling than were above-ground nesters. The response of different nesting guilds to fire depended on the time since the burn. Social bee species were more strongly affected by isolation from natural habitat and pesticides than were solitary bee species. Surprisingly, body size did not consistently affect species responses, despite its importance in determining many aspects of individuals’ interaction with their environment. Although synergistic interactions among traits remain to be explored, individual traits can be useful in predicting and understanding responses of related species to global change.

Meta-analysis: a unifying meta-likelihood approach framing unobserved heterogeneity, study covariates, publication bias, and study quality

OBJECTIVES: This contribution provides a unifying concept for meta-analysis integrating the handling of unobserved heterogeneity, study covariates, publication bias and study quality. It is important to consider these issues simultaneously to avoid the occurrence of artifacts, and a method for doing so is suggested here. METHODS: The approach is based upon the meta-likelihood in combination with a general linear nonparametric mixed model, which lays the ground for all inferential conclusions suggested here. RESULTS: The concept is illustrated at hand of a meta-analysis investigating the relationship of hormone replacement therapy and breast cancer. The phenomenon of interest has been investigated in many studies for a considerable time and different results were reported. In 1992 a meta-analysis by Sillero-Arenas et al. concluded a small, but significant overall effect of 1.06 on the relative risk scale. Using the meta-likelihood approach it is demonstrated here that this meta-analysis is due to considerable unobserved heterogeneity. Furthermore, it is shown that new methods are available to model this heterogeneity successfully. It is argued further to include available study covariates to explain this heterogeneity in the meta-analysis at hand. CONCLUSIONS: The topic of HRT and breast cancer has again very recently become an issue of public debate, when results of a large trial investigating the health effects of hormone replacement therapy were published indicating an increased risk for breast cancer (risk ratio of 1.26). Using an adequate regression model in the previously published meta-analysis an adjusted estimate of effect of 1.14 can be given which is considerably higher than the one published in the meta-analysis of Sillero-Arenas et al. In summary, it is hoped that the method suggested here contributes further to a good meta-analytic practice in public health and clinical disciplines.

Evaluation of milk urea nitrogen as a diagnostic of protein feeding

An evaluation of milk urea nitrogen (MUN) as a diagnostic of protein feeding in dairy cows was performed using mean treatment data (n = 306) from 50 production trials conducted in Finland (n = 48) and Sweden (n = 2). Data were used to assess the effects of diet composition and certain animal characteristics on MUN and to derive relationships between MUN and the efficiency of N utilization for milk production and urinary N excretion. Relationships were developed using regression analysis based on either models of fixed factors or using mixed models that account for between-experiment variations. Dietary crude protein (CP) content was the best single predictor of MUN and accounted for proportionately 0.778 of total variance [ MUN (mg/dL) = -14.2 + 0.17 x dietary CP content (g/kg dry matter)]. The proportion of variation explained by this relationship increased to 0.952 when a mixed model including the random effects of study was used, but both the intercept and slope remained unchanged. Use of rumen degradable CP concentration in excess of predicted requirements, or the ratio of dietary CP to metabolizable energy as single predictors, did not explain more of the variation in MUN (R-2 = 0.767 or 0.778, respectively) than dietary CP content. Inclusion of other dietary factors with dietary CP content in bivariate models resulted in only marginally better predictions of MUN (R-2 = 0.785 to 0.804). Closer relationships existed between MUN and dietary factors when nutrients (CP to metabolizable energy) were expressed as concentrations in the diet, rather than absolute intakes. Furthermore, both MUN and MUN secretion (g/d) provided more accurate predictions of urinary N excretion (R-2 = 0.787 and 0.835, respectively) than measurements of the efficiency of N utilization for milk production (R-2 = 0.769). It is concluded that dietary CP content is the most important nutritional factor influencing MUN, and that measurements of MUN can be utilized as a diagnostic of protein feeding in the dairy cow and used to predict urinary N excretion.

Meta-analysis of relationships between enteric methane yield and milk fatty acid profile in dairy cattle

Various studies have indicated a relationship between enteric methane (CH4) production and milk fatty acid (FA) profiles of dairy cattle. However, the number of studies investigating such a relationship is limited and the direct relationships reported are mainly obtained by variation in CH4 production and milk FA concentration induced by dietary lipid supplements. The aim of this study was to perform a meta-analysis to quantify relationships between CH4 yield (per unit of feed and unit of milk) and milk FA profile in dairy cattle and to develop equations to predict CH4 yield based on milk FA profile of cows fed a wide variety of diets. Data from 8 experiments encompassing 30 different dietary treatments and 146 observations were included. Yield of CH4 measured in these experiments was 21.5 ± 2.46 g/kg of dry matter intake (DMI) and 13.9 ± 2.30 g/ kg of fat- and protein-corrected milk (FPCM). Correlation coefficients were chosen as effect size of the relationship between CH4 yield and individual milk FA concentration (g/100 g of FA). Average true correlation coefficients were estimated by a random-effects model. Milk FA concentrations of C6:0, C8:0, C10:0, C16:0, and C16:0-iso were significantly or tended to be positively related to CH4 yield per unit of feed. Concentrations of trans-6+7+8+9 C18:1, trans-10+11 C18:1, cis- 11 C18:1, cis-12 C18:1, cis-13 C18:1, trans-16+cis-14 C18:1, and cis-9,12 C18:2 in milk fat were significantly or tended to be negatively related to CH4 yield per unit of feed. Milk FA concentrations of C10:0, C12:0, C14:0-iso, C14:0, cis-9 C14:1, C15:0, and C16:0 were significantly or tended to be positively related to CH4 yield per unit of milk. Concentrations of C4:0, C18:0, trans-10+11 C18:1, cis-9 C18:1, cis-11 C18:1, and cis- 9,12 C18:2 in milk fat were significantly or tended to be negatively related to CH4 yield per unit of milk. Mixed model multiple regression and a stepwise selection procedure of milk FA based on the Bayesian information criterion to predict CH4 yield with milk FA as input (g/100 g of FA) resulted in the following prediction equations: CH4 (g/kg of DMI) = 23.39 + 9.74 × C16:0- iso – 1.06 × trans-10+11 C18:1 – 1.75 × cis-9,12 C18:2 (R2 = 0.54), and CH4 (g/kg of FPCM) = 21.13 – 1.38 × C4:0 + 8.53 × C16:0-iso – 0.22 × cis-9 C18:1 – 0.59 × trans-10+11 C18:1 (R2 = 0.47). This indicated that milk FA profile has a moderate potential for predicting CH4 yield per unit of feed and a slightly lower potential for predicting CH4 yield per unit of milk. Key words: methane , milk fatty acid profile , metaanalysis , dairy cattle

Performance of balanced two-stage empirical predictors of realized cluster latent values from finite populations: A simulation study

Predictors of random effects are usually based on the popular mixed effects (ME) model developed under the assumption that the sample is obtained from a conceptual infinite population; such predictors are employed even when the actual population is finite. Two alternatives that incorporate the finite nature of the population are obtained from the superpopulation model proposed by Scott and Smith (1969. Estimation in multi-stage surveys. J. Amer. Statist. Assoc. 64, 830-840) or from the finite population mixed model recently proposed by Stanek and Singer (2004. Predicting random effects from finite population clustered samples with response error. J. Amer. Statist. Assoc. 99, 1119-1130). Predictors derived under the latter model with the additional assumptions that all variance components are known and that within-cluster variances are equal have smaller mean squared error (MSE) than the competitors based on either the ME or Scott and Smith`s models. As population variances are rarely known, we propose method of moment estimators to obtain empirical predictors and conduct a simulation study to evaluate their performance. The results suggest that the finite population mixed model empirical predictor is more stable than its competitors since, in terms of MSE, it is either the best or the second best and when second best, its performance lies within acceptable limits. When both cluster and unit intra-class correlation coefficients are very high (e.g., 0.95 or more), the performance of the empirical predictors derived under the three models is similar. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Novel Statistical Methods in Quantitative Genetics : Modeling Genetic Variance for Quantitative Trait Loci Mapping and Genomic Evaluation

This thesis develops and evaluates statistical methods for different types of genetic analyses, including quantitative trait loci (QTL) analysis, genome-wide association study (GWAS), and genomic evaluation. The main contribution of the thesis is to provide novel insights in modeling genetic variance, especially via random effects models. In variance component QTL analysis, a full likelihood model accounting for uncertainty in the identity-by-descent (IBD) matrix was developed. It was found to be able to correctly adjust the bias in genetic variance component estimation and gain power in QTL mapping in terms of precision.  Double hierarchical generalized linear models, and a non-iterative simplified version, were implemented and applied to fit data of an entire genome. These whole genome models were shown to have good performance in both QTL mapping and genomic prediction. A re-analysis of a publicly available GWAS data set identified significant loci in Arabidopsis that control phenotypic variance instead of mean, which validated the idea of variance-controlling genes.  The works in the thesis are accompanied by R packages available online, including a general statistical tool for fitting random effects models (hglm), an efficient generalized ridge regression for high-dimensional data (bigRR), a double-layer mixed model for genomic data analysis (iQTL), a stochastic IBD matrix calculator (MCIBD), a computational interface for QTL mapping (qtl.outbred), and a GWAS analysis tool for mapping variance-controlling loci (vGWAS).