Supervised Associative Learning in Spiking Neural Network

In this paper, we propose a simple supervised associative learning approach for spiking neural networks. In an excitatory-inhibitory network paradigm with Izhikevich spiking neurons, synaptic plasticity is implemented on excitatory to excitatory synapses dependent on both spike emission rates and spike timings. As results of learning, the network is able to associate not just familiar stimuli but also novel stimuli observed through synchronised activity within the same subpopulation and between two associated subpopulations

High-frequency electron paramagnetic resonance investigation of the Fe3+ impurity center in polycrystalline PbTiO3 in its ferroelectric phase

The intrinsic iron(III) impurity center in polycrystalline lead titanate was investigated by means of high-frequency electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy in order to determine the local-environment sensitive fine structure parameter D. At a spectrometer frequency of 190 GHz, spectral analysis of a powder sample was unambiguously possible. The observed mean value D = +35.28 GHz can be rationalized if Fe3+ ions substitute for Ti4+ at the B-site of the perovskite ABO3 lattice forming a directly coordinated iron - oxygen vacancy defect associate. A consistent fit of the multi-frequency data necessitated use of a distribution of D values with a variance of about 1 GHz. This statistical distribution of values is probably related to more distant defects and vacancies.Comment: 6 pages, 3 figures, 1 table, to appear in J. App. Phys, 96 (2004

Fermionic field theory for directed percolation in (1+1) dimensions

We formulate directed percolation in (1+1) dimensions in the language of a reaction-diffusion process with exclusion taking place in one space dimension. We map the master equation that describes the dynamics of the system onto a quantum spin chain problem. From there we build an interacting fermionic field theory of a new type. We study the resulting theory using renormalization group techniques. This yields numerical estimates for the critical exponents and provides a new alternative analytic systematic procedure to study low-dimensional directed percolation.Comment: 20 pages, 2 figure

Invasive alien species in the food chain : advancing risk assessment models to address climate change, economics and uncertainty

Economic globalization depends on the movement of people and goods between countries. As these exchanges increase, so does the potential for translocation of harmful pests, weeds, and pathogens capable of impacting our crops, livestock and natural resources (Hulme 2009), with concomitant impacts on global food security (Cook et al. 2011)

Dzyaloshinsky-Moriya Anisotropy in the Spin-1/2 Kagom\'e Compound ZnCu3_{3}(OH)6_{6}Cl2_{2}

We report the determination of the Dzyaloshinsky-Moriya interaction, the dominant magnetic anisotropy term in the \kagome spin-1/2 compound {\herbert}. Based on the analysis of the high-temperature electron spin resonance (ESR) spectra, we find its main component $|D_z|=15(1)$ K to be perpendicular to the \kagome planes. Through the temperature dependent ESR line-width we observe a building up of nearest-neighbor spin-spin correlations below $\sim$150 K.Comment: 4 pages, 3 figures, minor modification

Construction participative d’un modèle régional pour l’évaluation de la demande en eau agricole: un exemple dans le bassin de la Drôme

International audienceLa " gestion intégrée des ressources en eau " tente de rendre compte du fonctionnement d’" hydro-systèmes " qui rassemblent un ensemble de ressources et d’usages de l’eau en interaction au sein d’un territoire, qui lui-même recouvre diverses unités administratives ou politiques. Pour mettre en place cette gestion intégrée, certains pays ont opté pour une décentralisation : la gestion de l’eau est alors confiée à des organisations de bassin au sein desquels siègent des porte-parole des différents intérêts en jeu. Ces organisations soulignent le peu de support pour favoriser la concertation. Les outils disponibles mettent l’accent sur les processus biophysiques, mais proposent une représentation très simplifiée des usages notamment agricoles. Ces usages sont non seulement liés aux disponibilités en eau et à ses conditions d’accès, mais aussi au contexte technologique, économique, et institutionnel dans lequel les agriculteurs évoluent. Pour favoriser la concertation, nous proposons de construire avec les acteurs locaux une représentation du système dans lequel ils agissent, touchant à la fois aux aspects techniques, et économiques. L’objectif est de représenter les interactions entre ressource et usages (notamment agricoles), et d’évaluer les conséquences de scénarios imaginés à l’échelle du territoire. Ce modèle régional comprend donc (i) une caractérisation hydrologique simplifiée qui permet d’évaluer en entrée les disponibilités initiales de la ressource et de mesurer les impacts des prélèvements, (ii) un modèle bio-physique PILOT qui permet d’évaluer les consommations d’eau, et les rendements selon les pratiques agricoles et les conditions agroclimatiques, et (iii) un modèle technico-économique qui rend compte des choix techniques des agriculteurs et de leurs conséquences en termes économiques. Le modèle technicoéconomique des activités agricoles à l’échelle régionale s’appuie sur une typologie des exploitations et des ateliers de productions agricoles. Dans ce modèle, (i) les activités agricoles à l’échelle régionale sont la somme pondérée des activités des exploitations types (les pondérations correspondent aux effectifs d’exploitations), et (ii) les activités d’une exploitation type sont la somme pondérée d’ateliers de production types (les pondérations correspondent aux dimensions des ateliers). Cette structure permet d’agréger à l’échelle régionale les impacts des activités et de désagréger à l’échelle des exploitations et de leurs activités les conséquences de mesures globales. La construction participative du modèle régional s’appuie sur la mise en place dès le démarrage de l’étude d’un " groupe de pilotage ", composé des représentants des acteurs locaux. Ce groupe de pilotage participe à la modélisation en fournissant les données nécessaires et en validant chaque étape de la construction. Le modèle, construit et validé par Colloque - 13th IWRA World water congress, 1-4 september 2008, Montpellier tous les acteurs, peut alors contribuer à aider les décideurs locaux ou régionaux à élaborer des scénarios raisonnés pour définir des stratégies de gestion intégrée et durable de l’eau. Nous avons mis en oeuvre cette démarche dans le bassin de la Drôme dans le cadre du programme APPEAU financé par l’Agence Nationale de la Recherche (programme " Agriculture et Développement Durable "), et en nous appuyant sur les travaux du programme MIPAIS financé par l’Union Européenne (programme Interreg III Medoc). / The "integrated management of water resources" tries to convey the functioning of the "hydro-systems" which brings together a group of resources and uses of water. This group of resources and uses interacts within a territory, which itself includes various administrative or political units. In order to develop this integrated management, some countries have chosen decentralization: water management is then given to basin institutions within which representatives of the various key interests sit. These institutions emphasize the poor support they get to encourage the dialogue. Available tools emphasize biophysical process but provide a very simplified representation of uses, and particularly of farm uses. These uses are not only linked to water availabilities and to its conditions of access, but also to the technological, economic, and institutional background in which the farmers operate. With the local stakeholders, we suggest to build a model of the system in which they act. At the same time, this model includes the technical, economic, and environmental sides. Therefore, this regional model includes (i) a hydrological model, which enables to assess as input the initial resource availabilities and to measure the impacts of withdrawals, (ii) a biophysical model which enables to assess crop water needs, yields and environmental impacts according to agricultural practices and agro-climatic conditions, and (iii) a technical and economic model which conveys the technical choices of farmers and theirs economic consequences. The construction of the hydrological and biophysical models can be limited to the parameterization of pre-existing models. The technical and economic model of farm activities at the regional scale relies on a typology of farms and of farm production units; its structure has been designed to enable an aggregation and a desegregation of the results between various scales, which provides a detailed analysis of the studied scenarios. The participative construction of the regional model relies on the creation, from the start of the study, of a “steering group” compound of the representatives of local stakeholders. This steering group takes part in the modelling by supplying the necessary data and by validating each stage of the model construction. The model, build and validated by all the stakeholders, can then contribute to help the local or regional decision-makers to develop reasoned scenarios in order to define strategies of integrated and sustainable water management. We have implemented this approach in the Drôme basin within the framework of the APPEAU project funded by the "Agriculture et Développement Durable" program of the French National Research Agency, and by relying on the works of the MIPAIS project funded by the Programme Interreg III Medoc of the European Union. This paper presents the first results obtained

Mutual Information of Population Codes and Distance Measures in Probability Space

We studied the mutual information between a stimulus and a large system consisting of stochastic, statistically independent elements that respond to a stimulus. The Mutual Information (MI) of the system saturates exponentially with system size. A theory of the rate of saturation of the MI is developed. We show that this rate is controlled by a distance function between the response probabilities induced by different stimuli. This function, which we term the {\it Confusion Distance} between two probabilities, is related to the Renyi $\alpha$-Information.Comment: 11 pages, 3 figures, accepted to PR

Un outil de simulation adapté à la gestion des ressources en eau du territoire dans le cadre d’une démarche participative

National audienceThis paper presents a simulation tool adapted to water resources management on a territorial scale, as part of a participatory process. This tool combines the PILOTE-TER crop model and the Olympe technico-economical simulator. PILOTE-TER links the crop model Pilote developed by Irstea with a database managed through a graphical interface. It makes possible to use the Pilote model to evaluate the water demand and the crop yield at the scale of the field, the farm and the territory. The parameters of the model come from the results of experiments performed by Irstea. PILOTE-TER is linked to the technico-economic simulator Olympe (from INRA) to produce economical indicators. These tools are used for a territorial representation of agriculture build with local stakeholders, allowing the comparison of several scenarios (based on economical, policy or climate changes).Cet article présente un outil de simulation adapté à la gestion de ressources en eau à l’échelle d’un territoire dans le cadre de démarches participatives. Cet outil associe un modèle de culture, Pilote Ter, et le simulateur technico-économique Olympe. Pilote Ter intègre le modèle de culture Pilote développé par Irstea et un système de base de données géré à partir d’une interface graphique. Il permet une utilisation territorialisée du modèle de culture Pilote pour évaluer la demande en eau agricole et les rendements des cultures à l’échelle de la parcelle, de l’exploitation agricole et du territoire. Le paramétrage du modèle s’appuie sur les résultats des expérimentations menées par Irstea. Pilote Ter est couplé au simulateur technico-économique Olympe (INRA) pour produire des indicateurs économiques. Ces deux logiciels sont le support d’une représentation de l’agriculture du territoire co-construite avec les acteurs locaux permettant l’étude de scénarios économiques, réglementaires ou climatiques

Rationale and study design of the Prospective comparison of Angiotensin Receptor neprilysin inhibitor with Angiotensin receptor blocker MEasuring arterial sTiffness in the eldERly (PARAMETER) study.

Hypertension in elderly people is characterised by elevated systolic blood pressure (SBP) and increased pulse pressure (PP), which indicate large artery ageing and stiffness. LCZ696, a first-in-class angiotensin receptor neprilysin inhibitor (ARNI), is being developed to treat hypertension and heart failure. The Prospective comparison of Angiotensin Receptor neprilysin inhibitor with Angiotensin receptor blocker MEasuring arterial sTiffness in the eldERly (PARAMETER) study will assess the efficacy of LCZ696 versus olmesartan on aortic stiffness and central aortic haemodynamics