Automated Analysis of Cellular Signalling Parameters based on Images and Videos of Fluorescence Microscopy

Rapid changes in computer vision technologies have enabled automatic perspectives for more disciplines that tend to need heavy intervention from human experts. Computational biology, which is the application field of this thesis, is one of those disciplines where computer technologies (software and hardware systems) are applied on cell biology research, drug discovery, and disease diagnosis. The research conducted in this thesis is primarily concerned with automating the analysis of calcium imaging data obtained by two-dimensional (2D) fluorescence microscopy (FM) over living cells. The thesis also presents a theoretical and empirical analysis of the state-of-the-art object detection techniques used in Region based Convolutional Neural Network (R-CNN) and proposes a new R-CNN scheme tailored for cellular object detection in FM data. The analysed images are either individual greyscale images or image stacks of cardiac myocytes stained with DNA markers or calcium indicators. The cells are special cardiac cells found in lung veins, called Pulmonary Vein sleeve Cells (PVC) and Neo-natal Rat Ventricular Myocytes (NRVM) extracted from heart muscle. PVC stains enable the analysis of Calcium signals effect on heart physiology, whereas NRVM images allow autophagy process measuring through accurate cell counting. In the thesis, we demonstrated that automated hotspot detection can be achieved with 79.75% of precision by a two-level segmentation procedure combining thresholding and statistical filtering of cellular regions. We also showed that photobleaching can be corrected by exponential curve fitting and baseline adjustment from normalised calcium traces with respectively a mean square error (MSE) varying between [0.09013, 6.41796] and an overall accuracy of 78.75% for a real-life dataset. Finally, based on the investigation carried over state-of-the-art object detection techniques developed in the past such as the Edge Boxes, the Selective Search, the Objectness Measure, and the Sliding Window paradigm, we demonstrated that a customised R-CNN framework based on a data-driven proposal box generation outperforms with less sampling rate (61 proposals/image) and more ground truth coverage ratio (GTCR of 99.40%)

Processor-Oblivious Parallel Stream Computations

We study the problem of parallel stream computations on a multiprocessor architecture. Modelling the problem, we exhibit that any parallelisation introduces an arithmetic overhead related to intermediate copy operations. We pro-vide lower bounds for the parallel stream computation on p processors of different speeds with two models, a strict model and a buffered model; to our knowledge, these are new results. We introduce a new parallel algorithm called processor-oblivious: it is based on the coupling of a fast sequential algorithm with a fine-grain parallel one that is scheduled by work-stealing. This algorithm is proved asymptotically optimal. We show that our algorithm has a good experimental behaviour. 1

X-Kaapi : Une nouvelle implémentation eXtrême du vol de travail

National audienceLes processeurs multicœurs sont dorénavant des composants standards grand public que l'on retrouve dans un large spectre de machines, du lecteur de DVD incluant un MpSOC, au nœud de calcul des super-calculateurs, en passant par le processeur de la plupart des portables. Dans ce papier nous considérons l'implémentation d'un protocole de vol de travail original pour ordonnancer des applications parallèles sur architecture multicœur. Nous analysons les facteurs introduisant un surcoût à l'exécution et nous en dérivons une implémentation présentée à travers une interface de programmation. Le protocole utilise une coopération entre les voleurs et une victime, ce qui améliore à la fois les surcoûts d'implantation et les surcoûts dûs à la restructuration du code des algorithmes parallèles. Nos expériences préliminaires montrent qu'il est possible d'obtenir une implémentation ultra-légère possédant un surcoût à l'exécution extrêmement faible pour des algorithmes à grain fin. Cette proposition d'interface constitue le cœur du nouveau moteur exécutif de Kaapi appelé X-Kaapi

Paragangliome nasopharynge avec extension a la base du crane: Une localisation inhabituelle des paragangliomes

Introduction : Le paragangliome est une rare tumeur neuroendocrine. La localisation nasopharyngée avec extension à la base du crâne est très rare.Présentation du cas : Il s‘agissait d‘une dame de 39 ans, prise en charge au service de neurochirurgie du CHU « Hôpital du Mali » pour un paragangliome nasopharyngé qui s‘étendait à la base du crâne. La patiente présentait une dyspnée d‘aggravation progressive associée à une épistaxis à répétition évoluant depuis 3 ans environ et une paralysie faciale périphérique gauche. Le scanner avait mis en évidence une masse volumineuse siégeant au niveau du nasopharynx obstruant partiellement les fosses nasales. La lésion était rehaussée après injection de produit de contraste. La patiente a eu une chirurgie d‘exérèse de la tumeur en 2 temps. L‘analyse anatomopathologique avec immunohistochimie a permis de confirmer le diagnostic de paragangliome. Une radiothérapie complémentaire a été réalisée sur le résidu tumoral. Les suites du traitement ont été satisfaisantes.Discussion : Les paragangliomes de la tête et du cou ne représentent que 0,6% des tumeurs de la tête et du cou et 3% de tous les  paragangliomes. Le traitement repose sur la chirurgie. La radiothérapie est indiquée si la chirurgie n‘assure pas une résection complète.Conclusion : Les paragangliomes sont une entité à prendre en compte dans les tumeurs nasopharyngées et de la base du crâne.   Englsih title: Nasopharyngeal paraganglioma with extension at the skull base: An unusual location of the paragangliomas Introduction: Paraganglioma is a rare neuroendocrine tumor. Nasopharyngeal localization with extension at the skull base is very rare.Case: A thirty-nine-year-old woman, was managed by the Neurosurgery Department of « Hôpital du Mali » for a nasopharyngeal paraganglioma that extended to the skull base. The patient had progressive dyspnea associated with repeated epistaxis for 3 years and left peripheral facial palsy. The CT scan showed a bulky mass sitting in the nasopharynx partially obstructing the nasal cavity. The lesion was enhanced after injection of contrast. The patient had surgery to remove the tumor in 2 steps. Histological analysis with  immunohistochemistry confirmed the diagnosis. Complementary radiotherapy was performed on the tumor residue. The results of the treatment were satisfactory.Discussion: Head and neck paragangliomas represent only 0.6% of head and neck tumors and 3% of all paragangliomas. The treatment is based on surgery. Radiotherapy is indicated if the surgery does not provide complete resection.Conclusion: Paragangliomas are an entity to be considered in nasopharyngeal and skull base tumors

Deep neural networks with transfer learning in millet crop images

Plant or crop diseases are important items in the reduction of quality and quantity in agriculture. Therefore, the detection and diagnosis of these diseases are very necessary. The appropriate classification with small datasets in Deep Learning is a major scientific challenge. Furthermore, it is difficult and expensive to generate labeled data manually according to certain selection criteria. The approaches using transfer learning aims to resolve this problem by recognizing and applying knowledge and abilities learned in previous tasks to novel tasks (in new domains). In this paper, we propose an approach using transfer learning with feature extraction to build an identification system of mildew disease in pearl millet. The deep learning facilitates a practically fast and interesting data analysis in precision agriculture. The expected advantage of the proposal is to provide support to stakeholders (researchers and farmers) through the information and knowledge generated by the reasoning process. The experimental result gives an encouraging performance that is the accuracy of 95.00%, the precision of 90.50%, the recall of 94.50% and the f1-score of 91.75%

Améliorer les droits et les vies des femmes grâce à une restauration équitable entre les sexes

Cet article aborde spécifiquement trois questions : Qu'est-ce qui motive les femmes à investir du temps et des efforts dans la restauration des terres et des forêts ? Quels obstacles les femmes rencontrent-elles dans la mise en œuvre des activités de restauration des terres et des forêts ? Comment les activités de restauration affectent-elles les conditions de vie des femmes

Les garrots de prélèvement, un drame chez le nourrisson: à propos de 3 cas

Le délai pour la levée d'un garrot sur un membre est limité, tout retard, surtout après la 3ème heure expose à un risque d'amputation de celui-ci. Notre objectif a été de rapporter trois cas de gangrène ischémique de membre par oubli d'un garrot après un prélèvement sanguin, afin d'interpeler le personnel soignant sur ses dangers. Il s'est agi de trois nourrissons dont deux de 3 mois et un de 5 mois, reçus aux urgences viscérales du CHU-Yalgado Ouédraogo pour tuméfaction du membre thoracique gauche. Dans leurs antécédents, on a noté une pose de garrot pour prélèvement de sang qui a été oublié pendant 24 heures dans deux cas et 48 heures dans un cas. L'examen avait retrouvé un oedème diffus associé à un sphacèle du membre supérieur remontant jusqu'au 1/3 moyen du bras; une abolition des pouls ulnaire et radial ainsi que de la sensibilité de la main dans 2 cas. Dans un cas les signes étaient atténués. Le diagnostic de gangrène ischémique de membre a été retenu dans tous les cas. La biologie réalisée était normale. En urgence, il a été réalisé une amputation trans-humérale dans 2 cas et un débridement associé à une amputation de quatre doigts dans un cas. L'évolution a été simple dans tous les cas. La gangrène sèche iatrogène de membre par garrot en milieu hospitalier ne devrait pas se concevoir. Cela passe par la rigueur dans l'administration des soins et une surveillance régulière et attentive des patients.Pan African Medical Journal 2016; 2

Efficacy and safety of primaquine and methylene blue for prevention of Plasmodium falciparum transmission in Mali: a phase 2, single-blind, randomised controlled trial.

BACKGROUND: Primaquine and methylene blue are gametocytocidal compounds that could prevent Plasmodium falciparum transmission to mosquitoes. We aimed to assess the efficacy and safety of primaquine and methylene blue in preventing human to mosquito transmission of P falciparum among glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)-normal, gametocytaemic male participants. METHODS: This was a phase 2, single-blind, randomised controlled trial done at the Clinical Research Centre of the Malaria Research and Training Centre (MRTC) of the University of Bamako (Bamako, Mali). We enrolled male participants aged 5-50 years with asymptomatic P falciparum malaria. G6PD-normal participants with gametocytes detected by blood smear were randomised 1:1:1:1 in block sizes of eight, using a sealed-envelope design, to receive either sulfadoxine-pyrimethamine and amodiaquine, sulfadoxine-pyrimethamine and amodiaquine plus a single dose of 0·25 mg/kg primaquine, dihydroartemisinin-piperaquine, or dihydroartemisinin-piperaquine plus 15 mg/kg per day methylene blue for 3 days. Laboratory staff, investigators, and insectary technicians were masked to the treatment group and gametocyte density of study participants. The study pharmacist and treating physician were not masked. Participants could request unmasking. The primary efficacy endpoint, analysed in all infected patients with at least one infectivity measure before and after treatment, was median within-person percentage change in mosquito infectivity 2 and 7 days after treatment, assessed by membrane feeding. This study is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT02831023. FINDINGS: Between June 27, 2016, and Nov 1, 2016, 80 participants were enrolled and assigned to the sulfadoxine-pyrimethamine and amodiaquine (n=20), sulfadoxine-pyrimethamine and amodiaquine plus primaquine (n=20), dihydroartemisinin-piperaquine (n=20), or dihydroartemisinin-piperaquine plus methylene blue (n=20) groups. Among participants infectious at baseline (54 [68%] of 80), those in the sulfadoxine-pyrimethamine and amodiaquine plus primaquine group (n=19) had a median 100% (IQR 100 to 100) within-person reduction in mosquito infectivity on day 2, a larger reduction than was noted with sulfadoxine-pyrimethamine and amodiaquine alone (n=12; -10·2%, IQR -143·9 to 56·6; p<0·0001). The dihydroartemisinin-piperaquine plus methylene blue (n=11) group had a median 100% (IQR 100 to 100) within-person reduction in mosquito infectivity on day 2, a larger reduction than was noted with dihydroartemisinin-piperaquine alone (n=12; -6·0%, IQR -126·1 to 86·9; p<0·0001). Haemoglobin changes were similar between gametocytocidal arms and their respective controls. After exclusion of blue urine, adverse events were similar across all groups (59 [74%] of 80 participants had 162 adverse events overall, 145 [90%] of which were mild). INTERPRETATION: Adding a single dose of 0·25 mg/kg primaquine to sulfadoxine-pyrimethamine and amodiaquine or 3 days of 15 mg/kg per day methylene blue to dihydroartemisinin-piperaquine was highly efficacious for preventing P falciparum transmission. Both primaquine and methylene blue were well tolerated. FUNDING: Bill & Melinda Gates Foundation, European Research Council