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: Muscle Contraction in Four Scales
No full textThis work presents a synthesis of the scientific research conducted by Matthieu Caruel between 2008 and 2025.The research focuses on multiscale modeling of muscle contraction, driven by the development of numerical simulation tools for health applications.Starting with the macroscopic description of the tissue within the framework of continuum mechanics, the author introduces the concept of active stress generated by molecular motors.This interaction can be represented by various mathematical models, formulated either in a deterministic framework of population dynamics or in a stochastic framework of Markov processes.M. Caruel then highlights the role played by mechanical interactions induced by anatomical structures at the micrometric scale in the emergence of collective effects within populations of interacting proteins.These findings suggest a reformulation of the classical modeling framework based so far on a direct coupling between the molecular scale and the tissue scale.The author emphasizes the necessity of such theoretical developments by presenting various experimental results that have demonstrated the fundamental role of supramolecular mechanical interactions, at the so-called mesoscopic scale, in the physiological processes regulating contraction.The manuscript is organized as follows.In Chapter 1, we start by giving the essential background on muscle contraction necessary to understand the positioning of the research work and its goals.A macroscopic model of the muscle tissue is presented in Chapter 2, with an emphasis on reduced formulations based on simplified geometries for modeling a muscle fiber and a cardiac ventricle.The force generation process by molecular motors is described in Chapter 3, where we present the classical chemical-mechanical population dynamics approach and more recent stochastic formulations.At the microscale, molecular motors operate in small groups called contractile units. Chapter 4 is dedicated to the modeling of the mechanical coupling of the molecular motors at this scale and its consequences on the force production.The structures connecting contractiles units to form muscle fibers within the tissue are introduced in Chapter 5. This chapter addresses the question of the mechanical pathways involved in the regulation of muscle contraction.All chapters are organized similarly. We start by an introduction providing the technical background and presenting the research challenges, before summarizing M. Caruel's contributions with references to the corresponding publications.A list of perspectives is established at the end of each chapter. Chapter 6 recapitulates these perspectives and briefly discuss potential applications of our work.Cet ouvrage présente une synthèse des travaux scientifiques menés par Matthieu Caruel entre 2008 et 2025. Ces recherches portent sur la modélisation multi-échelle de la contraction musculaire, motivées par le développement d’outils de simulation numérique pour des applications dans le domaine de la santé. En partant de la description macroscopique du tissu dans le cadre de la mécanique des milieux continus, l’auteur introduit la notion de contrainte active générée par les moteurs moléculaires. Cette interaction peut être représentée par divers modèles mathématiques, formulés soit dans un cadre déterministe de dynamique des populations, soit dans un cadre stochastique de processus de Markov. M. Caruel met ensuite en lumière le rôle des interactions mécaniques induites par les structures anatomiques à l’échelle micrométrique, dans l’émergence d’effets collectifs au sein des populations de protéines interagissantes. Ces résultats suggèrent une reformulation du cadre classique de modélisation, fondé jusqu’à présent sur un couplage direct entre l’échelle moléculaire et l’échelle tissulaire. L’auteur souligne la nécessité de ces développements théoriques en s’appuyant sur divers résultats expérimentaux ayant démontré le rôle fondamental des interactions mécaniques supramoléculaires, à l’échelle dite mésoscopique, dans les processus physiologiques régulant la contraction.Le manuscrit est organisé comme suit.Dans le Chapitre 1, nous présentons les notions essentielles sur la contraction musculaire nécessaires pour comprendre le positionnement et les objectifs des travaux de recherche. Un modèle macroscopique du tissu musculaire est introduit dans le Chapitre 2, avec une attention particulière portée sur des formulations simplifiées pour modéliser une fibre musculaire et un ventricule cardiaque. Le processus de génération de force par les moteurs moléculaires est détaillé dans le Chapitre 3, où nous exposons l’approche classique de dynamique chimique-mécanique des populations ainsi que des formulations stochastiques plus récentes. À l’échelle microscopique, les moteurs moléculaires fonctionnent en petits groupes appelés unités contractiles. Le Chapitre 4 est consacré à la modélisation du couplage mécanique des moteurs moléculaires à cette échelle et à ses conséquences sur la production de force. Les structures reliant les unités contractiles pour former des fibres musculaires au sein du tissu sont introduites dans le Chapitre 5. Ce chapitre traite des voies mécaniques impliquées dans la régulation de la contraction musculaire. Tous les chapitres suivent une organisation similaire. Ils commencent par une introduction fournissant le contexte technique et exposant les défis de la recherche, avant de résumer les contributions de M. Caruel avec des références aux publications correspondantes. Une liste de perspectives est établie à la fin de chaque chapitre. Le Chapitre 6 récapitule ces perspectives et discute brièvement les applications potentielles de ces travaux
: Muscle Contraction in Four Scales
No full textThis work presents a synthesis of the scientific research conducted by Matthieu Caruel between 2008 and 2025.The research focuses on multiscale modeling of muscle contraction, driven by the development of numerical simulation tools for health applications.Starting with the macroscopic description of the tissue within the framework of continuum mechanics, the author introduces the concept of active stress generated by molecular motors.This interaction can be represented by various mathematical models, formulated either in a deterministic framework of population dynamics or in a stochastic framework of Markov processes.M. Caruel then highlights the role played by mechanical interactions induced by anatomical structures at the micrometric scale in the emergence of collective effects within populations of interacting proteins.These findings suggest a reformulation of the classical modeling framework based so far on a direct coupling between the molecular scale and the tissue scale.The author emphasizes the necessity of such theoretical developments by presenting various experimental results that have demonstrated the fundamental role of supramolecular mechanical interactions, at the so-called mesoscopic scale, in the physiological processes regulating contraction.The manuscript is organized as follows.In Chapter 1, we start by giving the essential background on muscle contraction necessary to understand the positioning of the research work and its goals.A macroscopic model of the muscle tissue is presented in Chapter 2, with an emphasis on reduced formulations based on simplified geometries for modeling a muscle fiber and a cardiac ventricle.The force generation process by molecular motors is described in Chapter 3, where we present the classical chemical-mechanical population dynamics approach and more recent stochastic formulations.At the microscale, molecular motors operate in small groups called contractile units. Chapter 4 is dedicated to the modeling of the mechanical coupling of the molecular motors at this scale and its consequences on the force production.The structures connecting contractiles units to form muscle fibers within the tissue are introduced in Chapter 5. This chapter addresses the question of the mechanical pathways involved in the regulation of muscle contraction.All chapters are organized similarly. We start by an introduction providing the technical background and presenting the research challenges, before summarizing M. Caruel's contributions with references to the corresponding publications.A list of perspectives is established at the end of each chapter. Chapter 6 recapitulates these perspectives and briefly discuss potential applications of our work.Cet ouvrage présente une synthèse des travaux scientifiques menés par Matthieu Caruel entre 2008 et 2025. Ces recherches portent sur la modélisation multi-échelle de la contraction musculaire, motivées par le développement d’outils de simulation numérique pour des applications dans le domaine de la santé. En partant de la description macroscopique du tissu dans le cadre de la mécanique des milieux continus, l’auteur introduit la notion de contrainte active générée par les moteurs moléculaires. Cette interaction peut être représentée par divers modèles mathématiques, formulés soit dans un cadre déterministe de dynamique des populations, soit dans un cadre stochastique de processus de Markov. M. Caruel met ensuite en lumière le rôle des interactions mécaniques induites par les structures anatomiques à l’échelle micrométrique, dans l’émergence d’effets collectifs au sein des populations de protéines interagissantes. Ces résultats suggèrent une reformulation du cadre classique de modélisation, fondé jusqu’à présent sur un couplage direct entre l’échelle moléculaire et l’échelle tissulaire. L’auteur souligne la nécessité de ces développements théoriques en s’appuyant sur divers résultats expérimentaux ayant démontré le rôle fondamental des interactions mécaniques supramoléculaires, à l’échelle dite mésoscopique, dans les processus physiologiques régulant la contraction.Le manuscrit est organisé comme suit.Dans le Chapitre 1, nous présentons les notions essentielles sur la contraction musculaire nécessaires pour comprendre le positionnement et les objectifs des travaux de recherche. Un modèle macroscopique du tissu musculaire est introduit dans le Chapitre 2, avec une attention particulière portée sur des formulations simplifiées pour modéliser une fibre musculaire et un ventricule cardiaque. Le processus de génération de force par les moteurs moléculaires est détaillé dans le Chapitre 3, où nous exposons l’approche classique de dynamique chimique-mécanique des populations ainsi que des formulations stochastiques plus récentes. À l’échelle microscopique, les moteurs moléculaires fonctionnent en petits groupes appelés unités contractiles. Le Chapitre 4 est consacré à la modélisation du couplage mécanique des moteurs moléculaires à cette échelle et à ses conséquences sur la production de force. Les structures reliant les unités contractiles pour former des fibres musculaires au sein du tissu sont introduites dans le Chapitre 5. Ce chapitre traite des voies mécaniques impliquées dans la régulation de la contraction musculaire. Tous les chapitres suivent une organisation similaire. Ils commencent par une introduction fournissant le contexte technique et exposant les défis de la recherche, avant de résumer les contributions de M. Caruel avec des références aux publications correspondantes. Une liste de perspectives est établie à la fin de chaque chapitre. Le Chapitre 6 récapitule ces perspectives et discute brièvement les applications potentielles de ces travaux
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Mechanical Modeling of Active and Passive Force Generation in Skeletal Muscles
No full textInternational audienc
Mechanical Modeling of Active and Passive Force Generation in Skeletal Muscles
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Synergistic interplay between mechanics and chemistry in architected molecular motors assemblies
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Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
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