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Silicon photonic mach-zehnder modulator architectures for high order modulation formats
No full textGlobal internet traffic has been growing exponentially in the past several years. This increase is fueled by video streaming services (e.g. Netflix, YouTube), cloud-based storages (e.g. Dropbox, google drive), and machine-to-machine (e.g. Internet of Things) applications. Since 2008 most Internet traffic has originated or been terminated in datacenters and the datacenter traffic is forecasted to grow three-fold in the next five years to reach 20.6 zettabytes by 2021. On-Off-Keying (OOK) has been the main modulation format employed in short reach optical interconnects. The simplicity of the transmitter and receiver architectures have been an important factor in the success of OOK for short reach optical links. Recently deployed, 100 Gb/s systems utilize OOK modulation in 4 × 25 Gb/s configuration. However, as we move towards 400 Gb/s and 1 Tb/s systems, OOK requires a proportional increase in the bandwidth. Hence, a more efficient modulation format is required to avoid such complexity. Silicon photonics (SiP) has recently become a popular choice for datacenter interconnects. Taking advantage of years of complementary metal oxide semiconductor research and development, SiP provides a low cost and high yield platform for datacenter optical interconnects. In this thesis, 3 different SiP Mach-Zehnder modulator (MZM) structures to generate higher order modulation formats are presented. First, the feasibility of utilizing coherent transmission systems as opposed to intensity modulation/direct detection systems for 400 Gb/s and 1 Tb/s systems are discussed and an Inphase-Quadrature modulator is presented. We discuss the advantages and disadvantages of using coherent systems for short reach applications. Next, we investigate and compare the performance advantages of generating 4-level Pulse Amplitude Modulation (PAM-4) using various structures of MZM optically, instead of generating PAM-4 in the electrical domain using digital to analog convertors (DACs) for 400 Gb/s systems. The two variants of optical-DACs are a Dual Parallel Mach-Zehnder modulator (DP-MZM) with one series push pull travelling wave MZM on each arm and a single MZM having two electrodes in series that we name Multi-Electrode MZM (ME-MZM). We present the optical design of the modulators and investigate the effects of non-linearities of the MZM transfer function and PN junction phase-shifters on performance of the PAM-4 generation. Then, the DC, small signal and large signal characterization of each modulator are presented. We parametrically examine the transmission performance of each modulator and present an optimized modulator design for optical generation and transmission of 112 Gb/s PAM-4 without using digital signal processing.Le trafic IP mondial a connu une croissance exponentielle au cours des dernières années. Cette augmentation est alimentée par les services de streaming vidéo (Netflix, YouTube par exemple), les solutions de stockage en nuage (Dropbox, Google Drive par exemple) et les applications de machine à machine (par exemple, l'Internet des objets). Depuis 2008, la majeure partie du trafic Internet provient ou se termine dans des centres de données, et ce trafic devrait être multiplié par trois au cours des cinq prochaines années pour atteindre 20,6 zettaoctets d'ici 2021. Le On-Off-Keying (OOK) est le principal format de modulation employé dans les interconnexions optiques à courte portée. La simplicité de l'architecture de l'émetteur et du récepteur a été un facteur important dans le succès du format OOK pour les liens optiques à courte portée. Les systèmes 100 Gb/s récemment déployés utilisent la modulation OOK dans une configuration 4 × 25 Gb/s. Cependant, au fur et à mesure que nous nous rapprochons des systèmes à 400 Gb/s et 1 Tb/s, le format OOK exige une augmentation proportionnelle de la bande passante. Par conséquent, un format de modulation plus efficace est nécessaire pour éviter une telle complexité. La photonique sur silicium (SiP) est récemment devenue un choix populaire pour les interconnexions de centres de données. Tirant parti de nombreuses années de recherche et de développement sur les semi-conducteurs à oxydes métalliques, la technologie SiP constitue une plate-forme à faible coût et à haut rendement pour les interconnexions optiques de centres de données. Dans cette thèse, 3 différentes structures de modulateur Mach-Zehnder (MZM) sur la plate-forme SiP permettant de générer des formats de modulation d'ordre supérieur sont présentées. Premièrement, la possibilité d'utiliser des systèmes de transmission cohérents pour des systèmes à 400 Gb/s et 1 Tb/s, par opposition aux systèmes à modulation d'intensité et détection directe, est discutée et un modulateur En-phase-Quadrature est présenté. Nous discutons des avantages et des inconvénients de l'utilisation de systèmes cohérents pour des applications à courte portée. Ensuite, nous étudions et comparons les avantages en termes de performance de la génération de modulation d'amplitude d'impulsion à 4 niveaux (PAM-4) à l'aide de diverses structures de MZM dans le domaine optique, par opposition à la génération de signaux PAM-4 dans le domaine électrique à l'aide de convertisseurs numérique-analogique (DAC), pour les systèmes à 400 Gb/s. Les deux variantes de DAC optiques sont un modulateur Mach-Zehnder double-parallèle (DP-MZM) avec MZM à onde progressive de type series-push-pull dans chaque bras, et un seul MZM doté de deux électrodes en série que nous appelons MZM multi-électrodes (ME-MZM). Nous présentons la conception optique des modulateurs et examinons les effets des non-linéarités de la fonction de transfert du MZM et des modulateurs de phase à jonction PN sur la performance de la génération du format PAM-4. Ensuite, la caractérisation en courant continu, à faible signal et à large signal de chaque modulateur est présentée. Nous examinons de manière paramétrique les performances en transmission de chaque modulateur et présentons un design de modulateur optimisé pour la génération et la transmission optique de 112 Gb/s PAM-4 sans traitement numérique du signal
No woman’s land: The bad projections of inhibited intentionality in film
No full textCultural theorist Elaine Scarry speaks of the narrative shape of the world as projected outward from the human body. This plot becomes complicated when worlds are projected from the inhibited and tenuous subject positions of women living under the reign of heteropatriarchy. Such bad projections reveal not a clear field of opportunity – i.e. the linear narrative landscapes of conventional, masculine cinematic space – but opaque and impassable topologies. No Woman’s Land explores films whose subjects navigate the perils of cinematic spaces, times and worlds that weren’t built to accommodate them, namely Barbara Loden’s 1970 feminist classic Wanda, Todd Haynes’ 1993 domestic thriller [SAFE] and Jonathan Glazer’s 2014 science fiction film Under the Skin. The films I have selected are driven by anything other than action, movement, or intentionality, which begs the question: where is there left to go when the world is someone else’s oyster? The narrative and visual forms of these films are indelibly shaped and distorted by the gendered violence that their protagonists endure – the violence of becoming female.La théoricienne culturelle Elaine Scarry parle du récit narratif du monde comme étant projeté vers l’extérieur par le corps humain. Cette idée se complique lorsque des mondes sont projetés de la position restreinte et précaire de la femme vivant sous l’étreint de l’hétéropatriarcat. De telles projections douteuses nous indiquent aucun champ d’opportunité – point de paysage narratif linéaire venant de l’espace masculin conventionnel. Elles révèlent plutôt des topologies opaques et impraticables. No Woman’s Land explore des films les sujets desquels naviguent les périls d’espaces cinématiques – des temps et des mondes qui n’ont pas été bâtis pour les accommoder, comme dans le classique féministe Wanda (1970) de Barbara Loden, le thriller domestique [SAFE] (1993) de Todd Haynes, et le film de science-fiction Under the Skin (2014) de Jonathan Glazer. Ces films que j’ai sélectionnés ont comme force motrice n’importe quels éléments autre que l’action, le mouvement, ou l’intentionnalité, ce qui nous amène à la question suivante : quelle espace nous reste-t-il lorsque le monde appartient à quelqu’un d’autre? Les formes narratives et visuelles de ces films sont marquées et déformées par la violence genrée que ses protagonistes doivent endurer – la violence de devenir femelle
Scattering effects in atomistic quantum transport simulations
No full textIn this thesis, we perform atomistic quantum transport simulations of realistic nanoelectronic structures consisting of a large number of atoms while considering fully non-local electron-phonon scattering as well as scattering due to vacancy defects. The electrons and phonons are treated atomistically with the Tight-Binding (TB) model and Keating Valence Force-Field (KVFF) models, respectively, while the transport properties are calculated using the fully quantum mechanical Non-Equilibrium Green's Function (NEGF) formalism. These methods have been implemented into a comprehensive software package called MatTCal (Matlab based Transport Calculator). MatTCal is mainly written in Matlab while the core features are written in C. In particular, we have developed and used and a powerful parallel computation scheme which relies on CPUs and GPUs working side by side in order to overcome the severe bottleneck of the electron-phonon self-energy calculation. After presenting the theoretical background and implementation details of our method, we apply MatTCal to study the transport properties of silicon nanobeam structures consisting of more than 100,000 atoms. The effect of the position and number of vacancy defects was investigated and found to significantly impact the transport properties. Specifically, it is found that the configurations with the vacancies lying closer to the local density of states (LDOS) maxima have lower transmissions than the configurations with the vacancies located at LDOS minima or far away from LDOS maxima, suggesting both a qualitative method to tune or estimate optimal impurity configurations as well as a physical picture that accounts for device variability. Finally, we performed atomistic quantum transport simulations of ultra-thin silicon nanowires in the presence of electron-phonon scattering. As a result of the technical development done here, we were able to go beyond the widely used local-approximation, where the electron-phonon self-energies are limited to their spatially diagonal components, and provided a fully non-local treatment of the electron-phonon scattering process. We investigated the effects of device length and considered the effects of individual phonon modes on the transport properties while comparing our results to those obtained within the local approximation. It was found that the fully non-local treatment is crucial in order to accurately capture the effects of the dominant scattering mechanisms.Dans cette thèse, nous effectuons des simulations du transport atomique quantique de structures nanoélectroniques réalistes qui consistent en grand nombre d'atomes en considérant une diffusion électron-phonon complètement non-locale ainsi qu'une diffusion due àdes défauts de vacance. Les électrons et les phonons sont traités atomistiquement dans les modèles de Tight-Binding (TB) et de Keating Valence Force-Field (KVFF), respectivement, alors que les propriétés de transport sont calculées en utilisant le formalisme de la Non-Equilibrium Green's Function (NEGF).Ces méthodes sont implémentées dans un ensemble logiciel compréhensif nommé MatTCal (Matlab based Transport Calculator). MatTCal est principalement écrit dans le langage Matlab alors que les éléments centraux sont écrits en C. En particulier, nous avons développé et utilisé un puissant schéma de calcul s'appuie sur le travail côte àcôte de CPUs et de GPUs afin de surmonter le sévère entonnoir du calcul de l'auto-énergie électron-phonon.Après avoir présenté l'arrière-plan théorique et les détails d'implémentation de notre méthode, nous appliquons MatTCal àl'étude des propriétés de transport de structures en nanofaisceaux de silicium comprenant plus de 100,000 atomes. L'effet de la position et du nombre de défauts de vacance est investigué et s'avère influencer significativement les propriétés de transport. Spécifiquement, il s'est avéré que les configurations oùles vacances se trouvent plus près de maximums de la densité locale d'états (LDOS) ont des transmissions plus faibles que les configurations oùles vacances sont situées près des minimums de la LDOS, ce qui suggère tant une méthode qualitative pour ajuster ou estimer la configuration optimale d'impuretés qu'une interprétation physique qui incorpore la variabilité des dispositifs.Finalement, nous avons effectué des simulations de transport atomique quantique pour des nanofils de silicium ultra-fins en présence de diffusion électron-phonon. Résultant du développement technique effectué ici, nous avons pu surpasser l'approximation locale couramment utilisée, où les auto-énergies électron-phonon sont limitées à leurs composantes spatiales diagonales, et fournir un traitement entièrement non-local du processus de diffusion électron-phonon. Nous avons investigué les effets de la longueur du dispositif et avons considéré les effets de modes phonon individuels sur les propriétés de transport tout en comparant nos résultats avec ceux obtenus par l'approximation locale. Il s'avère que le traitement entièrement non-local est crucial afin de capturer correctement les effets des modes dominants de diffusion
Self-critical perfectionism, experiential avoidance, and distress: Cross-sectional, experience sampling, and longitudinal studies
No full textSelf-critical (SC) perfectionism, the more maladaptive dimension of perfectionism, has been shown to be a cognitive-personality vulnerability factor associated with a variety of negative psychological outcomes, including depression and anxiety disorders. The goal of my dissertation was to examine the role of experiential avoidance as an important mediating mechanism in the relationship between SC perfectionism and psychological distress. Article 1 examined the relations between SC perfectionism, self-esteem, experiential avoidance, and depressive symptoms in a sample of 210 community adults who completed self-report questionnaires measuring these constructs. Confirmatory factor analysis supported SC perfectionism, self-esteem, experiential avoidance, and depressive symptoms as distinct, but related, constructs. Structural equation modeling (SEM) results demonstrated that lower self-esteem mediated the relation between SC perfectionism and depressive symptoms. Furthermore, results showed that experiential avoidance independently mediated the relation between SC perfectionism and depressive symptoms, controlling for the effects of lower self-esteem. Article 2 examined SC perfectionism, self-esteem, and the maintenance of daily experiential avoidance, negative affect, and sadness in a sample of 146 community adults. Participants completed self-report questionnaires assessing SC perfectionism and self-esteem, and then completed five daily reports assessing experiential avoidance, negative affect, and sadness over eight consecutive days. Similar to the findings demonstrated in Article 1, confirmatory factor analyses supported SC perfectionism, self-esteem, and aggregated daily experiential avoidance, negative affect, and sadness as distinct, but related, constructs. SEM results demonstrated that the relation between SC perfectionism and aggregated daily negative affect and sadness, respectively, was partially mediated by lower self-esteem. Aggregated daily experiential avoidance independently mediated the relation between SC perfectionism and aggregated daily negative affect and sadness, respectively, controlling for the effects of lower self-esteem.Article 3 examined the longitudinal relations among perfectionism dimensions, experiential avoidance, and depressive and anxious symptoms over a period of two years in a sample of 173 community adults. Article 3 included a three-wave cross-lagged longitudinal design where participants completed self-report questionnaires assessing two higher-order perfectionism dimensions (self- critical [SC], personal standards [PS]), experiential avoidance, and depressive and anxious symptoms at Time 1, Time 2 one year later, and Time 3 two years later, as well as Time 1 neuroticism. The cross-lagged path analyses demonstrated that SC perfectionism predicted increases in experiential avoidance from Time 1 to Time 2 and again from Time 2 to Time 3. Experiential avoidance predicted increases in both depressive and anxious symptoms from Time 1 to Time 2 and again from Time 2 to Time 3. Further, Time 2 experiential avoidance mediated the relation between Time 1 SC perfectionism and both depressive and anxious symptoms over two years, controlling for the effects of Time 1 neuroticism and prior symptom levels. Results did not find support for experiential avoidance as a mediator between PS perfectionism and depressive/anxious symptoms over two years. In sum, the findings from the current thesis demonstrate that experiential avoidance serves as an important explanatory mediating variable in the relationship between SC perfectionism and various psychological distress outcomes over time. These findings lend support for the importance of targeting experiential avoidance in treatment with the aim of reducing vulnerability to depressive and anxious symptoms over the long-term in individuals with higher SC perfectionism.Le perfectionnisme autocritique, la dimension la plus inadapté du perfectionnisme, a été montré d’être un facteur de vulnérabilité de personnalité cognitive associé à une variété de résultats psychologiques négatifs, comprenant la dépression et l’anxiété. L'objectif de ma thèse était d'examiner le rôle de l'évitement expérientiel en tant qu’importante mécanisme de médiation dans la relation entre le perfectionnisme autocritique et la détresse psychologique. L’Article 1 a examiné les relations entre le perfectionnisme autocritique, l’estime de soi, l’évitement expérientiel, et les symptômes dépressifs dans un échantillon de 210 adultes de la communauté ayant rempli des questionnaires d'auto-évaluation. Les résultats de la modélisation par équation structurelle ont démontré que la faible estime de soi a servi comme médiateur dans la relation entre le perfectionnisme autocritique et les symptômes dépressifs. Les résultats ont montré que l'évitement expérientiel a indépendamment servi comme médiateur dans la relation entre le perfectionnisme autocritique et les symptômes dépressifs, en contrôlant pour les effets de l’estime de soi plus faible. L'Article 2 a examiné le perfectionnisme autocritique, l'estime de soi, et le maintien de l'évitement expérientiel quotidien, de l'affect négatif quotidien, et de la tristesse quotidienne dans un échantillon de 146 adultes de la communauté. Les participants ont rempli des questionnaires d'auto-évaluation évaluant le perfectionnisme autocritique et l'estime de soi, et ont complété cinq rapports quotidiens évaluant l'évitement expérientiel, l'affect négatif et la tristesse pendant huit jours consécutifs. Les résultats de la modélisation par équation structurelle ont démontré que la relation entre le perfectionnisme autocritique et l’agrégé de l'affect négatif quotidien et de la tristesse quotidienne était partiellement médié par l’estime de soi plus bas. L’agrégé de l'évitement expérientiel quotidien a servi comme médiateur dans la relation entre le perfectionnisme autocritique et l’agrégé de l'affect négatif quotidien et de la tristesse quotidienne en contrôlant pour les effets de l’estime de soi plus faible. L’Article 3 a examiné les relations longitudinales parmi les dimensions du perfectionnisme, l’évitement expérientiel, et les symptômes dépressifs et anxieux pendant une période de deux ans dans un échantillon de 173 adultes de la communauté. L’Article 3 a compris un modèle longitudinal à retardement croisé qui comprends trois vagues où les participants ont rempli des questionnaires d'auto-évaluation évaluant les dimensions du perfectionnisme, l’évitement expérientiel, et les symptômes dépressifs et anxieux à Temps 1, à Temps 2 un an plus tard, et à Temps 3 deux ans plus tard, ainsi que le névrosisme à Temps 1. Les analyses de trajectoire à retardement croisées ont démontré que le perfectionnisme autocritique a prédit des augmentations dans l'évitement expérientiel du Temps 1 au Temps 2 et encore du Temps 2 au Temps 3. L’évitement expérientiel a prédit des augmentations dans les symptômes dépressifs et dans les symptômes anxieux du Temps 1 au Temps 2 et encore du Temps 2 au Temps 3. Les résultats ont montré que l'évitement expérientiel du Temps 2 a servi comme médiateur dans la relation entre le perfectionnisme autocritique du Temps 1 et les symptômes dépressifs et anxieux, respectivement, pendant une période de deux ans, en contrôlant pour effets du névrosisme du Temps 1 et les niveaux de symptômes antérieurs. En résumé, les résultats de la thèse démontrent que l'évitement expérientiel est une importante variable explicative de médiation dans la relation entre le perfectionnisme autocritique et divers résultats négatifs psychologiques au fil du temps. Ces résultats confirment l’importance de cibler l’évitement expérimental en traitement avec le but de réduire la vulnérabilité aux symptômes de détresse à long terme chez les individus avec le perfectionnisme autocritique plus élever
Unpacking funds of knowledge in the stories of Kanien’kehá: ka youth: Designing new futures for inclusive education
No full textStories are the past, present and future of all people. In Kanien’kehá:ka culture, fundamental stories have been passed down through the generations, guiding the present decisions and reminding the listeners to be mindful of the Seven generations ahead. Following these principles, this inquiry presents three narratives from Kanien’kehá:ka youth from the community of Kahnawà:ke: each story presents the individual journeys of education outside the community in the mainstream system and explores each person’s understanding of what it means to maintain a Kanien’kehá:ka identity. Through the lens of the Funds of Knowledge theory—a theory based in prioritizing the home life and accumulated life experiences of students—this inquiry unpacks what the needs are of Kahnawà:ke students attending mainstream schools by analyzing the stories of their educational journeys through the lens of Funds of Knowledge. With this analysis, this inquiry imagines a future school where those needs are prioritized and met. The story of praxis—where theory meets practice—invites teachers and administrators to consider the narratives of their Kanien’kehá:ka students in making informed choices to create accessible and inclusive educational settings.Les histories sont le passé, présent et future des gens. Dans la culture Kanien’kehá:ka, des histoires fundamentales furent passées de génération en génération pour guider les décisions d'aujourd'hui et pour rappeler aux auditeurs de tenir en compte les Sept générations à venir. Selon ces principes, cette recherche présente trois récits générés par trois jeunes Kanien’kehá:ka de la communauté de Kahnawà:ke. Chacun de ces récits raconte le parcours personnel de ces trois jeunes dans le système éducatif en dehors de la communauté, en explorant ainsi la manière dont ces jeunes comprennent comment maintenir leur identité en tant que Kanien’kehá:ka. En utilisant la théorie des fonds de connaissance, une théorie fondée sur l'importance de la vie familiale ainsi que sur les expériences de vie des jeunes, cette étude tient en vue les besoins des jeunes Kanien’kehá:ka allant à l'école en dehors de leur communauté et imagine un future dont ces besoins sont rencontrés et priorisés dans les écoles. Là où la théorie rencontre la pratique, cette recherche invite des enseignants et administrateurs à considérer les récits de leurs étudiants Kanien’kehá:ka pour ainsi faire des choix informés et ayant comme but de créer des milieux éducatifs inclusifs et accessibles
Investigating the role of 4E-BPs in the polyomavirus (PyV) middle-T oncogene mouse model for mammary tumorigenesis
No full textAs of 2018, the 5-year survival rate for metastatic breast cancer was 27%. Among breast cancers, the metastatic luminal B molecular subtype has proven to be difficult to treat given its relative insensitivity to endocrine therapy and chemotherapy. Thus, the lack of efficacious treatment in conjunction with the unique heterogenic make up of luminal B breast cancers make it a challenge for scientists and clinicians. The PI3K/AKT/mTOR signaling pathway is hyperactivated in most breast cancers, especially in the luminal B molecular subtype. Herein, we employed the MMTV-PyV-MT mouse model, a metastatic breast cancer model mimicking hyperactive PI3K signaling and the luminal B molecular subtype of breast cancer, to investigate the role of 4E-BPs which are the major effectors of the PI3K/AKT/mTOR pathway in mammary tumorigenesis. 4E-BPs are negative regulators of mRNA translation and have been ascribed tumor-suppressive properties. However, in patient samples, 4E-BPs are frequently overexpressed. Thus, this study seeks to elucidate the role of 4E-BPs in each stage of the mammary tumorigenesis process from normal tissue to metastasis. To this end, transgenic MMTV-PyV-MT 4E-BP1/4E-BP2 null mice were generated and monitored for tumor development. Notwithstanding that 4E-BP1/2 loss did not appear to alter tumor onset, it did lead to an increase in the primary tumor volume at experimental endpoint. Strikingly, loss of 4E-BPs led to an unexpected and dramatic decrease in lung metastasis at endpoint. Decrease in lung metastasis in 4E-BP1/2 null mice was correlated with a reduction in eIF4E protein levels in primary tumors. Re-expression of 4E-BP1 in primary cells isolated from 4E-BP1/2 null tumors resulted in restitution of eIF4E levels, thus suggesting that the regulation of 4E-BP and eIF4E levels in the MMTV-PyV-MT model, is coordinated.This work draws attention to the importance of maintaining a stoichiometric ratio of eIF4E and 4E-BPs in a cancer cell in order to conserve its metastatic potential.En 2018, le taux de survie pour le cancer du sein avec métastases était de 27%. Parmi les cancers du sein, le sous-type moléculaire “luminal B” s’est révélé difficile à traiter à cause de sa résistance aux thérapies endocrinienne et à la chimiothérapie. Ainsi, le manque d’efficacité du traitement en conjonction avec la composition hétérogène des cancers du sein du type “luminal B” en font un défi pour les scientifiques et les cliniciens.La voie de signalisation PI3K/AKT/mTOR est hyperactivée dans la plupart des cancers du sein, spécialement dans le cas du sous-type moléculaire “luminal B”. Compte-tenu de cette information, le modèle de souris MMTV-PyV MT est un modèle de cancer du sein avec métastase qui mimique la signalisation hyperactivée PI3K et qui a été choisi pour étudier le rôle de 4E-BPs dans la tumorigenèse mammaire. Les 4E-BPs ont été bien établis comme régulateurs négatifs de la translation de mARN. Pourtant, dans les échantillons de patients, on a aussi observé que les 4E-BPs sont surexprimés. Cette étude cherche à élucider le rôle des 4E-BPs dans chaque étape du processus de tumorigenèse mammaire des tissus normaux jusqu’aux métastases.Dans ce but, des souris transgéniques MMTV-PyV-MT/4E-BP1/2 null ont été élevées/produites afin de développer des tumeurs. Les taux de 4E-BPs n’ont pas semblé avoir d’effet sur la vitesse d’apparition des tumeurs. La perte de 4E-BPs a pourtant conduit à une augmentation du volume des tumeurs au point final de l’expérimentation. De plus, une diminution inattendue des métastases pulmonaires au point final de l’expérimentation a été remarquée. La diminution des métastases pulmonaires était aussi corrélée avec une diminution des niveaux de protéine eIF4E dans les tumeurs primaires. Les lignées primaires de cellules ont été développées à partir de tumeurs de souris MMTV-PyV-MT/4E-BP1/2 null et étudiées in vitro. La réintroduction de 4E-BP1 dans ces cellules a montrée une augmentation des niveaux de eIF4E, suggérant ainsi que la régulation des niveaux de 4E-BP et eIF4E sont liés dans le modèle MMTV-PyV-MT. Cette recherche démontre l’importance de maintenir un ratio stœchiométrique de eIF4E et 4E-BP dans une cellule cancéreuse pour qu’elle se métastases
Silicon photonic devices for optical communication systems
No full textSilicon photonics is the study and application of photonic systems which use silicon as an optical medium. Thanks to the existing CMOS technology, silicon photonics have attracted worldwide attention with the advantage of easy fabrication,low cost, seamless integration with electronics and so on. Many passive and active silicon photonic devices as well as integrated system with high performance are designed and fabricated. The work presented in this thesis are several devices using the silicon photonic platform to realize different applications in optical communication systems. Firstly, a passive integrated nonlinear optical loop mirror is reported. The theoretical study and device design are described and its applications in all-optical signal processing, such as wavelength conversion, NRZ-to-RZ modulation formatconversion, OADM demultiplexing, are demonstrated. A novel picosecond pulse width measurement method based on nonlinear optical loop mirror is presented as well. Secondly, we provide an optical frequency comb generator based on two cascaded push-pull Mach-Zehnder modulators. Nine phase-locked frequency combs with bandwidth up to 54 GHz are generated and the signal-to-noise ratio is around 40 dB after optical amplification and filtering. Furthermore, an integrated OADM device based on mode selection and Bragg grating structure is demonstrated. The theoretical and experimental study of the device is provided and the performance of spectral response, crosstalk and BER measurement is reported. At last, silicon-based superstructure gratings are studied. The fixed and thermally tunable superstructure gratings are presented. We discuss the influence of different parameters like corrugation depth, sampling duty cycle, sampling period and polarization on the reflection features of fixed superstructure gratings both in theory and experiment. We also realize a thermally tunable optical filter based on the periodic heating of a uniform Bragg grating. We believe the devices and techniques described in this thesis, along with others in silicon photonics point to the feasibility of more complex integrated optical communication systems with increased functionality and performance.La photonique sur silicium est l’étude et l’application de systèmes photoniques utilisant le silicium comme support optique. Grâce à la technologie des semi-conducteurs complémentaires à l'oxyde de métal (CMOS), la photonique sur silicium a attiré l'attention du monde entier avec l'avantage d'une fabrication facile, d'un coût réduit, d'une intégration transparente avec l'électronique, etc. De nombreux dispositifs photoniques au silicium actifs et passifs, ainsi que des systèmes intégrés à hautes performances, sont conçus et fabriqués. Le travail présenté dans cette thèse consiste en plusieurs dispositifs utilisant la plate-forme photonique en silicium pour réaliser différentes applications dans les systèmes de communication optiques. Tout d'abord, nous analysons un miroir de boucle optique non linéaire passif intégré. A partir de l'étude théorique et de la conception du dispositif, nous expliquons les applications du dispositif dans le traitement de signal tout optique, telles que la conversion de longueur d'onde, la conversion de format d'un signal code réversible (NRZ-RZ) et le démultiplexage optique d'insertion et d'extraction (OADM). Nous analysons également une nouvelle méthode de mesure de la largeur d'impulsion picoseconde basée sur un miroir de boucle optique non linéaire. Deuxièmement, nous fournissons un générateur de peigne de fréquence optique basé sur deux modulateurs de Mach-Zehnder en cascade. Nous obtenons neuf peignes de fréquences à verrouillage de phase avec une bande passante allant jusqu'à 54 GHz dont le rapport signal-bruit (SNR) est d'environ 40 dB après amplification et filtrage optiques. En outre, nous présentons un dispositif OADM intégré basé sur la sélection de mode et la technologie des réseaux de Bragg (BG). On fournit l'étude théorique et expérimentale de l'appareil et on rapporte les performances de la réponse spectrale, de la diaphonie et de la mesure du taux d'erreurs sur les bits (BER). Enfin, on étudie les réseaux de superstructures à base de silicium et on présente les réseaux de superstructures fixes et thermiquement réglables. Nous examinons l'origine théorique et expérimentale de l’influence de différents paramètres tels que la profondeur de l’ondulation, le cycle d’échantillonnage, la période d’échantillonnage et la polarisation sur les caractéristiques de réflexion des réseaux de superstructures fixes. Nous réalisons également un filtre optique accordable thermiquement basé sur le chauffage périodique d'un BG uniforme. Les dispositifs et techniques décrits dans cette thèse, ainsi que d’autres dispositifs en photonique sur silicium indiquent la faisabilité de réaliser des systèmes de communication optique intégrés plus complexes, dotés de fonctionnalités et de performances accrues
Dopamine receptor D2 (DRD2) antagonism as a therapeutic approach against pancreatic cancer
No full textPancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the most common form of pancreatic cancer. Chemotherapeutic agents, including gemcitabine, alone or in combination with other anti-cancer drugs, are widely applied for treatment. However, benefits from these treatments are modest due to the therapeutic limitations associated with drug resistance. Therefore, identification of new targetable molecules is urgently needed in order to improve survival and prognosis. Dopamine receptor D2 (DRD2) is a potential target whose inhibition suppresses PDAC proliferation and metastasis upon the functional blockage of the receptor with antagonists in vitro and in vivo. In this study, we investigated possible therapeutic benefits of a combination therapy using a DRD2 antagonist and gemcitabine. For this purpose, effects of co-treatment with DRD2 antagonist Haloperidol and chemotherapy agent gemcitabine on viability of multiple PDAC cell lines were examined for various combination formulations to understand the interaction between both drugs and to determine the most efficacious combination approach. Furthermore, we examined the ability of co-treatment to induce apoptosis in different PDAC cells. Moreover, we investigated the effects of treatment on metastasis-potential of PDAC cells through analyzing invasion capacity of cells. Our results show that, while a 1:1 constant combination ratio provides the strongest growth inhibitory effect in PDAC cells, different responses to the combination treatment are observed in PDAC cell lines, in line with variable levels of DRD2 expression in these lines. The combination treatment leads to significant induction of apoptosis. Moreover, it reduces cell migration relative to vehicle-treated controls. We further validated a commercially available antibody against DRD2, which can be used for detection of DRD2 protein in PDAC. Taken together, our results indicate that the combination of Haloperidol with gemcitabine has a greater anti-cancer effect in comparison to single therapy with either of them.L'adénocarcinome canalaire du pancréas (ADCP) est la forme la plus courante du cancer du pancréas. Les agents chimiothérapeutiques comme la gemcitabine, seuls ou en association avec d’autres médicaments anticancéreux, sont communément utilisés pour traiter ce cancer. Cependant, en raison des limitations thérapeutiques associées à la résistance aux médicaments, les avantages de ces traitements demeurent modestes. Par conséquent, il est primordial d’identifier de nouvelles molécules à cibler afin d’améliorer la survie et le pronostic des patients. Le récepteur dopaminergique D2 (DRD2) constitue une cible potentielle dont le blocage fonctionnel par des antagonistes inhibe la prolifération de l’ADCP et les métastases, in vitro et in vivo. Dans cette étude, nous avons étudié les possibles avantages thérapeutiques de l’association médicamenteuse entre l’Haloperidol, un antagoniste du DRD2 et la gemcitabine, un agent chimiothérapeutique. À cette fin, les effets du traitement sur la viabilité de plusieurs lignées cellulaires de l’ADCP ont été examinés sous diverses formulations, afin de comprendre l’interaction entre les deux médicaments et de déterminer la formule la plus efficace. De plus, nous avons examiné l'aptitude de l’association de traitements à induire l'apoptose dans les différentes lignées cellulaires. Nous avons également étudié les effets du traitement sur le potentiel métastatique des cellules de l’ADCP en analysant la capacité d’invasion des cellules. Nos résultats démontrent qu’un rapport de concentration constant de 1:1 produit la plus puissante inhibition de la croissance des cellules de l’ADCP. Cependant, nous avons observé des réponses inégales dans les différentes lignées cellulaires, ce qui reflète le niveau d'expression variable du DRD2 dans ces lignées. Le traitement d'association mène à une induction significative de l'apoptose et réduit la migration cellulaire par rapport au contrôle. De plus, nous avons validé un anticorps disponible commercialement contre le DRD2, qui est utilisé pour détecter la protéine DRD2 dans l’ADCP. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent que l’association de l'halopéridol avec la gemcitabine a un effet anticancéreux plus important par rapport à une thérapie unique où l'un ou l'autre est utilisé seul
Supporting first-year students during the higher education transition: the importance of received support quality for coping and well-being
No full textSocial-emotional well-being has been consistently recognized as an important component of students’ transition to higher education, and literature surrounding first-year student stress has shown social support to be beneficial for students in coping with stress and maintaining well-being. While a critical review of the literature revealed stress and well-being to be significantly linked to social support, a lack of empirical research investigating students’ perceptions of actual support received, as compared to perceptions of available support, during this crucial transition period was observed. To address this research gap, the present study evaluated perceptions of support received among first-year students attending Canadian and U.S. higher education institutions (N = 126) following their first month of school in relation to personal coping strategies, stress, and other well-being outcomes. Given that traditional assessments of received support account only for how often support was received, the present research employed three steps of analyses in determining unique effects of support quality in addition to how often it was received with respect to four distinct sources of support. Following from empirical confirmation of received support frequency (RSF) and received support quality (RSQ) as distinguishable constructs, RSQ was found to significantly mediate effects of RSF on a number of well-being outcomes in relation to family, friend, faculty/staff, as well as institution support. Finally, students’ ability to communicate their needs with others was found to be a significant moderator of mediation effects between RSF, RSQ, and selected coping and well-being outcomes (denial, venting, quitting intentions). Overall, study findings highlight the importance of evaluating not only the frequency but also the quality of support received by first-year students during the transition to higher education and show faculty/staff support to be an important contributor to students’ coping and well-being levels.Le bien-être socio-émotionnel des étudiants est reconnu comme étant un élément important d’une transition réussie vers les études universitaires. Les écrits sur le stress des étudiants de première année démontrent que le soutien social est bénéfique pour le bien-être des étudiants face au stress. Une recension critique des écrits révèle que le stress et le bien-être sont liés de manière importante au soutien social et met en lumière un manque d’études empiriques sur l’adéquation entre les perceptions des étudiants en ce qui a trait au soutien réellement reçu et aux perceptions du soutien disponible au cours de cette importante période de transition. Pour combler cette lacune, la présente étude a évalué les perceptions du soutien reçu par des étudiants de première année fréquentant des universités canadiennes et américaines (N = 126) à la suite de leur premier mois d’université, en matière de stratégies d’adaptation personnelle, de stress, ainsi que d’autres facteurs liés au bien-être. Étant donné que les mesures de soutien reçu ne tiennent traditionnellement compte que de la fréquence du soutien reçu, la présente étude a utilisé trois étapes d’analyses pour déterminer les effets uniques de la qualité du soutien, en plus de la fréquence à laquelle le soutien été reçu pour quatre sources distinctes. Une fois qu’il a été confirmé que la fréquence du soutien reçu (FSP) et de la qualité du soutien reçu (QSR) étaient statistiquement distinctes, il a été constaté que la QSR était un médiateur important des effets de la FSP sur plusieurs des facteurs liés au bien-être en lien avec le soutien de la famille, des amis, des professeurs/du personnel enseignant, ainsi qu’institutionnel. Enfin, la capacité des étudiants à communiquer leurs besoins aux autres s'est avérée être un modérateur important des effets de médiation entre la RSF, la RSQ et d’autres facteurs d'adaptation et de bien-être (p. ex., déni, déchargement émotionnel, intention de quitter le programme). En somme, les résultats de l’étude soulignent l’importance d’évaluer non seulement la fréquence, mais aussi la qualité du soutien reçu par les étudiants au cours de leur première session universitaire, et démontrent que le soutien apporté par le corps enseignant et le personnel contribue grandement à l’adaptation et au bien-être des étudiants
Reaching, thinking, moving: virtual reality for upper limb rehabilitation
No full textVirtual reality (VR) is a promising intervention for sensorimotor rehabilitation following a stroke. To date, increasing evidence supports the use of VR for paretic upper limb rehabilitation in chronic stroke. Still, evidence is limited in the sub-acute phase of stroke recovery, where most rehabilitation occurs. To address this gap, our research team developed a functional game-based VR intervention designed to remediate arm motor impairments in sub-acute stroke rehabilitation. Before the effectiveness of this VR-based intervention can be tested in a planned intervention study, it is crucial to determine the feasibility of the VR intervention with potential users. Specifically, it is necessary to determine the validity of movements made in a 2D VR environment by comparing motor performance and quality of movement variables of reaching movements made in the two environments. This is important to ensure that movements practiced in the virtual environment match real-life situations and to avoid reinforcing maladaptive compensatory movements. The overall aim of the thesis is to determine the feasibility of using a VR intervention as a therapeutic option for improving upper limb function in individuals who have had a stroke. This thesis is comprised of three manuscripts - one review paper and two experimental studies. The first manuscript is a mixed-methods study aimed at determining users’ satisfaction and safety of incorporating the developed VR intervention as an adjunctive therapeutic option for sub-acute stroke rehabilitation. The main findings were that both clinicians and stroke subjects were highly satisfied with the VR intervention and perceived that it would be useful in clinical practice. The duration and intensity of a single session of VR were well tolerated and no adverse events occurred. The second manuscript is a structured review. The objective was to determine the extent to which upper limb movement quality is assessed by commonly used neurological outcome measures. This manuscript highlighted the need to incorporate the assessment of movement quality into clinical practice and research. The results suggested that most upper limb measures poorly capture how well a person moves, limiting their ability to distinguish recovery from compensation and to adequately track changes over time. Only one measure, the Reaching Performance Scale for Stroke, was found to assess both movement quality and motor performance. The use of observational kinematics with or without motion tracking technology could help to incorporate movement quality into clinical assessment.The third manuscript focuses on the kinematic validity of upper limb functional movements performed in the 2D VR environment, in healthy individuals and in individuals who have had a stroke with and without visual perceptual impairments. For unimanual reaching movements, movement speed, hand orientation when grasping the object and trunk kinematics were unaffected by the environment. However, in the virtual environment, unimanual reaches were less smooth and time to peak velocity was longer. These differences were more pronounced in individuals with stroke. Greater visual perceptual impairments resulted in longer movement duration and slower time to peak velocity in only in the virtual environment. For bilateral reach-to-grasp movements, healthy individuals made generally simultaneous and symmetrical movements in both environments. In contrast, movements in stroke subjects were less symmetrical in the virtual environment. The similarity of endpoint spatial variables and most movement quality variables made in the virtual and the physical environments suggest that using the low-cost 2D virtual environment may be a valid approach for sensorimotor rehabilitation following a stroke. This work supports the feasibility of using a low-cost VR intervention for supplementing stroke rehabilitation in individuals with a large spectrum impairments.La réalité virtuelle (RV) est une modalité thérapeutique prometteuse pour la réadaptation sensorimotrice à la suite d’un accident vasculaire cérébral (AVC). De plus en plus de données probantes appuient l'utilisation de la RV pour la réadaptation du bras hémiparétique dans la phase chronique de récupération. Néanmoins, les preuves sont limitées dans la phase subaigüe de récupération, où l’essentiel de la réadaptation a lieu. Pour combler cette lacune, notre équipe a développé une intervention de RV conçue pour le bras parétique. Avant de tester son efficacité de cette intervention, il est essentiel de déterminer la faisabilité avec les utilisateurs potentiels. Il est nécessaire de déterminer la validité des mouvements effectués dans un environnement virtuel (EV) en 2D en comparaison avec le monde réel (EP). Ceci est important pour s'assurer que les mouvements pratiqués dans un EV correspondent à des situations réelles et éviter de réentrainer des mouvements compensatoires non-désirables. L'objectif général de la thèse est de déterminer la faisabilité d'utiliser une intervention de RV comme modalité thérapeutique pour améliorer la fonction du bras chez les personnes qui ont subi un AVC. Cette thèse comprend trois manuscrits, une revue narrative et deux études expérimentales.Le 1er manuscrit est une étude à méthodes mixtes visant à déterminer la satisfaction des utilisateurs et la sécurité face à l’incorporation d’une intervention supplémentaire de RV, pour la réadaptation en phase subaigüe. Les cliniciens et les personnes ayant subi un AVC étaient très satisfaits face à l'intervention de RV et percevaient son utilité dans la pratique clinique. La durée et l'intensité d'une seule session de RV furent bien tolérées et aucun évènement indésirable n’est survenu. Le 2e manuscrit est une revue narrative. L'objectif était de déterminer dans quelle mesure la qualité de mouvement du membre supérieur est évaluée à l'aide des outils de mesure couramment utilisés en neurologie. Ce manuscrit a mis en évidence la nécessité d'intégrer l'évaluation de la qualité du mouvement dans la pratique clinique et en recherche. Les résultats suggéraient que la plupart des outils de mesure du membre supérieur ne reflètent pas la façon dont une personne bouge, limitant la capacité de distinguer la récupération de la compensation et de mesurer de façon adéquate les changements. Une seule mesure, le Reaching Performance Scale for Stroke, évalue à la fois la qualité de mouvement et la performance motrice.Le 3e manuscrit porte sur la validité des mouvements fonctionnels du bras effectués dans un environnement de RV, chez des individus sains et chez des individus ayant subi un AVC avec ou sans atteinte de la perception visuelle. Les participants ont effectué des mouvements dans un EV et un EP similaire. Pour les mouvements unimanuels, la vitesse de déplacement, l'orientation de la main lors de la préhension et la cinématique du tronc n'ont pas été affectées par l'EV. Dans l’EV, les mouvements unilatéraux étaient plus segmentés et le temps jusqu’à la vitesse maximale était plus long. Ces différences étaient plus prononcées chez les personnes ayant subi un AVC. Les atteintes de la perception visuelle étaient associées avec une plus longue durée de mouvement et un délai jusqu’à la vitesse maximale dans l’EV. Pour les mouvements bilatéraux, les mouvements des sujets sains étaient simultanés et symétriques dans les deux environnements. Les mouvements des individus ayant subi un AVC étaient moins symétriques dans l’EV. La similitude des variables spatiales des mouvements au niveau de la main et de la plupart des variables de qualité des mouvements effectués dans les EV et EP suggère que l'utilisation de la RV peut constituer une approche valable pour la rééducation sensorimotrice après un AVC. Ces travaux confirment la faisabilité d'utiliser une intervention de RV pour la réadaptation après un AVC chez des personnes présentant un large spectre de déficiences