CorpusUL Université Laval
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Influence of hydrograph separation on the automatic calibration of the SWAT hydrological model
No full textTitre de l'écran-titre (visionné le 9 mai 2023)L'évaluation des processus hydrologiques implique l'utilisation de modèles pour décrire et comprendre les processus hydrologiques mis en œuvre dans les bassins versants. Cependant, les incertitudes dans la simulation des processus hydrologiques peuvent être considérables et donner lieu à des modèles peu fiables. Idéalement, un modèle hydrologique fiable reproduit à la fois les processus hydrologiques locaux et le débit des cours d'eau. Par conséquent, un calage du modèle hydrologique qui se concentre uniquement sur le débit global mesuré à l'exutoire du bassin versant risque de ne pas saisir les processus hydrologiques réels engendrés par les cheminements de l'eau dans un bassin versant, notamment la séparation des flux hydriques en flux d'eau de surface, en flux d'eau du sol et en décharge des nappes souterraines. Cependant, pour obtenir une représentation adéquate des processus hydrologiques contribuant à la génération du débit global, il est nécessaire de disposer d'observations hydrologiques pertinentes. À ce titre, la séparation des hydrogrammes est utile pour représenter les processus sous-jacents qui régissent l'écoulement global. Dans cette étude du petit bassin versant agricole (33,2 km²) du ruisseau Ewing, un affluent de la rivière Aux Brochets en Montérégie, au Québec, nous avons exploré le potentiel de la séparation des hydrogrammes dans la procédure d'optimisation des paramètres par le calage automatique des débits, tout en assurant une représentation réaliste des processus hydrologiques régissant les débits à l'échelle du bassin versant. Pour y parvenir, une condition préalable importante était de comprendre le fonctionnement hydrologique des bassins versants agricoles au Québec profitant de drainage souterrain artificiel de façon systématique. À cette fin, nous avons étudié la séparation des hydrogrammes en utilisant la conductivité électrique de l'eau du cours d'eau comme traceur des voies hydrologiques et évalué la performance de différentes méthodes existantes de séparation des hydrogrammes, dont les techniques de filtrage automatisé. Six méthodes courantes ont été évaluées : BFLOW, UKIH, PART, FIXED, SLIDE, LOCMIN et Eckhardt. Elles ne diffèrent que par la manière dont elles filtrent les flux lents par rapport aux flux rapides. Pour la mise en œuvre de la méthodologie de séparation des hydrogrammes dans le processus d'optimisation des paramètres, seules trois méthodes sélectionnées (BFLOW, Eckhardt et géochimique) ont été appliquées pour le calage automatique du modèle hydrologique SWAT. Les trois méthodes...The assessment of hydrological processes involves the use of models to describe and understand the hydrological processes occurring in watersheds. However, uncertainties in the simulation of hydrological processes can be considerable and result in unreliable models. Ideally, a reliable hydrological model captures both local hydrological processes and stream discharge. Therefore, a hydrological model calibration that focuses only on the overall discharge measured at the watershed outlet may not capture the real world hydrological processes that are driven by the water pathways in a watershed, particularly the separation of water flows into surface water flows, soil water flows and groundwater discharge. However, to achieve an adequate representation of the hydrological processes contributing to the overall discharge generation, it is necessary to have relevant hydrological observations. As such, hydrograph separation is useful in representing the underlying processes governing the overall flow. In this study of the small (33.2 km²) agricultural subwatershed of Ewing creek, a tributary of the Aux Brochets river in Montérégie, Quebec, we have explored the potential of hydrograph separation in the procedure of parameters optimization through automatic streamflow calibration, while ensuring a realistic representation of the hydrological processes governing water flows at the subwatershed scale. To realize this, an important prerequisite was to understand the hydrological functioning of agricultural subwatersheds in Quebec under systematic artificial subsurface drainage. To this end, we studied hydrograph separation using the stream water electrical conductivity as a tracer of the hydrological pathways and evaluated the performance of different existing hydrograph separation methods including automated filtering techniques. Six popular methods were evaluated: BFLOW, UKIH, PART, FIXED, SLIDE, LOCMIN and Eckhardt. They only differ in the way they filter slow flow to quick flow. For the implementation of the hydrograph separation methodology in the parameters optimization process, only three selected methods (BFLOW, Eckhardt and geochemical) were applied for the automatic calibration of the SWAT hydrological models. The three hydrograph separation methods integrated..
Impacts épigénétiques et phénotypiques des techniques de reproduction assistée chez la vache laitière
No full textTitre de l'écran-titre (visionné le 7 juillet 2023)Les techniques de reproduction assistée (TRA) sont d'importants outils de la révolution génomique de l'industrie laitière. En dépit de l'amélioration fulgurante des taux de succès de la fécondation in vitro (FIV) et malgré l'engouement croissant pour les embryons bovins produits in vitro, certains problèmes restent à résoudre pour assurer la totale innocuité de ces interventions en reproduction. En effet, l'avancée rapide de la recherche en épigénétique a mis au jour l'influence possible de l'environnement artificiel durant la période critique qu'est le développement embryonnaire précoce. Bien que l'incidence de troubles développementaux majeurs tel le syndrome du « gros veau » ait beaucoup diminuée avec l'adoption de meilleures pratiques de culture embryonnaire, un ensemble d'indices probants suggère que des modifications à long terme plus subtiles affectent toujours le métabolisme, la croissance, la fertilité et donc la productivité des animaux découlant de ces pratiques. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse reposent sur l'hypothèse que la FIV chez les bovins laitiers a des effets sur la programmation épigénétique de l'embryon ce qui peut affecter le phénotype postnatal. La première partie de cette thèse consistait à évaluer la qualité de la programmation épigénétique d'embryons bovins produits in vitro en fonction de paramètres comme l'âge de la donneuse d'ovocytes et le type de milieu de culture. Pour ce faire, nous avons évalué par pyroséquençage la méthylation de l'ADN de gènes soumis à l'empreinte parentale d'embryons bovins au jour 7 et 12 produits dans différentes conditions. Pour chaque gène, nous avons observé une méthylation globalement moins élevée ainsi qu'une plus grande variabilité chez les trois groupes d'embryons produits in vitro étudiés. Afin de pallier des contraintes techniques et d'évaluer les conséquences réelles des différences moléculaires observées, nous avons comparé la population de vaches du Québec conçues par FIV avec celles conçues par insémination artificielle (IA) et transfert embryonnaire (TE) pour des critères de santé, fertilité et productivité. L'analyse de cohorte rétrospective n'a pas révélé, en tenant compte des valeurs d'élevage supérieures des animaux issus de TE et de FIV, de différences significatives entre les méthodes de conception pour la production de lait des filles lors de leurs trois premières lactations. Par contre, les animaux produits par FIV montrent une fertilité légèrement réduite, des temps de gestation plus longs et une incidence relative de maladie commune différente du reste de la population. De façon logique avec leur rôle dans l'industrie de la génétique laitière, l'indice de performance à vie (IPV) moyen des animaux conçus par FIV est supérieur. Cependant, entre 2012 et 2019, le taux d'amélioration de l'IPV des animaux conçus par FIV était près de deux fois moins rapide que celui de la population générale. Nous postulons qu'une pénalité épigénétique, cohérente avec et potentiellement dérivée des différences moléculaires trouvées dans les embryons à la suite des TRA diminue le progrès génétique intergénérationnel et explique les altérations phénotypiques observées. Par la qualité et la quantité des données disponibles, nos travaux ont permis d'illustrer avec une résolution jamais égalée les causes et les impacts des conditions de développement précoce des gamètes et des embryons. Nos résultats mettent en évidence les défis de l'amélioration de la génétique laitière d'élite tout en attestant des progrès réalisés par l'industrie pour minimiser les perturbations épigénétiques sévères menant à des syndromes graves de dérégulation de l'empreinte parentale. Cependant, les TRA laissent toujours des traces bien détectables à la fois au niveau moléculaire chez les embryons et au niveau physiologique chez les animaux à l'âge adulte. Ces résultats permettront ainsi aux producteurs laitiers canadiens de prendre des décisions éclairées sur la méthode de conception à utiliser pour constituer leur troupeau en tenant compte des avantages et inconvénients de ces approches. Nos travaux permettront aussi d'orienter la recherche et les efforts de l'industrie de la génétique laitière en les équipant d'un nouvel outil pour détecter les perturbations épigénétiques à la suite des TRA. De manière similaire, l'analyse épidémiologique développée permettra de surveiller à l'échelle de la population l'évolution de santé et productivité des animaux qui découlent de ces techniques.Assisted reproduction technologies (ART) are important tools in the genomic revolution of the dairy industry. Despite the phenomenal improvement in the success rates of in vitro fertilization (IVF) and the growing popularity of bovine embryos produced in vitro, certain problems remain to be resolved to ensure the total safety of these interventions in reproduction. Indeed, advances in epigenetic research have revealed the possible influence of the artificial environment during the critical period of early embryonic development. Although the incidence of major developmental disorders such as the large offspring syndrome has been greatly reduced with the adoption of better embryo culture practices, a body of evidence suggests that more subtle long-term changes still affect metabolism, growth, fertility and thus the productivity of animals resulting from these practices. The work carried out in this thesis is based on the hypothesis that epigenetic differences caused by the ovarian and in vitro environment during the last part of folliculogenesis and embryonic culture are responsible for long term phenotypic difference well into the productive life of dairy cows. The first part of this thesis consisted in evaluating the quality of the epigenetic programming of bovine embryos produced in vitro under different conditions such as the type of culture medium or the age of the oocyte donor. To achieve this, we evaluated the DNA methylation of imprinted genes of day 7 and day 12 bovine embryos by pyrosequencing. For each gene, we observed an overall lower methylation as well as a greater variability in the three groups of in vitro conditions we examined. In order to overcome technical constraints and to assess the real consequences of the molecular differences observed, we compared Quebec's population of IVF derived of cows with those conceived by artificial insemination (AI) and multiple ovulation embryo transfer (MOET). Our analysis focused on health, fertility and productivity parameters. The conducted retrospective cohort study did not reveal any significant differences between conception methods for milk production of daughters in their first three lactations when taking into account the higher breeding values of animals derived from MOET and IVF. On the other hand, IVF animals showed a slightly reduced fertility, longer gestations and a relative incidence of common disease different from the rest of the population. Consistent with their role in the dairy genetics industry, the average lifetime performance index (LPI) of IVF animals was higher. However, between 2012 and 2019, the rate of improvement in LPI of IVF derived population was nearly half that of the AI population. We postulate that an epigenetic penalty, consistent with and potentially caused by the molecular differences found in embryos following ART decreases intergenerational genetic progress and explains the observed phenotypic alterations. Thanks to the quality and quantity of the data available, our work has made it possible to illustrate with unprecedented resolution the causes and long-term impacts of the gametes and early embryos environments. Our results highlight the challenges of elite dairy genetics improvement while attesting to the progress industry has made to minimize epigenetic dysregulation leading to severe imprinting disorders. However, ART still leave detectable traces both at the molecular level in embryos and at the physiological level in adult animals. These results will allow Canadian dairy producers to make informed decisions on the conception method to use to build their herd by considering the advantages and disadvantages of each approach. Our work will also help guide future research and efforts of the dairy genetics industry to address the identified problems by equipping them with a new tool to detect epigenetic disturbances following ART. Similarly, the epidemiological analysis developed will make it possible to monitor at the population level the evolution of animal health and productivity resulting from these techniques
Identification des facteurs organisationnels influençant l'implantation de pratiques innovantes dans les établissements de soins de longue durée canadiens
No full textTitre de l'écran-titre (visionné le 26 juillet 2023)Introduction : En 2016, on comptabilisait plus de 500 000 personnes vivant dans des établissements de soins de longue durée (ESLD) (1), 2076 établissements au Canada (2) et des milliers de personnes en attentes pour un lit en ESLD (3). Les ESLD sont des environnements de soins complexes dus aux besoins multiples et particuliers des résidents. Plus du trois quarts des résidents vivent avec une maladie neurologique, plus de la moitié avec une maladie cardiaque, la moitié avec une maladie musculosquelettique et un peu moins que la moitié avec une maladie psychiatrique (4). Le contexte pandémique a exacerbé la situation déjà précaire des ESLD. Les personnes qui résident en ESLD sont particulièrement à risque d'être infectées par la COVID-19 et d'en décéder (5). 80% des décès totaux de la première vague étaient des personnes âgées de 65 ans et plus (6). Plusieurs experts sont à réfléchir des solutions afin d'améliorer les conditions de travail des infirmières ainsi que les milieux de vie et les soins offerts aux personnes âgées (7, 8). Dans cette optique d'amélioration, il s'impose de questionner la capacité des ESLD à implanter de telles interventions. Cependant, la science de la mise en œuvre dans un contexte de soins aux personnes âgées est jusqu'ici un domaine de recherche peu exploré et encore moins dans un contexte d'ESLD canadiens (9). Or, le développement des connaissances dans ce domaine pourrait grandement améliorer la préparation à l'innovation et l'implantation d'interventions. Hypothèses : Les hypothèses de recherche sont les suivantes : la taille organisationnelle, la position en milieu urbain de l'ESLD et les ESLD privés à but lucratifs seront associée positivement à la préparation organisationnelle des employés à l'implantation d'interventions. Méthode : Un devis de recherche corrélationnel descriptif a été choisi afin d'atteindre le but de cette étude. Les caractéristiques organisationnelles ont été recueillies par enquête dans 47 ESLD à travers le Canada. Une variété de participants (Infirmières, Infirmières chefs, gestionnaires, personnel de soutien, etc.) par ESLD ont été recrutés pour compléter le questionnaire OR4KT sur la préparation organisationnelle ainsi que des données sociodémographiques et un gestionnaire par établissement a fourni les données sociodémographiques de l'établissement. Après l'analyse des postulats et du CCI, un modèle linéaire mixte à un niveau a été produit pour chacun des facteurs organisationnels. Des tests bivariées ont aussi été menés. Résultats : Les modèles linéaires mixtes pour ces trois facteurs n'étaient pas significatifs. Certains biais méthodologiques pourraient expliquer cette problématique. La zone géographique est le seul facteur organisationnel qui a été identifié comme ayant une différence significative entre les catégories à l'aide du test de Kruskal Wallis.Introduction: In 2016, there were over 500,000 people living in long-term care facilities (LTCF)(1), 2076 facilities in Canada (2) and thousands of people waiting for an LTCF bed (3). LTC facilities are complex care environments due to the multiple and complex needs of residents. More than three-quarters of residents live with neurological disease, more than half with cardiac disease, half with musculoskeletal disease and slightly less than half with psychiatric disease (4). The pandemic context has exacerbated the situation. Persons residing in LTCF are particularly at risk of becoming infected with and dying from COVID-19 (5). 80% of the total deaths in the first wave were among people aged 65 years and older (6). Many experts are considering solutions to improve the working conditions of nurses as well as the living environments and care offered to the elderly (7, 8). In this context of improvement, we must also ask ourselves whether LTC homes have the capacity to implement such interventions. However, the science of implementation in aged care settings is, to date, an under-explored area of research and even less in Canadian LTC settings (9). Yet, the contribution of this area could greatly enhance the readiness for innovation and implementation of interventions. Aims: The research hypotheses are that organizational size, urban location of the LTC facility, and private for-profit LTC facilities will be positively associated with organizational readiness to implement interventions. Method: A descriptive correlational research design was chosen to achieve the purpose of this study. Organizational characteristics were collected by survey from 47 LTC sites across Canada. A variety of participants (nurses, nurse leaders, managers, support staff, etc.) per LTC were recruited to complete the OR4KT organizational readiness questionnaire as well as sociodemographic data and one manager per facility provided the facility's sociodemographic data. After the analysis of postulates and ICC, a one-level linear mixed model was generated for each of the organizational factors. Bivariate tests were also conducted. Results: The linear mixed models for these three factors were not significant. Some methodological bias could explain this problem. Geographic area was the only organizational factor that was identified as having a significant difference between categories using the Kruskal Wallis test. Conclusion : Recommendations will be proposed to facilitate the implementation of intervention in LTC
Réalité augmentée pour le body mapping, design de vêtement intelligent : explorations des alternatives pour améliorer les symptômes dépressifs
No full textTitre de l'écran-titre (visionné le 26 avril 2023)Ce travail présente une approche méthodologique innovante pour construire un dispositif de thérapie alternative intégrant un vêtement intelligent dans un contexte de réalité alternée. Il montre les perspectives et les limites des potentialités de ce type de conception. Ici, le choix du processus du body mapping fut privilégié puisqu'il est considéré aujourd'hui comme une alternative thérapeutique pertinente pour les patients atteints de dépression. En effet, le processus d'art thérapie sur lequel repose cette approche permet d'exprimer ses maux à travers une représentation de son propre corps tout en utilisant des modalités non-verbales. Dans ce travail, nous explorerons les potentialités des réalités alternées et en particulier de la réalité augmentée afin de conceptualiser un dispositif de body mapping dans un espace virtuel en vue d'exploiter les effets de corporéités, des effets 3D et des animations. L'objectif est ici également de rendre plus tangibles ces effets considérés bien souvent comme abstraits. Pour cela, nous avons conçu un vêtement permettant de créer un lien entre cet espace virtuel et le monde réel. Nous avons pareillement renforcé ce lien en utilisant un récit de science-fiction permettant de plonger l'utilisateur dans une expérience immersive sensible lui offrant la possibilité d'explorer son propre imaginaire.This work presents an innovative methodological approach to build an alternative therapy device integrating a smart garment in an alternate reality context. It shows the perspectives and the limits of the potentialities of this type of design. Here, the choice of the body mapping process was chosen since it is considered today a relevant therapeutic alternative for patients suffering from depression. Indeed, the art therapy process on which this approach is based makes it possible to express one's ailments through a representation of one's own body while using non-verbal expressive modalities. In this work, we will explore the potential of alternate realities and in particular augmented reality in order to design a body mapping device in a virtual space in order to exploit the effects of embodiment, 3D effects and animations. The objective here is also to make these effects, which are often considered abstract, more tangible. For this, we designed a garment to create a link between this virtual space and the real world. We have similarly reinforced this link by using a science fiction story to immerse users in a sensitive immersive experience, allowing them to explore their own imagination
Aerial inspection of complex structures using multi-modal procedures and data processing a comprehensive solution for drone-based multi-modal inspection of industrial components
No full textThèse ou mémoire avec insertion d'articlesLes systèmes aériens autonomes (UAV/UAS), communément appelés drones, sont un sujet de plus en plus important dans les inspections par essais non-destructifs (END). Avec les avancées technologiques significatives des caméras thermiques, les méthodes d'inspection visuelle acquièrent continuellement de l'attention dans les inspections END. Les inspections dans les zones difficiles d'accès sont coûteuses, parfois impossibles en raison de la nature de la zone ou des dangers possibles pour les ressources humaines. L'inspection de spécimens complexes et de grande taille, notamment les des structures courbes, nécessite des relevés approfondis sous différents aspects, ce qui est presque impossible ou très coûteux avec des véhicules terrestres ou des ressources humaines. Ainsi, en raison de leur grande manœuvrabilité, les industries investissent davantage dans les drones pour surmonter les problèmes mentionnés et aider les inspecteurs à examiner les composants de manière approfondie. De plus, grâce à des développements récents, les UAVs peuvent également accéder à des zones éloignées ou difficiles d'accès et transporter de nombreuses charges utiles. Malgré les énormes avantages de l'utilisation des drones pour l'inspection, certains défis doivent être relevés. Ces dernières années, de nombreuses études se sont concentrées sur l'utilisation d'images thermiques/visibles pour inspecter différentes structures. Cependant, l'utilisation de données d'inspection multimodales par drone, y compris les données d'imagerie visible, thermique et de profondeur, pour fournir une compréhension approfondie de l'échantillon et de son environnement afin de produire une analyse plus précise, doit être étudiée en détail. Tout d'abord, cette étude aborde les défis communs des inspections par drone. La détection de l'effet de la réflexion thermique dans une inspection thermographique est le premier défi abordé dans cette étude. Ensuite, l'effet des mouvements constants et soudains d'un drone sur l'analyse des séquences d'images thermiques est étudié de manière approfondie. En outre, les résultats sont évalués à l'aide d'un scénario d'utilisation où le drone surveille un endroit fixe tout en restant en vol stationnaire. Par la suite, cette étude vise à développer une plateforme multi-sensorielle comprenant une structure de montage, des capteurs d'imagerie et un ordinateur embarqué. La solution logicielle intégrée à cette plate-forme fournit les fonctions requises d'acquisition, de transmission, de stockage et de traitement des données. De plus, cette étude se concentre sur le traitement de modalités multiples ou individuelles. Notamment, une méthode de segmentation par auto-apprentissage est proposée dans le contexte de la détection de défauts dans les images thermiques. Aussi, un algorithme de détection de fissures par drone est présenté pour analyser l'inspection visuelle des chaussées et des structures en béton. Ensuite, cette étude s'est concentrée sur le traitement des données multi-modales acquises par la plateforme multi-sensorielle présentée. En effet, l'utilisation d'images thermiques et visibles couplées pour améliorer la détection des anomalies est étudiée de manière approfondie. Plusieurs scénarios d'utilisation sont introduits présentant différentes approches pour améliorer l'efficacité de la détection. Ces derniers fournissent un aperçu de l'applicabilité des sous-études introduites. Pour chacun d'entre eux, de multiples expériences sont menées pour démontrer les applications des méthodes proposées dans des scénarios de cas réels.Unmanned Aerial Vehicles/Systems (UAVs/UAS), commonly known as drones, is a rising topic in Non-Destructive Testing (NDT) inspections. With significant technological advancements in thermal cameras, visual inspection methods continuously gain much attention in non-destructive inspections. Inspections in remote or hard-to-access areas are costly and sometimes impossible due to the area's nature or the possible dangers facing human resources. Inspection of complex and large specimens, especially with curvaceous structures, requires extensive surveys from different aspects, which is nearly impossible or very costly using ground vehicles or human resources. Thus, industries are investing more in drones to overcome mentioned problems as they have high flexibility of maneuver, which can assist inspectors in examining the components thoroughly. They can also access remote or hard-to-access areas and carry many payloads thanks to recent developments. Despite the enormous benefits of using drones for inspection, some challenges need to be addressed. In recent years, many studies focused on using thermal/visible images to inspect different structures. However, using multi-modal data, including visible, thermal, and depth imagery data, provides an extensive understanding of the specimen and surrounding environment in case of drone-enabled inspections and produces a more accurate analysis that needs to be thoroughly studied. Firstly, this study addresses the common challenges in drone-based inspections in the scope of this research. Detecting the effect of thermal reflection in a thermographic inspection is the first challenge addressed in this study. Later, the effect of a drone's constant and sudden motions on analyzing thermal image sequences is investigated comprehensively. Also, the results are evaluated using a use-case scenario where the drone monitors a fixed location while hovering. Also, the next part of this study aims to develop a multi-sensory platform, including a mounting structure, imagery sensors, and an onboard computer. The software solution embedded in this platform provides the required data acquisition, transmission, storage, and processing features. Later, this study focuses on the processing of multiple or individual modalities. Firstly, a self-training segmentation method is proposed in the context of defect detection in thermal images. Also, a drone-enabled crack detection algorithm is presented for analyzing the visual inspection of pavement and concrete structures. Next, this study focused on processing multi-modal data acquired by the presented multi-sensory platform. Firstly, using coupled thermal and visible images to enhance abnormality detection is investigated thoroughly. Several use-case scenarios are introduced, presenting different approaches to enhance the detection's efficiency. In order to provide insight into the applicability of the introduced sub-studies. For each of them, multiple experiments are conducted demonstrating the applications of the proposed methods in real-case scenarios
A sectorial validation and application of a conceptual framework for creating a brand management strategy
No full textBrands can be one of a company’s most valuable intangible assets and a lever to generate value. As a source of added value, a brand should be strategically built and managed. To fully take advantage of the benefits that the brand provides, it is necessary to propose a brand management strategy. A conceptual framework was developed by the authors as an alternative to propose a brand management strategy according to a specific business scenario. The objective of this study is to validate this conceptual framework and apply it to propose a brand management strategy in a specific business scenario. For this purpose, a sectorial cross-validation was developed by triangulating the application of the framework to two data collection methods: (1) interviews and (2) a literature review. The results suggested that decomposing a complex business scenario into single-dimensioned business scenarios can help to propose, enhance, or reframe a brand strategy. The results also suggested that some brand dimensions can be used to lever other brand dimensions, such as brand relationship, which is at the top of CEO/CMO priorities in this field. This work contributes to theory by cross-validating the conceptual framework for creating brand management strategies through triangulation
Decoding 'replay' during working memory manipulation in humans
No full textTitre de l'écran-titre (visionné le 28 septembre 2023)La capacité du cerveau humain à stocker temporairement et manipuler des informations, connue sous le nom de mémoire de travail, est cruciale pour de nombreux processus cognitifs tels que la prise de décision, la planification et la mémoire épisodique. Elle constitue un moment critique entre la mémoire, l'attention et la perception et est centrale pour une large gamme de fonctions cognitives et de comportements orientés vers un objectif. Les études récentes montrent que des séquences de profils d'activité cérébrale spécifiques aux éléments encodés en mémoire peuvent être "rejouées" (réactivé- « replay ») après un apprentissage (épisodique, moteur, etc.) ou pendant la prise de décision. Cependant le rôle fonctionnel de ces replays dans la mémoire de travail est à ce jour peu défini. La présente étude vise à identifier les marqueurs neuronaux associés à l'apprentissage associatif et à étudier la réactivation de ces associations audio-visuelles apprises pendant les périodes de rétention et de manipulation en mémoire de travail. Cette étude utilise la Magnétoencéphalographie (MEG) pour mesurer l'activité cérébrale pendant l'apprentissage et lors d'une tâche de mémoire de travail, ainsi que des techniques de classification multivariée. Cette approche est utilisée dans le but d'identifier les motifs neuronaux associés aux éléments mémorisés et pour investiguer la dynamique de ces motifs pendant la rétention et la manipulation de l'information en mémoire. Plus précisément, dans cette étude, nous avons tout d'abord cherché à investiguer les mécanismes neuraux associés à l'apprentissage associatif audio-visuel chez l'homme en utilisant une des approches comportementales, de MEG et d'apprentissage machine. Les analyses ont révélé une activité thêta soutenue au sein d'un réseau distribué, indiquant la coopération temporelle des régions cérébrales pendant et après l'apprentissage. L'étude a également révélé une désynchronisation bêta associée à l'apprentissage dans les régions fronto-temporales et pariétales, des régions connues pour être impliquées dans les fonctions de la mémoire de travail. De plus, nous avons identifié des périodes de réactivation des profils cérébraux associés à l'apprentissage pendant les périodes de rétention et de manipulation de la tâche de mémoire de travail. Nous proposons que ces réactivations, inversées (« backward ») et rapides (20 ms), jouent un rôle crucial dans le maintien et la manipulation à court terme des informations en mémoire. Notre étude apporte des preuves de replay rapide « backward » pendant la mémoire de travail, et nos recherches en cours visent à élucider leur rôle en lien avec le comportement. Dans l'ensemble, nos résultats améliorent notre compréhension des mécanismes neuronaux complexes supportant la mémoire de travail, De plus, ils appuient l'idée selon laquelle la réactivation rapide de l'activité neuronale des items préalablement appris pourrait jouer un rôle crucial dans les processus de mémoire de travail et de mémoire séquentielle chez les humains.Working memory, known as the ability of the human brain to temporarily store and manipulate information, is crucial for many cognitive processes such as decision-making, planning, and episodic memory. It is at the critical juncture between memory, attention, and perception, and is central to a range of cognitive functions and goal-directed behaviors. Studies show that item-specific sequences of neural patterns, that were active during the task, are reactivated ('replayed') afterwards in a temporally compressed manner. Replay is a process in the brain that occurs during both wakeful and sleep states, in which information from memory is reactivated. Recent studies have demonstrated neural replay mechanisms during decision-making and after learning (motor, episodic etc.), however, the interplay between working memory and replay remains to be studied. This study aimed to identify the neural markers associated with associative learning and to investigate the replay of learned associations during working memory. In this study, we utilized magnetoencephalography (MEG) to measure neural activity before, during after associative learning and during a working memory task. We used multivariate classification techniques to identify neural patterns associated with memorized items and investigate the dynamics of these patterns during working memory retention and manipulation. In addition, we aimed to investigate the neural mechanisms associated with associative learning in humans by using a combination of behavioral, MEG, and machine learning approaches. Our analysis demonstrated sustained theta activity within a distributed network, indicating the temporal cooperation of brain regions during and after learning. The study also revealed a learning-associated beta desynchronization over fronto-temporal and parietal regions, regions known to be involved in working memory functions. Moreover, fast-backward replay was detected during working memory retention and manipulation periods. We propose that these fast-backward replay may play a crucial role in strengthening memory traces. Our ongoing research aims to elucidate the relationship between backward replay in working memory retention and manipulation periods and behavioral performance. Overall, our findings improve our understanding of the complex neural mechanisms underlying working memory and learning and support the idea that fast neural replay of previously leaned items may play a crucial role in working memory and sequential memory processes in humans
Effets des cellules sénescentes sur les processus immunitaires impliqués dans le rejet rénal
No full textTitre de l'écran-titre (visionné le 3 octobre 2023)La cellule sénescente sécrète différents facteurs qui peuvent être pro-inflammatoires ou antiinflammatoires. Plusieurs stress cellulaires peuvent amener la cellule à entrer en sénescence, comme l'ischémie-reperfusion lors de la transplantation rénale. Le rejet chronique est la principale cause de la perte du greffon rénal de nos jours et il est provoqué par la mise en place d’un milieu inflammatoire chronique dans lequel les cellules immunitaires sont impliquées. Notre hypothèse est que les cellules présentes dans le rein transplanté pourraient participer à attirer des cellules immunitaires par le biais de leur phénotype pro-inflammatoire. Pour répondre à notre hypothèse de recherche, nous avons mis au point un modèle d’induction de la sénescence par stress oxydatif dans une lignée de cellules rénales épithéliales tubulaires (RPTEC). Nous avons par la suite étudié les effets des cellules sénescentes sur les cellules mononucléées du sang périphérique par le biais de deux modèles expérimentaux, soit en utilisant des chambres de Boyden (essaie de migration)et en faisant une co-culture directe. De plus nous avons vérifié la présence de cellules sénescentes dans les cellules immunitaires de greffés rénaux. Nous avons validé notre modèle d’induction de la sénescence et en testant nos deux conditions expérimentales, nous avons observé que les cellules NK étaient spécifiquement attirées par les cellules sénescentes. De plus, nous avons mis en évidence des changements de phénotypes (modulation de l’expression des marqueurs CD45RA et CCR7) dans les populations de lymphocytesT CD8+et de monocytes ainsi qu’une activation des monocytes dose-dépendante en présence de cellules sénescentes. En conclusion, nos résultats suggèrent que les cellules sénescentes pourraient participer aux processus inflammatoires impliqués dans le rejet rénal chronique.The senescent cell secretes various factors, which can be pro-inflammatory or anti-inflammatory.Several cellular stresses can cause the cell to enter into senescence, such as ischemia-reperfusion during kidney transplantation. Chronic rejection is the leading cause of kidney graft loss today and is caused by the establishment of a chronic inflammatory milieu in which immune cells are involved. Our hypothesis is that the cells present in the transplanted kidney could participate in calling immunecells through their pro-inflammatory phenotype. To answer our research hypothesis, we have developed a model of induction of senescence by oxidative stress in a renal tubular epithelial cell line (RPTEC). We then studied the effects of senescent cells on peripheral blood mononuclear cells through two experimental models, either using Boyden chamber (migration assay) or direct coculture. In addition, we attempted to verify the presence of senescent cells in the immune cells of kidney transplant recipients. We validated our senescence induction model and by testing our two experimental conditions, we observed that NK cells were specifically attracted by senescent cells. Furthermore, we demonstrated phenotype changes in CD8+ T cell and monocyte populations as well as dose-dependent monocyte activation under senescent cell conditions. In conclusion, our results suggest that senescent cells may participate in inflammatory processes involved in chronic renal rejection
Les conséquences de l'hybridation sur la dynamique des éléments génétiques non-mendéliens
No full textTitre de l'écran-titre (visionné le 25 septembre 2023)Les principes de la génétique mendélienne gouvernent l'essentiel de l'évolution des génomes et forment la base de la compréhension moderne de la génétique et de l'évolution. Les gènes encodés sur les chromosomes nucléaires sont répliqués exactement une fois par cycle cellulaire et ségrègent indépendamment durant la méiose. En contrepartie, certaines composantes des génomes eucaryotes échappent aux lois de la génétique mendélienne. Deux classes d'éléments génétiques non-mendéliens ubiquitaires sont les éléments transposables (TEs) et l'ADN mitochondrial (ADNmt). Les TEs sont des séquences capables de se répliquer de manière semi-autonome. Ce cycle de réplication distinct du reste du génome génère des copies additionnelles insérées à de nouveaux locus, formant des familles de séquences répétées. L'ADNmt est un génome cytoplasmique maintenu et exprimé dans les mitochondries qui est essentiel au métabolisme respiratoire. Les ADNmt se répliquent et ségrègent indépendamment du cycle cellulaire, ce qui rend possible l'hétérogénéité intracellulaire (hétéroplasmie) et de la ségrégation mitotique. L'hybridation cause le flux génétique entre des populations séparées et peut survenir entre des populations parentales avec divers degrés de divergence génétique. En raison de leurs dynamiques particulières, les éléments génétiques non-mendéliens peuvent avoir des conséquences profondes dans un contexte d'hybridation. Par exemple, les TEs peuvent être réactivés chez les hybrides en raison d'incompatibilités au niveau de leur régulation, menant à des effets délétères. L'évolution rapide des ADNmt entraîne une accélération de la coévolution avec les gènes du génome nucléaire, ce qui favorise l'émergence d'incompatibilités génétiques mitonucléaires qui peuvent compromettre les fonctions métaboliques mitochondriales chez les hybrides. Un objectif fondamental est d'obtenir une meilleure compréhension de la dynamique des éléments génétiques non-mendéliens en réponse à l'hybridation, particulièrement en fonction du degré de divergence évolutive séparant les génomes parentaux d'un génotype hybride. Notamment, une prédiction est qu'un plus haut degré de divergence renferme un potentiel supérieur pour les incompatibilités génétiques pouvant affecter les éléments génétiques non-mendéliens. Mes travaux de doctorat se concentrent sur l'évolution des TEs et des ADNmt dans les hybrides d'une espèce eucaryote modèle, la levure Saccharomyces paradoxus. Elle est l'espèce sœur de la levure Saccharomyces cerevisiae, qui est un modèle fondamental en biologie cellulaire, en génétique et en génomique. S. paradoxus est une espèce non-domestiquée structurée en plusieurs populations naturelles divergentes en Amérique du Nord, incluant des populations hybrides. La caractérisation des éléments génétiques non-mendéliens dans les populations naturelles permet d'inférer certains aspects de leur dynamique évolutive passée et récente. Une approche complémentaire est un type d'évolution expérimentale en laboratoire appelé accumulation de mutations (MA), qui minimise l'efficacité de la sélection naturelle et permet de caractériser l'évolution neutre des génomes. Le premier chapitre de ma thèse a testé l'hypothèse selon laquelle les populations hybrides accumulent davantage de TEs que leurs populations parentales. La caractérisation du contenu génomique en TEs dans les populations naturelles de S. paradoxus n'a révélé aucune trace de réactivation chez les hybrides. Nous avons réalisé une expérience d'évolution par MA à large échelle sur une diversité de génotypes hybrides entre les populations naturelles de S. paradoxus et S. cerevisiae. Cette expérience a montré que le degré de divergence entre les parents d'un hybride ne prédit pas le changement d'abondance des TEs. Le second chapitre de ma thèse a caractérisé la charge en TEs dans les lignées MA avec une grande résolution par l'emploi d'une technologie de séquençage à longues lectures. Ces données ont montré que la transposition a un rôle mineur dans l'évolution de la charge en TEs comparativement à d'autres formes de variation génomique structurale. Des essais de transposition in vivo ont montré que la mobilisation des TEs varie en fonction de plusieurs aspects spécifiques aux génotypes hybrides individuels. Le troisième chapitre de ma thèse a caractérisé la résolution de l'hétéroplasmie mitochondriale dans les lignées MA. Les résultats ont montré que le taux de recombinaison des ADNmt n'est pas prédit par le degré de divergence parentale des hybrides. Le taux de larges délétions mitochondriales causant la perte de fonction du métabolisme respiratoire était corrélé positivement avec le degré de divergence parentale, suggérant l'existence d'incompatibilités génétiques menant à l'instabilité de l'ADNmt. Ces travaux soulignent plusieurs aspects contre-intuitifs de la dynamique des éléments génétiques non-mendéliens chez les hybrides, notamment l'absence fréquente de relation avec la divergence parentale et des effets hautement spécifiques à certains génotypes hybrides individuels.The principles of mendelian genetics govern the largest part of the evolution of genomes and constitute the basis of the modern understanding of genetics and evolution. Genes encoded on nuclear chromosomes are replicated exactly once per cell cycle and segregate independently during meiosis. In contrast, many components of eukaryotic genomes escape the laws of mendelian genetics. Two classes of ubiquitous non-mendelian genetic elements are transposable elements (TEs) and mitochondrial DNAs (mtDNAs). TEs are sequences capable of semi-autonomous replication. This replication cycle distinct from the rest of the genome generates additional copies at new insertion loci, creating families of repeated sequences. MtDNAs are cytoplasmic genomes maintained and expressed within mitochondria that are essential for respiratory metabolism. MtDNAs replicate and segregate independently from the cell cycle, which enables intracellular heterogeneity (heteroplasmy) and mitotic segregation. Hybridization causes gene flux between distinct populations, which can be separated by various levels of parental genetic divergence. Because of their singular dynamics, non-mendelian genetic elements can have profound consequences in the context of hybridization. For instance, TEs can be reactivated in hybrids as a consequence of incompatibilities in their regulation, leading to deleterious effects. The rapid evolution of mtDNAs accelerates the coevolution with interacting nuclear-encoded genes, which favors the emergence of mitonuclear genetic incompatibilities that can compromise mitochondrial metabolic functions in hybrids. A fundamental objective is to gain a better understanding of the dynamics of non-mendelian genetic elements in response to hybridization, especially as a function of the level of evolutionary divergence between the parental genomes of a hybrid genotype. Notably, one prediction is that higher divergence levels have superior potential for genetic incompatibilities that can affect non-mendelian genetic elements. The work presented in this thesis focuses on the evolution of TEs and mtDNAs in hybrids of a model eukaryotic species, the yeast Saccharomyces paradoxus. It is the sister species of the yeast Saccharomyces cerevisiae, a fundamental model species for cell biology, genetics and genomics. S. paradoxus is an undomesticated species structured in many divergent natural populations in North America, including many hybrid populations. The characterization of non-mendelian genetic elements in natural populations allows to infer certain aspects of their past and recent evolutionary dynamics. One complementary approach is a type of experimental evolution termed mutation accumulation (MA), which minimizes the efficiency of natural selection and enables the characterization of neutral genome evolution. The first chapter of my thesis tested the hypothesis stating that hybrid populations accumulate more TEs than their parental populations. The characterization of genomic TE content in natural populations of S. paradoxus revealed no evidence for reactivation in hybrids. We performed a large-scale evolution experiment by MA on a diversity of hybrid genotypes between natural populations of S. paradoxus and S. cerevisiae. This experiment showed that parental divergence levels cannot predict the resulting change in TE abundance. The second chapter of my thesis decomposed the TE load in MA lines at a high resolution with a long-read sequencing technology. These data showed that transposition has a minor role in TE load evolution in comparison to other types of structural genomic variation. In vivo transposition assays showed that TE mobilization is modulated by many aspects specific to individual hybrid genotypes. The third chapter of my thesis characterized the resolution of mitochondrial heteroplasmy in MA lines. The results showed that the recombination rate of mtDNAs is not predicted by the level of parental divergence in hybrids. The rate of large mtDNA deletions causing the loss of function of respiratory metabolism was positively correlated with the level of parental divergence, suggesting the existence of genetic incompatibilities leading to mtDNA instability. This work highlights many counter-intuitive aspects of the dynamics of non-mendelian genetic elements in hybrids, including the frequent absence of a relationship with parental divergence levels and effects that were highly specific to certain individual hybrid genotypes
Calcium Scoring to classify aortic valve stenosis severity : what is the current data?
No full textPurpose of review: This review explores current clinical value of aortic valve calcification (AVC) in classifying aortic valve stenosis (AS) severity, refining patient's follow-up, as well as novel and potential applications of this highly accurate marker in improving outcomes for AS patients. AVC limitations and important particularities regarding sex, valve phenotype, and ethnicity will also be addressed.
Recent findings: Sex-specific AVC cut-offs have been included in current guidelines to identify severe AS when echocardiography is inconclusive. AVC is also associated with AS progression and could help refine the timing for patient's follow-up. In patients with AS, Doppler echocardiography is the gold standard for the assessment of AS severity. However, in more than one-third of patients, echocardiographic parameters are discordant, casting shadow on the true severity of the disease. Considering active leaflet calcification is the driving mechanism of AS, quantification of AVC has been shown to be of great interest for distinguishing true-severe from pseudo-severe AS. Moreover, AVC is closely associated with AS progression and outcomes