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Psalm-tone tonality, system, and transposition in Monteverdi's psalm and canticle settings, 1610-1650
No full textClaudio Monteverdi's psalm and canticle settings have been described as modal works bynumerous authors, such as Jeffrey Kurtzman, John Whenham, and Leo Schrade. Problematic modal elements, including improper cadences, signature changes, and psalm-tone transpositions, are dismissed as irregularities. I advance an alternative view: Monteverdi's psalm and canticle settings are composed as psalm-tone tonalities, reflecting the eight psalm tones as their structural basis. To prove this assertion, I distinguish mode from psalm-tone tonality using the writings of Monteverdi's contemporaries, Pietro Pontio and Adriano Banchieri. I then develop an analytical methodology for Monteverdi's music called system theory that differentiates a psalm-tone tonality from the background pitch systems, cantus durus and cantus mollis, available to an early 17th-century composer. Monteverdi's psalm-tone transpositions, as found in his Vespro della Beata Vergine (1610), interact with these pitch systems and account for his seemingly irregular cadences and signature changes, which I show match Banchieri's theory of psalm tonality. Monteverdi uses these same cadences in his late psalm settings as well, included in the Selva morale e spirituale (1641) and Messa a quattro voci, e salmi (1650) collections. My discussion of these late settings fills a gap in current Monteverdi scholarship, as these works have been largely overlooked to date. I conclude with a detailed examination of the interaction between transposition, system, and counterpoint in Monteverdi's late setting, Dixit Dominus Primo (1641). This final analysis shows the utility of system theory for considering all details of musical structure, not just psalm tone transposition, including Monteverdi's use of canon, contrapuntal modules, bassline soggetti, texture, and various types of imitation.Les psaumes et les cantiques de Claudio Monteverdi ont fait l'objet d'étude par plusieursauteurs, notons entre autres, Jeffrey Kurtzman, John Whenham, et Leo Schrade. Ces derniers considèrent ce répertoire comme étant modal, mais comprenant certain éléments anormaux tels que des cadences non-conformes, des changements de clés et des transpositions de tons d'Église. Ces particularités sont expliquées comme étant des irrégularités dans l'écriture de Monteverdi. Je propose un point de vue alternatif : les psaumes et cantiques de Monteverdi sont composés sur des psalm-tone tonalities représentant les huit tons d'Église comme structure de base. Pour prouver cette affirmation, je compare les notions de mode et de psalm-tone tonality à l'aide des écrits des contemporains de Monteverdi, Pietro Pontio et Adriano Banchieri. Je développe ensuite un modèle analytique pour la musique de Monteverdi, appelée system theory, méthode distinguant le psalmtone tonality de son ensemble structurel de notes, soit le cantus durus et le cantus mollis, concepts familiers pour un compositeur du début du XVIIe siècle. Les transpositions de tons de l'Église, repérables par exemple dans Vespro della Beata Vergine (1610), interagissent avec ces systèmes de notes et rendent compte des cadences soi-disant irrégulières et des changements de clés, correspondant à la théorie de Banchieri. D'ailleurs, Monteverdi utilise les mêmes cadences dans ses derniers psaumes provenants des recueils Selva moral e spirituale (1641) et Messa a quattro voci, e salmi (1650). L'étude de ces œuvres comble une lacune importante dans la recherche actuelle sur Monteverdi. Je conclus par l'examen détaillé de l'interaction entre la transposition, le système de notes et le contrepoint dans la pièce tardive de Monteverdi Dixit Dominus Primo (1641). Cette dernière analyse démontre l'utilité de la system theory pour tenir compte de tous les paramètres de la structure musicale tels que l'utilisation du canon, les modules contrapuntiques, les lignes de basses soggetti, la texture, les divers types d'imitations et non pas seulement la transposition du ton d'Église
A study of simultaneous stochastic optimization of open pit mining complexes
No full textOver the last several years advances in the field of mine planning have led to the development of cutting-edge simultaneous stochastic optimization frameworks for mining complexes. The latest methods consider mining operations as a resource-to-market integrated mineral value that transforms raw in-situ materials into sellable products, a mining complex. Simultaneous stochastic optimization frameworks make use of a paradigm shift that considers the value of the sellable products, as opposed to economic block values, to drive the optimization process and capitalize on the synergies between the central, interrelated components of a mining complex. These methods maximize the value of mining operations and manage technical risk by incorporating uncertainty directly into unified optimization formulations. This thesis studies the simultaneous stochastic optimization framework through two real-world case studies, applying the methods and assessing their characteristics and limitations. The second chapter of this thesis presents an application of a stochastic framework that simultaneously optimizes mining, destination and processing decisions for a multi-pit, multi-processor gold mining complex with challenging geochemical processing constraints. The framework accounts for supply and market uncertainty via stochastic orebody and commodity price simulations as inputs to a unified optimization model. The case study notably assesses the impacts of integrating market uncertainty as input that influences all components of the production schedule. Additionally, cut-off grade decisions are determined by the simultaneous optimization process, considering material variability and operating constraints while reducing the number of a-priori decisions to be made. This approach generates solutions that capitalize on the synergies between extraction sequencing, cut-off grade optimization, blending and processing while managing and quantifying risk in strategic plans. Which ultimately leads to more metal production and higher NPVs than traditional methods. The third chapter applies an extension of the generalized simultaneous stochastic optimization formulation that considers capital expenditure (CapEx) options as part of the life-of-asset planning process. Enabling the case study to consider environmental issues relating to tailings management and model a tailings facility expansion. The application at a multi-element open pit mining complex simultaneously optimizes the extraction sequence, cut-off grades, and downstream decisions from two open-pits with a set of stockpiling options, an autoclave and a tailings storage facility. The project bottleneck is the tailings facility volume because it stores both process tails, and potentially acid-generating waste rock from the mines. Results show that, when given the option, the optimizer chooses to make a significant CapEx investment to expand the tailings storage facility 25% by volume. This expansion allows for a meaningful expansion of both pit limits, 40% by mass, resulting in an extended metal production and revenue generation horizon that yields 14% more gold ounces and a 4% improvement in NPV for the mining complex. The framework provides decision makers with a realistic evaluation of the investment's impact on the mining complex.Au cours des dernières années, les progrès réalisés dans le domaine de la planification minière ont conduit à l'élaboration de modèles d'optimisation stochastique simultanée de pointe pour les complexes miniers. Les méthodes les plus récentes considèrent les activités minières comme une chaîne de valeur allant des ressources minérales au marché financier, transformant les matières brutes in-situ en produits vendables. Les modèles d'optimisation stochastique simultanée utilisent ce paradigme qui prend en compte la valeur des produits, par opposition à la valeur économique d'un bloc seul, pour piloter le processus d'optimisation et capitaliser sur les synergies entre les composants centraux et interdépendants d'un complexe minier. Ces méthodes maximisent la valeur des opérations minières et contrôlent les risques techniques en incorporant directement l'incertitude dans des formulations d'optimisation unifiées. Cette thèse étudie un modèle d'optimisation stochastique simultanée à travers deux études de cas réels, appliquant des méthodes de résolution et en évaluant leurs caractéristiques et leurs limites. Le deuxième chapitre de cette thèse présente l'application d'un modèle stochastique qui optimise simultanément les décisions d'extraction, de destinations et de traitement pour un complexe aurifère à plusieurs fosses et à plusieurs processeurs soumis à des contraintes de traitement géochimique complexes. Le modèle d'optimisation unifié prend en compte les incertitudes de l'offre et du marché au moyen de simulations stochastiques du gisement et du prix de la marchandise comme données d'entrée. L'étude de cas évalue notamment les effets de l'intégration de l'incertitude du marché sur toutes les composantes du calendrier de production. De plus, les décisions concernant le niveau de la teneur limite sont déterminées par le processus d'optimisation simultanée, en tenant compte de la variabilité des matériaux et les contraintes de fonctionnement, tout en réduisant le nombre de décisions à prendre a-priori. Cette approche génère des solutions qui capitalisent sur les synergies entre la séquence d'extraction, l'optimisation du niveau de la teneur limite, le mélange et le traitement, tout en gérant et quantifiant les risques dans des plans stratégiques. Cela conduit finalement à une plus grande production de métal et à un NPV plus élevé par rapport aux résultats obtenus par des méthodes traditionnelles. Le troisième chapitre considère une extension du modèle précédent mais qui inclue des options de dépenses en capital (CapEx) dans le processus de planification de la durée de vie des actifs. Cela permet à l'étude de cas de considérer les problèmes environnementaux liés à la gestion des résidus et de modéliser l'agrandissement d'un entrepôt à résidus. L'application à un complexe minier à ciel ouvert multi-éléments optimise simultanément la séquence d'extraction, le niveau de la teneur limite et le flux de matériau provenant de deux fosses avec un ensemble d'options de stockage, un autoclave et une pile de stockage de résidus. Le goulot du projet est le volume de l'entrepôt à résidus car il stocke à la fois les résidus et les résidus potentiellement acidogènes des mines. Les résultats montrent que, lorsqu'il en a la possibilité, l'optimiseur choisit de faire un investissement important en CapEx pour agrandir de 25% en volume le local de stockage des résidus miniers. Cet agrandissement permet une expansion significative des deux limites de la fosse, 40% en masse, ce qui entraîne une augmentation de la production de métal et un allongement de l'horizon de génération de revenus. Cela se traduit par une production de 14% d'onces d'or supplémentaires et une amélioration de 4% du NPV du complexe minier. Le système fournit aux décideurs une évaluation réaliste de l'impact de l'investissement sur le complexe minier
Ritterkreuz, ideology and the complexities of hero culture under national socialism
No full textThis dissertation explores the political history of Germany's highest award for military excellence during the Second World War: the Knight's Cross of the Iron Cross, or "Ritterkreuz." Expanding upon a limited foundation of existing scholarly research, its primary focus is to examine the role played by this famous medal as a vessel of "symbolic capital" for the National Socialist regime. Designed not only as a tool to help forge a new archetype for military heroism, it was also to represent the "revolution" that the Party claimed to have produced in German society and politics. Using this function as a framework, the component chapters of this study document different ways in which it informed or affected official usages of the Ritterkreuz and the activities of its recipients – called "Ritterkreuzträger" – during the war years. Through this investigation, the dissertation argues that while achieving an impact on wartime culture that continues to be felt in Germany today, both medal and men proved as much a source of frustration and embarrassment to the regime as they did ideological success. As such, it challenges several existing assumptions regarding the role of orders and decorations created by National Socialism while highlighting an underrecognized layer of complexity in its "Heldenpolitik" (Hero Politics).Cette thèse explore l'histoire politique de la plus haute distinction militaire accordée en Allemagne durant la Seconde Guerre mondiale : la croix de chevalier de la croix de fer, la « Ritterkreuz ». En s'appuyant sur une littérature scientifique limitée, l'objectif principal de cette thèse est d'examiner le rôle joué par cette célèbre médaille en tant que véhicule porteur de « capital symbolique » pour le régime national-socialiste. Conçues non seulement pour permettre au régime de façonner un nouvel archétype d'héroïsme militaire, ces médailles ont aussi été exploitées comme emblèmes de la « révolution » sociopolitique qu'il prétendait avoir accomplie en Allemagne. En utilisant cette fonction comme cadre analytique, les chapitres de cette étude documentent les différentes manières qu'elle contribue à influencer l'utilisation de la Ritterkreuz et les activités de ses récipiendaires – nommés « Ritterkreuzträger » – durant les années de guerre. Dans le cadre de cette recherche, nous argumentons que bien que les effets culturels de cette campagne militaire soient toujours ressentis en Allemagne aujourd'hui, les médailles et les récipiendaires se sont avérés être autant une source de frustration et d'embarras que de succès idéologique. En tant que telle, notre étude remet en question plusieurs des hypothèses concernant le rôle des ordres et des décorations créés par le régime national-socialiste tout en levant le voile sur la complexité sous-estimée de l'« Heldenpolitik » (la politique centrée sur les héros)
Deciphering the role of BORIS/CTCFL in melanoma
No full textBrother of Regulator of Imprinted Sites (BORIS) is a DNA binding protein that is expressed in the testis and becomes aberrantly expressed in different types of cancer, hence the designation of BORIS as a cancer testis antigen. Aberrant BORIS expression in cancer is linked to alterations in gene expression and epigenetic modifications that impact key biological processes. In melanoma, BORIS expression is higher in metastasis compared to primary tumors, indicating a role for BORIS in melanoma progression. Currently, BORIS functions in melanoma remain to be elucidated. Here we set out to investigate the effect of BORIS expression on biological processes involved in melanoma progression.In the first part of this thesis we extend previous work from the laboratory that demonstrated altered gene expression from the X-chromosome upon modified BORIS expression. This is important, as differences in gene expression from the X-chromosome likely contribute to the superior survival of female melanoma patients compared to males. By exploiting single nucleotide polymorphisms in genes located on the X-chromosome we reveal for the first time that ectopic BORIS expression can alter gene expression in an allele-specific manner. More specifically, we show that expression of ZBTB33, a transcriptional regulator involved in cancer cell migration and invasion, is increased from the inactive X-chromosome upon BORIS expression.To address BORIS' involvement in biological processes and pathways in melanoma, we investigated BORIS-induced transcriptional changes and BORIS-interacting proteins using RNA-sequencing and mass spectrometry. We demonstrate that ectopic BORIS expression in melanoma cells promotes phenotype switching from a proliferative to invasive state at the transcriptional and phenotypic level. Using in silico analysis, we identify potential transcriptional regulators that contribute to this switch. Both the BORIS-induced gene expression changes and newly identified BORIS protein partners point to a role for BORIS in the DNA damage response. This finding is supported by our observations that BORIS increases DNA damage, activates the DNA damage response, enhances the sensitivity to DNA damage, and slows the repair process, suggesting that BORIS promotes genomic instability. In the final part of this thesis, we used chromatin immunoprecipitation, bisulfite sequencing and the assay for transposase accessible chromatin (ATAC) to elucidate mechanisms underlying the BORIS-altered gene expression. We demonstrate for six genes that BORIS-induced transcriptional changes are associated with BORIS-DNA binding in the promoter region. For one of these genes, PAX6, we observe that this is not linked to DNA demethylation at the BORIS binding site. Furthermore, we successfully generated ATAC-sequencing data that will be used to assess the effect of BORIS expression on chromatin accessibility.Overall, the work presented in this thesis brings forth new insight into the effect of BORIS expression in melanoma and provides evidence for previously unknown roles of BORIS in melanoma progression.La molécule BORIS (Brother of Regulator of Imprinted Sites) est une protéine de liaison à l'ADN qui est présente dans les testicules mais qui est exprimée d'une manière aberrante dans plusieurs types de cancer, d'où la désignation de BORIS comme un antigène du cancer testiculaire. La présence aberrante de BORIS dans certains cancers altère l'expression des gènes et engendre des modifications épigénétiques qui impactent des processus biologiques clés. Dans le cas des mélanomes, l'expression de BORIS est plus élevée dans les métastases que dans la tumeur primaire, ce qui indique que BORIS joue un rôle dans la progression des mélanomes. Actuellement, la fonction de BORIS dans les mélanomes reste à élucider. Ici, nous étudions les effets de l'expression de BORIS sur les processus biologiques de la progression des mélanomes. Dans la première partie de cette thèse, nous utilisons des résultats antérieurs de notre laboratoire, qui avaient démontré que des modifications dans l'expression de BORIS altérent l'expression génique du chromosome X. Ceci est important, car les différences d'expression génique du chromosome X contribuent probablement à la survie supérieure des femmes atteintes de mélanome comparativement aux hommes. En exploitant des polymorphismes mononucléotidiques dans des gènes localisés sur le chromosome X, nous révélons pour la première fois que l'expression ectopique de BORIS peut altérer l'expression génique d'une manière allèle-spécifique. Plus précisément, nous démontrons que l'expression de ZBTB33, un régulateur transcriptionnel impliqué dans la migration et l'invasion de cellules cancéreuses, est augmentée lors de l'expression de BORIS à partir de l'allèle situè sur le chromosome X inactif. Afin de cibler l'implication de BORIS dans les processus et les voies biologiques des mélanomes, nous avons évalué les changements transcriptionnels induits par BORIS ainsi que les protéines interagissant avec BORIS en utilisant le séquençage d'ARN et la spectrométrie de masse. Nous démontrons que l'expression ectopique de BORIS dans les cellules de mélanome favorise le passage d'un état prolifératif à un état invasif au niveau transcriptionnel et phénotypique. Grâce à une analyse in silico, nous identifions de potentiels régulateurs transcriptionnels qui contribuent à ce passage. Les changements d'expression génique induits par BORIS ainsi que par ses partenaires protéiques nouvellement identifiés suggèrent un rôle de BORIS dans la réponse aux dommages de l'ADN. Ceci est étayé par nos observations que BORIS augmente les dommages à l'ADN, active la réponse aux dommages de l'ADN, rehausse la sensibilité aux dommages de l'ADN et ralentit le processus de réparation, ce qui suggère que BORIS favorise l'instabilité génomique.Dans la dernière partie de cette thèse, nous utilisons l'immunoprécipitation de la chromatine, le séquençage au bisulfite et l'étude de la chromatine accessible aux transposases (ATAC) pour élucider les mécanismes sous-jacents à l'expression génique altérée par BORIS. Nous démontrons que pour six gènes, les changements transcriptionnels induits par BORIS sont associés à sa liaison à l'ADN au niveau de la région promotrice. Pour un de ces gènes, PAX6, nous observons que son expression aberrante n'est pas liée à la déméthylation d'ADN au site de liaison de l'ADN. De plus, nous générons des données de séquençage d'ATAC qui seront utilisées pour évaluer les effets de l'expression de BORIS sur l'accessibilité à la chromatine
Understanding Emily Carr: A look at the fashioning of an autonomous self
No full textIn this thesis, I argue that Emily Carr's books reveal her quest to define herself as an artist and as a person, drawing inspiration from an Authority manifest in the Pacific Northwest forest and pushing against conventions that would have limited her and suffocated her as well as her art. I endeavour an original exploration of print culture, in examining how this author discovered herself through books, and Canadian modernism, in charting how this talented woman found a vocation in the early twentieth century. As Emily Carr's conflicted public image has complicated critical discussion of her literary oeuvre, my thesis investigates how this specific artist figure has been constructed and (mis)understood. I begin with an overview and brief discussion of Carr's critical reception history, and then focus on a detailed examination of Carr's individual writings. Thus, I probe two often clashing perspectives while I argue that only in submitting to Carr's personal gaze, regardless of her subjectivity, can we approximate a better understanding of the artist's thought processes and motivations. By applying Stephen Greenblatt's theory of "self-fashioning" to the premise of my analysis, Carr's early formed self-image and ensuing self-representation in writing become both apparent and legitimate. In this study, I uncover and trace the fascinating development of Carr's self-concept, as an artist and as a person, as it unfolds in and beyond the three cornerstones of her literary oeuvre: Klee Wyck (1941), The Book of Small (1942), and Growing Pains (1946). By way of interpreting the corpus of almost all of Carr's books, and considering most of the diverse criticism on them, I demonstrate how she made herself into who she needed to be – artist, outsider, Canadian, Indigenous ally, advocate of animal and child, author, friend.Dans cette thèse, j'argumente que les livres d'Emily Carr révèlent une quête d'autodéfinition en tant qu'artiste et en tant que personne. Cette poursuite est inspirée par l'Autorité manifeste de la forêt du Pacifique Nord-Ouest et dérivée d'une opposition aux conventions qui auraient limitée et suffoquée sa personne autant que son art. J'œuvre pour une exploration originale de la culture de l'imprimé en examinant comment cette auteure s'est découverte à travers ses livres et le modernisme canadien, et en retraçant comment cette femme talentueuse a trouvé sa vocation dans le début du vingtième siècle. Puisque l'image publique d'Emily Carr est de nature conflictuelle et complique une discussion critique de l'ensemble de ses œuvres littéraires, ma thèse examine comment sa figure d'artiste fut spécifiquement construite et (mé)comprise. Je débute avec un aperçu général et une discussion courte de l'historique de la réception critique de Carr, puis je me concentre sur une étude détaillée de ses écrits individuels. Ainsi, j'observe deux perspectives souvent contradictoires tout en soutenant l'argument que, peu importe sa subjectivité, seulement en analysant le regard personnel de Carr peut-on approximer une meilleure compréhension du raisonnement et des motivations de l'artiste. En appliquant la théorie d'« auto-façonnage » de Stephen Greenblatt à la prémisse de mon analyse, l'image de soi naissante de Carr ainsi que sa représentation d'elle-même qui suivit dans ses écrits deviennent toutes deux apparentes et légitimes. Dans cette étude, je découvre et je poursuis le développement fascinant de la notion de soi de Carr en tant qu'artiste et en tant que personne dans son déroulement durant et au-delà des trois piliers de ses œuvres littéraires : Klee Wyck (1941), The Book of Small (1942) et Growing Pains (1946). En interprétant le corpus quasi total des livres de Carr et en considérant la plupart des critiques sur ces mêmes livres, je démontre comment elle s'est façonnée dans la personne qu'elle a voulu être : une artiste, une exclue, une canadienne, une alliée des peuples indigènes, une défenseuse des droits de l'enfant et des animaux, une auteure, une amie
Purinergic mechanotransduction in bone
No full textAthletes' skeletons get stronger with training, while bones weaken in people who cannot move or in astronauts experiencing weightlessness. These changes are mediated by bone cells which can perceive mechanical forces, convert them to biochemical signals and induce changes in bone mass and strength. Among the first detectable signals following mechanical stimulation is the release of the energy-rich molecule ATP. Extracellular ATP was proposed as a mechanotransductive signaling molecular over 20 years ago and has been shown to signal through 15 different purinergic receptors (P2). However, the exact contribution of ATP release and P2 signaling to mechanically-induced bone adaptation remains unclear. The primary aims of this dissertation were to investigate the mechanisms of mechanically-stimulated ATP release from bone cells and to determine how the purinergic signal transmits information about the nature of the mechanical stimulus to neighbouring cells.Many studies examining the mechanisms of mechanically-stimulated ATP release have been conducted to date. Since large-scale quantitative synthesis of basic research has not been attempted, I developed the theoretical foundation, computational resources and workflow required to conduct a meta-analysis in the basic sciences. This enabled consolidation and synthesis of quantitative data from 278 studies that investigated the amount, kinetics and mechanisms of ATP release, as well as the influence of pathologies on ATP release. I demonstrated that mechanically-stimulated ATP release is a conserved phenomenon across mammalian cells, and that mechanically-stimulated cells release 38.6 (95% CI: 18.2 to 81.8) amoles ATP/cell on average with a characteristic time constant of 32 s (95% CI: 16 to 66). Importantly, vesicles and voltage sensitive calcium channels were implicated in the release of ATP from mechanically-stimulated osteoblasts and osteocytes. I next investigated the mechanisms of ATP release from osteoblasts experimentally. I determined that mechanical stimulation of a single murine osteoblast led to the release of 70 ± 24 amole ATP. Osteoblasts were found to contain ATP-rich vesicles that were released upon mechanical stimulation, however, pharmacological interventions that promoted vesicular exocytosis reduced ATP release, while inhibitors of vesicular release potentiated ATP release. In search of an alternative route of ATP release, I found that mechanical stresses induced reversible cell membrane injury in vitro and in vivo. Calcium/PKC-dependent vesicular exocytosis facilitated membrane repair, thereby ensuring cell viability and reducing ATP release. Thus, I propose that exocytosis of ATP-containing vesicles limits the efflux of intracellular ATP through reversibly damaged membranes by facilitating membrane repair. Overall, the studies presented here demonstrate that (i) bone cell injury is critical for purinergic mechanotransduction, (ii) membrane repair occurs through calcium/PKC-dependent vesicular exocytosis, and (iii) information about the severity of injury and cellular mechano-adaptive status is integrated at the level of the purinergic signal. Importantly, identification of molecular mediators, including PKCµ, may represent future therapeutic targets in prevention of disuse-related bone loss.Les squelettes des athlètes deviennent plus forts à l'entraînement, tandis que les os s'affaiblissent chez les personnes qui ne peuvent pas bouger ou chez les astronautes en apesanteur. Ces changements sont médiés par les cellules osseuses qui peuvent percevoir les forces mécaniques, les convertir en signaux biochimiques et induire des changements dans la masse et la force osseuses. Parmi les premiers signaux détectables à la suite d'une stimulation mécanique figure la libération d'une molécule riche en énergie, l'ATP. L'ATP extracellulaire a été proposé comme molécule de signalisation mécanotransductive il y a plus de 20 ans et il a été démontré qu'elle est signalée par 15 récepteurs purinergiques différents (P2). Cependant, la contribution exacte de la libération d'ATP et de la signalisation P2 à l'adaptation osseuse induite mécaniquement demeure incertaine. Les principaux objectifs de cette thèse étaient d'étudier les mécanismes de la libération d'ATP stimulée mécaniquement par les cellules osseuses et de déterminer comment le signal purinergique transmet l'information sur la nature du stimulus mécanique aux cellules voisines.De nombreuses études portant sur les mécanismes de libération d'ATP stimulée mécaniquement ont été menées à ce jour. Comme aucune synthèse quantitative à grande échelle de la recherche fondamentale n'a été entreprise, j'ai mis au point les bases théoriques, les ressources informatiques et le déroulement du travail nécessaires pour effectuer une méta-analyse en sciences fondamentales. Cela a permis de consolider et de synthétiser les données quantitatives de 278 études portant sur la quantité, la cinétique et les mécanismes de libération de l'ATP, ainsi que l'influence des pathologies sur la libération de l'ATP. J'ai démontré que la libération d'ATP stimulée mécaniquement est un phénomène conservé dans les cellules de mammifères et que les cellules stimulées mécaniquement libèrent en moyenne 38,6 (IC 95 % : 18,2 à 81,8) amoles ATP/cellule avec une constante de temps caractéristique de 32 s (IC 95 % : 16 à 66). Il est important de noter que les vésicules et les canaux calciques sensibles au voltage ont été impliqués dans la libération d'ATP des ostéoblastes et ostéocytes stimulés mécaniquement. J'ai ensuite étudié expérimentalement les mécanismes de libération de l'ATP par les ostéoblastes. J'ai déterminé que la stimulation mécanique d'un seul ostéoblaste murin a entraîné la libération de 70 ± 24 amole ATP. Les ostéoblastes contiennent des vésicules riches en ATP qui sont libérées par stimulation mécanique, mais les interventions pharmacologiques qui favorisent l'exocytose vésiculaire réduisent la libération d'ATP, tandis que les inhibiteurs de la libération vésiculaire potentialisent la libération d'ATP. À la recherche d'une autre voie de libération de l'ATP, j'ai découvert que les contraintes mécaniques provoquaient des lésions réversibles de la membrane cellulaire in vitro et in vivo. L'exocytose vésiculaire dépendante du calcium et du PKC a facilité la réparation de la membrane, assurant ainsi la viabilité cellulaire et réduisant la libération d'ATP. Ainsi, je propose que l'exocytose des vésicules contenant de l'ATP limite le flux d'ATP intracellulaire à travers les membranes endommagées de façon réversible en facilitant la réparation des membranes. Dans l'ensemble, les études présentées ici démontrent que (i) la lésion des cellules osseuses est critique pour la mécanotransduction purinergique, (ii) la réparation membranaire se produit par exocytose vésiculaire dépendante du calcium/PKC, et (iii) l'information sur la gravité de la lésion et le statut mécano-adaptatif cellulaire est intégrée au niveau du signal purinergique. Il est important de noter que l'identification des médiateurs moléculaires, y compris la PKCµ, pourrait représenter des cibles thérapeutiques futures dans la prévention de la perte osseuse liée à l'utilisation
Photonic generation of multi-channel chirped microwave waveforms
No full textThe generation of chirped microwave waveforms with electronics has limitations in terms of central frequency and bandwidth due to the limited digital sampling rate. In contrast, photonic approaches achieve central frequencies up to hundreds of GHz and bandwidths of tens of GHz for high bandwidth applications including communications, imaging, and instrumentation. Moreover, photonic approaches provide more tunability, flexibility, and reconfigurability. Most of the works proposed to date, are able to generate only one chirped waveform with a fixed characteristics (i.e., with specific central frequency or RF chirp). Generating multiple tunable chirped waveforms opens the possibility to provide enhanced capability or functionality and flexibility in imaging and instrumentation applications by offering switching between ranging, resolution, etc.Recently, integrated silicon photonic approaches are attracting much attention over bulk optic and fiber optic techniques to address issues related to compactness and reconfigurability. Various integrated optical spectral shapers (OSSs) that generate a single chirped microwave waveform have been implemented. Generation of the integrated multi-channel OSSs are another interest for the researchers and companies.In this thesis, we demonstrate several optical approaches for generating simultaneously multiple tunable microwave chirped waveforms based on spectral shaping and wavelength to time mapping technique. To verify the principle of operation, we propose two models of all fiber multi-channel microwave waveform generation based on a Sagnac interferometer incorporating superimposed linearly chirped fiber Bragg gratings (LCFBGs) and an arrayed waveguide grating Sagnac interferometer (AWGSI) incorporating LCFBGs. The implementation based on superimposed LCFBGs generates two chirped waveforms simultaneously at the same central frequency of ~14.5 GHz, and different RF chirps of ~±3.8 GHz/ns ~±4.5 GHz/ns and the time-bandwidth products (TBWPs) between 274 and 224. By tuning the delay time in the Sagnac loop, we can simultaneously tune the central frequency of both waveforms and change the sign of the RF chirp for both waveforms together, from a negative chirp to a V-shape with both positive, and negative chirps to a positive chirp. The other implementation based on AWGSI generates two chirped waveforms, one at the central frequency of 10.31 GHz with the RF chirp of ±10 GHz/ns and the TBWP of ~14.4, and the other one at the central frequency of 10.28 GHz with the RF chirp of +10.2 GHz/ns (or -10.6 GHz) and the TBWP of ~29.5. The most important advantage of this implementation over the one based on superimposed LCFBGs is independently tuning the central frequency and the sign of the RF chirp of each generated waveform. After verifying the concept of multi-channelling, we demonstrate two integrated OSSs, one based on distributed Fabry-Pérot cavities (DFPCs) and the other one based on an AWGSI incorporating linearly chirped waveguide Bragg gratings (LCWBGs). We designed two OSSs based on DFPC, one of them generates two chirped waveforms at the central frequencies of 21 GHz and 31 GHz, corresponding RF chirps of -52 GHz/ns +49 GHz/ns, and TBWPs of ~6 and ~5.7, when the other one generates the waveforms at the central frequencies of 36 GHz and 24 GHz, corresponding RF chirps of +46 GHz/ns and -51 GHz/ns, and TBWPs of ~6.7 and ~7.5. We also designed two OSSs based on AWGSI, one generates two chirped waveforms at the central frequencies of 70 GHz and 67 GHz, corresponding RF chirps of +27 GHz/ns and -29 GHz/ns, and TBWPs of ~3.1 and ~3.4, when the other one generates the waveforms at the central frequencies of 69 GHz and 66 GHz, corresponding RF chirps of -25 GHz/ns and +25 GHz/ns, and TBWPs of ~3.7.La génération de formes d'ondes hyperfréquences pulsées par des méthodes électroniques présente des limites en termes de fréquence centrale et de largeur de bande en raison du taux d'échantillonnage numérique limité. En revanche, les approches photoniques permettent d'atteindre des fréquences centrales allant jusqu'à des centaines de GHz et des largeurs de bande de plusieurs dizaines de GHz pour les applications à bande passante élevée, notamment pour les communications, la visualisation et l'instrumentation. De plus, les approches photoniques offrent davantage d'optimisation, de flexibilité et de possibilité de reconfiguration. La plupart des travaux proposés à ce jour ne peuvent générer qu'une seule forme d'onde modifiée avec une fréquence centrale spécifique ou une RF chirp. La génération de plusieurs formes d'ondes pulsées réglables ouvre la possibilité de fournir une capacité ou des fonctionnalités améliorées et flexibilité dans les applications d'imagerie et d'instrumentation en offrant une commutation entre télémétrie, résolution, etc.Récemment, les approches photoniques intégrées au silicium attirent l'attention sur les techniques optiques globales et à fibres optiques pour résoudre les problèmes liés à la compacité et à l'habilité de reconfiguration. Différents transformateurs spectraux optiques intégrés (OSS) générant une seule forme d'onde hyperfréquence pulsée ont été mis en œuvre. La génération de logiciels libres multicanaux intégrés constitue un autre intérêt pour les chercheurs et les entreprises.Nous présentons plusieurs approches optiques permettant de générer simultanément plusieurs formes d'ondes pulsées en hyperfréquences accordables, basées sur la mise en forme spectrale et la technique de mappage de la longueur d'onde à la durée temporale. Pour vérifier le principe de fonctionnement, nous proposons deux modèles de génération de formes d'ondes d'hyperfréquence multicanales à plusieurs fibres basées sur un interféromètre de Sagnac incorporant des réseaux de Bragg à fibres pulsées linéairement (LCFBGs) superposées et un interféromètre de Sagnac à réseaux de guides d'ondes (AWGSI) incorporant des LCFBGs. L'implémentation basée sur les LCFBGs superposées génère deux formes d'ondes chirpées simultanément à la même fréquence centrale de ~14,5 GHz, de differents RF chirp de ±3,8 GHz/ns ~± 4,5 GHz/ns et des produit durée-largeur spectrale (TBWP) entre 274 et 224. En réglant le temps de retard dans la boucle de Sagnac, nous pouvons simultanément ajuster la fréquence centrale des deux formes d'ondes et modifier le signe de la RF chirp pour les deux formes d'ondes, passant d'une modulation négative à une forme en V et d'un chirp négatif au positif. L'autre implémentation basée sur AWGSI génère deux formes d'ondes chirpées, l'une à la fréquence centrale de 10.31 GHz, avec une RF chirp de ± 10 GHz / ns et le TBWP de ~14.4, et l'autre à la fréquence centrale de 10.28 GHz avec le RF chirp de +10.2 GHz/ns (ou -10.6 GHz) et le TBWP de ~ 29.5. Après avoir vérifié le concept du multicanal, nous présentons deux systèmes OSS intégrés qui incorpore des réseaux de Bragg à guide d'onde linéaire chirpé. Nous avons conçu deux OSS basés sur le format cavité Fabry – Pérot distribuée, l'un d'eux génére deux formes d'onde chirpées aux fréquences centrales de 21 GHz et 31 GHz, des RF chirps correspondants de -52 GHZ/ns +49 GHz/ns et des TBWP de ~6 et ~5.7, lorsque l'autre génère les formes d'onde aux fréquences centrales de 36 GHz et 24 GHz, des RF chirps correspondants de +46 GHZ/ns et -51 GHz/ns, ainsi que des TBWP de ~6.7 et ~7,5. Nous avons également conçu deux systèmes OSS basés sur AWGSI, l'un génère deux formes d'ondes chirpées aux fréquences centrales de 70 GHz et 67 GHz, des RF chirps correspondants de +27 GHz/ns -29 GHz/ns et des TBWP de ~3.1 et ~3.4 tandis que l'autre génère les formes d'ondes aux fréquences centrales de 69 GHz et 66 GHz, des RF chirps correspondants de -25 GHz/ns et +25 GHz / ns et des TBWP de ~3.7
Unifying variational inference and policy optimization
No full textStochastic processes are an important theoretical tool to model sequential phenomenon in the natural sciences. Being able to sample trajectories that are consistent with real observations is crucial to understanding the mechanisms underlying natural systems. Sampling from posteriors often depends on hand-crafted importance samplers. In this thesis, we evaluate the reasonability of using reinforcement learning techniques to automatically learn proposals in importance samplers by making a connection with sequential variational inference. We show some encouraging results, highlight failure modes and discuss future work at the intersection of importance sampling, policy optimization and variational inference.Les processus stocastiques sont un outil théorique important pour modéliser les phénomènes séquentiels dans les sciences naturelles. Il est essentiel de pouvoir échantillonner des trajectoires compatibles avec des données observées pour pouvoir comprendre les mécanismes sous-jacent des systèmes naturels. Habituellement, l'échantillonnage postérieur s'appuie sur des techniques manuelles. Dans ce mémoire, nous évaluons la justification d'utiliser des techniques d'apprentissage par renforcement pour apprendre de manière automatique les propositions d'échantillonnage par importance en établissant un lien avec l'inférence variationnelle séquentielle. Nous démontrons des résultats encourageants, soulignons des modes de défaillance et discutons de travaux à venir à l'intersection de l'échantillonnage par importance, l'optimisation de politique, et de l'inférence variationnelle
Investigation of the use of CoxSn1-x-oxide as anodes for the oxygen evolution reaction in water electrolysis for hydrogen production
No full textThis Master's thesis is aimed at developing mixed metal oxide (CoxSn1-x-oxide) coatings on titanium substrates to act as anodes in an attempt to improve the efficiency and decrease the costs of the oxygen evolution reaction in an acidic medium of PEM water electrolysers. More specifically, the objectives of this thesis is to investigate the influence of CoxSn1-x-oxide composition the resulting activity in the oxygen evolution reaction (OER). Commercially, platinum-group metals and their oxides are used due to their high electrocatalytic activity. However, these metals are scarce and highly expensive.Through a thermal salt decomposition methodology, the CoxSn1-x-oxides of varying compositions were formed on a titanium substrate. In order to evaluate the electrochemical behavior and quantify the electrocatalytic activity, electrochemical tests, which consisted of open circuit potential, electrical impedance spectroscopy and Tafel polarization, were performed. Moreover, material characterization techniques were implemented to verify the formation of the mixed metal oxides as well as characterize their morphology, structure and molar ratio. These techniques consisted of Scanning Electron Microscopy, Electron-Dispersive X-ray Spectroscopy, X-ray Diffraction Spectroscopy, and X-ray Photoelectron Spectroscopy. Through material characterization, it was found that the CoxSn1-x-oxide coatings contained a highly crystalline structure with a homogeneous distribution of the Co and Sn on the surface. Additionally, the coatings were found to be more porous with a structure that resembled the agglomeration of small particles. For the coating which contained a high molar ratio of Co, the crystals formed were cubic shaped and resembled the structure of Co-oxide (Co3O4). Through electrochemical characterization, it was found that of the compositions tested, Co0.8Sn0.2-oxide coating was the best performing electrode as it had a significantly higher overall electrocatalytic activity. The same composition was found to be more corrosion resistive. It was concluded that the addition of Sn to the well-known good OER electrode, Co-oxide, improved its electrocatalytic activity, with the best performing being at the composition of 80% Co and 20% Sn. Therefore, CoxSn1-x-oxides are a promising potential candidates for alternative anodes to be used for PEM water electrolysers. Both Co and Sn are readily available materials and therefore, their use would decrease system costs.Cette thèse examine l'effet de la composition de la couche d'oxyde metallique mixte (CoxSn1-x-oxyde) sur une pièce de titane et sa performance comme anode. Le but est d'améliorer l'efficacité de l'anode et de réduire les coûts d'électrolyse de l'eau en un milieu acide. Les objectifs de cette these consistent à étudier l'influence de l'activité résultante de la composition de CoxSn1-x-oxyde dans la réaction de dégagement d'oxygène. Dans l'industrie, les métaux du groupe du platine et leurs oxydes sont utilisés en raison de leur fortes activités électrocatalytiques. Néanmoins, ces métaux sont rares et coûteux.Les couches de CoxSn1-x-oxyde ont été formées sur un substrat de titane par une méthode de décomposition thermique. Pour évaluer la performance électrochimique et quantifier l'activité électrocatalytique, des tests électrochimiques ont été réalisés. Ces tests sont composes d´un potential de circuit ouvert, une spectroscopie d'impédance électrique et une polarisation de Tafel. De plus, les techniques de caractérisation des matériaux ont été utilisées pour verifier la formation des oxydes métalliques mixtes et pour caractériser leur morphologie, leur structure et leur rapport molaire. Ces techniques comprenaient de la microscopie électronique à balayage, la spectroscopie des rayons X, et la spectroscopie photoélectronique X. Grâce aux méthodes de caractérisation des matériaux, il a été constaté que les couches de CoxSn1-x-oxyde ont une structure crystalline avec une distribution homogène de cobalt et d'étain sur la surface. De plus, la structure des couches ressemblaient à l'agglomération des petites particules. Les couches de CoxSn1-x-oxyde qui contenaient un rapport élevé de cobalt étaient de forme cubique avec la structure de Co-oxyde (Co3O4). Grâce aux méthodes de caractérisation électrochimique, il a été constaté que la couche avec 80% cobalt représentait l'électrode avec l'activité électrocatalytique la plus supérieure. Par rapport à Co-oxyde, l'activité de Co0.8Sn0.2-oxyde est 16 fois mieux. Il a été conclu que l'ajout d'étain à Co-oxyde améliorait son activité électrocatalytique. La meilleure performance était pour la couche de Co0.8Sn0.2-oxyde. Par conséquent, les CoxSn1-x-oxydes sont des candidats potentiels comme des anodes alternatives à utiliser pour les électrolyseurs à eau en milieu acide. Le cobalt et l'étain sont des matériaux facilement disponibles et, donc, leur utilisation réduirait les coûts du système
The effects of a maternal high-fat diet on offspring responsiveness to leptin and afferent projections to the lateral hypothalamus
No full textThe early nutritional environment is critical for the development of neural circuits regulating energy homeostasis and food intake. The lateral hypothalamus (LH) links homeostatic hypothalamic nuclei to the mesocorticolimbic dopamine neurons that modulate food reward. The LH is sensitive to leptin in adults and higher exposure to this hormone in neonates through maternal high-fat feeding might promote neuronal LH afferent projection growth and leptin sensitivity. Here we examined whether a maternal high-fat diet (HFD) increases the density of projections from the ventromedial (VMH) and dorsomedial (DMH) hypothalamus to LH orexin-A (ORX-A) neurons, which directly modulate dopamine producing cells. We next examined whether elevated leptin exposure enhances second messenger signaling in the LH, by either increasing the activity of leptin-sensitive afferents to this nucleus, or directly activating LH neurons harboring leptin receptors. Finally, we aimed to phenotypically identify neuronal populations in the LH that are activated by leptin during the neonatal period. Mothers were fed either a control diet (CD) or HFD (60% Kcal from fat) from gestation day 13-14 throughout lactation. To evaluate diet-induced changes in the density LH afferents, fluorescent retrograde microbeads were injected stereotaxically into the LH ORX-A field on PND5-6. By PND9-10, HFD pups exhibit a greater density of projections from the DMH and VMH compared to CD pups. To assess leptin-sensitivity in the LH, the production of leptin-induced second messengers (pERK and pSTAT3) was quantified by double immunofluorescence histochemistry in phenotypically identified cells (ORX-A for pERK, and CART and GABA for pSTAT3) following vehicle or leptin treatment (3mg/kg ip). On PND15-16, HFD offspring displayed increased pSTAT3 in LH neurons, some of which expressed CART. Interestingly, there was no change in pERK activation of LH ORX-A cells. Thus, maternal HFD during the perinatal period has an important effect on the offspring, to increase both LH afferent fiber density and LH sensitivity to leptin. This programming effect might influence food intake mechanisms in adulthood and lead to metabolic dysregulation in the long term. All work was funded by CIHR grant #298195 to Dr. Claire-Dominique Walker.L'environnement nutritionnel au cours de la periode perinatale est essentiel au développement des circuits neuronaux régulant l'homéostasie énergétique et la prise alimentaire. Cet environnement est modifié par la diète de la mère et en particulier, une alimentation maternelle riche en graisses (60% de gras) peut augmenter les taux de leptine circulante chez les petits et modifier les circuits impliqués dans la prise alimentaire. L'hypothalamus latéral (LH) et en particulier les neurones contenant de l'orexine-A (ORX-A) relie les noyaux hypothalamiques responsables de l'homéostasie aux neurones dopaminergiques mésocorticolimbiques qui modulent la récompense alimentaire. Cette région est sensible à la leptine chez les adultes et une exposition plus élevée à cette hormone chez les nouveau-nés pourrait modifier la sensibilité de ce noyau à la leptine. Notre étude examine l'hypothèse qu'un régime alimentaire maternel riche en graisses augmente la densité des projections neuronales des noyaux ventromédian (VMH) et dorsomédianl (DMH) de l'hypothalamus aux neurones LH ORX-A, ceux-là même qui modulent directement les cellules productrices de dopamine. Nous avons ensuite examiné la réponse intracellulaire des neurones de l'hypothalamus latéral a une injection de leptine (3mg/kg, bw, ip) chez les nouveau-nés issus de mères contrôles (CD) ou recevant une diète riche en gras (HFD). Nous avons également cherché à identifier le phenotype des populations de LH activées par la leptine exogène. Nous avons comparé les réponses des ratons issus de mères nourries avec un régime contrôle (CD) ou riche en gras (HFD) à partir du jour de gestation 13-14 jusqu'à la fin de l'allaitement. Pour évaluer les changements induits par le régime alimentaire sur la densité des afférences au LH, nous avons injecté des microbilles rétrogrades fluorescentes dans le champ LH ORX-A a 5-6 de vie postnatale. Quatre jours plus tard, nous observons une augmentation des afférences du VMH (et dans une moindre mesure du DMH) vers le LH chez les ratons HFD comparés à ceux des mères CD. Pour évaluer la sensibilité à la leptine dans l'hypothalamus latéral, nous avons mesuré la production des seconds messagers pERK et pSTAT3 par double histochimie d'immunofluorescence dans des cellules identifiées phénotypiquement (ORX-A pour pERK, et CART et GABA pour pSTAT3). Chez les ratons HFD, nous observons une augmentation de pSTAT3 dans les neurones de LH, dont certains expriment CART. Il n'y a pas de changement dans l'activation pERK des cellules LH ORX-A. En conclusion, les changements de gras dans la diète maternelle au cours de la période périnatale ont des effets importants sur la progéniture, notamment en augmentant à la fois la densité des afférences hypothalamiques vers l'hypothalamus latéral, mais aussi en modifiant la sensibilité de ce noyau à la leptine circulante. Cet effet de programmation pourrait influencer les mécanismes de consommation de nourriture à l'âge adulte et conduire à une dysrégulation métabolique à long terme. Tous les travaux ont été financés par la subvention n ° 298195 des IRSC au Dr. Claire-Dominique Walker