Explorer le cerveau avec l'imagerie du connectome.

Objectifs: comprendre que les connections cérébrales forment un réseau structurel complexe de grande taille, comprendre que l'organisation architecturale de ce réseau définit les propriétés fonctionnelles de ce dernier, comprendre qu'il y a une interdépendance intime entre la structure et la fonction , le métabolisme, comprendre que le réseau change au cours du développement ou lors de lésions ou maladie cérébrale. Messages à retenir: le cerveau est un réseau neuronal complexe qui peut être mesurer avec l'IRM, la connectivité cérébrale est inhomogène, la connectivité structurelle détermine largement la fonction cérébrale, les réseau neuronaux se modifient au cours de la vie et dans certaines maladies cérébrales. Résumé: La "connectomique" est un domaine émergeant et prometteur des neurosciences qui utilise l'IRM de diffusion en combinaison avec des traitements algorithmiques avancés afin de mesurer les trajectoires de faisceaux de fibres et la connectivité cérébrale permettant d'étudier l'organisation de la structure du réseau neuronal cérébral dans son ensemble. Lors de ce cours nous reverrons les méthodes rendant cette cartographie possible et exposerons les techniques d'analyse utilisées pour obtenir de nouvelles informations sur l'architecture cérébrale. Nous reverrons également un certains nombre d'exemple d'applications où la connectomique offre une nouvelle manière d'analyser et de comprendre le fonctionnement du cerveau normal ou malade.

Tractographie de la matière blanche orientée par a priori anatomiques et microstructurels = White matter tractography guided by anatomical and microstructural priors

Résumé : L'imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion est une modalité unique sensible aux mouvements microscopiques des molécules d'eau dans les tissus biologiques. Il est possible d'utiliser les caractéristiques de ce mouvement pour inférer la structure macroscopique des faisceaux de la matière blanche du cerveau. La technique, appelée tractographie, est devenue l'outil de choix pour étudier cette structure de façon non invasive. Par exemple, la tractographie est utilisée en planification neurochirurgicale et pour le suivi du développement de maladies neurodégénératives. Dans cette thèse, nous exposons certains des biais introduits lors de reconstructions par tractographie, et des méthodes sont proposées pour les réduire. D'abord, nous utilisons des connaissances anatomiques a priori pour orienter la reconstruction. Ainsi, nous montrons que l'information anatomique sur la nature des tissus permet d'estimer des faisceaux anatomiquement plausibles et de réduire les biais dans l'estimation de structures complexes de la matière blanche. Ensuite, nous utilisons des connaissances microstructurelles a priori dans la reconstruction, afin de permettre à la tractographie de suivre le mouvement des molécules d'eau non seulement le long des faisceaux, mais aussi dans des milieux microstructurels spécifiques. La tractographie peut ainsi distinguer différents faisceaux, réduire les erreurs de reconstruction et permettre l'étude de la microstructure le long de la matière blanche. Somme toute, nous montrons que l'utilisation de connaissances anatomiques et microstructurelles a priori, en tractographie, augmente l'exactitude des reconstructions de la matière blanche du cerveau.

Intégration des villes par les réseaux des firmes multinationales: le cas du secteur agroalimentaire en Méditerranée

Face aux questions urgentes de marginalisation des villes méditerranéennes, nous nous interrogeons sur les modalités de l'intégration économique des territoires méditerranéens par les firmes multinationales, et sur la manière d'envisager leurs développements dans un contexte économique néo-libéral où le développement passe avant tout par l'investissement privé. Les firmes multinationales, grâce à leur organisation en réseaux à l'échelle de la planète, participent à ces processus d'intégration et se voient confier un rôle fondamental dans les politiques publiques d'intégration des territoires. Par une approche multi-échelles et multi-niveaux, nous avons observé l'intégration des villes par les réseaux de firmes multinationales en approfondissant en particulier les villes des pays du sud de la Méditerranée par les firmes multinationales du secteur agroalimentaire. Au niveau micro, nous avons analysé les stratégies des firmes multinationales selon une approche structurelle de leurs réseaux d'organisation financière, qui combine une approche élaborée par les gestionnaires selon le degré d'intégration internationale des activités au sein des groupes, avec l'analyse quantitative des réseaux sociaux. Au niveau macro, afin d'étudier le réseau de villes, nous avons effectué une agrégation de ces stratégies micro d'entreprises par agglomérations urbaines représentant des villes comparables. Nous avons confronté ces résultats à des études monographiques afin de souligner les processus locaux d'intégration des territoires par les firmes multinationales. D'après nos résultats, nous pouvons suggérer que les processus de métropolisation du système de villes sont le résultat à la fois d'attractivités internationales multiples, et de logiques sectorielles cumulées, conformément à la théorie des économies d'agglomération. La forte différenciation des modes de gouvernance des réseaux d'entreprises au niveau micro et la faible différenciation des réseaux de villes par ces mêmes firmes au niveau macro, nous a donc conduit à penser que les différences de mode de gouvernance observées au niveau micro des firmes multinationales vont se traduire par une différenciation au niveau de la mise en réseau des firmes à l'échelle intra-urbaine. Cette mise en réseau à l'échelle intra-urbaine est déterminante puisque nous avons observé que la connectivité intra-urbaine est fortement corrélée au pouvoir relatif de la ville sur les autres villes. Ceci peut s'expliquer par le fait que les villes qui ont des fonctions de siège ont besoin de s'appuyer sur un ensemble de services dans la ville, donc de fortes économies d'urbanisation. Nous avons observé que les villes méditerranéennes appartiennent à la région européenne mais la dissysmétrie des relations entre le nord et le sud témoignent de processus de périphérisation liées aux structures internationales des accords bilatéraux entre l'union européenne et les pays du sud de la Méditerranée. Cependant, nous avons pu vérifier au niveau local que la firme participe à des processus de développement plus larges à l'échelle du pays en participant à la restructuration des filières locales. Parce qu'elles appliquent le même modèle d'implantation où qu'elles soient, ce sont les acteurs institutionnels qui jouent un rôle déterminant dans les processus de développement en protégeant les filières locales, en réglementant les marchés nationaux, et en soutenant au niveau local les acteurs de la filière. Ces observations appliquées au cadre euro-méditerranéen suggèrent qu'il faudrait soutenir davantage les structures internationales pour accroître la compétitivité des territoires méditerranéens, et ce à tous les niveaux : renforcer les partenariats régionaux sud-sud pour l'émergence d'une région sud-méditerranéenne plus intégrée, et soutenir et réglementer davantage les filières locales avec une attention particulière accordée aux processus intra-urbains.

Une vue globale du secteur ambulatoire: étude structurelle et fonctionnelle dans les cantons de Vaud et Fribourg. [A general view of the ambulatory care sector: Structural and functional study in the cantons of Vaud and Fribourg].

The project "Quantification and qualification of ambulatory health care", financed by the Swiss National Science Foundation and covering the Cantons of Vaud and Fribourg, has two main goals: --a structural study of the elements of the ambulatory care sector. This is done through inventories of the professions concerned (physicians, public health nurses, physiotherapists, pharmacists, medical laboratories), allowing to better characterize the "offer". This inventory work includes the collect and analysis of existing statistical data as well as surveys, by questionnaires sent (from September 1980) to the different professions and by interviews. --a functional study, inspired from the US National Ambulatory Medical Care Survey and from similar studies elsewhere, in order to investigate the modes of practice of various providers, with particular regard to interprofessional collaboration (through studying referrals from the ones to the others). The first months of the project have been used for a methodological research in this regard, centered on the use of systems analysis, and for the elaboration of adequate instruments.

Modélisation des prix de quatre types d’occasion : une approche structurelle autorégressive.

Rapport de recherche

Utilisation du concept de connectivité en hydrologie : définitions, approches expérimentales et éléments de modélisation

Alors que certains mécanismes pourtant jugés cruciaux pour la transformation de la pluie en débit restent peu ou mal compris, le concept de connectivité hydrologique a récemment été proposé pour expliquer pourquoi certains processus sont déclenchés de manière épisodique en fonction des caractéristiques des événements de pluie et de la teneur en eau des sols avant l’événement. L’adoption de ce nouveau concept en hydrologie reste cependant difficile puisqu’il n’y a pas de consensus sur la définition de la connectivité, sa mesure, son intégration dans les modèles hydrologiques et son comportement lors des transferts d’échelles spatiales et temporelles. Le but de ce travail doctoral est donc de préciser la définition, la mesure, l’agrégation et la prédiction des processus liés à la connectivité hydrologique en s’attardant aux questions suivantes : 1) Quel cadre méthodologique adopter pour une étude sur la connectivité hydrologique ?, 2) Comment évaluer le degré de connectivité hydrologique des bassins versants à partir de données de terrain ?, et 3) Dans quelle mesure nos connaissances sur la connectivité hydrologique doivent-elles conduire à la modification des postulats de modélisation hydrologique ? Trois approches d’étude sont différenciées, soit i) une approche de type « boite noire », basée uniquement sur l’exploitation des données de pluie et de débits sans examiner le fonctionnement interne du bassin versant ; ii) une approche de type « boite grise » reposant sur l’étude de données géochimiques ponctuelles illustrant la dynamique interne du bassin versant ; et iii) une approche de type « boite blanche » axée sur l’analyse de patrons spatiaux exhaustifs de la topographie de surface, la topographie de subsurface et l’humidité du sol. Ces trois approches sont ensuite validées expérimentalement dans le bassin versant de l’Hermine (Basses Laurentides, Québec). Quatre types de réponses hydrologiques sont distingués en fonction de leur magnitude et de leur synchronisme, sachant que leur présence relative dépend des conditions antécédentes. Les forts débits enregistrés à l’exutoire du bassin versant sont associés à une contribution accrue de certaines sources de ruissellement, ce qui témoigne d’un lien hydraulique accru et donc d’un fort degré de connectivité hydrologique entre les sources concernées et le cours d’eau. Les aires saturées couvrant des superficies supérieures à 0,85 ha sont jugées critiques pour la genèse de forts débits de crue. La preuve est aussi faite que les propriétés statistiques des patrons d’humidité du sol en milieu forestier tempéré humide sont nettement différentes de celles observées en milieu de prairie tempéré sec, d’où la nécessité d’utiliser des méthodes de calcul différentes pour dériver des métriques spatiales de connectivité dans les deux types de milieux. Enfin, la double existence de sources contributives « linéaires » et « non linéaires » est mise en évidence à l’Hermine. Ces résultats suggèrent la révision de concepts qui sous-tendent l’élaboration et l’exécution des modèles hydrologiques. L’originalité de cette thèse est le fait même de son sujet. En effet, les objectifs de recherche poursuivis sont conformes à la théorie hydrologique renouvelée qui prône l’arrêt des études de particularismes de petite échelle au profit de l’examen des propriétés émergentes des bassins versants telles que la connectivité hydrologique. La contribution majeure de cette thèse consiste ainsi en la proposition d’une définition unifiée de la connectivité, d’un cadre méthodologique, d’approches de mesure sur le terrain, d’outils techniques et de pistes de solution pour la modélisation des systèmes hydrologiques.

Les relations d’accords : proposition pour un système d’organisation harmonique structurelle au sein d’un discours non-tonal

La version intégrale de cette thèse est disponible uniquement pour consultation individuelle à la Bibliothèque de musique de l’Université de Montréal (http://www.bib.umontreal.ca/MU).

Banquet festif et banquet macabre : analyse narrative et structurelle d’Ap 19

À cause de son langage symbolique et de l’absence d’une trame narrative bien dessinée, l’Apocalypse de Jean constitue un gros défi pour l’exégèse, d’autant plus que ce livre réutilise un important matériel vétérotestamentaire mais sans jamais faire de citations explicites. La présente recherche se propose de traiter le chapitre 19 comme une unité littéraire significative à l’intérieur de ce livre complexe, même s’il ne montre ni un récit suivi ni une parfaite cohérence sur le plan narratif, présentant même des discordances avec d’autres parties du livre. Par contre, sur le plan théologique, un discours cohérent et significatif s’en dégage lorsqu’on joint à l’analyse narrative une analyse structurelle. La combinaison de ces deux méthodes synchroniques permet d’exposer des parallélismes frappants et de décrire une intrigue qui traite de l’accomplissement inéluctable de la justice divine, symbolisée par le contraste entre deux grands banquets, l’un festif et l’autre macabre. Enfin, cette recherche préserve le caractère évocateur des symboles et préconise une lecture ironique pour certains passages.

Connectivité hydrologique et signature géochimique à l'échelle événementielle dans un bassin versant forestier

Dans un bassin versant, la connectivité hydrologique constitue un état hydrologique qui lie le versant à la zone riveraine. Ses impacts sur la production du débit et le transfert des éléments dissous vers le cours d’eau sont présumés substantiels. L’étude vise à 1) détecter les hydrotopes et les connexions hydrologiques à l’aide d’un réseau de puits qui permet la mesure des fluctuations de la nappe phréatique (NP); 2) identifier la variabilité spatio-temporelle et la signature géochimique des sources potentielles en eau à l’aide des éléments majeurs et traces et 3) examiner la contribution spatio-temporelle respective des sources en eau du bassin lors d’un événement de précipitation. L’étude s’effectue dans un bassin versant forestier du Bouclier canadien (l’Hermine). Nous démontrons l’existence de quatre hydrotopes représentant un gradient de convergence de l’eau, soulignant la diversité de comportement de NP. Les connexions hydrologiques se caractérisent par des coefficients de Spearman élevés des relations entre la profondeur de la NP et le débit, dans leur partie en aval, et s’enclenchent par le fill and spill. Le comportement de NP est influencé par la distance aux limites du bassin, l’horizonation du sol et la topographie souterraine. En somme, trois sources en eau se connectent à partir du versant vers la zone riveraine durant l’événement pluvial de manière chronologique: 1) les horizons B et la NP de l’ensemble du bassin (Sr); 2) les horizons LFH des zones de convergence (Ba et Zn) et 3) une dépression de sol humide sur le versant nord (Co et Mn).

Étude de la réorganisation fonctionnelle des aires cérébrales de réception des afférences auditives chez les personnes ayant une atteinte structurelle

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Stabilité instrumentale en neuro imagerie fonctionnelle et structurelle

Dans ce mémoire, nous décrivons le travail effectué pour étendre nos connaissances sur les sources d’instabilité instrumentales en imagerie de résonance magnétique, en particulier dans le domaine anatomique par une étude où cinq adultes ont été scannés quatre fois dans la même plate-forme IRM, deux fois avant et deux fois après une mise à niveau importante d’un scanner 3T de Siemens. Les volumes de l’hippocampe droit et gauche de chaque sujet ont été mesurés avec une segmentation manuelle. Nous avons analysé la fiabilité test-retest avant et après la mise à niveau du système d’IRM. Dans le domaine fonctionnel, cinq adultes ont été scannés quatre fois dans la même plate forme IRM deux fois avant et deux fois après la même mise à niveau du scanneur. Les acquisitions du signal BOLD sont faites dans deux différentes résolutions spatiales (2x2x2mm et 4x4x4mm) pour évaluer la sensibilité du signal BOLD sous conditions de haute et basse SNR. Une dernière étude fonctionnelle sur fantôme avait pour but d’étudier la stabilité de la machine pour les images fonctionnelles et détecter les sources de bruit de type machine. La séquence EPI (Echo Planar Imaging) d’écho de gradient à deux dimensions a été utilisée. Des analyses comme le pourcentage des fluctuations et l’analyse de Fourier des résidus ont également été réalisées. Nous résultats indiquent que les différences dans le matériel provenant d’une importante mise à niveau ne peuvent pas compromettre la validité des études structurelles et fonctionnelles faites à travers la mise à niveau du scanneur. Les acquisitions quotidiennes ont permis de suivre l’évolution de la stabilité et de détecter toute source de bruit qui peut détériorer la détection des activations dans les images fonctionnelles.

Les juristes et la gouverne politique au Québec et au Canada Essai d'interprétation d'une surreprésentation structurelle et persistante

"Il est une question centrale que la science politique au Canada a quelque peu délaissée : qui gouverne? Ainsi, les nombreux analystes du pouvoir judiciaire, dont plusieurs n’ont pas manqué depuis 1982 de critiquer l’accroissement de son influence dans la gouverne démocratique du pays, n’ont pas vraiment cherché à enquêter sur l’emprise des juristes sur la politique au-delà des juges. La présente étude tente de combler cette lacune en livrant, d’une part, les résultats d’une enquête empirique sur la présence des juristes au sein des assemblées élues fédérale et québécoise, ainsi que dans leurs exécutifs respectifs, de 1984 à 2006 ; et d’autre part, en fournissant un jeu d’hypothèses et d’interprétations en vue de comprendre les facteurs à l’origine de la surreprésentation structurelle et persistante des juristes dans la classe politique canadienne et québécoise. Plusieurs auteurs, dont John Porter, Guy Bouthillier, Jean-Charles Falardeau et Yoland Sénécal, avaient déjà étudié le phénomène et avancé des éléments d’explication de cette surreprésentation, historiquement plus marquée parmi les parlementaires et les ministres québécois des deux capitales. La présente étude montre que la baisse tendancielle de la surreprésentation des juristes dans les assemblées élues, observée à partir des années 1960, s’est poursuivie au-delà de 1984 ­ dans le cas de la Chambre des communes ­, alors qu’elle s’est arrêtée à l’Assemblée nationale et que les juristes ont continué à être surreprésentés au sein de l’exécutif, dans une proportion plus forte encore que dans la chambre élue. La surreprésentation des juristes est plus prononcée chez certains partis (les partis libéraux fédéral et québécois) et tout indique que les candidats juristes aux élections fédérales connaissent un taux d’élection élevé, en particulier chez les deux grands partis gouvernementaux. En comparaison avec les États-Unis, le cas canadien présente des particularismes dont on ne peut rendre compte en se référant aux seules théories générales de Tocqueville et de Weber sur la « prédisposition » à gouverner des juristes en démocratie. Certains facteurs plus spécifiques semblent aussi jouer, tels que le régime fédéral et le système de partis canadien, les avantages « concurrentiels » dont jouissent les avocats par rapport à d’autres professions, la culture politique au Québec et le rôle anthropologique des juristes, dont la parole au Québec vaudrait celle d’un clerc laïque."

Étude structure/fonction des cotransporteurs Na+/glucose

Cette thèse porte sur l’étude de la relation entre la structure et la fonction chez les cotransporteurs Na+/glucose (SGLTs). Les SGLTs sont des protéines membranaires qui se servent du gradient électrochimique transmembranaire du Na+ afin d’accumuler leurs substrats dans la cellule. Une mise en contexte présentera d’abord un bref résumé des connaissances actuelles dans le domaine, suivi par un survol des différentes techniques expérimentales utilisées dans le cadre de mes travaux. Ces travaux peuvent être divisés en trois projets. Un premier projet a porté sur les bases structurelles de la perméation de l’eau au travers des SGLTs. En utilisant à la fois des techniques de modélisation moléculaire, mais aussi la volumétrie en voltage imposé, nous avons identifié les bases structurelles de cette perméation. Ainsi, nous avons pu identifier in silico la présence d’une voie de perméation passive à l’eau traversant le cotransporteur, pour ensuite corroborer ces résultats à l’aide de mesures faites sur le cotransporteur Na/glucose humain (hSGLT1) exprimé dans les ovocytes. Un second projet a permis d’élucider certaines caractéristiques structurelles de hSGLT1 de par l’utilisation de la dipicrylamine (DPA), un accepteur de fluorescence dont la répartition dans la membrane lipidique dépend du potentiel membranaire. L’utilisation de la DPA, conjuguée aux techniques de fluorescence en voltage imposé et de FRET (fluorescence resonance energy transfer), a permis de démontrer la position extracellulaire d’une partie de la boucle 12-13 et le fait que hSGLT1 forme des dimères dont les sous-unités sont unies par un pont disulfure. Un dernier projet a eu pour but de caractériser les courants stationnaires et pré-stationaires d’un membre de la famille des SGLTs, soit le cotransporteur Na+/myo-inositol humain hSMIT2 afin de proposer un modèle cinétique qui décrit son fonctionnement. Nous avons démontré que la phlorizine inhibe mal les courants préstationnaires suite à une dépolarisation, et la présence de courants de fuite qui varient en fonction du temps, du potentiel membranaire et des substrats. Un algorithme de recuit simulé a été mis au point afin de permettre la détermination objective de la connectivité et des différents paramètres associés à la modélisation cinétique.