Les réservoirs clastiques sont constitués pour la plupart d'un agencement géométrique de plusieurs structures. Le but de ces travaux est de fournir une représentation volumétrique de ces différents objets afin de pouvoir reproduire la grande hétérogénéité des dépôts sédimentaires. Nous proposons une paramétrisation tridimensionnelle compacte des objets sédimentaires qui permet de représenter des géométries variées et qui fournit un espace curvilinéaire pour la modélisation des hétérogénéités internes des structures sédimentaires. Les modèles de corps géologiques sont définis par une représentation par frontières, chacune des frontières étant construite par une surface paramétrique déformable. La formulation mathématique utilisée pour construire les espaces paramétriques sont les B-Splines rationnelles non uniformes dites NURBS (pour Non Uniform Rational B-Splines). Chaque forme élémentaire est contrôlée par des règles de déformations afin de maintenir la géométrie et la cohérence des objets durant l'édition. Les modèles de structures sédimentaires sont appliqués à la simulation de chenaux et des structures qui y sont liées telles que les barres d'accrétion latérale. Ils servent alors de support pour réaliser des simulations de propriétés pétrophysiques qui suivent l'espace paramétrique particulier de chaque objet. Les modèles d'objets sédimentaires sont également appliqués dans le cadre de l'interprétation semi-automatique d'images géologiques en adaptant des méthodes classiques d'extraction de formes. Cette approche est appliquée sur des images satellites de chenaux alluviaux. Des résultats préliminaires sur des données de sismiques 3D sont également présentés / Most clastic deposits consist in geometric arrangements of several structures. The purpose of this work is to provide a volumetric representation of these objects in order to reproduce the high heterogeneity of the sedimentary deposits. These models are constructed to be flexible and compact in order to model the sedimentary formations at different scales. The sedimentary models are defined by a boundary representation ; each boundary is defined by a deformable parametric surface. The proposed parametrization is the Non Uniform Rational B-Spline (NURBS). Each elementary shape is controlled by deformation rules and has connection constraints with associated objects, in order to maintain the geometry and the consistency through editing. Sedimentary structure models are applied to channel simulation and to the construction of the related structures such as point bars. These structures are then used as framework for petrophysical property simulations. The models are also applied to semi-automatically interpret geological images by adapting classical shape extraction methods. This approach is applied on satellite pictures showing alluvial channels and some preliminary results on 3D seismic time slices are also presented

La structure asymétrique du lobe temporal a déjà été démontrée. Ces asymétries structurelles sont souvent supposées comme support à la latéralisation du langage chez l’homme. Une asymétrie remarquable est celle du sillon temporal supérieur (STS) observée dès la naissance chez l’homme, mais pas chez le chimpanzé. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux origines génétiques sous-jacentes à cette asymétrie. Dans ce but, nous utilisons des méthodes d’extraction automatiques de structures asymétriques comme les racines sulcales ou les gyri transverses (plis de passage, PPs). Premièrement, nous reproduisons l’asymétrie de profondeur du STS dans deux grandes cohortes (HCP et UK Biobank) et nous démontrons que le STS gauche est plus souvent interrompu par un PP que son homologue à droite. Secondement, l’héritabilité de la profondeur des racines sulcales dans le STS et de la présence de PP est supérieure dans l’hémisphère gauche. Ceci suggère des signaux génétiques asymétriques qui contribuent à la formation des asymétries de structures du lobe temporal. Par ailleurs, nous avons montré que les activations fonctionnelles dans le gyrus angulaire ont une variance génétique partagée significative avec la performance cognitive. Enfin, nous avons identifié une zone cis-régulatrice du gène KCNK2, comme significativement associée avec la largeur et l’épaisseur corticale des sillons, qui sont des caractéristiques du vieillissement du cerveau. / The asymmetrical structure of the temporal lobe has already been demonstrated. These structural asymmetries are often assumed to contribute to the human language lateralization. One noticeable asymmetry is the one of the superior temporal sulcus (STS) depth observed from birth in humans, but not in chimpanzee. In this thesis, we were interested in the genetic roots underlying this asymmetry. To this aim, we used automated extraction method of asymmetrical structures such as the sulcal roots or transverse gyri (so called plis de passage, PPs). First, we reproduced the STS rightward depth asymmetry in two large cohorts (HCP and UK Biobank) and we demonstrated that the left STS is more often interrupted by a PP than its counterpart. Second, the heritability estimates of depth and convexity of sulcal roots in the STS and the presence of PP are higher in the left hemisphere. This suggests asymmetric genetic cues contributing to the formation of these asymmetrical structures in the temporal lobe. In addition, we have shown that the functional activations in the angular gyrus have a significant shared genetic variance with the human cognitive performance. Finally, we have identified a cis-regulating region of the KCNK2, as being significantly associated with the width and cortical thickness of the brain sulci, which are features of brain ageing.

The diploma work deals with a mathematical description of vibration and its generation when machining. Moreover, some techniques of modal parameters measurement in the theoretical part are included. The practical part is designed and based on the measured natural frequencies of the machine with specific tool and materials. In conclusion, a lobe diagram stability for semiautomatic lathe SPN 12 CNC and selected machining operation is specified by means of apparatus.

En plus des crises, les patients atteints d'épilepsie du lobe temporale (ELT) souffrent de déficits cognitifs tels que des troubles de l'apprentissage et de la mémoire épisodique. La formation de la mémoire épisodique nécessite des interactions entre le cortex et l'hippocampe pendant le sommeil. Ces interactions sont orchestrées par l'oscillation lente qui est générée dans le réseau thalamocortical. L'oscillation lente se propage dans d'autres structures sous corticales mais l'hippocampe semble être moins influencé. Cela pourrait être du à la fonction de filtre du gyrus denté. Dans l'ELT, le gyrus denté subit une réorganisation structurelle et fonctionnelle qui pourrait altérer sa fonction de filtre et aussi modifier la propagation d'activités épileptiformes du cortex vers l'hippocampe. Cependant, la propagation de rythmes physiologiques du cortex vers le réseau hippocampique pendant l'épileptogenèse a été peu étudié. Ce travail de thèse a eu pour but d'étudier l'influence des oscillations lentes corticales sur le potentiel de membrane et la décharge des cellules granulaires du gyrus denté dans un modèle d'ELT sous anesthésie. Nos résultats montrent une augmentation de la modulation du potentiel de membrane et ainsi que de la décharge des cellules granulaires du gyrus par l'oscillation lente corticale pendant l'épileptogenèse. Les changements qui s'opèrent dans le gyrus denté pendant l'épileptogenèse le rendraient plus permissif aux informations en provenance du cortex facilitant ainsi la propagation des oscillations lentes du cortex vers l'hippocampe. / In addition to seizures, patients with temporal Lobe Epilepsy (TLE) suffer from cognitive deficits such as learning and episodic memory impairment. The functional interactions between the cortex and the hippocampus notably during sleep are thought to be important for episodic memory formation. These interactions are orchestrated by the slow oscillation which is generated in thalamo-cortical networks. The slow oscillation is not confined to thalamo-neocortical networks but propagates to other subcortical structures but the hippocampus seems however less strongly influenced by the widespread propagation of the slow oscillation. This could result from the gate function of the dentate gyrus. In TLE, the dentate gyrus is associated with profound structural and functional network alterations which can alter the propagation of pathological activities such as epileptiform discharges from the cortex to the hippocampus. However, whether and how epilepsy modifies the impact of physiological activities on hippocampal networks remains to be investigated. This work was designed to study the influence of slow cortical oscillations on the membrane potential and discharge of granule cells in the dentate gyrus in an animal model of TLE. Our results show an increase in the modulation of membrane potential and as well as the discharge of granule cells in the dentate gyrus by the cortical slow oscillation during epileptogenesis. The changes that occur in the dentate gyrus during epileptogenesis would make it more permissive facilitating the spread of slow oscillations from the cortex to the hippocampus.

Ce travail de thèse explore la mémoire de stimuli émotionnels au cours de quatre études en adoptant une approche pluridisciplinaire chez l’enfant sain et consécutivement à une chirurgie de l’épilepsie du lobe temporal (ELT). Nos objectifs étaient (1) de comparer l’influence des émotions sur la mémoire verbale et non verbale au cours du développement sain et en cas d’ELT, (2) de décrire les bases cérébrales des processus de la mémoire de visages exprimant la peur au cours du développement au moyen de l’IRMf, (3) de s’intéresser à l'impact de l’ELT droit sur ce réseau (4) d’illustrer l’impact d’une chirurgie de l’ELT droite sur la mémoire émotionnelle et les caractéristiques cognitivo-émotionnelles en phase pré- puis post-opératoire. Nos résultats montrent que La reconnaissance mnésique de stimuli émotionnels est perturbée chez les jeunes patients présentant un dysfonctionnement du LTM, sauf pour les visages exprimant la peur. Chez les sujets sains, l’activation de l’amygdale basolatérale qui se met en place au moment de l’adolescence, serait notamment la signature cérébrale du phénomène de modulation émotionnelle des souvenirs associée à la recollection, et la maturation fonctionnelle des structures de la mémoire au sein du lobe temporal médian (LTM) suivrait un gradient caudo-rostral. Des capacités de réorganisation controlatérale sont néanmoins observées chez les patients avec ELT droite, au niveau de l’amygdale et des structures mnésiques du LTM, avec une sur-compensation au niveau du cortex parahippocampique. Ces adaptations permettraient de soutenir la mémoire de visage exprimant la peur sur la base d’un sentiment de familiarité, notamment après le contrôle des crises. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence des résultats novateurs à propos de l’implication du LTM du développement du lien entre mémoire et émotion. / In this multidisciplinary work, four studies were conducted to examine the memory for emotional stimuli in healthy children and post-surgery for temporal lobe epilepsy (TLE). The aims were (1) to compare emotional influences on memory for faces and words in healthy and TLE children, (2) to explore age-related neural networks of fear faces memory with fMRI, (3) to elicit the effect of childhood right-TLE on these developing networks and (4) to illustrate the impact of right-TLE surgery on emotional memory and cognitive-emotional features in a pre- vs. post-surgery case study. Our results show that patients suffering from a MTL dysfunction are impaired in emotional memory, except for fear faces. In heathly participants, emotional modulation of recollected memories is associated with an activation of basolateral amygdala in adolescents and that functional maturation through the mesial temporal lobe (MTL) is characterized by a caudo-rostral gradient. In right-TLE patients, controlateral recovery abilities are nonetheless observed, in amygdala and memory structures in MTL, with an over-activation in parahippocampal cortex. This reorganization would allow sustaining memory for fear faces supported with familiarity process. This thesis highlights new results about MTL involvement in memory-emotions interactions during development.

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L'imagerie en tenseur de diffusion (DTI) permet de fournir un complément d'informations quantitatives au niveau tissulaire et sur le suivi des fibres de substance blanche. Elle nous a permis d'explorer chez des patients atteints d'épilepsie du lobe temporal (TLE) des anomalies cérébrales non détectables par les techniques d'imagerie conventionnelles. Dans ce travail de thèse nous avons combiné deux méthodes computationnelles s'appuyant l'une sur l'extraction d'informations dans des régions d'intérêts localisées et l'autre sur des mesures effectuées (moyennées) le long des fibres de substance blanche. L'identification de paramètres, à partir du tenseur de diffusion, a permis de mettre en évidence des modifications structurales de la substance blanche et de la substance grise, notamment au niveau des régions du système limbique (hippocampe, fornix, régions cingulaires, thalamus, amygdala). Trois groupes de sujets ont participé à cette étude : un groupe de patients atteints d'épilepsie du lobe temporal avec sclérose hippocampique (TLE+HS), un groupe de patients sans lésion visible sur l'IRM conventionnelle (TLE-HS) et un groupe de sujets volontaires. Les résultats obtenus ont montré des anomalies significatives dans les régions analysées chez les patients TLE-HS, différentes des celles retrouvées chez les patients TLE+HS. Les indices de tenseur de diffusion retenus ont permis de mettre en évidence une désorganisation structurale des régions du système limbique chez les patients TLE, spécialement dans le groupe sans lésion visible sur l'IRM conventionnelle / Diffusion tensor imaging (DTI) can provide quantitative information of brain abnormalities in patients with temporal lobe epilepsy (TLE). This technique allowed us to explore brain abnormalities that are not detectable with conventional magnetic resonance imaging (MRI).In this thesis we combined two computational methods: the first is based on information extraction from regions of interest and the second is based on measurements (averaged) along the white matter fibers. The identification of parameters from diffusion tensor has highlighted structural changes in the white matter and gray matter, particularly in the limbic system regions (hippocampus, fornix, cingulate regions, thalamus, amygdala). Three subject groups participated on this study: a patients group with temporal lobe epilepsy and a hippocampal sclerosis (TLE+HS), a patients group with TLE and normal conventional MRI (TLE-HS) and a healthy controls group. The results showed significant abnormalities in the analysed regions in patients with TLE-HS, different from those found in patients with TLE + HS. The selected diffusion tensor indices allowed us to highlight the structural disorganization of limbic system regions in patients with TLE, especially in patients with normal conventional MRI

Les épilepsies mésiales du lobe temporal (ELTM) sont parmi les formes les plus fréquentes d’épilepsies partielles pharmaco-résistantes de l’adulte et l’enfant. Dans ces épilepsies les études électrocliniques et expérimentales indiquent que la zone épileptogène, qui désigne un ensemble de neurones nécessaire et suffisant à l’organisation d’une décharge anormale, ne peut être réduite à la seule formation hippocampique (FH) et impliquerait une réorganisation mettant en jeu plusieurs structures au sein du système limbique. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à la connectivité structurale entre le noyau supramammillaire (SuM) et la FH chez le rat dans le but de déterminer l’identité neurochimique de la voie de projection supramammillaro-hippocampique qui n’avait pas été clairement identifiée et, vérifier l’hypothèse d’une éventuelle réorganisation de cette voie de projection dans le modèle d’ELTM induit par l’injection intrapéritonéale de pilocarpine chez le rat. Chez les rats naïfs, nous mettons en évidence deux voies de projection distinctes. La première a pour origine les neurones localisés dans la partie latérale du SUM (SuML) qui innervent le champ CA2-CA3a et principalement la couche supragranulaire du gyrus dentelé dorsal. Cette voie est essentiellement ipsi-latérale et a la caractéristique de présenter un profil neurochimique unique, à la fois GABAergique et glutamatergique. La seconde voie de projection a pour origine les neurones localisés dans la partie plus postérieure et médiane du SuM (SuMM) qui innervent la région CA2-CA3a et la région ventrale du gyrus dentelé exclusivement ; cette voie est purement glutamatergique. Chez les rats traités à la pilocarpine, nos résultats montrent une réorganisation structurale des afférences des noyaux SuML et SuMM qui innervent le gyrus dentelé. Cette réorganisation est caractérisée par une distribution aberrante et une augmentation du nombre de fibres et terminaisons axonales en provenance des noyaux SuML et SuMM dans la couche moléculaire interne du gyrus dentelé. Cette réorganisation commence à la fin de la période de latence, et évolue pendant l’épilepsie induite par la pilocarpine. Avec ce travail, nous montrons pour la première fois : 1) l’hétérogénéité à la fois anatomique et neurochimique des voies de projection supramammillaro-hippocampiques ; 2) dans le gyrus dentelé des animaux traités à la pilocarpine, une réorganisation structurale d’origine extra-hippocampique, en provenance des noyaux SuML et SuMM. Cette connectivité aberrante pourrait contribuer avec la réorganisation des circuits intrinsèques de l’hippocampe à l’émergence des premières crises spontanées et à l’installation de l’épilepsie. / Mesial temporal lobe epilepsies (MTLE) are among the most common forms of pharmacoresistant partial epilepsies in adults and children. In these epilepsies, spontaneous seizures likely originate from a multi-structural epileptogenic zone including several structures of the limbic system connected to the hippocampal formation (HF). In this thesis, we investigate the structural connectivity between the supramammillary nucleus (SuM) and the HF in rat, in order to determine the not yet known neurochemical identity of the supramammillaro-hippocampal pathway and, to test the hypothesis of a potential reorganization of this pathway in the rat pilocarpine model of MTLE. In naïve rats, our results highlight two distinct pathways. The first pathway originates in the lateral part of the SuM (SuML) and innervates the supragranular layer of the dorsal dentate gyrus mainly, and the CA2-CA3a pyramidal cell layer of the hippocampus. This pathway is mainly ipsilateral and displays a unique dual phenotype for GABAergic and glutamatergic neurotransmission. The second pathway originates in the most posterior and medial part of the SuM (SuMM) and innervates exclusively the inner molecular layer of the ventral dentate gyrus and the CA2-CA3a subfield and is glutamatergic only.In pilocarpine-treated animals, our findings demonstrate a structural reorganization of dentate gyrus afferents originating from the SuM nuclei. Such reorganization is characterized by an aberrant distribution and an increased number of fibers and axon terminals from neurons of the both lateral and medial regions of the SuM, invading the entire inner molecular layer of the dentate gyrus. It starts at the end of the latent period and evolves during the epilepsy induced by pilocarpine. Our findings demonstrate for the first time: 1) the anatomical and neurochemical heterogeneity of the supramammillaro-hippocampal pathways; 2) in pilocarpine-treated animals, a marked reorganization of dentate gyrus afferents originating from the SuM nuclei. This aberrant connectivity could contribute along with the reorganization of hippocampal intrinsic circuitry to the emergence of the first spontaneous seizures and epilepsy installation.

Parmi les patients souffrant d'épilepsie, particulièrement du lobe temporal (ELT), 30% restent résistants aux médicaments malgré l'administration optimale des traitements pharmacologiques. Le caractère imprédictible des crises est l’un des aspects les plus invalidants de la maladie. De plus, les troubles dépressifs et anxieux sont des comorbidités psychiatriques fréquemment associées à l’épilepsie et impactent encore plus négativement la qualité de vie que les crises. Les approches par biofeedback, ont démontré leur efficacité dans le contrôle des crises. Une thérapie par biofeedback sur la conductance cutanée (GSR biofeedback) a montré son efficacité sur les symptômes psychiatriques. Cependant, les mécanismes sous-tendant l’efficacité sur ces symptômes restent peu connus. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre ces mécanismes. Deux pistes sont explorées : une physiologique dans laquelle il existerait un effet direct du GSR biofeedback sur la régulation physiologique des émotions ; une attentionnelle, dans laquelle il y aurait un effet indirect de l’entraînement sur le contrôle de l’attention. Les études menées ont permis de montrer que les patients avec ELT présentent des réponses électrodermales aux émotions plus faibles que des témoins, mais qu'elles ne sont pas plus élevées après des séances de GSR biofeedback. En revanche, l’amélioration des symptômes anxieux et dépressifs est liée à des modifications du traitement attentionnel des informations menaçantes. Le GSR biofeedback en améliorant le contrôle attentionnel induirait une diminution de la vigilance face à la menace, conduisant à une réduction de la vulnérabilité émotionnelle chez ces patients. / Among patients with epilepsy, particularly temporal lobe epilepsy (TLE), 30% remain drug-resistant despite optimal administration of pharmacological treatments. The unpredictability of seizures is one of the most disabling aspects of the disease. In addition, depressive and anxiety disorders are psychiatric comorbidities frequently associated with epilepsy and have a greater negative impact on quality of life than seizures. Biofeedback approaches have been shown to be effective in controlling seizures. A biofeedback therapy on skin conductance (GSR biofeedback) has shown its efficacy on psychiatric symptoms. However, the mechanisms underlying this efficacy remain poorly understood. The objective of this thesis is to better understand these mechanisms. Two tracks are explored: a physiological one in which there is a direct effect of GSR biofeedback on the physiological regulation of emotions; an attentional one, in which there would be an indirect effect of the training on the control of attention. The studies presented have shown that TLE patients have weaker electrodermal responses than controls but that they are not higher after GSR biofeedback sessions. In contrast, the improvement of anxiety and depressive symptoms is related to changes in the attentional processing of threatening information. GSR biofeedback by improving attentional control would lead to a decrease in alertness to threat, leading to a reduction in emotional vulnerability in these patients.

Extreme Value Theory (EVT) is used to analyze the peak sidelobe level distribution for array element positions with arbitrary probability distributions. Computations are discussed in the context of linear antenna arrays using electromagnetic energy. The results also apply to planar arrays of random elements that can be transformed into linear arrays. / Engineering and Applied Sciences