Giant vesicles at the prolate-oblate transition: A macroscopic bistable system

Giant phospholipid vesicles are shown to exhibit thermally activated transitions between a prolate and an oblate shape on a time scale of several seconds. From the fluctuating contour of such a vesicle we extract ellipticity as an effective reaction coordinate whose temporal probability distribution is bimodal. We then reconstruct the effective potential from which we derive an activation energy of the order of $k_BT$ in agreement with theoretical calculations. The dynamics of this transition is well described within a Kramers model of overdamped diffusion in a bistable potential. Thus, this system can serve as a model for macroscopic bistability.Comment: 10 pages, LaTeX, epsfig, 4 eps figures included, to appear in Europhys. Let

Estimateurs de la cohérence pour l'analyse de signaux SEEG

Les cohérences ordinaires et partielles sont souvent considérées pour l'analyse de signaux enregistrés lors de crises épileptiques. L'objectif est de déterminer les relations statistiques entre plusieurs voies et l'organisation de l'activité épileptique. Nous étudions par simulation le biais et la variance des cohérences en module. Pour obtenir des estimateurs plus faciles à interpréter, nous calculons la cohérence moyenne. Son biais peut être plus important que l'écart-type. Un algorithme de correction du biais est proposé. Des résultats sur signaux réels sont présentés et interprétés

How to determine local elastic properties of lipid bilayer membranes from atomic-force-microscope measurements: A theoretical analysis

Measurements with an atomic force microscope (AFM) offer a direct way to probe elastic properties of lipid bilayer membranes locally: provided the underlying stress-strain relation is known, material parameters such as surface tension or bending rigidity may be deduced. In a recent experiment a pore-spanning membrane was poked with an AFM tip, yielding a linear behavior of the force-indentation curves. A theoretical model for this case is presented here which describes these curves in the framework of Helfrich theory. The linear behavior of the measurements is reproduced if one neglects the influence of adhesion between tip and membrane. Including it via an adhesion balance changes the situation significantly: force-distance curves cease to be linear, hysteresis and nonzero detachment forces can show up. The characteristics of this rich scenario are discussed in detail in this article.Comment: 14 pages, 9 figures, REVTeX4 style. New version corresponds to the one accepted by PRE. The result section is restructured: a comparison to experimental findings is included; the discussion on the influence of adhesion between AFM tip and membrane is extende

Effective Area-Elasticity and Tension of Micro-manipulated Membranes

We evaluate the effective Hamiltonian governing, at the optically resolved scale, the elastic properties of micro-manipulated membranes. We identify floppy, entropic-tense and stretched-tense regimes, representing different behaviors of the effective area-elasticity of the membrane. The corresponding effective tension depends on the microscopic parameters (total area, bending rigidity) and on the optically visible area, which is controlled by the imposed external constraints. We successfully compare our predictions with recent data on micropipette experiments.Comment: To be published in Phys. Rev. Let

Proposition d'un indice de synchronisation pour la validation de modèles de réponses neuronales à des stimuli périodiques

Il est courant d'évaluer le degré de synchronisation d'une réponse neuronale à un stimulus périodique pour la caractériser. En neurophysiologie et par conséquent en modélisation, la mesure du vecteur dominant de Goldberg et Brown (1969) est très répandue. Les défauts de cet indice sont explicités et un nouvel indice les corrigeant est proposé. Une base de tests est construite pour évaluer le comportement de ceux-ci dans différentes situations. Il apparaît d'une part que l'interprétation en termes de synchronisation de l'indice vecteur dominant doit être faite avec précaution, et d'autre part que le nouvel indice est une mesure qui, à elle seule, permet de mieux rendre compte de la synchronisation d'une réponse neuronale. Cet indice est paramétrable, ce qui offre un certain éventail de comportements

Active Membrane Fluctuations Studied by Micropipet Aspiration

We present a detailed analysis of the micropipet experiments recently reported in J-B. Manneville et al., Phys. Rev. Lett. 82, 4356--4359 (1999), including a derivation of the expected behaviour of the membrane tension as a function of the areal strain in the case of an active membrane, i.e., containing a nonequilibrium noise source. We give a general expression, which takes into account the effect of active centers both directly on the membrane, and on the embedding fluid dynamics, keeping track of the coupling between the density of active centers and the membrane curvature. The data of the micropipet experiments are well reproduced by the new expressions. In particular, we show that a natural choice of the parameters quantifying the strength of the active noise explains both the large amplitude of the observed effects and its remarkable insensitivity to the active-center density in the investigated range. [Submitted to Phys Rev E, 22 March 2001]Comment: 14 pages, 5 encapsulated Postscript figure

Recherche de reproductibilité dans les relations inter structures durant les crises d'épilepsie

Cet article s'inscrit dans le cadre de l'étude des signaux stéréoélectroencéphalographiques (EEG de profondeur) enregistrés lors de crises d'épilepsie. Il propose une méthode de mise en correspondance capable de quantifier, d'une crise à l'autre, les reproductibilités des relations inter-canaux estimées par la fonction de cohérence. Le travail est illustré sur des signaux construits à partir de différents scénarios décrivant un sous-type d'épilepsie (origine temporale). Les perspectives de ce travail sont liées, d'une part, à l'extraction de similarités dans l'évolution des relations qui s'établissent entre les structures cérébrales durant les crises et, d'autre part, à la mise en évidence de scénarios récurrents dans l'organisation de ces crises