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MAPPING THE DISTRIBUTION AND ABUNDANCE OF WESTERN LARCH (LARIX OCCIDENTALIS NUTT.) WITH MULTI-TEMPORAL SATELLITE IMAGERY AND GRADIENT MODELING
Western larch (Larix occidentalis Nutt.) is one of three native North American larch species, it occupies the mountainous regions of northwestern North America, and it is a deciduous conifer. Western larch is among the most ecologically and economically important conifer tree species in the northern Rockies region. This study explores the viability of mapping western larch via the analysis of multi-temporal Landsat imagery and gradient modeling. Larch presence and abundance data from 300 field plots correlated with Normalized Difference Vegetation Index seasonal change (NDVIsc) explains 46% of the variability in larch basal area. Multivariate models built with NDVIsc and additional climatic and topographic variables only slightly improved the models. These satellite imagery based models suggest that western larch tends to occur primarily on shaded, north-facing slopes within the study area. This analysis was contrasted with a gradient modeling approach using data from 4800 Forest Inventory and Analysis plots and a suite of fine scale (30-60 m) topographic and climatic data as predictors. These models correctly predicted larch presence with error rates of less than 20%. Presence or absence of western larch was found to be strongly dependent on minimum temperature and water balance variables (soil moisture deficit and actual evapotranspiration). Probability prediction rasters produced with these data also showed a noticeable northern aspect tendency. The accuracy of the remote sensing based models suggest that the method may be applied to other areas, and the output from both model types points to a strong relationship between larch presence and fine scale topographic and climatic factors, especially as they interact to affect soil moisture
Non-normal Recurrent Neural Network (nnRNN): learning long time dependencies while improving expressivity with transient dynamics
A recent strategy to circumvent the exploding and vanishing gradient problem
in RNNs, and to allow the stable propagation of signals over long time scales,
is to constrain recurrent connectivity matrices to be orthogonal or unitary.
This ensures eigenvalues with unit norm and thus stable dynamics and training.
However this comes at the cost of reduced expressivity due to the limited
variety of orthogonal transformations. We propose a novel connectivity
structure based on the Schur decomposition and a splitting of the Schur form
into normal and non-normal parts. This allows to parametrize matrices with
unit-norm eigenspectra without orthogonality constraints on eigenbases. The
resulting architecture ensures access to a larger space of spectrally
constrained matrices, of which orthogonal matrices are a subset. This crucial
difference retains the stability advantages and training speed of orthogonal
RNNs while enhancing expressivity, especially on tasks that require
computations over ongoing input sequences
Intégration de données in vitro sur la biodisponibilité des contaminants associés aux poussiÚres dans les analyses de risques pour la santé humaine dans un contexte minier
Lâobjectif de cet essai est de proposer une façon dâintĂ©grer des donnĂ©es in vitro sur la biodisponibilitĂ© de contaminants associĂ©s aux poussiĂšres dans les analyses de risques pour la santĂ© humaine, et ce dans un contexte minier.
Lâindustrie miniĂšre a parfois mauvaise presse et fait face Ă de nombreux dĂ©fis environnementaux. Un de ces dĂ©fis est lâacceptation sociale en ce qui a trait aux Ă©missions de poussiĂšres de diffĂ©rents projets miniers. Dans le cadre dâĂ©valuation des impacts, les compagnies miniĂšres doivent procĂ©der Ă des analyses des risques toxicologiques afin dâestimer lâeffet des poussiĂšres (qui sont ou seront Ă©mises dans le cadre de projets actuels ou futurs) sur la santĂ© des populations qui seront exposĂ©es Ă celles-ci.
Lâindustrie miniĂšre quĂ©bĂ©coise est assujettie Ă plusieurs lois et rĂšglements, dont la Loi sur la QualitĂ© de lâenvironnement (LQE). Dans le cas des projets assujettis, une Ă©tude dâimpact environnemental doit ĂȘtre fournie. Il est parfois nĂ©cessaire, dans le cadre de cette Ă©tude, dâĂ©valuer les risques encourus par la population en ce qui concerne les poussiĂšres atmosphĂ©riques.
Afin de comprendre comment se comportent les poussiĂšres dans lâatmosphĂšre et chez lâhumain, il est important de bien dĂ©finir les propriĂ©tĂ©s physico-chimiques de celles-ci (granulomĂ©trie, composition chimique, durĂ©e de suspension, etc.). Les diffĂ©rentes propriĂ©tĂ©s des matiĂšres particulaires permettront de prĂ©voir comment celles-ci vont se comporter dans lâatmosphĂšre et au sein du corps humain.
De plus, les propriĂ©tĂ©s des particules Ă©mises dans le cadre dâun projet minier vont varier selon lâĂ©tape du cycle minier du projet. Il est donc important de comprendre comment le projet Ă©voluera dans le temps afin dâĂ©valuer lâimpact du projet Ă court et long terme.
Il existe trois voies dâexposition par lesquelles un contaminant peut pĂ©nĂ©trer le corps humain : (1) par ingestion, (2) par inhalation et (3) par contact dermique. Cet essai se penche plus spĂ©cifiquement sur lâexposition aux matiĂšres particulaires par inhalation. Des protocoles de laboratoire ont Ă©tĂ© Ă©tablis pour Ă©valuer la bioaccessibilitĂ© des contaminants suite Ă lâingestion de poussiĂšres, mais beaucoup dâincertitude demeure en ce qui concerne lâinhalation.
La taille des particules influe directement sur lâendroit au sein du systĂšme respiratoire oĂč celles-ci vont se dĂ©poser. Les particules de plus grande taille vont se dĂ©poser dans la partie supĂ©rieure du systĂšme respiratoire (voies aĂ©riennes supĂ©rieures) tandis que les particules de plus petite traille vont pĂ©nĂ©trer plus profondĂ©ment (voies aĂ©riennes infĂ©rieures). Les particules vont donc ĂȘtre exposĂ©es Ă des conditions diffĂ©rentes au sein du systĂšme respiratoire.
Plusieurs approches sont actuellement utilisĂ©es en laboratoire pour estimer la dose de contaminants Ă laquelle la population est exposĂ©e. Ces approches permettent dâestimer quelle fraction de chaque contaminant sera transfĂ©rĂ©e au sein des diffĂ©rents fluides et des diffĂ©rents organes humains, aussi appelĂ©e la fraction biodisponible. Les essais in vivo sont toutefois coĂ»teux et demandent de grandes ressources.
Une des alternatives aux tests sur les animaux sont les tests in vitro. Dans le cadre de ces tests, des conditions simulant lâenvironnement physico-chimique des poumons humains sont crĂ©Ă©es en laboratoire pour estimer la quantitĂ© de contaminants solubilisables dans des fluides pulmonaires et donc potentiellement absorbĂ©s par cette voie. La fraction dissoute dans ces fluides synthĂ©tiques Ă©quivaut Ă la fraction bioaccessible pulmonaire.
Il nây a pour lâinstant pas de consensus au sein de la communautĂ© scientifique en ce qui concerne le protocole pour Ă©tablir la fraction bioaccessible des diffĂ©rents composĂ©s. DiffĂ©rents paramĂštres trĂšs importants tels que la mĂ©thode dâĂ©chantillonnage, la taille des particules Ă©tudiĂ©es, la composition des fluides, la durĂ©e de lâextraction, le ratio solide/liquide, la tempĂ©rature et lâagitation entre autres varient dâune Ă©tude Ă lâautre.
LâInstitut national de santĂ© publique du QuĂ©bec (INSPQ) propose des lignes directrices en ce qui a trait aux analyses de risques toxicologiques au QuĂ©bec. La procĂ©dure comprend quatre grandes Ă©tapes soit :
1. Identification du danger;
2. Caractérisation toxicologique;
3. Estimation de lâexposition;
4. Estimation du risque.
DiffĂ©rentes Ă©quations permettent dâestimer la dose dâexposition de chaque contaminant.
Dans le cadre de cet essai, une Ă©quation est prĂ©sentĂ©e afin de combiner les fractions bioaccessibles pour diffĂ©rentes tailles de particules. Au lieu dâutiliser la concentration totale dâun contaminant dans lâatmosphĂšre tel que recommandĂ© afin dâutiliser une approche de type « pire scĂ©nario », il serait appropriĂ© dâestimer la bioaccessibilitĂ© de ce contaminant chez lâhumain. Pour ce faire, des essais en laboratoire pourraient ĂȘtre effectuĂ©s sur diffĂ©rents groupes de tailles de particules. Des fractions bioaccessibles pourraient ĂȘtre dĂ©finies pour les diffĂ©rents groupes de tailles.
LâĂ©quation suivante permettrait dâestimer une concentration bioaccessible totale pour un contaminant (Ci) pouvant ĂȘtre intĂ©grĂ©e dans les calculs dâestimation de la dose dâexposition proposĂ©s par lâINSPQ.
Ci=ÎŁMPMi x CPMi x BFi / MTOTAL
BFi = Bioaccessibilité du contaminant évalué pour une fraction i(%)
CPMi = Concentration du contaminant de la fraction granulomĂ©trique i dans lâair Ă©chantillonnĂ© (”g/m3)
MPMi= Masse de la fraction i au sein de lâĂ©chantillon analysĂ© (mg)
Mtotal = Masse totale de lâĂ©chantillon analysĂ© (mg)
En intĂ©grant les valeurs de bioaccessibilitĂ© dans le cadre dâanalyse de risque toxicologique, le risque estimĂ© sera plus prĂšs de la rĂ©alitĂ©. Le raffinement des approches en matiĂšre dâinhalation de poussiĂšres permettra aux dĂ©cideurs dâavoir un instrument de mesure plus prĂ©cis, leur permettant de faire des choix plus Ă©clairĂ©s
Inferring the immune response from repertoire sequencing
High-throughput sequencing of B- and T-cell receptors makes it possible to
track immune repertoires across time, in different tissues, and in acute and
chronic diseases or in healthy individuals. However, quantitative comparison
between repertoires is confounded by variability in the read count of each
receptor clonotype due to sampling, library preparation, and expression noise.
Here, we present a general Bayesian approach to disentangle repertoire
variations from these stochastic effects. Using replicate experiments, we first
show how to learn the natural variability of read counts by inferring the
distributions of clone sizes as well as an explicit noise model relating true
frequencies of clones to their read count. We then use that null model as a
baseline to infer a model of clonal expansion from two repertoire time points
taken before and after an immune challenge. Applying our approach to yellow
fever vaccination as a model of acute infection in humans, we identify
candidate clones participating in the response
Trophic relationships between Saccharomyces cerevisiae and Lactobacillus plantarum and their metabolism of glucose and citrate
Glucose and citrate are two major carbon sources in fruits or fruit juices such as orange juice. Their metabolism and the microorganisms involved in their degradation were studied by inoculating with an aliquot of fermented orange juice a synthetic model medium containing glucose and citrate. At pH 3.6, their degradation led, first, to the formation of ethanol due to the activity of yeasts fermenting glucose and, eventually, to the formation of acetate resulting from the activity of lactobacilli. The yeast population always outcompeted the lactobacilli even when the fermented orange juice used as inoculum was mixed with fermented beet leaves containing a wider variety of lactic acid bacteria. The evolution of the medium remained similar between pH 3.3 and 5.0. At pH 3.0 or below, the fermentation of citrate was totally inhibited. Saccharomyces cerevisiae and Lactobacillus plantarum were identified as the only dominant microorganisms. The evolution of the model medium with the complex microbial community was successfully reconstituted with a defined coculture of S. cerevisiae and L. plantarum. The study of the fermentation of the defined model medium with a reconstituted microbial community allows us to better understand the behavior not only of fermented orange juice but also of many other fruit fermentations utilized for the production of alcoholic beverages
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