This thesis addresses the use of machine learning techniques to develop clinical diagnostic tools for breast cancer using molecular data. These tools are designed to assist physicians in their evaluation of the clinical outcome of breast cancer (referred to as prognosis). The traditional approach to evaluating breast cancer prognosis is based on the assessment of clinico-pathologic factors known to be associated with breast cancer survival. These factors are used to make recommendations about whether further treatment is required after the removal of a tumor by surgery. Treatment such as chemotherapy depends on the estimation of patients' risk of relapse. Although current approaches do provide good prognostic assessment of breast cancer survival, clinicians are aware that there is still room for improvement in the accuracy of their prognostic estimations. In the late nineties, new high throughput technologies such as the gene expression profiling through microarray technology emerged. Microarrays allowed scientists to analyze for the first time the expression of the whole human genome ("transcriptome"). It was hoped that the analysis of genome-wide molecular data would bring new insights into the critical, underlying biological mechanisms involved in breast cancer progression, as well as significantly improve prognostic prediction. However, the analysis of microarray data is a difficult task due to their intrinsic characteristics: (i) thousands of gene expressions are measured for only few samples; (ii) the measurements are usually "noisy"; and (iii) they are highly correlated due to gene co-expressions. Since traditional statistical methods were not adapted to these settings, machine learning methods were picked up as good candidates to overcome these difficulties. However, applying machine learning methods for microarray analysis involves numerous steps, and the results are prone to overfitting. Several authors have highlighted the major pitfalls of this process in the early publications, shedding new light on the promising but overoptimistic results. Since 2002, large comparative studies have been conducted in order to identify the key characteristics of successful methods for class discovery and classification. Yet methods able to identify robust molecular signatures that can predict breast cancer prognosis have been lacking. To fill this important gap, this thesis presents an original methodology dealing specifically with the analysis of microarray and survival data in order to build prognostic models and provide an honest estimation of their performance. The approach used for signature extraction consists of a set of original methods for feature transformation, feature selection and prediction model building. A novel statistical framework is presented for performance assessment and comparison of risk prediction models. In terms of applications, we show that these methods, used in combination with a priori biological knowledge of breast cancer and numerous public microarray datasets, have resulted in some important discoveries. In particular, the research presented here develops (i) a robust model for the identification of breast molecular subtypes and (ii) a new prognostic model that takes into account the molecular heterogeneity of breast cancers observed previously, in order to improve traditional clinical guidelines and state-of-the-art gene signatures./Cette thèse concerne le développement de techniques d'apprentissage (machine learning) afin de mettre au point de nouveaux outils cliniques basés sur des données moleculaires. Nous avons focalisé notre recherche sur le cancer du sein, un des cancers les plus fréquemment diagnostiqués. Ces outils sont développés dans le but d'aider les médecins dans leur évaluation du devenir clinique des patients cancéreux (cf. le pronostique). Les approches traditionnelles d'évaluation du pronostique d'un patient cancéreux se base sur des critères clinico-pathologiques connus pour être prédictifs de la survie. Cette évaluation permet aux médecins de décider si un traitement est nécessaire après l'extraction de la tumeur. Bien que les outils d'évaluation traditionnels sont d'une aide importante, les cliniciens sont conscients de la nécessité d'améliorer de tels outils. Dans les années 90, de nouvelles technologies à haut-débit, telles que le profilage de l'expression génique par biopuces à ADN (microarrays), ont été mises au point afin de permettre aux scientifiques d'analyser l'expression de l'entièreté du génôme de cellules cancéreuses. Ce nouveau type de données moléculaires porte l'espoir d'améliorer les outils pronostiques traditionnels et d'approfondir nos connaissances concernant la génèse du cancer du sein. Cependant ces données sont extrêmement difficiles à analyser à cause (i) de leur haute dimensionalité (plusieurs dizaines de milliers de gènes pour seulement quelques centaines d'expériences); (ii) du bruit important dans les mesures; (iii) de la collinéarité entre les mesures dûe à la co-expression des gènes. Depuis 2002, des études comparatives à grande échelle ont permis d'identifier les méthodes performantes pour l'analyse de groupements et la classification de données microarray, négligeant l'analyse de survie pertinente pour le pronostique dans le cancer du sein. Pour pallier ce manque, cette thèse présente une méthodologie originale adaptée à l'analyse de données microarray et de survie afin de construire des modèles pronostiques performants et robustes. En termes d'applications, nous montrons que cette méthodologie, utilisée en combinaison avec des connaissances biologiques a priori et de nombreux ensembles de données publiques, a permis d'importantes découvertes. En particulier, il résulte de la recherche presentée dans cette thèse, le développement d'un modèle robuste d'identification des sous-types moléculaires du cancer du sein et de plusieurs signatures géniques améliorant significativement l'état de l'art au niveau pronostique.

Les animaux et êtres humains possèdent le sens du nombre, une capacité permettant d’appréhender rapidement et de manière approximative les quantités. Cette habileté étant présente très précocement et parmi différentes espèces, elle est considérée comme émergeant indépendamment de la culture, et en particulier de ces objets culturels que sont le langage et la scolarisation. Au-delà de cette compétence héritée phylogénétiquement, l’être humain développe également la capacité à appréhender et à manipuler les grandes quantités de manière exacte, du moins lorsqu’il évolue dans une culture de type occidental. Cette habileté émerge en grande partie grâce aux propriétés symboliques dont est pourvu le langage et aux outils mathématiques enseignés à l’école. De précédentes recherches ont permis de montrer que les compétences numériques approximatives se précisent au cours de l’ontogenèse de l’individu. D’une part, ces habiletés se développent entre l’âge de trois et six ans, ce qui correspond à la période à laquelle l’enfant acquiert les habiletés numériques verbales. D’autre part, les adultes possèdent des compétences numériques approximatives plus élaborées que celles d’enfants de six ans, suggérant que ces compétences se précisent également durant la période consacrée aux apprentissages scolaires. Le présent travail de thèse a pour objectif d’examiner la manière dont les habiletés numériques exactes, acquises sous l’influence des apprentissages langagiers et scolaires émanant de la culture, s’intègrent aux habiletés numériques approximatives, et comment elles peuvent les influencer. Cette proposition est évaluée expérimentalement à travers la mise en œuvre de cinq études. La première étude est consacrée aux interactions régissant les capacités numériques exactes et approximatives au cours de la scolarité primaire. La seconde étude examine l’influence du langage sur le développement des habiletés numériques exactes et approximatives, à travers l’évaluation d’enfants présentant un déficit langagier. La troisième étude explore plus directement la question de l’impact des apprentissages en mathématiques sur les compétences approximatives, grâce à l’évaluation d’adultes n’ayant pas bénéficié d’une éducation formelle en mathématiques. La quatrième étude est consacrée aux stratégies utilisées par l’adulte lors de la résolution exacte de calculs complexes afin d’examiner si certaines des procédures engagées portent les marques du système numérique approximatif. Enfin, la cinquième étude examine comment les capacités approximatives d’appréhension de la quantité sont associées aux habiletés arithmétiques exactes lorsqu’elles sont mises en œuvre à l’âge adulte. L’ensemble des résultats est intégré dans une section finale au sein de laquelle sont discutés les rapports entre nature et culture définissant les relations entre habiletés numériques approximatives et exactes.

Cette étude exploratoire examine comment l’exploration identitaire entre en jeu dans l’utilisation d’un avatar et dans la participation aux activités d’apprentissage collaboratif dans un monde virtuel. Nous inspirant de l’ethnographie virtuelle, nous avons participé à douze activités collaboratives et nous avons ensuite interrogé treize utilisateurs du monde virtuel Second Life qui y collaborent pour apprendre. Les participants ont démontré une volonté ou un désintérêt à collaborer avec les autres utilisateurs dans Second Life non principalement pas selon le sexe, l’ethnicité ou le degré d’anthropomorphisme de leurs avatars comme l’indique la littérature, mais plutôt selon leur niveau d’expertise. Cette étude suggère que le travail identitaire des utilisateurs peut exercer une grande influence sur leurs collaborations et que le travail identitaire est capable d’aider les utilisateurs à renforcer, à repenser et à améliorer leurs identités et pratiques professionnelles sur les plans virtuels et non virtuels.

Cette étude exploratoire examine comment l’exploration identitaire entre en jeu dans l’utilisation d’un avatar et dans la participation aux activités d’apprentissage collaboratif dans un monde virtuel. Nous inspirant de l’ethnographie virtuelle, nous avons participé à douze activités collaboratives et nous avons ensuite interrogé treize utilisateurs du monde virtuel Second Life qui y collaborent pour apprendre. Les participants ont démontré une volonté ou un désintérêt à collaborer avec les autres utilisateurs dans Second Life non principalement pas selon le sexe, l’ethnicité ou le degré d’anthropomorphisme de leurs avatars comme l’indique la littérature, mais plutôt selon leur niveau d’expertise. Cette étude suggère que le travail identitaire des utilisateurs peut exercer une grande influence sur leurs collaborations et que le travail identitaire est capable d’aider les utilisateurs à renforcer, à repenser et à améliorer leurs identités et pratiques professionnelles sur les plans virtuels et non virtuels.

Devant l'ampleur que prennent divers enjeux globaux tels que la mondialisation, la marchandisation du savoir et la surconsommation, le monde de l'éducation est interpellé afin de trouver des pistes de solution à exploiter pour contrer les tendances lourdes qu'entraînent ces enjeux. Parmi les pistes de solution avancées, certains pays ont mis en oeuvre une réforme éducative, notamment le Québec. Les changements proposés par cette réforme sont importants et ont des répercussions dans toutes les sphères du monde éducatif, notamment en ce qui a trait à la formation continue des enseignants. C'est dans ce contexte que certaines écoles ont commencé à explorer de nouvelles stratégies de fonctionnement et d'organisation afin de mieux répondre aux nouveaux défis globaux ainsi qu'aux nouvelles exigences et visées éducatives du Québec, tout en contribuant au processus de formation continue des enseignants. Cette recherche s'est intéressée à une de ces pratiques, le cas d'une école alternative secondaire, l'école Le Vitrail, qui a développé une pratique de communauté d'apprentissage mise en oeuvre par tous les membres de son équipe-école. L'objectif de cette recherche a été de dégager la pertinence d'une pratique de communauté d'apprentissage mise en oeuvre par tous les membres d'une équipe-école en termes de formation continue dans le but de contribuer au développement de stratégies de formation continue pour les enseignants et d'enrichir la théorie de la communauté d'apprentissage en milieu scolaire. Les résultats par l'étude du cas de l'école Le Vitrail ont permis de tracer un portrait riche de cette pratique de communauté d'apprentissage. Il a été possible de retracer son émergence, d'identifier des évènements et des décisions qui datent de la création de l'école et qui ont contribué largement à la formation d'une communauté d'apprentissage. Ensuite, celle-ci a pu être documentée et décrite de façon détaillée, son sens pour les acteurs et pour l'école a pu être dégagé. D'après les résultats obtenus, la pratique de communauté d'apprentissage de l'école Le Vitrail s'est avérée être un processus riche et signifiant de formation continue pour les enseignants se démarquant des activités traditionnelles de formation continue. Celle-ci permet le développement de savoir-être professionnels et personnels significatifs et de savoir-faire pertinents et utiles, deux dimensions très importantes de la réforme. Aussi, cette pratique favorise le développement intégral des enseignants, un élément clé qui les aide à assumer de façon appropriée leurs responsabilités sans cesse grandissantes dans la société. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Communauté d'apprentissage, Formation continue, Milieu scolaire, Enseignants, École alternative.

Cette étude porte sur les changements de la motivation au cours d'une année scolaire. Fondée sur l'approche sociocognitive de l'apprentissage (Bandura, 1986), elle décompose la motivation en ses principales composantes perceptives, afin de décrire leurs fluctuations et d'analyser leurs liens avec l'engagement scolaire. L'échantillon est composé d'élèves du deuxième et du troisième cycle du primaire, et il comprend 39 classes participantes, soit dix classes de troisième année, onze de quatrième, huit de cinquième et dix de sixième. C'est à l'aide d'un questionnaire soumis aux élèves à cinq reprises durant l'année scolaire, qu'il a été possible de décrire et d'analyser les fluctuations des perceptions des élèves. Il a aussi été envisagé de vérifier l'existence d'une différence entre les perceptions des élèves en difficulté d'apprentissage ou d'adaptation et celle des élèves n'éprouvant pas de difficultés particulières. À la lumière des résultats obtenus, il apparaît une baisse significative de l'utilité perçue, de la valeur accordée aux mathématiques et de l'engagement de la part des élèves vers la fin de l'année scolaire. Ce n'est toutefois pas le cas pour les perceptions de compétence et de contrôle. Il semble également que les déterminants de la motivation et l'engagement chez les élèves faibles soient plus bas, alors que ces mêmes déterminants sont plus élevés pour les élèves plus forts. Enfin, les quatre déterminants prédisent l'engagement de façon significative chez les élèves moyens et forts, alors que ce ne sont que la valeur et l'utilité des mathématiques qui sont significativement liées à l'engagement des élèves faibles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : motivation, difficulté d'apprentissage, engagement, valeur accordée, utilité.

Le but de cette étude de pratique est de comprendre le travail de danseurs experts confrontés à l'apprentissage d'un duo chorégraphique comportant du travail de partenaire. Pour révéler la démarche d'apprentissage et les moyens utilisés par ces danseurs confrontés à une tâche commune, il a été demandé à trois couples de danseurs d'apprendre un extrait chorégraphique à partir d'un document vidéo. L'observation, l'entretien d'explicitation (Vermersch, 2003) et le rappel stimulé (Tochon, 1996) ont été les moyens privilégiés pour diriger cette investigation. La théorisation ancrée (Strauss et Corbin, 1990) a servi pour sa part d'outil d'analyse. Les résultats de la recherche soulignent l'importance des processus cognitifs mobilisés dans le travail des danseurs. Pour les danseurs experts, l'apprentissage d'un duo chorégraphique serait essentiellement une quête d'information puisque la grande majorité des problèmes rencontrés ont été résolus par l'apport d'informations nouvelles. Ainsi, grâce à différents types d'information acquis à partir de différentes sources, les danseurs se construisent progressivement une représentation de plus en plus claire, détaillée et juste de la chorégraphie. C'est cette représentation qui guide leurs choix de stratégies d'exécution, la conduite de leurs mouvements et l'évaluation de leur exécution. Lorsqu'un danseur travaille en duo, sa représentation de la chorégraphie doit tenir compte des actions de son partenaire. De plus, les représentations de chacun se confrontent et les danseurs doivent s'entendre sur un objectif commun vers lequel faire converger leurs actions individuelles. Cette difficulté suppose que les partenaires entretiennent un réseau de communication, verbal et non verbal, dont l'efficacité serait mieux servie par l'usage d'une terminologie appropriée au travail de partenaire, un outil de communication qui reste encore à développer dans le milieu de la danse. L'apprentissage d'un duo chorégraphique correspondrait à un processus de réduction des possibilités convergeant vers une représentation stable pour chaque danseur. Or, à partir du moment où les danseurs possèdent une maîtrise cognitive (savoir quoi faire) et une maîtrise corporelle (pouvoir le faire) des mouvements, on assiste à un phénomène inverse, la chorégraphie s'ouvrant sur de nouvelles possibilités. Les danseurs éprouvent alors un sentiment de liberté qui leur permet de vivre l'expérience de la danse et de faire les choix propices à une interprétation signifiante de la chorégraphie. ______________________________________________________________________________

Extr. de: Th. doct.--Sociol.--Poitiers, 1999. / Bibliogr. p. 249-256.

Texte remanié de: Thèse de doctorat--Littérature française--Cergy-Pontoise, 2005. / En appendice, choix de textes et documents. Bibliogr. p. 621-639. Index.

Thèse de doctorat--Informatique et réseaux--Paris--ENST, 2005. / Bibliogr. p. 163-173. Index. Résumé en français et en anglais.