Étude sur le rôle des déséquilibres génomiques dans le Syndrome d’Impatiences Musculaires de l’Éveil

Le Syndrome d’Impatiences Musculaires de l’Éveil (SIME) est une maladie neurologique caractérisée par un besoin urgent de bouger les jambes. C’est également l’une des causes les plus fréquentes d’insomnie. C’est une maladie très répandue, avec une prévalence de presque 15 % dans la population générale. Les maladies multifactorielles comme le SIME sont souvent le résultat de l’évolution d’une composante génétique et d’une composante environnementale. Dans le cadre du SIME, les études d’association génomique ont permis l’identification de 4 variants à effet modéré ou faible. Cependant, ces quatre variants n’expliquent qu’une faible partie de la composante génétique de la maladie, ce qui confirme que plusieurs nouveaux variants sont encore à identifier. Le rôle des déséquilibres génomiques (Copy Number Variations ou CNVs) dans le mécanisme génétique du SIME est à ce jour inconnu. Cependant, les CNVs se sont récemment positionnés comme une source d’intérêt majeur de variation génétique potentiellement responsable des phénotypes. En collaboration avec une équipe de Munich, nous avons réalisé deux études CNVs à échelle génomique (biopuces à SNP et hybridation génomique comparée (CGH)) sur des patients SIME d’ascendance germanique. À l’aide d’une étude cas-contrôle, nous avons pu identifier des régions avec une occurrence de CNVs différentes pour les patients SIME, comparés à différents groupes contrôles. L’une de ces régions est particulièrement intéressante, car elle est concordante à la fois avec des précédentes études familiales ainsi qu’avec les récentes études d’associations génomiques.Restless Legs syndrome (RLS) is a neurological disorder characterized by the urge to move one’s limbs. It is also one of the most frequent causes of insomnia. The prevalence of RLS is estimated to be around 15% in the general population. Complexes disorders like RLS are often the result of the evolution of genetic and environmental components. For RLS, recent Genome Wide Association Study (GWAS) have identified four variants with mild to moderate effects. However, those four variants explain only a small part of the disease heritability and thus, we expect that many new variants are still to be found. The impact of Copy-Number Variation (CNV) in the genetic mechanism of RLS is still unknown. However, many studies have recently position the CNVs as a significant source of genetic variation potentially responsible of phenotypes. In collaboration with a team from Munich, we conducted two genome-wide CNVs studies (Genome Wide SNP chips and Comparative Genomic Hybridization (CGH)) on RLS patients from Germany. Using cases-controls studies, we identified regions with a different occurrence of CNVs for RLS patients, compared to different groups of controls. One of these regions is particularly interesting, as it has already been identified by both linkage and association studies

Interactions multimodales visuelles et tactiles dans l’espace

L’intégration de stimulations provenant de modalités sensorielles différentes nous offre des avantages perceptifs tels qu’une meilleure discrimination et une accélération des temps de réponse (TR) face aux évènements environnementaux. Cette thèse a investigué les effets de la position spatiale de stimulations visuelles et tactiles sur le gain de redondance (GR), qui correspond à une réduction du temps de réaction lorsque deux stimulations sont présentées simultanément plutôt qu’isolément. La première étude a comparé le GR lorsque les mêmes stimulations visuotactiles sont présentées dans une tâche de détection et une tâche de discrimination spatiale. Les stimulations étaient présentées unilatéralement dans le même hémichamp ou bilatéralement dans les hémichamps opposés. Dans la tâche de détection, les participants devaient répondre à toutes les stimulations, peu importe leur localisation. Les résultats de cette tâche démontrent que les stimulations unilatérales et bilatérales produisent un GR et une violation du modèle de course indissociables. Dans la tâche de discrimination spatiale où les participants devaient répondre seulement aux stimulations présentées dans l’hémichamp droit, les TR aux stimulations bilatérales étaient moins rapides. Nous n’avons pas observé de différence entre le GR maximal obtenu dans l’une ou l’autre des tâches de cette étude. Nous concluons que lorsque l’information spatiale n’est pas pertinente pour accomplir la tâche, les stimulations unilatérales et bilatérales sont équivalentes. La manipulation de la pertinence de l’information spatiale permet donc d’induire une altération du GR en fonction de la localisation des stimulations. Lors d’une seconde étude, nous avons investigué si la différence entre les gains comportementaux résultants de l’intégration multimodale et intramodale dépend de la configuration spatiale des stimulations. Les résultats montrent que le GR obtenu pour les conditions multimodales surpasse celui obtenu pour les stimulations intramodales. De plus, le GR des conditions multimodales n’est pas influencé par la configuration spatiale des stimulations. À l’opposé, les stimulations intramodales produisent un GR plus important iii lorsque les stimulations sont présentées bilatéralement. Nos résultats suggèrent que l’intégration multimodale et intramodale se distinguent quant au GR qu’ils produisent et quant aux conditions nécessaires à cette amélioration. La troisième étude examine le rôle du corps calleux (CC) dans l’observation du GR obtenu pour les stimulations multimodales et intramodales lorsque celles-ci sont présentées unilatéralement et bilatéralement. Quatre patients ayant une agénésie congénitale du corps calleux (AgCC) et un patient callosotomisé ont été comparés à des individus normaux dans une tâche de détection. Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que le CC n’est pas nécessaire pour l’intégration interhémisphérique de stimulations multimodales. Sur la base d’études précédentes démontrant le rôle des collicules supérieurs (CS) dans l’intégration multimodale, nous concluons qu’en l’absence du CC, les bénéfices comportementaux résultants d’un traitement sous-cortical par les CS ne reflètent pas les règles d’intégration observées dans les études neurophysiologiques chez l’animal.The integration of stimuli from the same or different modalities offers many benefits such as enhanced discrimination and accelerated reaction to objects. This thesis investigates the effects of stimuli’s spatial location on the redundancy gain (RG) obtained with cross-modal and within-modal stimulations. The RG is a decrease in reaction times (RT) when two or more stimuli are presented simultaneously rather than a single stimulation. The first study investigated cross-modal visuo-tactile integration in a single reaction time task and a choice reaction time task. Each unisensory stimulus was presented to either the left or right hemispace, and multisensory stimuli were presented in a unilateral (e.g. visual right/tactile right) or bilateral configuration (e.g. visual right/tactile left). The first task was a simple reaction time (SRT) paradigm where participants had to responded to all stimulations, irrespective of spatial position. Results showed that multisensory gain and coactivation were the same for spatially aligned and misaligned visuotactile stimulations. In the second task, a choice reaction time (CRT) paradigm where participants responded to rightsided stimuli only, bilateral stimuli yielded slower reaction times. No difference in multisensory gain was found between the SRT and CRT tasks for unilateral stimulations. Overall, the results suggest that when spatial information is task-irrelevant, multisensory integration of unilateral and bilateral stimuli is equivalent. However, manipulating task requirements can alter this effect. In the second study, we investigated if the behavioral enhancements resulting from within-modal and cross-modal integration depend on the spatial congruency of the redundant stimuli. Results show that the redundancy gains (RG) obtained from the cross-modal conditions were far greater than those obtained from combinations of two visual or two tactile targets. Moreover, we found that the spatial alignment of the targets did not influence the RG obtained in cross-modal conditions, whereas within-modal stimuli produced a greater RG when the targets where delivered in separate hemispaces. These results suggest that within-modal and cross-modal integration are not only distinguishable by the amount of facilitation they produce, but also by the spatial configuration under which this facilitation occurs. The third study examines the role of the corpus callosum (CC) in mediating the RG observed for unilateral and bilateral cross-modal integration. Using a simple detection task, we tested four congenitally acallosal and one callosotomized individuals. No significant difference between congenitally acallosal individuals and controls were found for unilateral within-modal conditions or for multisensory conditions. Overall, these results demonstrate that the CC in not required to integrate cross-modal information across hemispheres and that intrahemispheric processing is preserved in acallosal individuals. Based on previous studies demonstrating the role of the superior colliculus in multisensory integration, our results suggest that in the absence of the CC, the behavioral benefit resulting from subcortical processing by the superior colliculus does not reflect the neurophysiological constraints of multisensory integration

Arboriculture Biologique : 11 années d'expérimentation en vergers de pêchers et pommiers

Un programme de recherche a été conduit en arboriculture biologique pendant 11 ans (1994-2004) à l'unité expérimentale INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) de Gotheron dans le Sud-Est de la France, en partenariat avec Agribiodrôme (F-26150 Die), asssociation de développement de l'Agriculture Biologique (AB) en Drôme, et le GRAB (Groupe de Recherche en Agriculture Biologique, F-84911 Avignon). Les objectifs étaient : (i) acquérir des références en arboriculture biologique ; (ii) identifier et analyser les verrous techniques de la production de pêches et pommes biologiques, afin d'optimiser la conduite des vergers AB et/ou de proposer de nouvelles expérimentations ; (iii) évaluer à long terme l'impact du mode de production pour le sol et la communauté d'arthropodes du verger. Le suivi longitudinal réalisé dans les 3 vergers expérimentaux de pêchers et pommiers a permis de souligner certaines contraintes en culture pérenne AB, notamment pour la conduite du sol (entretien de la fertilité, enracinement limité par le travail du sol sur le rang pour limiter les adventices) et la protection du verger. Probablement en rapport avec une fertilisation modérée et une conduite de la protection favorable à des régulations naturelles, certains ravageurs ne se sont pas développés : acariens phytophages, pucerons du pêcher,... D'autres bio-agresseurs ont pu être contrôlés par l'utilisation de méthodes biotechnique ou microbiologique : confusion sexuelle (tordeuse orientale), virus de la granulose (carpocapse),... En revanche, la maîtrise de certains bio-agresseurs a nécessité l'utilisation d'importantes quantités de matières actives présentant des effets non intentionnels (cuivre contre la cloque du pêcher, soufre contre la tavelure du pommier) et/ou a été insuffisante (puceron cendré du pommier, maladies de conservation du pêcher). Le suivi de la teneur en nitrates de la solution du sol à différentes profondeurs a permis d'établir que le risque de lessivage, et donc de pollution par les nitrates, était nul pour notre stratégie de fertilisation et notre situation. Enfin, l'étude de la communauté des arthropodes dans le verger de pommiers AB (2001-2003) a mis en évidence une biomasse plus élevée et un cortège d'auxiliaires de structure différente (prédominance de prédateurs polyphages) par rapport à d'autres vergers conduits en conventionnel. En raison d'une efficacité limitée et/ou d'effets non intentionnels de la lutte directe contre les bio-agresseurs en verger, il est donc important de concevoir et de gérer le verger AB afin de limiter le recours aux intrants phytosanitaires : variétés, distances de plantation, architecture de l'arbre, aménagement de l'environnement du verger, prophylaxie,..

New insights into radiative transfer within sea ice derived from autonomous optical propagation measurements

The radiative transfer of shortwave solar radiation through the sea ice cover of the polar oceans is a crucial aspect of energy partitioning at the atmosphere–ice–ocean interface. A detailed understanding of how sunlight is reflected and transmitted by the sea ice cover is needed for an accurate representation of critical processes in climate and ecosystem models, such as the ice–albedo feedback. Due to the challenges associated with ice internal measurements, most information about radiative transfer in sea ice has been gained by optical measurements above and below the sea ice. To improve our understanding of radiative transfer processes within the ice itself, we developed a new kind of instrument equipped with a number of multispectral light sensors that can be frozen into the ice. A first prototype consisting of a 2.3 m long chain of 48 sideward planar irradiance sensors with a vertical spacing of 0.05 m was deployed at the geographic North Pole in late August 2018, providing autonomous, vertically resolved light measurements within the ice cover during the autumn season. Here we present the first results of this instrument, discuss the advantages and application of the prototype, and provide first new insights into the spatiotemporal aspect of radiative transfer within the sea ice itself. In particular, we investigate how measured attenuation coefficients relate to the optical properties of the ice pack and show that sideward planar irradiance measurements are equivalent to measurements of total scalar irradiance

Prédiction de performance de matériel graphique dans un contexte avionique par apprentissage automatique

RÉSUMÉ Le matériel informatique graphique destiné aux ordinateurs de bureau ou aux systèmes embarqués traditionnels, ainsi que leur interface de programmation ne peuvent pas être utilisés dans les systèmes avioniques puisqu’ils ne se conforment pas aux règles de certifications DO-254 et DO-178B. Toutefois, on remarque le faible nombre d’outils de conceptions qui encadrent le développement d’applications graphiques avioniques, et ce malgré l’apparition de matériel graphique avionique de plus en plus performants. Suivant par exemple la méthode classique de conception en V, les ingénieurs doivent d’abord effectuer des choix de conception reliés à la sélection du matériel graphique avant de débuter une quelconque implémentation de code. Ainsi, il peut être difficile d’évaluer la pertinence de ces choix en évaluant les performances de traitement du matériel graphique puisque l’engin graphique n’aurait pas nécessairement été développé. Je propose donc un outil de conception permettant de prédire les performances de matériel graphique en termes d’images par secondes (FPS), basé sur OpenGL SC. L’outil crée des modèles non-paramétriques de performance du matériel en analysant, à l’aide d’algorithmes d’apprentissage, le temps de dessin de chaque image, lors du rendu d’une scène 3D synthétique. Cette scène est rendue à quelques reprises en faisant varié certaines de ses caractéristiques spatiales (nombre de sommets, taille de la scène, taille des textures, etc.) qui font parte intégrante du logiciel de vision synthétique habituellement développé dans ce domaine. Le nombre de combinaisons de ces caractéristiques utilisées durant l’entraînement supervisé des modèles de performance n’est qu’un très petit sous-ensemble de toutes les combinaisons, le but étant de prédire par extrapolation celles manquantes. Pour valider les modèles, une scène 3D fournie par un partenaire industriel est dessinée avec des caractéristiques non traitées durant la phase d’entraînement, puis le FPS de chaque image rendue est comparé au FPS prédit par le modèle. La tendance centrale de l’erreur de prédiction est ensuite démontrée comme étant moins de 4 FPS.----------ABSTRACT Within the strongly regulated avionics engineering field, conventional graphical desktop hardware and software API cannot be used because they do not conform to the DO-254 and DO-178B certifications. We observe the need for better avionic graphical hardware, but system engineers lack system design tools related to graphical hardware. The endorsement of an optimal hardware architecture by estimating the performance of a graphical software, when a stable rendering engine does not yet exist, represents a major challenge. There is also a high potential for development cost reduction, by enabling developers to have a first estimation of the performance of its graphical engine at a low cost. In this paper, we propose to replace expensive development platforms by a predictive software running on desktop. More precisely, we present a system design tool that helps predict the rendering performance of graphical hardware based on the OpenGL SC API. First, we create non-parametric models of the underlying hardware, with machine learning, by analyzing the instantaneous frames-per-second (FPS) of the rendering of a synthetic 3D scene and by drawing multiple times with various characteristics that are typically found in synthetic vision applications. The number of characteristic combinations used during this supervised training phase is a subset of all possible combinations, but performance predictions can be arbitrarily extrapolated. To validate our models, we render an industrial scene with characteristics combinations not used during the training phase and we compare the predictions to real values. We find a median prediction error of less than 4 FPS

Détection de molécules par lidar agile multi-longueurs d'onde dans l'infrarouge moyen

Cette thèse présente la preuve de concept d’un nouveau système de télédétection multi-gaz utilisant la spectroscopie active d'absorption optique différentielle (active Differential Optical Absorption Spectroscopy ou active DOAS). Le système opère dans l’infrarouge proche et moyen. Celui-ci est conçu pour mesurer des gaz à une distance d’une centaine de mètres avec l’utilisation de cibles non coopératives, telles que les éléments de la topographie du terrain. Le système inclut un générateur paramétrique (Optical Parametric Generator ou OPG) permettant la génération d’impulsions ayant un spectre large (10 à > 100 nm) et dont la longueur d’onde centrale est accordable entre 1.5 et 3.8 µm. Un télescope couplé à un spectrographe et à une caméra MCT-APD maison permettent de détecter le spectre de retour de chaque impulsion. Les expériences montrent la détection simultanée, dans l’air et dans une cellule, de H2O et CO2 à 2 µm et de H2O et CH4 à 3.3 µm. Les limites de détection pour notre expérience sont respectivement de 158 et 1 ppm·m pour le gaz carbonique et le méthane. Un algorithme original permet d’extraire les concentrations de gaz à partir d’un spectre de transmission présentant de signatures fortes d’absorption. Le développement d’un OPG conçu spécialement pour le système est détaillé. Son utilisation offre des avantages intéressants pour la mesure de gaz à distance. Les propriétés de l’OPG sont étudiées numériquement et expérimentalement afin d’optimiser son utilisation pour la mesure de gaz. Nous discutons des compromis à faire sur les paramètres de la pompe, du cristal et des sources d’injection (seed). L’objectif est d’optimiser la densité spectrale et la divergence tout en augmentant l’énergie de sortie. Un laser d’injection large bande est construit et il permet d’optimiser la stabilité de l’OPG d’une impulsion à l’autre, la densité d’énergie et la divergence. Un modèle numérique permet de simuler correctement le niveau de puissance de l’OPG, d’expliquer les mécanismes de saturation de l’amplificateur et de proposer des moyens pour améliorer la stabilité d’une impulsion à l’autre.This thesis presents the proof-of-concept of a novel remote sensing system designed for the detection of molecular species, such as gas pollutants, via active Differential Optical Absorption Spectroscopy (DOAS) in the short and mid wavelength infrared (SWIR/MWIR). The system is designed to be used in applications where gases need to be detected at a distance of about one hundred meters with the use of non-cooperative targets such as topographical features. The system includes an Optical Parametric Generator (OPG) generating broad linewidth (10 to > 100 nm) pulses tunable between 1.5 and 3.8 µm. A telescope coupled to a grating spectrograph and an in-house gated MCT-APD measures the whole return spectrum of each pulse. Experiments show simultaneous detection in indoor atmospheric air and inside a cell of H2O and CO2 at 2 µm and H2O and CH4 at 3.3 µm. In the context of our experiment, the detection limits for CO2 and CH4 are 158 and 1 ppm·m, respectively. A new algorithm is also presented enabling the determination of concentrations when spectra include strong absorption features. The development of a dedicated Optical Parametric Generator (OPG) is presented in detail. Its use in remote sensing of gaseous pollutants offers some promising advantages. The OPG properties are studied numerically and experimentally in order to optimize its use for the application. We discuss trade-offs to be made on the properties of the pump, crystal and seeding signal in order to optimize the pulse spectral density and divergence while enabling energy scaling. A seed with a large spectral bandwidth is shown to enhance the pulse to pulse stability and optimize the pulse spectral density and divergence. A numerical model simulating the OPG process is proposed and includes the multiple wavelength nature of the beams. It shows excellent agreement with experimental output power. The model also explains the mechanisms of gain saturation in OPGs and helps finding means of enhancing the pulse to pulse stability

Étude sur le rôle des mutations de novo dans l’étiologie génétique de la schizophrénie

La schizophrénie est une maladie psychiatrique grave qui affecte approximativement 1 % de la population. Il est clairement établi que la maladie possède une composante génétique très importante, mais jusqu’à présent, les études ont été limitées au niveau de l’identification de facteurs génétiques spécifiquement liés à la maladie. Avec l’avènement des nouvelles avancées technologiques dans le domaine du séquençage de l’ADN, il est maintenant possible d’effectuer des études sur un type de variation génétique jusqu’à présent laissé pour compte : les mutations de novo, c.-à-d. les nouvelles mutations non transmises de manière mendélienne par les parents. Ces mutations peuvent avoir deux origines distinctes : une origine germinale au niveau des gamètes chez les parents ou une origine somatique, donc au niveau embryonnaire directement chez l’individu. L’objectif général de la présente recherche est de mieux caractériser les mutations de novo dans la schizophrénie. Comme le rôle de ces variations est peu connu, il sera également nécessaire de les étudier dans un contexte global au niveau de la population humaine. La première partie du projet consiste en une analyse exhaustive des mutations de novo dans la partie codante (exome) de patients atteints de schizophrénie. Nous avons pu constater que non seulement le taux de mutations était plus élevé qu’attendu, mais nous avons également été en mesure de relever un nombre anormalement élevé de mutations non-sens, ce qui suggère un profil pathogénique. Ainsi, nous avons pu fortement suggérer que les mutations de novo sont des actrices importantes dans le mécanisme génétique de la schizophrénie. La deuxième partie du projet porte directement sur les gènes identifiés lors de la première partie. Nous avons séquencé ces gènes dans une plus grande cohorte de cas et de contrôles afin d’établir le profil des variations rares pour ces gènes. Nous avons ainsi conclu que l’ensemble des gènes identifiés par les études de mutations de novo possède un profil pathogénique, ce qui permet d’établir que la plupart de ces gènes ont un rôle réel dans la maladie et ne sont pas des artéfacts expérimentaux. De plus, nous avons pu établir une association directe avec quelques gènes qui montrent un profil aberrant de variations rares. La troisième partie du projet se concentre sur l’effet de l’âge paternel sur le taux de mutations de novo. En effet, pour la schizophrénie, il est démontré que l’âge du père est un facteur de risque important. Ainsi, nous avons tenté de caractériser l’effet de l’âge du père chez des patients en santé. Nous avons observé une grande corrélation entre l’âge du père et le taux de mutations germinales et nous avons ainsi pu répertorier certaines zones avec un grand nombre de mutations de novo, ce qui suggère l’existence de zone chaude pour les mutations. Nos résultats ont été parmi les premiers impliquant directement les mutations de novo dans le mécanisme génétique de la schizophrénie. Ils permettent de jeter un nouveau regard sur les réseaux biologiques à l’origine de la schizophrénie en mettant sous les projecteurs un type de variations génétiques longtemps laissé pour compte.Schizophrenia is a severe psychiatric disorder that affects roughly 1% of the general population. It has been clearly demonstrated that the disease possesses a strong genetic component, but thus far, studies have had limited success in identifying key schizophrenia genes. With the advent of new DNA sequencing technologies it is now possible to study a type of genetic variation that has been previously looked over: de novo mutations (new mutations not transmitted by parents) The main aim of the present thesis is to better characterize de novo mutations in schizophrenia. As the role of these variations is not very well known, it was also necessary to study them in a global context in the human population. The first part of our project was to do a comprehensive study of de novo mutations found in the coding section (exome) of patients affected with schizophrenia. We found that the mutation rate was higher than expected. We also observed an aberrant number of nonsense mutations, which suggests a pathogenic profile of mutations. Thus, we strongly suggested that de novo mutations are key players in the genetic mechanism of schizophrenia. The second part of the work builds on the genes bearing mutations identified in the exome sequencing analysis. We sequenced these genes in a larger cohort of cases and controls in order to establish the profile of rare variants for these genes. We were able to conclude that the global mutational profile of the genes identified during de novo mutation studies are indeed pathogenic, which confirms that some of those genes are really involved in the disease and are not sequencing artefacts. Additionally, we were also able to identify some genes that had an aberrant rare variation profile. The third part of the work aimed to characterize the paternal age effect on the de novo mutation rate. Indeed, in schizophrenia, it has been shown numerous times that paternal age is a risk factor for the disease. Thus, we have chosen to characterize this effect in a cohort of healthy subjects. We were able to observe a high correlation between paternal age and an elevated germline mutation rate. We were also able to confirm the existence of genomic regions that present an elevated number of de novo mutations, supporting the notion of mutational hotspots. Our results were amongst the first to be published on the scientific area to directly involve de novo mutations in the genetic mechanism of schizophrenia. Those results bring new clues on the biological networks underlying schizophrenia by investigating a genetic variation type long overlooked

De la différence de l’interprétation du meurtre du conjoint dans le système pénitentiaire canadien selon que le coupable est femme ou homme

Cet article porte sur des hommes et des femmes qui ont tué un partenaire intime. Il rappelle que ces personnes qui ont été reconnues comme coupables sont amenées à reconnaître elles-mêmes leur culpabilité, quelles qu’aient été les circonstances dans lesquelles l’homicide a été commis. Il montre que l’explication de l’homicide que la personne coupable est amenée à développer varie selon le genre et que cette différence repose sur une vision largement essentialiste qui veut que les femmes se découvrent comme victimes et les hommes, comme contrôlants. Ce résultat a été établi à partir d’une analyse de discours des audiences des meurtriers devant la Commission des libérations conditionnelles du Canada. L’analyse a repéré des réseaux de mots qui ont été générés à l’aide du logiciel Alceste et elle les a comparés en fonction du genr