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The comorbidity between tobacco smoking and chronic pain: Insights from a longitudinal cohort study
No full textBackground: Considerable research has been conducted over the past few decades to explore the factors that may contribute to the development and maintenance of chronic pain. Research has identified a host of biological, psychological, and socio-environmental factors associated with chronic pain. However, most previous studies in this area were grounded into the biopsychosocial perspective and have remained silent on other potentially important risk factors for chronic pain, such as substance use. Research has revealed high rates of substance use problems among patients with chronic pain, with tobacco use being among one of the most common ones. Theoretical and empirical advances have been made to better understand the comorbidity between tobacco use and pain, but many questions remain to be addressed. Importantly, the predominant reliance on cross-sectional study designs in previous work precluded deriving firm conclusions regarding the directionality of associations between tobacco smoking and pain. Objectives: The first objective of this research was to examine the influence of tobacco smoking on the incidence of chronic pain. Of particular interest was to examine the influence of tobacco smoking on the transition from acute to chronic pain. The second objective was to examine the influence of chronic pain on the incidence of tobacco smoking. The influence of pain on smoking-related outcomes (e.g., number of tobacco cigarettes smoked daily) was also examined. Methods: Adult patients enrolled in the UK Biobank, a large prospective cohort study involving more than 500,000 patients, completed self-report questionnaires at three separate time points (i.e., between 2006 and 2014). Questionnaires assessed a host of demographic, lifestyle, pain, and psychological variables. Results: The first set of analyses indicated that smoking was not prospectively associated with the incidence of chronic pain. However, analyses indicated that patients smoking tobacco were significantly more likely to develop chronic pain after an acute pain episode than patients who never smoked (B = .34, SE = .15, OR = 1.4 (CI: 1.1 - 1.9), p < .05). This effect remained significant even after controlling for a host of demographic and psychological variables. Smoking emerged as a particularly strong predictor of chronic back pain, as patients smoking tobacco were roughly 3 times more likely to transition from acute to chronic back pain than patients who never smoked (OR = 3.1, p < .05). Finally, results indicated that chronic pain was not a significant prospective predictor of smoking incidence. However, a subsequent analysis revealed that the number of painful body sites reported by patients was significantly associated with the number of cigarettes smoked daily, even after controlling for relevant covariates, B = .01, SE = .00, p < .05. Conclusions: Our findings suggest that smoking plays a particularly important role in the transition from acute to chronic back pain. Our findings also suggest that pain symptoms are likely to contribute to the maintenance of tobacco use problems. Some of the challenges for future research include a more in-depth examination of the factors that might underlie the influence of tobacco smoking on pain, and more specifically back pain. Research efforts will also be needed to better understand the impact of pain on smoking outcomes.Contexte: Plusieurs études ont été effectuées au cours des dernières décennies afin d’explorer les facteurs pouvant contribuer au développement et à la persistance de la douleur chronique. La recherche a identifié un ensemble de facteurs biologiques, psychologiques, et socio-environnementaux étant associés à la douleur chronique. Cependant, la plupart des études passées dans ce domaine ont été ancrées dans une perspective biopsychosociale et sont donc demeurées silencieuses quant à d’autres facteurs de risque pour la douleur chronique, tel que l’usage de substances. La recherche a révélé un taux élevé de problèmes d’usage de substances chez les patients en douleur chronique, avec l’usage de tabac étant parmi les plus communs. Des avancées théoriques et empiriques ont été effectuées afin de mieux comprendre la comorbidité entre l’usage de tabac et la douleur, mais plusieurs questions se doivent d’être adressées. De plus, l’utilisation prédominante d’études de type transversales a empêché de tirer des conclusions concernant la directionalité des associations entre l’usage de tabac et la douleur. Objectifs: Le premier objectif de cette recherche était d’examiner l’influence d’usage de tabac sur l’incidence de la douleur chronique. Un intérêt particulier était d’examiner l’influence du tabac sur la transition entre la douleur aigüe et la douleur chronique. Le deuxième objectif était d’examiner l’influence de la douleur chronique sur l’incidence d’usage de tabac. L’influence de la douleur sur les indicateurs d’usage de tabac (ex : nombre de cigarettes fumées par jour) a aussi été examinée.Méthodes: Des patients adultes inscrits dans le UK Biobank, une large cohorte prospective impliquant plus de 500,000 patients, ont complété des questionnaires auto-rapportés à trois moments distincts (entre 2006 et 2014). Les questionnaires ont mesuré des variables démographiques, d’habitudes de vie, de douleur, et des variables psychologiques.Résultats: Le premier ensemble d’analyses a indiqué que l’usage de tabac n’est pas prospectivement associé avec l’incidence de la douleur chronique. Cependant, les analyses ont indiqué que les patients utilisant du tabac sont significativement plus susceptibles de développer de la douleur chronique après un épisode de douleur aigüe que les patients n’ayant jamais utilisé de tabac (B = .34, ES = .15, RC = 1.4 (IC: 1.1 - 1.9), p < .05). Cet effet est demeuré significatif même après avoir controllé pour un ensemble de facteurs démographiques et psychologiques. L’usage de tabac a émergé comme un prédicteur particulièrement fort de la douleur chronique au dos, alors que les patients utilisant du tabac sont 3 fois plus susceptibles de transitionner d’une douleur au dos aigüe à une douleur chronique que les patients n’ayant jamais utilisé de tabac (RC = 3.1, p < .05). Finalement, les résultats ont indiqué que la douleur chronique n’est pas un prédicteur prospectif de l’incidence d’usage de tabac. Cependant, une analyse subséquente a révélé que le nombre de sites douloureux rapportés par les patients est significativement associé avec le nombre de cigarettes consommées sur une base quotidienne, même après avoir controllé pour des covariables, B = .01, ES = .00, p < .05.Conclusions: Nos résultats suggèrent que l’usage de tabac joue un rôle particulièrement important dans la transition entre la douleur au dos aigüe à la douleur chronique. Nos résultats suggèrent aussi que les symptômes de douleur contribuent probablement au maintien des problèmes d’usage de tabac. Certains des défis pour la recherche future incluent une évaluation plus approfondie des facteurs qui sous-tendent l’influence de l’usage de tabac sur la douleur, et plus spécifiquement la douleur au dos. Des efforts de recherche devront aussi être effectués pour mieux comprendre l’impact de la douleur sur l’usage de tabac
Robust numerical solutions to high-dimensional physics-based integration problems
No full textComputer graphics deals with the creation and consumption of both realistic and artistically exaggerated 3D digital media. Rendering, or image synthesis, is a sub-field of computer graphics that considers the accurate simulation of light transport in real scenes. These simulations include models of various physical reflection behaviors, geometric optics, and the complex light transport effects arising from challenging real-world scenes. Kajiya’s seminal work introducing the rendering equation paved the path for modern physically-based mathematical formulations of light transport currently used for image synthesis.Path space is a high-dimensional representation of all light-carrying paths in a scene; rendering reduces to solving an integral over this space. It is impossible to analytically solve the rendering equation due to complex scene geometry, anisotropic physically-based reflectance profiles, and non-linear mutual visibility computations arising from mutual geometric relationships between the objects in a scene. As such, numerical light transport algorithms are needed, and Monte Carlo-based integration methods are commonly used due to their robustness to these high-dimensional integrands.This dissertation introduces new algorithms to tackle the challenges associated with high-dimensional integrals in path space. We discuss three contributions that advance the knowledge in interdisciplinary areas involving computer graphics, machine learning, and acoustics.Our first contribution investigates the structure of path space, the infinite-dimensional space of energy-carrying light paths in a scene. Long-chain paths that have low sampling probability can dominate the final image in complex scenes, and traditional rendering solutions cannot efficiently sample such paths. We accumulate path space statistics to leverage variance reduction stratification. We devise a new path sampling approach that is much more robust to radiometrically complex scenes, and our method compares favorably to the state-of-the-art.Our second contribution addresses the challenges of reconstructing rendered image sequences with prohibitive amounts of Monte Carlo simulation noise. We develop a machine learning-based technique that leverages deep convolutional networks. Our solution is better suited to the class of noise present in Monte Carlo renderings. Our primary contribution, here, is the addition of recurrent connections to the network to improve temporal stability for sequences of sparsely sampled input images. We demonstrate significantly higher quality results compared to existing methods that run at comparable speeds.Finally, we present an adaptive sampling scheme that extends approaches from the light transport literature to problems in the acoustic transfer. Our cached “probe” samples are uniformly and densely placed across the volume of a scene to simulate realistic audio effects. Traditionally full-scale numerical wave simulation must be coupled to interpolation mechanisms to compute the audio contribution from each of these samples. These approaches are both prohibitively expensive and not feasible for interactive acoustic simulation. We instead adaptively sample the acoustic probes, taking special care when placing them in a manner that is aware of scene scale and structure. We achieve a significant performance improvement compared to leading methods, both in terms of memory and computation resources, resulting in a real-time sound propagation algorithm suitable for interactive applications.L'infographie s'intéresse à la création et l'utilisation de média 3D réaliste ou artistiquement exagéré. Le rendu, ou synthèse d'images, est un sous-domaine de l'infographie qui considère la simulation précise du transport de la lumière dans des scènes réelles. Cela inclut plusieurs modèles de réflexion, d'optique géométrique, et d'autres phénomènes lumineux qui composent des scènes réelles complexes. Le travail de Kajiya, qui a introduit l'équation du rendu, a ouvert le chemin aux modèles mathématiques physiquement corrects pour le transport de lumière qui sont utilisés aujourd'hui pour la synthèse d'images. L'espace des chemins est une représentation en haute dimension de tous les chemins lumineux dans une scène. Le rendu se réduit à résoudre une intégrale dans cet espace. Il est impossible de résoudre analytiquement l'équation de rendu à cause de la géométrie complexe des scènes, des profils de réflectance anisotropiques, et des calculs de visibilité non linéaires qui surviennent entre divers objets dans une scène. Des algorithmes numériques de transport sont donc requis, et les méthodes d'intégration de type Monte Carlo sont communément utilisées à cause de leur robustesse vis-à-vis ces intégrales en haute dimension. Cette dissertation introduit de nouveaux algorithmes pour résoudre les problèmes associés aux intégrales en haute dimension dans l'espace des chemins. Nous présentons trois contributions qui avancent le savoir dans plusieurs domaines interdisciplinaires dont l'infographie, l'apprentissage machine, et l'acoustique. Notre première contribution étudie la structure de l'espace à dimension infinie des chemins lumineux dans une scène. Les longs chemins qui ont une faible probabilité d'échantillonnage peuvent dominer l'image finale dans une scène complexe et les solutions de rendu traditionnelles ne peuvent pas échantillonner ces chemins efficacement. Nous accumulons des statistiques sur l'espace des chemins pour tirer avantage de la stratification et de la réduction de la variance. Nous proposons une nouvelle approche d'échantillonnage des chemins beaucoup plus robuste aux scènes radiométriquement complexes, et notre méthode se compare favorablement à l'état de l'art. Notre deuxième contribution concerne les défis lors de la reconstruction de séquences d'images qui contiennent une trop grande quantité de bruit dans les simulations Monte Carlo. Nous développons une technique basée sur l'apprentissage machine qui utilise des réseaux convolutifs profonds. Notre méthode est mieux adaptée à la classe de bruit présent dans les rendus Monte Carlo. Notre principale contribution est l'ajout de connexions récurrentes au réseau neuronal pour améliorer la stabilité temporelle des séquences d'images échantillonnées à faible densité. Nous démontrons une qualité significativement supérieure comparativement aux autres méthodes qui opèrent à des vitesses comparables. Finalement, nous présentons un schéma d'échantillonnage adaptatif qui étend des méthodes de rendu d'images à des problèmes de transfert acoustique. Nos sondes précalculées sont placées de façon dense et uniforme à travers le volume d'une scène pour simuler des effets audio réalistes. Les simulations numériques traditionnelles à pleine échelle doivent être couplées à des mécanismes d'interpolation pour calculer les contributions acoustiques de chaque échantillon. Cela est à la fois coûteux et infaisable pour des simulations acoustiques interactives. Nous échantillonnons plutôt les sondes acoustiques de manière adaptive. Nous les positionnons en prenant en compte la structure et la taille de la scène. Nous obtenons de meilleures performances comparativement aux meilleures méthodes courantes, à la fois en terme de mémoire et de ressources de calcul, menant à un algorithme de propagation sonore en temps réel adapté aux applications interactives
Word embedding algorithms as generalized low rank models and their canonical form
No full textWord embedding algorithms produce very reliable feature representations of words that are used by neural network models across a constantly growing multitude of NLP tasks (Goldberg, 2016). As such, it is imperative for NLP practitioners to understand how their word representations are produced, and why they are so impactful.The present work presents the Simple Embedder framework, generalizing the state-of-the-art existing word embedding algorithms (including Word2vec (SGNS) and GloVe) under the umbrella of generalized low rank models (Udell et al., 2016). We derive that both of these algorithms attempt to produce embedding inner products that approximate pointwise mutual information (PMI) statistics in the corpus. Once cast as Simple Embedders, comparison of these models reveals that these successful embedders all resemble a straightforward maximum likelihood estimate (MLE) of the PMI parametrized by the inner product (between embeddings). This MLE induces our proposed novel word embedding model, Hilbert-MLE, as the canonical representative of the Simple Embedder framework.We empirically compare these algorithms with evaluations on 17 different datasets. Hilbert-MLE consistently observes second-best performance on every extrinsic evaluation (news classification, sentiment analysis, POS-tagging, and supersense tagging), while the first-best model depends varying on the task. Moreover, Hilbert-MLE consistently observes the least variance in results with respect to the random initialization of the weights in bidirectional LSTMs. Our empirical results demonstrate that Hilbert-MLE is a very consistent word embedding algorithm that can be reliably integrated into existing NLP systems to obtain high-quality results.Les algorithmes de plongement lexical (word embedding) produisent des représentations de mots très fiables utilisées par les modèles de réseau neuronal dans une multitude de tâches de traitement automatique du langage naturel (TALN) (Goldberg, 2016). En tant que tel, il est impératif que les praticiens en TALN comprennent comment leurs représentations de mots sont produites et pourquoi elles ont un tel impact.Le présent travail de recherche présente le cadre Simple Embedder, généralisant les algorithmes de pointe de plongement lexical (y compris Word2vec et GloVe) dans le cadre de modèles généralisés de bas rang (Udell et al., 2016). Nous en déduisons que ces deux algorithmes tentent de produire des produits scalaires des (vecteur d’) embeddings qui approchent des statistiques d’information mutuelle ponctuelle (PMI) dans le corpus. Une fois posés dans le cadre Simple Embedder, la comparaison de ces modèles révèle que ces algorithmes de plongement ressemblent tous à une simple estimation du maximum de vraisemblance (MLE) de la PMI paramétrée par le produit scalaire (des embeddings). Cette estimation engendre notre nouveau modèle de plongement lexical, Hilbert-MLE, comme étant représentant canonique du cadre Simple Embedder. Nous comparons empiriquement ces algorithmes avec des évaluations sur 17 ense bles de données différents. Hilbert-MLE observe systématiquement la deuxième meilleure performance pour chaque évaluation extrinsèque (classification des nouvelles, analyse des sentiments, étiquetage morpho-syntaxique et étiquetage supersense), tandis que le meilleur modèle dépend de la tâche. De plus, Hilbert-MLE observe systématiquement la plus faible variance dans les résultats quant à l’initialisation aléatoire des poids dans les rèseaux LSTM bidirectionnels. Nos résultats empiriques démontrent que Hilbert-MLE est un algorithme de plongement lexical très cohérent pouvant être intégré de manière fiable dans les systèmes existants de TALN pour obtenir des résultats de haute qualité
Nutritional and bioactive properties of glabrous canaryseed (Phalaris canariensis, L.) proteins
No full textIn 2015, glabrous canaryseeds were approved for human consumption by Health Canada and the FDA as a new cereal grain. Formerly, the seeds could only be used as birdseed since they were lined with inedible, hair-like silica fibers, however, the new hairless seeds are high in protein (22% w/w) and have immense potential for use by the food industry. The objective of this study was to compare the nutritional quality and bioactive properties between two yellow (C09052 & C05041) and two brown (CDC Calvi & CDC Bastia) hairless canaryseed cultivars and as compared to two common cereals (oat and wheat). Overall, canaryseed proteins have a well-balanced amino acid profile and the seeds are high in tryptophan (2.4-2.6 g/100g protein) but low in essential amino acid lysine. The protein quality of canaryseed flours were evaluated by two protein quality scoring methods in vitro; the PDCAAS and the DIAAS. PDCAAS scores of canaryseed protein were 25.4-32.4% for infants, which were comparable to those of wheat (26%), but lower than those of oat (47%). The total in vitro ileal digestibility for the four canaryseed varieties ranged from minimal values of 25-29 % to maximal values of 65-71%, with the yellow varieties showing higher digestibility values. These values were comparable to those of wheat (22 -73%) and oat (32-69%). Canaryseeds had DIAAS scores of 7.9-9.5%, 9.7-11.5%, 11.5-13.7% for infants, children, and older children/adults, respectively. Trypsin inhibitor activity (TIA), phytic acid, and total polyphenol content (TPC) were determined in canaryseed flours and isolates to evaluate the anti-nutritional components in the seeds and there was no significant difference between canaryseed cultivars. TIA and TPC of canaryseeds was comparable to oat and wheat whereas phytic acid content in canaryseeds (12 mg/g flour) was significantly higher than oat (6 mg/g flour) and wheat (3 mg/g flour). Finally, the health promoting effects of the four canaryseed varieties were also evaluated and compared to those of oat and wheat by measuring the potential antioxidant, (ORAC, DPPH, ABTS), chelation (Fe2+), antihypertensive (ACE), and antidiabetic (DPP-IV) activities of cereal flour hydrolysates after ultrafiltration with a 3K MWCO filter. Between canaryseed cultivars, there was no significant difference between brown and yellow canaryseeds for all assays except for the DPPH and Fe2+ assays, where the brown varieties demonstrated superior activity as compared to the yellow canaryseed cultivars, indicating brown cultivars may have better radical scavenging activity. As compared to oat and wheat, the bioactivity of canaryseed proteins was equivalent or superior for each assay tested. The C09052, C05041, and Calvi canaryseed peptides had exceptional ACE inhibition activity with IC50 values of 333 μg/mL, 405 μg/mL, and 322 μg/mL, respectively, as compared to oat (570 μg/mL) and wheat (781 μg/mL). The yellow C09052 3K MWCO digest was further purified by size exclusion chromatography, which showed three main peaks, which were collected and tested again for their ACE inhibition activity. Fraction 1 was selected for further purification because it had the highest protein content and 82% ACE inhibition at a protein concentration of 3 mg/mL. MS analysis of the C09052 fraction identified 46 peptides belonging to 18 proteins from the subfamily Pooideae. In silico analysis of the peptides showed all 46 peptides had potential ACE inhibitory and DPP-IV inhibitory activity, and 20 had potential antioxidant activity, which was validated from the in vitro studies. However, other peptides had potential hypotensive, antiamnestic, immunostimulating, opioid, and neuro activity which have not yet been confirmed. The results indicate canaryseeds are high in digestible protein and could potentially demonstrate exceptional health promoting effects in vivo, particularly against cardiovascular disease, and should therefore be regarded as a functional food or ingredient.En 2015, les graines de l’alpiste des Canaries glabres ont été approuvées pour l’alimentation humaine par Santé Canada ainsi que par le FDA en tant que nouveau grain céréalier. Les nouvelles variétés glabres sont riches en protéines (22% w/w) et ont un immense potentiel d’utilisation par l’industrie alimentaire. L’objectif de cette étude était de comparer la qualité nutritionnelle et les propriétés bioactives de deux cultivars de graines d’alpiste de couleur jaune (C09052 et C05041) et de deux variétés de couleur brune (CDC Calvi et CDC Bastia), et de comparer celles-ci à deux céréales courantes (l’avoine et le blé). Globalement, les protéines de l’alpiste des Canaries ont un profil d’acides aminés bien équilibré avec une teneur élevée en tryptophane (2.4-2.6 g/100g protéine). La qualité protéique des farines de l’alpiste a été évaluée par deux méthodes in vitro; le PDCAAS et le DIAAS. Des scores de 25.4-32.4% ont été obtenus pour les nourrissons pour l’indice PDCAAS pour les protéines de l’alpiste des Canaries et ces valeurs étaient comparables à celles du blé (26%), mais plus faibles que celles de l’avoine (47%). La digestibilité iléale totale des quatre variétés d’alpiste des Canaries était située entre des valeurs minimales de 25-29% jusqu’à des valeurs maximales de 65-71%. L’alpiste des Canaries ont montré des scores in vitro de l’indice DIAAS de 7.9-9.5% pour les nourrissons, comparables à celles du blé. L’activité inhibitrice de la trypsine (AIT), la teneur en acide phytique et le contenu en polyphénols totaux (TPC) ont été déterminés dans les farines de l’alpiste des Canaries afin d’évaluer les facteurs antinutritionnels des graines, et il n’y avait pas de différence significative entre les cultivars à l’étude. L’AIT et le TPC dans les farines d’alpiste était comparable à l’activité dans l’avoine et le blé. La teneur en acide phytique dans les graines d’alpiste des Canaries (12 mg/g) était significativement plus élevée que celle de l’avoine (6 mg/g) et du blé (3 mg/g). Finalement, les effets bénéfiques pour la santé des farines céréales ont aussi été évalués par la mesure du potentiel antioxydant (ORAC, DPPH, ABTS), par le pouvoir chélateur du fer (Fe2+) ainsi que par les activités hypertensive (ACE) et antidiabétique (DPP-IV) des digestats de farine après ultrafiltration. Entre les cultivars d’alpiste des Canaries, il n’y avait pas de différence significative entre les graines de couleur jaune et celle de couleur brune à l’exception des tests de DPPH et de Fe2+, où les variétés brunes ont démontré une activité plus élevée. En comparaison avec l’avoine et le blé, l’activité des protéines de l’alpiste des Canaries était équivalente ou supérieure pour chaque méthode évaluée. Les peptides des graines d’alpiste des Canaries avaient une activité d’ACE exceptionnelle (322-405 μg/mL) en comparaison avec l’avoine (570 μg) et le blé (781 μg/mL). Le digestat du cultivar C09052 ultrafiltré a été purifié par chromatographie d’exclusion stérique et une fraction a été choisie afin d’être davantage purifiée puisque celle-ci avait la teneur en protéine la plus élevée et une valeur d’inhibition ACE de 82%. L’analyse par MS de la fraction du cultivar C09052 a identifié 46 peptides appartenant à 18 protéines de la sous–famille des Pooideae. L’analyse in silico des peptides a démontré que plusieurs peptides présentaient des activités potentielles d’inhibition ACE, d’inhibition DPP-IV, et de pouvoir antioxydant potentiel, lequel a été validé à partir des études in vitro. Cependant, d’autres peptides pourraient avoir un potentiel d’activité hypotensive, anti-amnésique, immunostimulant, opioïde et neurologique ce qui reste encore à confirmer. Les résultats indiquent que les graines d’alpiste des Canaries ont une teneur élevée en protéine digestible et ont potentiellement des effets bénéfiques sur la santé, particulièrement contre les maladies cardiovasculaires, et devraient être considérées comme un aliment/ingrédient fonctionnel
Triangular translation: Interpreting Nahdawi literary production on China
No full textThis dissertation examines late 19th- and early 20th-century Arabic literary texts on China to challenge the Eurocentric scholarly assumption that writers in the Nahda period drew their models of modernity solely from Europe. Surviving only in fragmented and unexplored archives, a large body of Nahdawi literature set in China offers a new stage for understanding the political and social discourses that constituted Arab modernity projects. While existing understandings of the Nahda have emphasized the emergence of sovereign nation-states modelled on European countries, the aspirations that emerge from Nahdawi novels, journalism, biographies, and theatre focused on China define modernity as a process of establishing transnational, south-south relations. Nahdawis wrote about China not by reading Chinese works directly, but by translating European Orientalist sources on China into Arabic. This circuit of textual exchange requires a new analytic for unpacking the multi-lingual layers of mediation involved in Arabic interest in China. This dissertation develops the concept of “triangular translation” as an analytic to explore these contours. By contrast to the standard paradigm that views translation as a bi-directional transaction between two languages, Nahdawi literary texts dealing with China retain a trace of at least three linguistic layers: the original Chinese, Orientalist renderings in European languages, and translation into Arabic. Triangular translation as a model allows for the exploration of the possibilities that these deep textual elements opened up for staging questions in Arabic about constitutional reform and gender equality through the language of ethnographic engagement with Chinese culture. Shifting the mastery of the western gaze away from the Arab world, triangular translation shows a way to analyze how Arab culture redeploys that gaze in relation to the rest of the world, for specific political and cultural purposes tied to the establishment of a transnational regional identity.Cette thèse analyse des textes littéraires arabes de la fin du XIXe - début du XXe siècle portant sur la Chine afin de défier le présupposé académique eurocentrique considérant que les auteurs de la Nahda empruntèrent leur modèle de la modernité uniquement à l'Europe. Survivant seulement sous la forme d'archives fragmentaires et inexplorées, un important corpus de littérature Nahdawi prenant place en Chine offre une nouvelle perspective à la compréhension des discours politiques et sociaux qui constituèrent les projets de modernité arabes. Alors que les conceptions existantes de la Nahda ont mis l'accent sur l'émergence d'états-nations souverains modelés sur les pays européens, les aspirations qui émergent des romans, articles journalistiques, biographies et des pièces de théâtre Nahdawi se focalisant sur la Chine définissent la modernité comme un processus d'établissement de relations transnationales, de coopération Sud-Sud. Les Nahdawis écrivirent sur la Chine, non en lisant directement des œuvres écrites en chinois, mais en traduisant en arabe des sources orientalistes européennes portant sur la Chine. Ce circuit d'échanges textuels requiert une nouvelle analytique afin d'éplucher les couches multilingues de médiation impliquées par l'intérêt arabe envers la Chine. Cette thèse développe le concept de "traduction triangulaire" en guise d'analytique visant à explorer ces contours. En contraste avec le paradigme standard percevant la traduction comme une transaction bidirectionnelle entre deux communautés linguistiques, les textes littéraires Nahdawi traitant de la Chine portent la trace d'au moins trois couches linguistiques: celle originale en chinois, son rendu orientaliste en langues européennes et sa traduction en arabe. La traduction triangulaire, en tant que modèle, permet l'exploration des possibilités que ces éléments textuels profonds ouvrent à la mise en perspective des questionnements arabes sur la réforme constitutionnelle et l'égalité des sexes par le truchement du langage de l'engagement ethnographique vis-à-vis de la culture chinoise. En contrebalançant de diverses manières la prépondérance du regard occidental sur le monde arabe, la traduction triangulaire montre comment la culture arabe redéploye ce regard vis-à-vis du reste du monde, à des fins politiques et culturelles spécifiques en lien avec l'établissement d'une identité régionale transnationale
Developing a tailorable spectroelectrochemical system for the assessment of novel ruthenium nanospheres
No full textElectrogenerated chemiluminescence (ECL) is an electrochemically initiated light emission process that contains tremendous analytical potential. The challenge to employing ECL effectively, is the experimental complexity associated with a technique that resides in both the domains of electrochemistry and spectroscopy. This thesis presents a novel hyphenated ECL system that overcomes this obstacle and provides other researchers the means to do the same. The hyphenated ECL system described herein, represents a versatile ECL platform capable of driving both fundamental and application based research. Fundamental research using this system is demonstrated in the advancement of ECL mechanistic understanding for one of the most commonly employed ECL systems. The enhanced resolution into the coreactant mechanism is achieved through integrating the empirical results obtained by the hyphenated system with computational modeling. ECL application research is evidenced through the system’s role in assessing the performance of ECL active nanospheres used in a signal amplification strategy. These nanospheres aim to enhance ECL emission by serving as a vehicle for drastically increasing the amount light emitters present in a single assay.La chimiluminescence électrogénérée (ECL) est un processus d’émission de lumière initié par électrochimie qui présente un potentiel analytique considérable. La complexité expérimentale associée à une technique qui relève des domaines de l’électrochimie et de la spectroscopie est un défi de taille. Cette thèse présente un nouveau système ECL combinant ces deux domaines permettant ainsi de surmonter cet obstacle expérimental et de fournir aux autres chercheurs les moyens de faire de même. Ce système ECL, décrit ici, représente une plate-forme ECL polyvalente capable de mener à la fois des recherches fondamentales et appliquées. La recherche fondamentale utilisant ce système est démontrée par la progression de la compréhension mécanistique de l’ECL pour l'un des systèmes ECL les plus couramment employés. La résolution améliorée dans le mécanisme de co-réactifs est atteinte en intégrant les résultats empiriques obtenus par le système combiné avec la modélisation informatique. La recherche sur les applications ECL est mise en évidence par le rôle du système dans l’évaluation des performances des nanosphères actives ECL utilisées dans une stratégie d’amplification du signal. Ces nanosphères visent à améliorer les émissions ECL en servant de véhicule pour augmenter considérablement la quantité d'émetteurs de lumière présents dans un seul test
Domain-specific language for crisis management systems
No full textAcross the world, various crisis situations occur causing chaos and confusion as to how to deal with them. Hence, finding ways to transmit the necessary information regarding how to handle such incidents to various parties involved in such events is fundamental. As such, the field of crisis management focuses on determining the actions to undertake to quickly respond to the occurrence of a disaster. Ultimately, crisis management systems strive to guide individuals to better prepare themselves for any future encounter of crisis situations. In this thesis, we investigate emergency circumstances, mainly natural disasters, to detail the requirements for workflow notations managing them. Taking into account these requirements, we propose a domain-specific software language (DSL) for crisis management based on the textual implementation of the Use Case Maps (UCM) metamodel via the Textual User Requirements Notation (TURN). While workflow notations do exist that can model the basic procedures to undergo when a crisis incident occurs, none focuses specifically on crisis management systems or considers the 3D environment in which emergency situations unfold. The proposed DSL provides built-in support for modeling location-based, social media-inspired interactions in the 3D environment of a disaster, allowing crisis experts to author emergency procedures. The models created from the DSL are subsequently traversed using an algorithm we design to step through the workflow to be followed by victims and first responders during crisis situations. As our proof-of-concept implementation, an Android mobile application allows a user to go through crisis management workflows step-by-step in forward or backward direction to validate our findings and work, particularly with respect to the UCM traversal algorithm. The long-term goal is to reduce the damages or losses, in terms of property and life, caused by a crisis, benefiting us all as well as the environment we live in.À travers le monde, diverses situations de crise font l'objet de chao et de confusion quant à la façon de les gérer. Par conséquent, il s'avère fondamental de trouver des moyens de transmettre les informations indispensables à la façon d'agir dans de telles circonstances aux différentes parties impliquées. Ainsi, le domaine de la gestion de crise se concentre sur la détermination des actions à entreprendre afin de réagir rapidement à une catastrophe. Ultimement, les systèmes de gestion de crise s'efforcent de guider les individus pour mieux les préparer à toute future situation de crise. Dans ce mémoire, nous étudions les situations d'urgence, principalement les catastrophes naturelles, afin de détailler les exigences relatives aux notations de flux de travail qui les gèrent. Tenant compte de ces exigences, nous proposons un langage logiciel dédié (DSL) pour la gestion de crise basé sur l'implémentation textuelle du métamodèle de plan de cas d'utilisation (UCM) via la syntaxe textuelle de la Notation des prescriptions utilisateur (URN), appelée TURN. Bien qu'il existe des notations de flux de travail pouvant modéliser les procédures de base à suivre en cas de crise, aucune ne se concentre spécifiquement sur les systèmes de gestion de crise ni ne considère l'environnement 3D dans lequel se déroulent les situations d'urgence. Le DSL proposé permet la modélisation des interactions inspirées des médias sociaux basées sur la localisation dans l'environnement 3D d'une catastrophe, permettant ainsi aux experts en situation de crise de créer des procédures d'urgence. Par la suite, les modèles créés à partir du DSL sont parcourus à l'aide d'un algorithme que nous avons conçu dans le but de naviguer le procédé à suivre par les victimes et les secouristes en cas de crise. Pour notre preuve de concept, une application mobile Android permet à un utilisateur de traverser les flux de travail de gestion de crise de chaque pas vers celui ou ceux qui le suivent ou le précèdent, afin de valider nos découvertes et notre travail, en particulier en ce qui concerne l’algorithme de navigation de modèle UCM. L'objectif à long terme est de réduire les dommages ou les pertes, en termes de propriété et de vie, causés par une catastrophe, au bénéfice de tous, ainsi que de l'environnement dans lequel nous vivons
Localized investigations of the electrochemical properties of lithium-ion battery materials using scanning micropipette contact method
No full textWith the ever-growing demand for energy storage devices, rechargeable lithium-ion batteries (LIBs) are being considered as the leading candidates in the fields of portable electronics, and in hybrid, plug-in hybrid, and all electrical vehicles. They are a commercial success offering uniquely high volumetric and gravimetric energy density, as well as, longer lifetime than comparable battery technologies. Yet, electrode materials with improved energy capacity and charge/discharge rates are still highly desirable and in some instances required for LIBs to meet their full application potential; the electric vehicle being a case in point.The development of new cathode materials for LIBs is an active field of research. These investigations range from discovering new battery materials, seeking alternative synthesis routes for existing compounds, and altering cathode film compositions. The performance of the battery material is typically tested in coin cells. However, many factors during the assembly of the coin cell can influence the test performance of the novel material. Additionally, the testing of a full cell assembly requires a significant period of time to run charge/discharge cycles. Moreover, the mechanism of lithium intercalation and deintercalation at the surface of the electrode involves spatial heterogeneous reactions that are difficult to be resolved by using composite films. Data from these tests also convolute the responses from a large ensemble of particles; therefore, only average properties of battery materials are detected. As an alternative approach, the ability to visualize the localized redox activity of electrode materials under in‐situ condition at sub‐micrometer scale is of significant importance.This thesis presents step-by-step development of an analytical tool, namely the scanning micropipette contact method (SMCM) for localized investigations of active LIBs materials. The proposed technique was designed in an anaerobic environment to use true battery electrolytes, thus providing the opportunity to study microscopic features on air sensitive materials. Developed probes provided microscale resolution, allowed the assessment of battery materials without the need to assemble a full cell, reducing analysis time and cost, and increasing experimental accuracy. A correlation between the electrochemical responses and the complementary techniques, such as scanning electron microscopy and atomic force microscopy, was also established.Also presented is a proof-of-concept experiments that were first performed on the commonly used lithium iron phosphate (LFP) active particles using carbonate-based solution. Electrochemical measurements from SMCM were compared to conventional coin cells data to critically assess the similarities between film and particle measurements, and determine the viability of the SMCM technique to elucidate key electrochemical properties.SMCM was successfully extended to ionic liquid as an alternative electrolyte solution to the conventional organic electrolytes. This enabled studying higher energy cathode materials that require higher oxidation potentials such as the layered lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC). Introducing carbon black as a conducting phase between the NMC particles was also demonstrated in an attempt to enhance the electronic resistance between the active material and the working substrate. This was achieved via ball milling of NMC with carbon at different conditions. The effect of ball milling conditions on the morphology and the crystallinity of NMC samples was characterized. The electrochemical performance of NMC samples before and after ball milling was also explored via coin cells measurements.Avec la demande toujours croissante de dispositifs de stockage d'énergie, les batteries rechargeables lithium-ion (LIB) sont considérées comme les principales candidates dans les domaines de l'électronique portable et des véhicules hybrides, hybrides rechargeables et électriques. C’est un succès commercial qui offre une densité d’énergie volumétrique et gravimétrique unique, ainsi qu’une durée de vie supérieure à celle des technologies de batterie comparables. Cependant, les matériaux d'électrode avec une capacité énergétique et des taux de charge/décharge améliorés restent hautement souhaitables et, dans certains cas, sont nécessaires pour que les LIB atteignent leur plein potentiel d'application. Le développement de nouveaux matériaux cathodiques pour les LIB est un domaine de recherche actif. Ces recherches vont de la découverte de nouveaux matériaux de batterie, à la recherche de voies de synthèse alternatives pour les composés existants et à la modification de la composition des films cathodiques. Les performances du matériau de la batterie sont généralement testées dans des piles bouton. Cependant, de nombreux facteurs lors de l'assemblage de la pile bouton peuvent influer sur les performances du nouveau matériau lors des tests. De plus, le mécanisme d'intercalation et de désintercalation du lithium à la surface de l'électrode implique des réactions hétérogènes dans l'espace qui sont difficiles à résoudre en utilisant des films composites. Les données de ces tests sont une convolution des réponses d'un grand ensemble de particules; par conséquent, seules les propriétés moyennes des matériaux de la batterie sont détectées. À titre d’approche alternative, la possibilité de visualiser l’activité redox localisée des matériaux d’électrode dans des conditions in situ à une échelle inférieure au micromètre revêt une importance considérable.Cette thèse présente le développement étape par étape d'un outil analytique, à savoir la méthode de contact à micropipette à balayage (SMCM) pour des investigations localisées de matériaux de LIB actifs. La technique proposée a été conçue dans un environnement anaérobie pour utiliser de vrais électrolytes de batterie, offrant ainsi la possibilité d'étudier les caractéristiques microscopiques sur des matériaux sensibles à l'air. Les sondes développées ont fourni une résolution à l'échelle microscopique et elles ont permis d'évaluer les matériaux de la batterie sans avoir à assembler une cellule complète, ce qui a permis de réduire le temps et les coûts d'analyse ainsi que d'accroître la précision expérimentale.On présente également des expériences de validation de principe qui ont d'abord été réalisées sur les particules actives de phosphate de fer et de lithium couramment utilisées à l'aide d'une solution à base de carbonate. Les mesures électrochimiques issues de la SMCM ont été comparées aux données relatives aux piles bouton classiques pour évaluer de manière critique les similitudes entre les mesures de film et de particules et déterminer la viabilité de la technique SMCM pour élucider les propriétés électrochimiques essentielles.La SMCM a été étendue avec succès au liquide ionique en tant que solution électrolytique alternative aux électrolytes organiques conventionnels. Cela a permis d'étudier des matériaux cathodiques à haute énergie nécessitant des potentiels d'oxydation plus élevés tels que l'oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt (NMC) en couches. L'introduction du noir de carbone en tant que phase conductrice entre les particules de NMC a également été démontrée dans le but d'améliorer la résistance électronique entre le matériau actif et le substrat de travail. Ceci a été réalisé par broyage à billes de NMC avec du carbone dans différentes conditions. Les performances électrochimiques des échantillons NMC avant et après le broyage à billes ont également été explorées via des mesures de piles bouton
The BCL11B cancer gene codes for an accessory factor in base excision repair
No full textIncreased DNA repair efficiency, in particular of the base excision repair (BER) pathway, is essential to the survival of many cancer cells. BER not only enable cancer cells to resist to genotoxic treatments, but also to proliferate in the presence of elevated reactive oxygen species (ROS) produced by cancer-associated metabolic changes. Previous work from the laboratory demonstrated that CUX1 is required for the survival of Ras-driven cancer cells because it functions as an auxiliary factor in DNA repair, stimulating the enzymatic activities of core BER enzymes, OGG1, APE1, and DNA Pol β. OGG1 is a bifunctional DNA glycosylase that initiates the repair of oxidized purines by removing the faulty base; APE1 is an endonuclease that generates single-stranded DNA breaks at apurinic/apyrimidinic (AP) sites; and DNA Pol β is responsible for synthesizing the removed base. Our laboratory had launched a project to identify the full repertoire of accessory factors for other BER enzymes, with my project focusing on NTHL1, a DNA glycosylase that initiates the repair of oxidized pyrimidines. Using the BioID approach, we curated a list of potential candidates by identifying proteins that come into close contact with NTHL1 in the cell. After a thorough literature review, we focused our investigation on one protein, B-cell lymphoma/leukemia 11B (BCL11B). The purified BCL11B protein was found in vitro to stimulate the enzymatic activities of NTHL1. Structure/function analysis identified distinct BCL11B regions responsible for DNA binding and the stimulation of NTHL1. Consistent with the results of in vitro BER assay, BCL11B knockdown caused a decrease in DNA repair and an increase in DNA damage. BCL11B has previously been characterized as a haplo-insufficient tumor suppressor gene. Paradoxically, BCL11B is overexpressed in many cancer cells and its knockdown is synthetic lethal in T cell lymphomas. BCL11B's transcriptional activities fail to explain these contradictory observations. I propose that the DNA repair functions of BCL11B explains why inactivation of one BCL11B allele promotes tumor development, why BCL11B knockdown results in apoptosis of malignant T cells but not normal mature T cells, and why resistance to genotoxic treatments is increased by BCL11B overexpression.La survie de nombreuses cellules cancéreuses dépend de mécanismes efficaces de réparation de l'ADN, en particulier la voie de réparation des bases (VRB). Cette voie de réparation permet non seulement aux cellules cancéreuses de résister aux traitements génotoxiques, mais encore de proliférer en présence d'un excès de radicaux libres qui résultent d'un métabolisme perturbé. Des études antérieures de notre laboratoire ont montré que la protéine CUX1 est nécessaire à la survie des cellules cancéreuses dont la voie de signalisation RAS est activée, parce que CUX1 fonctionne comme facteur auxiliaire qui stimule l'activité enzymatique d'enzymes VRB, notamment OGG1, une glycosylase qui enlève les bases purines oxydées dans l'ADN génomique. Notre laboratoire a dès lors démarré un projet pour identifier le répertoire complet des facteurs auxiliaires de la voie VRB. Mon projet était d'identifier les facteurs auxiliaires de NTHL1, une glycosylase qui enlève les bases pyrimidiques dans l'ADN. La technique de BioID nous a permis d'identifier un grand nombre de protéines qui viennent en contact avec l'enzyme NTHL1 dans la cellule. Après une revue exhaustive de la littérature, nous avons décidé de porter notre attention sur la protéine BCL11B (B-cell lymphoma/leukemia 11B). Des tests de réparation de l'ADN in vitro ont montré que la protéine BCL11B purifiée est capable de stimuler l'activité enzymatique de NTHL1. L'analyse structure/fonction a permis d'identifier deux régions distinctes de BCL11B responsables respectivement de la liaison à l'ADN et de la stimulation de NTHL1. En accord avec les résultats obtenus in vitro, l'inhibition de l'expression de BCL11B dans les cellules Jurkat cause une diminution dans leur capacité à réparer l'ADN et une augmentation dans la quantité de dommages oxydatifs dans leur ADN génomique. Le gène BCL11B a été précédemment caractérisé génétiquement comme étant un gène suppresseur de tumeur haplo-insuffisant. De façon paradoxale, BCL11B est surexprimé dans plusieurs cancers et l'inhibition de son expression cause une létalité synthétique dans les cellules de lymphomes T. Ces observations contradictoires ne peuvent être expliquées par les fonctions de BCL11B dans la transcription. J'émets l'hypothèse que les fonctions de BCL11B dans la réparation de l'ADN permettent d'expliquer pourquoi l'inactivation d'un seul allèle de BCL11B augmente le risque de développer un cancer, pourquoi l'inhibition de son expression cause la létalité synthétique dans les lymphomes T mais pas dans les cellules T normales, et pourquoi la surexpression de BCL11B augmente la résistance des cellules cancéreuses aux traitements génotoxiques
Recovering disease trajectory in neurodegeneration: an agent-based approach
No full textIt is becoming increasingly clear that brain network organization shapes the course and expression of neurodegenerative diseases. Parkinson's disease (PD) is marked by progressive spread of atrophy from the midbrain to subcortical structures and, eventually, to the cerebral cortex. Recent discoveries suggest that the neurodegenerative process involves the misfolding of endogenous proteins (α-synuclein) and prion-like spread of these pathogenic proteins via axonal projections. However, the mechanisms that translate local ''synucleinopathy'' to large-scale network dysfunction and atrophy remain unknown. Here we use an agent-based epidemic spreading model to integrate structural connectivity, functional connectivity and gene expression, and to predict sequential volume loss due to neurodegeneration. We demonstrate four key findings. First, the dynamic model replicates the spatial distribution of empirical atrophy identified in an independent dataset of PD patients. Second, the model implicates the substantia nigra as the disease epicenter, consistent with previous literature. Third, we reveal a significant role for both connectome topology and spatial embedding (geometry) in shaping the distribution of atrophy. Finally, regional gene expression and functional co-activation further amplify the course set by connectome architecture. Altogether, these results support the notion that the progression of neurodegenerative disease is a multifactorial process that depends on both cell-to-cell spreading of misfolded proteins and regional vulnerability. The model proves powerful in modelling neurodegeneration and provides insights into developing and testing preventative procedures.Il devient de plus en plus évident que l’organisation des réseaux cérébraux détermine l’évolution et l’expression des maladies neurodégénératives. La maladie de Parkinson (MP) se caractérise par une augmentation progressive de l'atrophie du mésencéphale aux structures sous-corticales et, éventuellement, au cortex cérébral. De récentes découvertes suggèrent que le processus neurodégénératif implique un repliement anormal des protéines endogènes (α-synucléine) et que la propagation (analogue au prion) de ces protéines pathogènes se ferait via les projections axonales. Cependant, les mécanismes impliqués dans l’évolution de la synucléinopathie locale en dysfonctionnement et atrophie du réseau à grande échelle restent inconnus. Dans cette étude, nous avons utilisé un modèle de propagation épidémique basé sur les agents pour intégrer la connectivité structurelle, la connectivité fonctionnelle et l'expression génétique ainsi que pour prédire la perte de volume séquentielle causée par la neurodégénérescence. Nous avons démontré quatre principaux résultats. Premièrement, le modèle dynamique reproduit la distribution spatiale de l'atrophie empirique identifiée dans une base de données indépendante de patients atteints de la MP. Deuxièmement, conformément à la littérature antérieure, le modèle implique la substance noire comme épicentre de la maladie. Troisièmement, nous avons révélé que la topologie du connectome et que l’intégration spatiale (la géométrie) joue un rôle significatif dans la distribution de l’atrophie. Finalement, l'expression régionale génétique et la co-activation fonctionnelle amplifient davantage le cours défini par l'architecture du connectome. Globalement, ces résultats appuient la notion selon laquelle la progression des maladies neurodégénératives est un processus multifactoriel qui dépend à la fois de la propagation des protéines avec un repliement anormal et de la vulnérabilité régionale. Le modèle s'avère efficace pour la modélisation de la neurodégénérescence et il fournit des informations importantes pour développer et tester des procédures préventives