Un modèle tridimensionnel du visage a été élaboré, dans la perspective de contribuer à l'étude de questions importantes sur le contrôle moteur de la production de la parole. Ce modèle est construit sur un maillage constitué d'éléments hexahédraux et de clavettes, qui comporte 3 couches distinctes et est symétrique par rapport au plan medio-sagittal. Les muscles faciaux sont représentés dans le maillage par un sous-ensemble d'éléments contigus. Les propriétés élastiques des éléments du maillage sont décrites par une loi de comportement de type isotrope quasi incompressible et hyperélastique. Dans une première phase de ce travail, pour étudier les conséquences globales de l'activation des muscles oro-faciaux sur les mimiques faciales et les gestes labiaux, et plus particulièrement sur les gestes labiaux en parole, un modèle linéaire de muscle a été élaboré. L'influence des variations de la raideur des tissus mous sur les gestes faciaux a été étudiée. En effet, l'activation des muscles entraîne un raidissement des tissus mous musculaires concernés. Cet effet est pris en compte dans le modèle de muscle par un changement de la loi de comportement hyperélastique avec l'activation musculaire. Une attention particulière a été portée dans cette étude à la production du geste de protrusion/arrondissement des lèvres qui est un geste fondamental dans la production des voyelles arrondies, en particulier en Français. Nous montrons que le raidissement des tissus mous musculaires facilite la production précise de ce geste grâce à l'existence d'un effet de saturation dans la relation entre les activations musculaires et les paramètres géométriques des lèvres qui sont pertinents acoustiquement. Ce résultat souligne l'importance des propriétés dynamiques des articulateurs dans la production des gestes de la parole, et il nous a incités à améliorer encore la modélisation de la source principale de force en production de la parole, c'est-à-dire les muscles. C'est pourquoi, un modèle de muscles plus réaliste a été élaboré qui se fonde sur une loi de comportement transversalement isotrope quasi incompressible et hyperélastique et sur un modèle de muscle de type Hill. Ce modèle a été implémenté dans le logiciel éléments finis ANSYS® grâce à sa fonction de programmation USERMAT. La prise en compte supplémentaire d'une loi caractéristique force-vitesse a permis la modélisation complète d'un modèle de muscle de type Hill. Ceci a été fait sous ANSYS® grâce à sa fonction de programmation USERELEM. Cette loi caractéristique force-vitesse introduit un effet d'amortissement dans le mouvement du muscle du fait d'une atténuation croissante de la force musculaire lorsque la vitesse de compression du muscle augmente. Ce nouvel élément de type muscle a été conçu de manière telle qu'il est possible d'implémenter d'autres modèles de muscles que le modèle de type Hill. C'est pourquoi nous avons aussi implémenté le modèle de Feldman, qui a été utilisé de manière importante à Gipsa-lab dans les dernières années. L'intégration du modèle de Feldman dans une structure à éléments finis a nécessité une reformulation de façon à le rendre compatible avec une modélisation distribuée. Les modèles de Hill et de Feldman ont ensuite été incorporés dans le modèle de visage pour remplacer le modèle linéaire initial. Dans ces conditions les premières simulations du geste de protrusion/arrondissement labial ont donné des résultats réalistes. Finalement une comparaison des résultats obtenus avec le modèle de Hill avec ceux qui génère le modèle de Feldman montrent que les formes labiales finales sont très similaires pour les deux modèles.

L'efficacité synaptique quantifie la capacité d'un neurone présynaptique à influer sur le potentiel de membrane d'un neurone postsynaptique. La plasticité synap- tique, regroupant tous les processus d'altération de l'efficacité synaptique, est con- sidérée comme le mécanisme fondamental de mémorisation et d'apprentissage dans le cerveau. Dans ce travail nous examinons des règles d'apprentissage formelles aux synapses chimiques et leurs conséquences sur la mémorisation de patrons appris. La plasticité de la synapse entre les fibres parallèles du cervelet et la cellule de Purkinje n'est pas de type Hebbien et dépend de la fréquence et de la durée de l'activité présynaptique. Nous avons développé un modèle qui prenne en compte les caractéristiques de cette règle d'apprentissage spécifique. Ce modèle, basé sur l'interaction entre des variables de signalisation par le calcium et l'oxyde nitrique (NO) reproduit un large corpus de données expérimentales publiées. La relative simplicité de ce modèle permettra son utilisation dans des simulations numériques faisant intervenir un grand nombre de synapses dans une architecture de réseau. En parallèle nous avons étudié une règle de plasticité plus typique, telle qu'observée aux synapses corticales, et avons développé des outils analytiques prédisant le com- portement de cette synapses modèle dans le contexte de régimes d'activité présy- naptique et postsynaptique poissonniens. Nous étendons cette analyse formelle à un réseau de neurones " leaky integrate and fire " (LIF) et développons des out- ils théoriques qui décrivent la réponse du réseau à des entrées externes bruitées d'amplitude constante ou transitoirement augmentée. Nous utilisons ces outils pour mesurer la durée de rétention de mémoires synaptiques dans un régime de décharge de fond à 1/sec soit dans des neurones indépendants soit dans un réseau récurrent. Nous trouvons que l'abaissement de la concentration de calcium extracellulaire augmente les constantes de temps de rétention de la mémoire. L'introduction d'une bistabil- ité dans la règle d'apprentissage synaptique rallonge le temps de mémorisation de plusieurs ordres de grandeur. Dans tous les cas nous fournissons des prédictions théoriques sur les échelles de temps de rétention de mémoire qui s'accordent aux résultats de simulations numériques. Les deux parties de cette étude traitent des processus régissant l'apprentissage et sa rétention dans les circuits cérébraux. Les deux modèles montrent l'importance de la fréquence de décharge et des corrélations temporelles entre potentiels d'action dans l'induction d'apprentissage au niveau synaptique. L'ajustement des variables du modèle pour mimer les conditions physiologiques in vivo permet d'allonger la ré- tention d'apprentissage, dans un réseau soumis à une décharge moyenne continue, sur des échelles de temps biologiquement significative. Notre travail présente une tenta- tive d'unification entre les règles biophysiques détaillées régissant l'apprentissage et une approche analytique en champ moyen.

A dynamic interpretation of the Prayer of St. Benedict provides a methodology for understanding and explicating Christian faith consistent with enduring elements in the theological tradition and meaningful to the contemporary milieu. Within the overarching structure of the Prayer as a meta-paradigm, are three subsidiary paradigms that describe characteristics of approaches to faith. The structure, content, and intention of the Prayer reveal these to be experiential, critical, and transcendental. Wisdom is asserted as integrating and orienting the discussion, which is a constructed on a Personalist foundation and is a postcritical reflection on faith. Faith is grounded in the affirmations and assumptions of faith, discerned in the enfolding appeals, and the supplications, a basis for an expository discourse on the dimensions of faith. / Philosophy, Practical and Systematic Theology / M. Th. (Systematic Theology)

How can vibrotactile stimuli be used to create a technology-mediated somatic learning experience? This question motivates this practice-based research, which explores how the Feldenkrais Method and cognate neuroscience research can be applied to technology design. Supported by somaesthetic philosophy, soma-based design theories, and a critical acknowledgement of the socially-inflected body, the research develops a systematic method grounded in first- and third-person accounts of embodied experience to inform the creation and evaluation of design of Haplós, a wearable, user-customisable, remote-controlled technology that plays methodically composed vibrotactile patterns on the skin in order to facilitate body awareness—the major outcome of this research and a significant contribution to soma-based creative work. The research also contributes to design theory and somatic practice by developing the notion of a somatic learning affordance, which emerged during course of the research and which describes the capacity of a material object to facilitate somatic learning. Two interdisciplinary collaborations involving Haplós contribute to additional fields and disciplines. In partnership with experimental psychologists, Haplós was used in a randomised controlled study that contributes to cognitive psychology by showing that vibrotactile compositions can reduce, with statistical significance, intrusive food-related thoughts. Haplós was also used in Bisensorial, an award-winning, collaboratively developed proof-of-concept of a neuroadaptive vibroacoustic therapeutic device that uses music and vibrotactile stimuli to induce desired mental states. Finally, this research contributes to cognitive science and embodied philosophy by advancing a neuroscientific understanding of vibrotactile somaesthetics, a novel extension of somaesthetic philosophy.

As mentioned in the introduction, the objective of this work has been to get a more realistic understanding of economic decision making processes by adopting an interdisciplinary approach which takes into consideration at the same time economic and psychological issues. The research in particular has been focused on the psychological concept of categorization, which in the standard economic theory has received until now no attention, and on its implications for decision making. The three experimental studies conducted in this work provide empirical evidence that individuals don not behave according to the perfect rationality and maximization assumptions which underly the SEUT, but rather as bounded rational satisfiers who try to simplify the decision problems they face through the process of categorization. The results of the first experimental study, on bilateral integrative negotiation, show that most of the people categorize a continuum of outcomes in two categories (satisfying/not satisfying), and treat all the options within each category as equivalent. This process of categorization leads the negotiators to make suboptimal agreements and to what I call the ?Zone of Agreement Bias? (ZAB). The experimental study on committees? decision making with logrolling provides evidence of how the categorization of outcomes in satisfying/not satisfying can affect the process of coalition formation in multi-issue decisions. In the first experiment, involving 3-issues and 3-parties decisions under majority rule, the categorization of outcomes leads most of the individuals to form suboptimal coalitions and make Pareto-dominated agreements. The second experiment, aimed at comparing the suboptimizing effect of categorization under majority and unanimity rule, shows that the unanimity rule can lead to a much higher rate of optimal agreements than the majority rule. The third experiment, involving 4-issues and 4-parties decisions provides evidence that the results of experiments 1 and 2 hold even when the level of complexity of the decision problem increases.

Les mammifères ont la capacité de suivre différents comportements de navigation, définis comme des " stratégies " ne faisant pas forcément appel à des processus conscients, suivant la tâche spécifique qu'ils ont à résoudre. Dans certains cas où un indice visuel indique le but, ils peuvent suivre une simple stratégie stimulus-réponse (S-R). À l'opposé, d'autres tâches nécessitent que l'animal mette en oeuvre une stratégie plus complexe basée sur l'élaboration d'une certaine représentation de l'espace lui permettant de se localiser et de localiser le but dans l'environnement. De manière à se comporter de façon efficace, les animaux doivent non seulement être capables d'apprendre chacune de ces stratégies, mais ils doivent aussi pouvoir passer d'une stratégie à l'autre lorsque les exigences de l'environnement changent. La thèse présentée ici adopte une approche pluridisciplinaire - comportement, neurophysiologie, neurosciences computationnelles et robotique autonome - de l'étude du rôle du striatum et du cortex préfrontal dans l'apprentissage et l'alternance de ces stratégies de navigation chez le rat, et leur application possible à la robotique. Elle vise notamment à préciser les rôles respectifs du cortex préfrontal médian (mPFC) et de différentes parties du striatum (DLS :dorsolateral ; VS : ventral) dans l'ensemble de ces processus, ainsi que la nature de leurs interactions. Le travail expérimental effectué a consisté à : (1) étudier le rôle du striatum dans l'apprentissage S-R en : (a) analysant des données électrophysiologiques enregistrées dans le VS chez le rat pendant une tâche de recherche de récompense dans un labyrinthe en croix ; (b) élaborant un modèle Actor-Critic de l'apprentissage S-R où le VS est le Critic qui guide l'apprentissage, tandis que le DLS est l'Actor qui mémorise les associations S-R. Ce modèle est étendu à la simulation robotique et ses performances sont comparées avec des modèles Actor-Critic existants dans un labyrinthe en croix virtuel ; (2) Dans un deuxième temps, le rôle du striatum dans l'apprentissage de stratégies de type localisation étant supposé connu, nous nous sommes focalisés sur l'étude du rôle du mPFC dans l'alternance entre stratégies de navigation, en effectuant des enregistrements électrophysiologiques dans le mPFC du rat lors d'une tâche requiérant ce type d'alternance. Les principaux résultats de ce travail suggèrent que : (1) dans le cadre S-R : (a) comme chez le singe, le VS du rat élabore des anticipations de récompense cohérentes avec la théorie Actor-Critic ; (b) ces anticipations de récompense peuvent être combinées avec des cartes auto-organisatrices dans un modèle Actor-Critic obtenant de meilleures performances que des modèles existants dans un labyrinthe en croix virtuel, et disposant de capacités de généralisation intéressantes pour la robotique autonome ; (2) le mPFC semble avoir un rôle important lorsque la performance de l'animal est basse et qu'il faut apprendre une nouvelle stratégie. D'autre part, l'activité de population dans le mPFC change rapidement, en correspondance avec les transitions de stratégies dans le comportement du rat, suggérant une contribution de cette partie du cerveau dans la sélection flexible des stratégies comportementales. Nous concluons ce manuscrit par une discussion de nos résultats dans le cadre de travaux précédents en comportement, électrophysiologie et modélisation. Nous proposons une nouvelle architecture du système préfronto-striatal chez le rat dans laquelle des sous-parties du striatum apprennent différentes stratégies de navigation, et où le cortex préfrontal médian décide à chaque instant quelle stratégie devra régir le comportement du rat.

This dissertation thesis addresses the area of spatial navigation of the blind. The author theoretically deals with a complex interplay of psychological functions involved in spatial navigation with respect to the specific conditions of the blind. The empirical part of the thesis presents an experimental study in the population of the blind (N=44). This study focuses on effects of the stress recovery phase from shortly increased stress levels on the process of learning a new route. The experiment is placed in real-world settings and overcomes some of the methodological flaws typical for this research domain. The research evidence suggests that the recovery phase from shortly increased stress levels hinders the development of procedural knowledge of the route. However, this deterioration in route knowledge is not associated with the effects of the strsss phase itself, but affects only the recovery phase part of the route in which stress levels are returning to their original baseline levels (not necessarily the level of the resting conditions). Besides its theoretical conclusions, the value of the presented thesis is in its contribution to the advancements of research methods in the given field. The outcomes of this work are practically applicable to the development of navigation aids for the blind....

A number of studies have concluded that cognitive control is not fully established until late adolescence. The precise differences in brain function between adults and adolescents with respect to cognitive control, however, remain unclear. To address this issue, we conducted a study in which 185 adolescents (mean age (SD) 14.6 (0.3) years) and 28 adults (mean age (SD) 25.2 (6.3) years) performed a single task that included both a stimulus-response (S-R) interference component and a task-switching component. Behavioural responses (i.e. reaction time, RT; error rate, ER) and brain activity during correct, error and post-error trials, detected by functional magnetic resonance imaging (fMRI), were measured. Behaviourally, RT and ER were significantly higher in incongruent than in congruent trials and in switch than in repeat trials. The two groups did not differ in RT during correct trials, but adolescents had a significantly higher ER than adults. In line with similar RTs, brain responses during correct trials did not differ between groups, indicating that adolescents and adults engage the same cognitive control network to successfully overcome S-R interference or task switches. Interestingly, adolescents with stronger brain activation in the bilateral insulae during error trials and in fronto-parietal regions of the cognitive control network during post-error trials did have lower ERs. This indicates that those mid-adolescents who commit fewer errors are better at monitoring their performance, and after detecting errors are more capable of flexibly allocating further cognitive control resources. Although we did not detect a convincing neural correlate of the observed behavioural differences between adolescents and adults, the revealed interindividual differences in adolescents might at least in part be due to brain development.

Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde der in den 80er Jahren von Prof. Dr. Lehwald entwickelte FES – Fragebogen Erkenntnisstreben aktualisiert und weiterentwickelt. Dieser erfasst das Erkenntnisstreben, also den motivationalen, durch einen interessanten Gegenstand ausgelösten Zustand, neue Informationen durch gezielte Informationssuche aufzunehmen. Dabei handelt es sich um ein umfassendes Interesse am tiefgründigen Kenntniserwerb. Der FES – 16plus erfasst das Erkenntnisstreben neutral. Die Items suggerieren der Testperson demnach keine spezifische Situation. Es konnte dabei herausgefunden werden, dass die neutrale Erfassung des Erkenntnisstrebens möglich ist, da die Testpersonen über die nötigen kognitiven Fähigkeiten verfügen, die neutral formulierten Items auf die selbstgewählten, positiv besetzten Interessensbereiche zu übertragen. Das Erkenntnisstreben unterteilt sich in die beiden Faktoren Leistungsmotiv und Kognitive Anstrengungsbereitschaft. Neben dem Erkenntnisstreben wird auch dessen Richtung mit Items erfasst, welche an das RIASEC-Modell von Holland angelehnt sind. Der aus dieser Arbeit entstandene Fragebogen FES - 16plus soll als Instrument für Personen ab 16 Jahren im Rahmen der Studienberatung als unterstützende Maßnahme eingesetzt werden. Dessen Verwendung kann die Entscheidungsfindung für eine Studienrichtung erleichtern. Er soll den Einstieg in den Beratungskontext unterstützen, da der FES – 16plus grundlegende Interessen und Einstellungen der Person erfasst. Er kann auch im Schulkontext unterstützend als Instrument genutzt werden, welches eine Person hinsichtlich ihrer Fähigkeiten und Herangehensweisen bei der Aufgabenlösung und -bearbeitung einschätzt und damit erläutert, mit welchen Strategien die Person Probleme und schwierige Aufgaben bewältigt. Der FES – 16plus wurde nach einer Testphase an einer repräsentativen Stichprobe von 465 SchülerInnen der Sekundarstufe II aus dem Bundesland Sachsen normiert und kann damit als Instrument in der Studienberatung eingesetzt werden. Der FES – 16plus erfüllt die Gütekriterien der Objektivität, Reliabilität und Validität und erweist sich damit als ein gutes Instrument, welches im schulischen und universitären Kontext genutzt werden kann. Er bietet breite Anwendungsmöglichkeiten und ist frei zugänglich erhältlich. Der FES-16plus inklusive Manual und Auswertungsbogen kann auf der Webseite https://pro-for-school.jimdo.com/ kostenfrei heruntergeladen werden.:Executive Summary 1. Einleitung 2. Theoretische Fundierung 2.1 Konzept des Erkenntnisstrebens von Gerhard Lehwald 2.2 Das Persönlichkeits-System-Interaktions-Modell von Julius Kuhl 2.3 Das RIASEC-Modell nach John L. Holland 2.4 Exkurs: Das Flow-Erleben 3. Untersuchungsdesign 3.1 Methodenauswahl 3.2 Ablauf der Fragebogenerstellung und Normierung des FES – 16plus 3.3 Fragebogenkonzept 3.4 Testwertermittlung 3.5 Erstellung der Normalverteilungskurve 4. Statistische Überprüfung des FES – 16plus 4.1 Statistische Analyse der Rohversion I 4.2 Statistische Analyse der Rohversion II 4.3 Faktorenanalyse des FES – 16plus 5. Ergebnisse 5.1 Stichprobenzusammensetzung 5.2 Messung des Erkenntnisstrebens 5.3 Messung der Richtung des Erkenntnisstrebens 6. Fazit Literaturverzeichnis Tabellen Anhang