Investigation des fonctions du corps calleux par l'étude du transfert interhémisphérique de l'information visuelle et motrice chez les individus normaux et callosotomisés

Le principal rôle du corps calleux est d’assurer le transfert de l’information entre les hémisphères cérébraux. Du support empirique pour cette fonction provient d’études investiguant la communication interhémisphérique chez les individus à cerveau divisé (ICD). Des paradigmes expérimentaux exigeant une intégration interhémisphérique de l’information permettent de documenter certains signes de déconnexion calleuse chez ces individus. La présente thèse a investigué le transfert de l’information sous-tendant les phénomènes de gain de redondance (GR), de différence croisé– non-croisé (DCNC) et d’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux, et a ainsi contribué à préciser le rôle du corps calleux. Une première étude a comparé le GR des individus normaux et des ICD ayant subi une section partielle ou totale du corps calleux. Dans une tâche de détection, le GR consiste en la réduction des temps de réaction (TR) lorsque deux stimuli sont présentés plutôt qu’un seul. Typiquement, les ICD présentent un GR beaucoup plus grand (supra-GR) que celui des individus normaux (Reuter-Lorenz, Nozawa, Gazzaniga, & Hughes, 1995). Afin d’investiguer les conditions d’occurrence du supra-GR, nous avons évalué le GR en présentation interhémisphérique, intrahémisphérique et sur le méridien vertical, ainsi qu’avec des stimuli requérant une contribution corticale différente (luminance, couleur équiluminante ou mouvement). La présence d’un supra-GR chez les ICD partiels et totaux en comparaison avec celui des individus normaux a été confirmée. Ceci suggère qu’une section antérieure du corps calleux, qui perturbe le transfert d’informations de nature motrice/décisionnelle, est suffisante pour produire un supra-GR chez les ICD. Nos données permettent aussi d’affirmer que, contrairement au GR des individus normaux, celui des ICD totaux est sensible aux manipulations sensorielles. Nous concluons donc que le supra-GR des ICD est à la fois attribuable à des contributions sensorielles et motrices/décisionnelles. Une deuxième étude a investigué la DCNC et l’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux. La DCNC réfère à la soustraction des TR empruntant une voie anatomique « non-croisée » aux TR empruntant une voie anatomique « croisée », fournissant ainsi une estimation du temps de transfert interhémisphérique. Dans le contexte de notre étude, l’asynchronie bimanuelle réfère à la différence de TR entre la main gauche et la main droite, sans égard à l’hémichamp de présentation. Les effets de manipulations sensorielles et attentionnelles ont été évalués pour les deux mesures. Cette étude a permis d’établir une dissociation entre la DCNC et l’asynchronie bimanuelle. Précisément, les ICD totaux, mais non les ICD partiels, ont montré une DCNC significativement plus grande que celle des individus normaux, alors que les deux groupes d’ICD se sont montrés plus asynchrones que les individus normaux. Nous postulons donc que des processus indépendants sous-tendent la DCNC et la synchronie bimanuelle. De plus, en raison de la modulation parallèle du GR et de l’asynchronie bimanuelle entre les groupes, nous suggérons qu’un processus conjoint sous-tend ces deux mesures.

Elerctron Transport Coefficients in N2 in Crossed Fields at Low E/p

The numerical solutions of Boltzmann transpott equation for the energy distribution of electrons moving in crossed fields in nitrogen have been obtained for 100 ÿ E/p ÿ 1000 V M-1 Torr-1 and for 0ÿ B/p ÿ 0.02 Tesla Torr-1 using the concept of energy dependent effective field intensity. From the derived distribution functions the electron mean energy, the tranaverse and perpendicular drift velocities and the averaged effective field intensity (Eavef) which signifies the average field intensity experienced by electron swarms in E àB field have been derived. The maximum difference between the electron mean energy for a given E ÃÂB field and that corresponding to Eavef/p (p is the gas pressure) is found to be within ñ3.5%.

Uncrossed cortico-muscular projections in humans are abundant to facial muscles of the upper and lower face, but may differ between sexes

It is a popular concept in clinical neurology that muscles of the lower face receive predominantly crossed cortico-bulbar motor input, whereas muscles of the upper face receive additional ipsilateral, uncrossed input. To test this notion, we used focal transcranial magnetic brain stimulation to quantify crossed and uncrossed cortico-muscular projections to 6 different facial muscles (right and left Mm. frontalis, nasalis, and orbicularis oris) in 36 healthy right-handed volunteers (15 men, 21 women, mean age 25 years). Uncrossed input was present in 78% to 92% of the 6 examined muscles. The mean uncrossed: crossed response amplitude ratios were 0.74/0.65 in right/left frontalis, 0.73/0.59 in nasalis, and 0.54/0.71 in orbicularis oris; ANOVA p>0.05). Judged by the sizes of motor evoked potentials, the cortical representation of the 3 muscles was similar. The amount of uncrossed projections was different between men and women, since men had stronger left-to-left projections and women stronger right-to-right projections. We conclude that the amount of uncrossed pyramidal projections is not different for muscles of the upper from those of the lower face. The clinical observation that frontal muscles are often spared in central facial palsies must, therefore, be explained differently. Moreover, gender specific lateralization phenomena may not only be present for higher level behavioural functions, but may also affect simple systems on a lower level of motor hierarchy.

Detailed analysis of a conservative difference approximation for the time fractional diffusion equation

Diffusion equations that use time fractional derivatives are attractive because they describe a wealth of problems involving non-Markovian Random walks. The time fractional diffusion equation (TFDE) is obtained from the standard diffusion equation by replacing the first-order time derivative with a fractional derivative of order α ∈ (0, 1). Developing numerical methods for solving fractional partial differential equations is a new research field and the theoretical analysis of the numerical methods associated with them is not fully developed. In this paper an explicit conservative difference approximation (ECDA) for TFDE is proposed. We give a detailed analysis for this ECDA and generate discrete models of random walk suitable for simulating random variables whose spatial probability density evolves in time according to this fractional diffusion equation. The stability and convergence of the ECDA for TFDE in a bounded domain are discussed. Finally, some numerical examples are presented to show the application of the present technique.

Implicit difference approximation for the time fractional diffusion equation

In this paper, we consider a time fractional diffusion equation on a finite domain. The equation is obtained from the standard diffusion equation by replacing the first-order time derivative by a fractional derivative (of order $0<\alpha<1$ ). We propose a computationally effective implicit difference approximation to solve the time fractional diffusion equation. Stability and convergence of the method are discussed. We prove that the implicit difference approximation (IDA) is unconditionally stable, and the IDA is convergent with $O(\tau+h^2)$, where $\tau$ and $h$ are time and space steps, respectively. Some numerical examples are presented to show the application of the present technique.