Accounting for the impact of conservation on human well-being

Conservationists are increasingly engaging with the concept of human well-being to improve the design and evaluation of their interventions. Since the convening of the influential Sarkozy Commission in 2009, development researchers have been refining conceptualizations and frameworks to understand and measure human well-being and are starting to converge on a common understanding of how best to do this. In conservation, the term human well-being is in widespread use, but there is a need for guidance on operationalizing it to measure the impacts of conservation interventions on people. We present a framework for understanding human well-being, which could be particularly useful in conservation. The framework includes 3 conditions; meeting needs, pursuing goals, and experiencing a satisfactory quality of life. We outline some of the complexities involved in evaluating the well-being effects of conservation interventions, with the understanding that well-being varies between people and over time and with the priorities of the evaluator. Key challenges for research into the well-being impacts of conservation interventions include the need to build up a collection of case studies so as to draw out generalizable lessons; harness the potential of modern technology to support well-being research; and contextualize evaluations of conservation impacts on well-being spatially and temporally within the wider landscape of social change. Pathways through the smog of confusion around the term well-being exist, and existing frameworks such as the Well-being in Developing Countries approach can help conservationists negotiate the challenges of operationalizing the concept. Conservationists have the opportunity to benefit from the recent flurry of research in the development field so as to carry out more nuanced and locally relevant evaluations of the effects of their interventions on human well-being

Transcriptomic Analysis of Human Retinal Detachment Reveals Both Inflammatory Response and Photoreceptor Death

Background Retinal detachment often leads to a severe and permanent loss of vision and its therapeutic management remains to this day exclusively surgical. We have used surgical specimens to perform a differential analysis of the transcriptome of human retinal tissues following detachment in order to identify new potential pharmacological targets that could be used in combination with surgery to further improve final outcome. Methodology/Principal Findings Statistical analysis reveals major involvement of the immune response in the disease. Interestingly, using a novel approach relying on coordinated expression, the interindividual variation was monitored to unravel a second crucial aspect of the pathological process: the death of photoreceptor cells. Within the genes identified, the expression of the major histocompatibility complex I gene HLA-C enables diagnosis of the disease, while PKD2L1 and SLCO4A1 -which are both down-regulated- act synergistically to provide an estimate of the duration of the retinal detachment process. Our analysis thus reveals the two complementary cellular and molecular aspects linked to retinal detachment: an immune response and the degeneration of photoreceptor cells. We also reveal that the human specimens have a higher clinical value as compared to artificial models that point to IL6 and oxidative stress, not implicated in the surgical specimens studied here. Conclusions/Significance This systematic analysis confirmed the occurrence of both neurodegeneration and inflammation during retinal detachment, and further identifies precisely the modification of expression of the different genes implicated in these two phenomena. Our data henceforth give a new insight into the disease process and provide a rationale for therapeutic strategies aimed at limiting inflammation and photoreceptor damage associated with retinal detachment and, in turn, improving visual prognosis after retinal surgery

Méthodes de conception des circuits intégrés analogiques et mixtes - Perspectives sur les systèmes électroniques en interaction avec le vivant

Le présent mémoire propose une synthèse de mes activités de recherche sur la période 1993 - 2009 ainsi que mon projet pour les années à venir. Ces travaux se sont déroulés au laboratoire de l'Intégration des Composants et Systèmes Electroniques IXL, initialement dirigé par le Pr. J.P. Dom, et devenu aujourd'hui le laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système IMS, dirigé par le Pr. P. Fouillat. Mon parcours est resté associé à la thématique générale de la Conception Optimisée des Circuits Analogiques et Mixtes, même si ses étapes successives l'ont rattaché à différentes équipes du laboratoire, au fil de son histoire. Ainsi, d'un point de vue institutionnel, mes travaux ont été hébergés par : - l'équipe Caractérisation et Modélisation des Pr. J.P. Dom puis T. Zimmer, durant mon DEA et ma thèse, - l'équipe Modélisation Comportementale des Circuits et Systèmes du Pr. H. Lévi, durant la période 1998 - 2004, - l'équipe Ingénierie des Systèmes Neuromorphiques (ISN) du Pr. S. Renaud, durant la période 2004 - 2009. Mon intégration dans l'équipe ISN a eu lieu à l'occasion de l'encadrement de la thèse de T. Lévi, qui avait pour objectif d'appliquer un concept innovant en conception analogique aux circuits développés par celle-ci. C'est avec un réel intérêt pour les activités de l'équipe ISN en lien avec les Neurosciences, que j'ai décidé d'approfondir mes connaissances sur le sujet, en demandant un Congé pour Recherche et Conversion Thématique qui m'a été accordé sur 2 ans, de 2007 à 2009. Tirant profit de cet aménagement de service, je suis en mesure aujourd'hui de déposer mon dossier d'Habilitation à Diriger des Recherches et d'animer à partir du 1er Janvier 2010 une nouvelle équipe centrée sur l'Interaction des Systèmes Electroniques avec le Vivant, nommée ElIBio. Le contexte scientifique général de ce mémoire est celui des Méthodes et Outils de Conception des Circuits Intégrés Analogiques et Mixtes. La tâche de conception de fonctions électroniques sur circuit intégré ne peut être aujourd'hui menée à bien sans l'aide d'outils informatiques, véritables plate-formes logicielles d'aide à la conception. La complexité croissante des circuits intégrés nécessite une amélioration constante des méthodes 1 et outils de conception, afin de réduire au maximum le temps de développement, tout en assurant la fiabilité des circuits fabriqués. Un paradoxe connu dans l'industrie du semi- conducteur sous le nom de Design Productivity Gap met en avant l'écart entre le nombre de transistors technologiquement disponibles sur une puce et la possibilité de les assembler convenablement pour assurer une fonctionnalité. Cela revient à comparer l'efficacité des technologies de conception à celle des technologies de fabrication. Depuis le début de l'ère des circuits intégrés, ce Design Productivity Gap ne cesse de croître et les recommandations de l'ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors) reviennent constamment sur la nécessité de proposer de nouvelles solutions de conception automatisée (EDA, Electronic Design Automation). Ajoutons à cela la montée en puissance des composants intégrés analogiques et mixtes (AMS, Analog and Mixed Systems), sur lesquels cohabitent, au sein d'un même substrat, des fonctions numériques et analogiques. La différence de maturité des processus de conception analogique et numérique apparaît alors nettement et c'est la partie analogique qui requiert le plus grand effort de conception. En effet, alors que la synthèse de circuits numériques est aujourd'hui entièrement automatisée, la conception analogique souffre d'un manque de formalisme défavorable à son automatisation. La variation continue des signaux, la multitude des facteurs de performances, leur interdépendance, leur sensibilité vis-à-vis de fluctuations physiques peuvent être citées comme des freins inhérents à la nature analogique des circuits. Ainsi, mes travaux de recherche ont été effectués dans l'objectif général d'optimiser le flot de conception analogique, c'est-à-dire d'automatiser un maximum de tâches aujourd'hui réalisées manuellement. Cela nécessite avant tout de proposer des méthodes et formalismes qui permettront de passer à la dimension d'outils logiciels de conception. Les 3 premiers chapitres de ce mémoire s'inscrivent pleinement dans cet objectif et déclinent ma contribution selon les 3 axes suivants : - le chapitre 1 est consacré à une réflexion générale sur les Méthodes de Modélisation des Circuits Analogiques et Mixtes, menée de façon transversale sur l'ensemble de mon travail d'encadrement doctoral, - le chapitre 2 s'attache à une question de modélisation particulière et non résolue dans les simulateurs électriques actuels, il s'agit de la Modélisation de Sources de Bruit pour Simulation Temporelle; cela met en œuvre une technique de génération de modèles basée sur les filtres d'ordre non entier, en partenariat avec des chercheurs en Automatique de l'équipe CRONE, 2 - le chapitre 3 met la réutilisation au cœur du processus de conception et propose d'appliquer le concept d'IP (Intellectual Property), connu et efficace en conception de systèmes numériques, à la conception de systèmes intégrés analogiques ; un paradigme de conception analogique à base d'IPs y est développé et appliqué à la conception de circuits neuromimétiques. Le chapitre 4 fait l'exposé de mon projet de recherche qui s'articule autour des Systèmes Electroniques en Interaction avec le Vivant. Ce dernier chapitre commence par introduire le contexte pluridisciplinaire et la problématique des Systèmes d'Acquisition et de Contrôle de l'Activité Bioélectrique, et s'achève par la description du cadre stratégique des projets de l'équipe ElIBio

Circuits intégrés d'enregistrement et d'analyse en temps réel des potentiels de champ neuronaux (application au traitement de la maladie de Parkinson, par contrôle adaptatif de stimulations cérébrales profondes)

La maladie de Parkinson est la seconde maladie neuro-dégénérative la plus fréquente à travers le monde. Dans ce contexte, le projet de recherche associé à cette thèse vise à améliorer le traitement symptomatique de la maladie de Parkinson, par le développement de procédés de stimulation cérébrale profonde adaptative. Le travail de cette thèse repose sur la conception d un ASIC d enregistrement et de traitement de signaux neuronaux, répondant à divers enjeux :un traitement continu et en temps réel focalisé sur des bandes spécifiques très basses-fréquences et largement configurables. L objectif est d utiliser l information traitée pour le contrôle et la génération d un signal de stimulation. Cet ASIC a été développé, caractérisé électroniquement et utilisé dans un contexte in vivo. Un système en boucle fermée a été réalisé à partir de cet ASIC, se montrant fonctionnel. Ces validations expérimentales in vivo ouvrent de nombreuses possibilités d investigation du concept de stimulation cérébrale en boucle fermée.Parkinson s disease is the second most common neurodegenerative diseases throughout theworld. In this context, the research project associated with this thesis is to improve the symptomatictreatment of Parkinson s disease through the development process of deep brain stimulationadaptive. The work of this thesis is based on the design of an ASIC for recording andprocessing of neural signals, in response to a variety of issues : ongoing treatment and real-timefocus on specific bands of very low-frequency and highly configurable. The goal is to use theprocessed information to the control and generation of a stimulation signal. This ASIC wasdeveloped, characterized and used electronically in a context in vivo. A closed-loop system wasmade from the ASIC, showing functional. These in vivo validations open up many possibilitiesfor investigation of the concept of closed-loop brain stimulation.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Exposition de réseaux de neurones à des signaux de téléphonie mobile de type GSM

Le système nerveux central est la cible la plus probable d'effets biologiques dûs à l'exposition aux radiofréquences (RF) de la téléphonie mobile. Plusieurs études sur l EEG (électroencéphalogramme) ont montré des variations dans le spectre de la bande alpha pendant et / ou après l'exposition aux radiofréquences, avec les yeux fermés ou pendant le sommeil. Dans ce contexte, l'observation de l'activité électrique spontanée des réseaux neuronaux sous exposition aux radiofréquences représente un outil efficace pour détecter de possibles effets des RF de faible niveau sur le système nerveux. Dans ce travail de thèse, nous avons développé un dispositif expérimental dédié à l'exposition dans la gamme des GHz de réseaux neuronaux et permettant simultanément l enregistrement de l'activité électrique des neurones. Une cellule électromagnétique transversale (TEM) a été utilisée afin d'exposer les réseaux neuronaux aux signaux GSM-1800 à un niveau de DAS de 3,2 W / kg. L'enregistrement de l'activité électrique neuronale et la détection en termes de spikes et bursts sous exposition ont été réalisées à l'aide de réseaux de micro-électrodes (MEAs). Ce travail démontre la faisabilité de l étude (culture de réseaux de neurones primaires, enregistrement de l'activité électrique et analyse des signaux obtenus sous exposition aux radiofréquences) et expose des résultats préliminaires. Dans l'expérience principale (16 cultures), il y avait une diminution réversible de 30% du taux moyen de spikes (MFR) et de bursts (BR) pendant les 3 min d exposition aux RF. Des expériences supplémentaires sont nécessaires pour mieux caractériser cet effet, notamment en termes d'élévation de la température au niveau microscopique.The central nervous system is the most likely target of mobile telephony radiofrequency field (RF) exposure in terms of biological effects. Several EEG (electroencephalography) studies have reported variations in the alpha-band power spectrum during and/or after RF exposure, in resting EEG and during sleep. In this context, the observation of the spontaneous electrical activity of neuronal networks under RF exposure can be an efficient tool to detect the occurrence of low-level RF effects on the nervous system. In this thesis research work we developed a dedicated experimental setup in the GHz range for the simultaneous exposure of neuronal networks and monitoring of electrical activity. A transverse electromagnetic (TEM) cell was used to expose the neuronal networks to GSM-1800 signals at a SAR level of 3.2 W/kg. Recording of the neuronal electrical activity and detection of the extracellular spikes and bursts under exposure were performed using Micro Electrode Arrays (MEAs). This work provides the proof of feasibility and preliminary results of the integrated investigation regarding exposure setup, culture of the neuronal network, recording of the electrical activity and analysis of the signals obtained under RF exposure. In the main experiment (16 cultures), there was a 30% reversible decrease in mean firing rate (MFR) and bursting rate (BR) during the 3 min exposures to RF. Additional experiments are needed to further characterize this effect, especially in terms of temperature elevation at the microscopic level.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Circuits de stimulation et de surveillance de l’interface tissu/implant

International audienc

Optimizing devices and processing at the bio-electronic interface

International audienceElectronic devices for implants face specific challenges related to the biomedical context. We present state-of-the art and advanced IC architectures addressing these challenges for biosignal recording, rpocessing and control: low S/N and low-frequency signals, multiple sources, safety, adaptability, signature identification,electrodes matching, data compression, data transmission. Key issues related to neural and cardiac implants are presented. Recent advance on the electronic artifical pancreas are presented

Resource Optimized Processor for Real-Time Neural Activity Monitoring

International audienc