Saccade learning with concurrent cortical and subcortical basal ganglia loops

The Basal Ganglia is a central structure involved in multiple cortical and subcortical loops. Some of these loops are believed to be responsible for saccade target selection. We study here how the very specific structural relationships of these saccadic loops can affect the ability of learning spatial and feature-based tasks. We propose a model of saccade generation with reinforcement learning capabilities based on our previous basal ganglia and superior colliculus models. It is structured around the interactions of two parallel cortico-basal loops and one tecto-basal loop. The two cortical loops separately deal with spatial and non-spatial information to select targets in a concurrent way. The subcortical loop is used to make the final target selection leading to the production of the saccade. These different loops may work in concert or disturb each other regarding reward maximization. Interactions between these loops and their learning capabilities are tested on different saccade tasks. The results show the ability of this model to correctly learn basic target selection based on different criteria (spatial or not). Moreover the model reproduces and explains training dependent express saccades toward targets based on a spatial criterion. Finally, the model predicts that in absence of prefrontal control, the spatial loop should dominate

Interplay of Kondo effect and strong spin-orbit coupling in multi-hole ultraclean carbon nanotubes

We report on cotunneling spectroscopy magnetoconductance measurements of multi-hole ultraclean carbon nanotube quantum dots in the SU(4) Kondo regime with strong spin-orbit coupling. Successive shells show a gradual weakening of the Kondo effect with respect to the spin-orbital splittings, leading to an evolution from SU(4) to SU(2) symmetry with a suppressed conductance at half shell filling. The extracted energy level spectrum, overally consistent with negligible disorder in the nanotube, shows in the half filled case large renormalizations due to Coulombian effects.Comment: 5 pages, 4 figures, 1 supplementary fil

A biologically inspired meta-control navigation system for the Psikharpax rat robot

A biologically inspired navigation system for the mobile rat-like robot named Psikharpax is presented, allowing for self-localization and autonomous navigation in an initially unknown environment. The ability of parts of the model (e. g. the strategy selection mechanism) to reproduce rat behavioral data in various maze tasks has been validated before in simulations. But the capacity of the model to work on a real robot platform had not been tested. This paper presents our work on the implementation on the Psikharpax robot of two independent navigation strategies (a place-based planning strategy and a cue-guided taxon strategy) and a strategy selection meta-controller. We show how our robot can memorize which was the optimal strategy in each situation, by means of a reinforcement learning algorithm. Moreover, a context detector enables the controller to quickly adapt to changes in the environment-recognized as new contexts-and to restore previously acquired strategy preferences when a previously experienced context is recognized. This produces adaptivity closer to rat behavioral performance and constitutes a computational proposition of the role of the rat prefrontal cortex in strategy shifting. Moreover, such a brain-inspired meta-controller may provide an advancement for learning architectures in robotics

Design of a biologically inspired navigation system for the Psikharpax rodent robot

This work presents the development and implementation of a biologically inspired navigation system on the autonomous Psikharpax rodent robot. Our system comprises two independent navigation strategies: a taxon expert and a planning expert. The presented navigation system allows the robot to learn the optimal strategy in each situation, by relying upon a strategy selection mechanism

Determination of citrus fruit origin by using 16S rDNA fingerprinting of bacterial communities by PCR- DGGE : application à la clémentine du Maroc et de l'Espagne

introduction. La consommation des agrumes et de leur jus s'est fortement développée pendant ces dernières décennies. Cependant, à l'heure actuelle, la traçabilité de cette filière est uniquement documentaire. En cas de doute ou de fraude, aucune analyse normalisée ne permet de discriminer ou de déterminer l'origine géographique de la culture du fruit. Matériel et méthodes. Une méthode d'écologie bactérienne, la PCR-DGGE, a été utilisée pour caractériser la flore bactérienne des clémentines importées en France d'Espagne et du Maroc afin de montrer qu'il existe une relation entre les communautés bactériennes des fruits et leurs origines géographiques. Le principe repose sur la détermination de marqueurs biologiques spécifiques d'une localisation donnée. Les protocoles d'extraction et d'amplification des ADN microbiens ont été optimisés. Résultats. Le profil de DGGE étudié par une analyse multivariée a permis de déterminer les profils microbiens spécifiques des différentes régions étudiées. Conclusion. Nous proposons d'utiliser la méthode de la PCR-DGGE comme un nouvel outil de traçabilité qui fournirait un code barres unique aux produits issus d'agrumes et permettrait de relier les agrumes à leur zone de culture originale. (Résumé d'auteur

Interfaces cerveau-ordinateur et rééducation fonctionnelle: étude de cas chez un patient hémiparésique

National audienceLes interfaces cerveau-ordinateur (BCIs: Brain-Computer Interfaces) utilisent l'activité cérébrale d'un individu pour dialoguer avec un ordinateur. L'aide à la communication (outil d'épellation, interface domotique) et la récupération du mouvement (contrôle d'une prothèse ou d'un robot) sont les applications les plus fréquentes des BCIs dans le domaine de l'assistance. L'étude de cas présentée dans cet article montre que les BCIs peuvent également être utilisées dans une approche thérapeutique par neurofeedback pour la rééducation ou la récupération fonctionnelle. Nous décrivons, dans un premier temps, les utilisations thérapeutiques connues des interfaces cerveau-ordinateur. Puis nous présentons une expérience clinique durant laquelle une BCI a été utilisée comme outil d'aide à la rééducation motrice par un patient atteint d'une hémiparésie du côté droit

Intéraction entre le métabolisme azoté et la résistance du riz à la pyriculariose

L'intensification des pratiques agricoles, et notamment la fertilisation minérale azotée, influent sur l'expression de la résistance des plantes. Une mauvaise gestion de la fertilisation azotée peut entraîner dans certaines situations des pertes élevées en favorisant le développement d'agents pathogènes. Bien que ce phénomène ait été couramment observé au champ, peu de preuves ont été établies au niveau moléculaire d'une interaction entre les voix de défense et un des mécanismes majeur dans la productivité des céréales, le métabolisme azoté. La pyriculariose est une maladie du riz provoquée pas l'ascomycète Magnaporthe oryzae. Cette interaction modèle peut nous permettre de comprendre quels sont les mécanismes responsables de l'affaiblissement de la résistance du riz dans un système de culture intensif avec un haut niveau d'apport azoté. Pour répondre `a cette question, deux approches complémentaires sont utilisées : L'étude du contrôle génétique de la sensibilisation du riz par l'azote avec comme objectif la cartographie de QTL impliqués dans ce mécanisme. Le suivi de l'expression de gènes candidats impliqués dans les mécanismes de défense et du métabolisme azoté au cours des phases précoces de l'interaction. Les premiers résultats de cartographie génétique ont permis de mettre en évidence un QTL sur le chromosome 1 qui provoque une sensibilité accrue des variétés de riz en présence d'azote. Ce QTL contient plusieurs gènes candidats intéressants ayant un rôle dans la défense chez le riz : un cluster de NBS-LRR, un cluster de LRR-kinases de type Xa21 et un régulateur des défenses homologue `a PMR4. Le QTL contient également plusieurs gènes importants pour le métabolisme azoté comme le gène OsFBT1 codant pour une F-box induite lors de stress azoté et le gène codant pour la NADH glutamate synthase OsGLT1. Ce gène est un composant important pour la remobilisation de l'azote et le remplissage des grains et est considéré comme un candidat intéressant pour l'amélioration de la NUE (Nitrogen Use Efficiency) chez les céréales. Une cartographie plus fine est en cours pour réduire le nombre de gènes candidats pour ce QTL et permettre de poser de nouvelles hypothèses. L'approche moléculaire a quant à elle permis de mettre en évidence une répression partielle du système de défense du riz dans les jours suivant un apport excessif en azote. En particulier, les gènes de défense PR comme PBZ1 classiquement utilisés pour suivre le niveau d'expression de l'arsenal suggèrent qu'une répression transcriptionnelle d'une partie de l'arsenal aurait lieu. Cette répression des systèmes de défense pourrait expliquer une partie de l'augmentation de la sensibilité après un apport azoté. 64 (Résumé d'auteur

Comparison of experimental results and finite element simulation of strain localization scheme under cyclic loading

International audienceThe plastic behaviour of FCC materials is studied under cyclic tensile–compression loading at room temperature. The material is an oxygen-free high conductivity copper. The purpose of the work is to model the onset of plasticity, then the cycle by cycle evolution of the localized strain, at grain scale and at mesoscopic scale. A polycrystalline aggregate taking into account the material microstructure is developped to perform finite element simulations corresponding to the experiments. Finite element calculations are carried out on this mesh, using a constitutive law which takes into account the crystallographic orientation of each grain. An analysis of the localisation scheme is performed at different steps of the cyclic loading

Automatic 3D seed location and orientation in CT images for prostate brachytherapy

International audienceIn prostate brachytherapy, the analysis of the 3D pose information of each individual implanted seed is one of the critical issues for dose calculation and procedure quality assessment. This paper addresses the development of an automatic image processing solution for the separation, localization and 3D orientation estimation of prostate seeds. This solution combines an initial detection of a set of seed candidates in CT images (using a thresholding and connected component method) with an orientation estimation using principal components analysis (PCA). The main originality of the work is the ability to classify the detected objects based on a priori intensity and volume information and to separate groups of seeds using a modified k-means method. Experiments were carried out on CT images of a phantom and a patient aiming to compare the proposed solution with manual segmentation or other previous work in terms of detection performance and calculation time

Enquête sur le coton ivoirien

La première partie présente la production cotonnière ivoirienne et les caractéristiques technologiques et commerciales de la nouvelle variété ISA 205, à partir des résultats obtenus au cours de la campagne d'égrenage 1984-1985. Dans la seconde partie, une enquête réalisée auprès des filateurs de Côte d'Ivoire permet de connaitre comment ils ont utilisé le coton en 1985 et comment ils en ont apprécié les qualités. En conclusion un inventaire des objectifs prioritaires de sélection est dressé en vue de la création de variétés répondant aux nouvelles exigences de l'industri