Sous l'effet de la pêche, de nombreuses espèces de raies des eaux européennes ont décliné au cours du 20ème siècle. La conservation de ces espèces est un objectif majeur quant à la gestion des ressources marines. La raie bouclée (Raja clavata) est l'espèce de raie la plus répandue d'Atlantique Nord-Est. Sa gestion, basée sur un quota non spécifique, repose principalement sur les observations scientifiques et professionnelles et non sur des méthodes d'évaluations d'abondance. Les objectifs de cette thèse consistent ainsi à comparer les méthodes d'évaluations d'abondances disponibles pour cette espèce et à les appliquer aux données disponiblesDeux grands axes sont creusés : l'utilisation de méthodes basées sur la démographie de l'espèce et de méthodes basées sur la génétique. / During the 20th century, several skates and rays species in European waters declined because of fishing. Conservation of these species is a major objective of the management of marine resources. The thornback ray (Raja clavata) is the most widespread species of the North-Est Atlantic. Its management is based on a nonspecific quota and lay on observations only as no stock assessment is available.Thus this thesis aims to compare the available stock assessments methods for this species and to apply them to empiric data. Two types of methods are investigated: methods based on population demography and methods based on population genetics.

Cette thèse se penche sur la gouvernance des politiques régionales de la science en France dans le contexte de l'Espace Européen de la Science. Nous proposons donc une typologie des régions européennes qui vise à offrir un regard différent sur ces espaces de collaborations, en considérant les connectivités locales-globales dans la théorie des Systèmes Régionaux d'Innovation. Puis au travers d'un modèle gravitaire nous mobilisons plusieurs formes de proximités pour expliquer ces collaborations, en introduisant des proximités culturelles à l'échelle régionale. Cette thèse questionne à la fois la place des autorités régionales dans les politiques scientifiques en régions ou des régions, mais aussi la vision de la science de ces régions (à travers de l'analyse des CPER et de comptes Twitter). Nos travaux préconisent une meilleure compréhension des acteurs dans le cadre cognitif où les liens entre Science et Innovation sont trop souvent supposés. Cette dernière approche est également l'occasion de mettre en avant l'insuffisante prise en compte des logiques des différents acteurs de l'innovation (au sens large) et la nécessaire coordination des politiques des différents niveaux impliqués. L'analyse du mode de gouvernance des politiques de soutien aux activités créatives dans l'espace transfrontalier du Rhin Supérieur, permettra d'illustrer ce cadre cognitif nouveau. / This thesis addresses the issue of governance of the regional science policies in France, in the context of the European Science Area. We propose a typology of European regions that offer a new point of view on collaborations spaces (better considerations of local vs global connectivity). Then we go through this issue by proposing a gravity model incorporating diverse forms of proximities to explain scientific collaboration in Europe (detailed analysis on cultural proximity at the regional level). We raise the issue of scientific policies made in regions or by regions in France (context of decentralization) and ask the view of these regions of science (through the analysis of CPER and Twitter). Finally we propose to go ahead with the cognitive framework (expectation on the effectiveness of the links between Science & Innovation) by analyzing the governance of creative industries policies in the Upper-Rhine region (using a failure story). This last approach will again raise the insufficient consideration of each actor’s motivations in the innovation process (in a broad sense) and the need for coordination of economic policies between each level involved.

La connectivité est supposée influencer fortement la dynamique et la pérennité des populations d’organismes marins. Ainsi, étudier l’évolution et le maintien des patrons de connectivité au sein des populations marines semble essentiel pour la planification spatiale, la création et la gestion des Aires Marines Protégées (AMP). Cependant, comprendre la complexité des processus régissant la connectivité entre les populations marines nécessite l’utilisation d’outils, qui associent des modèles biophysiques et des informations caractérisant les relations entre démographie et génétique, résultant des échanges larvaires entre les populations. L’objectif de cette thèse de doctorat est donc, d’évaluer les patrons de connectivité génétique au sein des populations de gorgones à une échelle régionale et d'explorer les processus induisant la connectivité observée, grâce à des simulations de modèles prenant en compte les connectivités hydrologique, démographique et génétique. Le premier chapitre présente un modèle de métapopulation spatialement explicite qui, grâce à l’utilisation de matrices de connectivité stochastique, permet d’évaluer l’effet de la démographie sur la fréquence des allèles dans une métapopulation d’espèces marines benthiques sessiles. Le modèle est alors utilisé pour déterminer l’effet des traits démographiques et de la structure de connectivité sur la diversité génétique de la métapopulation. Le deuxième chapitre présente une analyse des patrons de connectivité génétique de deux espèces communes et largement répandues de gorgones, à une échelle régionale : Paramuricea clavata en mer de Ligure et Eunicella singularis dans le Golfe du Lion. Les deux espèces présentent de forts patrons de structure génétique à l’échelle régionale, bien que leur capacité de dispersion ne semble pas limitante (>100m). Le troisième chapitre vise à tester si la dispersion larvaire seule permet d'expliquer la connectivité réalisée d’E. singularis dans le Golfe du Lion, en appliquant le modèle présenté dans le Chapitre 1, et en comparant les patrons de structure génétique modélisés, aux résultats obtenus dans le Chapitre 2, par les méthodes empiriques d’analyse de données génétiques. Les patrons de structure génétique modélisés en ne prenant en compte que la structure spatiale de dispersion sont similaires à ceux observés entre les populations d’E. singularis dans cette région, suggérant le rôle prépondérant de la connectivité hydrologique dans la distribution régionale de l'espèce, tant au niveau démographique que génétique. La capacité d’évaluer le développement des structures génétiques entre populations, sous différents scénarios démographiques et hydrologiques, avec le modèle de paysage sous-marin présenté dans le Chapitre 1 s'avère donc un outil efficace pour la planification spatiale et la pérennité des populations marine. / Connectivity is expected to strongly influence the dynamics and persistence of marine populations. Studying the development and maintenance of connectivity patterns among marine populations is, thus, essential for spatial planning and the proper design and management of Marine Protected Areas (MPAs). However, understanding the complex processes driving marine population connectivity requires the use of tools that integrate bio-physical models with information regarding the demographic and genetic linkages resulting from the larval exchange among populations. Therefore, the aim of this PhD dissertation is to evaluate the patterns of genetic connectivity among gorgonian populations at a regional scale, and disentangle the processes that shape the observed connectivity by using model simulations accounting for hydrological, demographic and genetic connectivity. The first chapter presents a spatially explicit metapopulation model that, using stochastic connectivity matrices, assesses the effect of demography on allele frequencies in a marine metapopulation of sessile benthic species. The model is then used to evaluate the effect of demographic traits and connectivity structure on the genetic diversity of a marine metapopulation. The second chapter examines the patterns of genetic connectivity of two common and widely distributed gorgonian species at a regional scale: Paramuricea clavata in the Ligurian Sea, and Eunicella singularis in the Gulf of Lions. Both species exhibit strong patterns of genetic structure at a regional scale, although the dispersal capacity of each species does not seem limited (>100 m). The third chapter discerns among the potential processes shaping the realized connectivity of E. singularis in the Gulf of Lions by applying the model presented in Chapter 1, and comparing the modeled patterns of genetic structure to the results obtained from empirical genetic data in Chapter 2. Modeled and empirical results show similar patterns of genetic structure among populations of E. singularis in the region. Genetic and demographic differentiation among populations is demonstrated to result from the spatial structure of dispersal alone. The ability to evaluate the expected development of genetic structure among populations under different demographic and hydrological scenarios using the seascape model presented in Chapter 1 provides a useful tool with relevance for marine spatial planning and the persistence of marine populations.

La multiplication du nombre d'objets, qui ont vocation à être connectés à Internet (e.g., smartphones, capteurs), et la croissance des échanges de données effectués par des individus en situation de mobilité ont conduit, et conduiront encore, à une augmentation significative du trafic de données dans les réseaux, et en particulier dans les réseaux cellulaires. Les récents progrès réalisés au niveau de la couche physique pour accroître les débits dans ces réseaux pourraient s'avérer insuffisants dans le futur avec l'émergence d'un Internet des objets. Il nous semble dès lors intéressant d'étudier des architectures réseau alternatives ou complémentaires. Les réseaux hybrides à connectivité intermittente (RHCI), qui sont constitués d'une infrastructure et de parties formées par des objets fixes ou mobiles communiquant en mode ad hoc, font partie de ces architectures qui méritent d'être étudiées. Dans cette thèse, nous étudions les bénéfices que pourrait apporter l'utilisation des techniques des réseaux pair-à-pair et des communications opportunistes dans les RHCI. Nous proposons une architecture pair-à-pair décentralisée et non structurée qui permet d'assurer les communications entre des objets dans des RHCI de grande taille via différents modes de communication. Un prototype de plateforme, baptisé Nephila a été développé, pour évaluer cette approche en simulation. / The number of devices that are likely to get connected to the Internet (e.g., smartphones, sensors), and the amount of data produced by people using these devices grow continuously, especially in cellular networks. Latest developments performed on the physical layer to increase the networks' bandwidth might be insufficient in the future, because of the emergence of the Internet of things. Therefore, it seems to be interesting to study new or complementary network architectures. Intermittently-Connected Hybrid Networks (ICHN), which are composed both of an infrastructure part and of parts formed by mobile device communicating using ad hoc mode, are examples of those architectures that deserve to be studied. In this thesis, we study benefits that peer-to-peer mechanisms and opportunistic networking techniques could bring to ICHN. We propose a decentralized unstructured peer-to-peer overlay architecture that supports communications between devices in wide ICHNs. A prototype named Nephila has been developed to evaluate this approach in simulation.

L’imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion est une modalité d’imagerie médicale non invasive qui permet de mesurer les déplacements microscopiques des molécules d’eau dans les tissus biologiques. Il est possible d’utiliser cette information pour inférer la structure du cerveau. Les techniques de modélisation locale de la diffusion permettent de calculer l’orientation et la géométrie des tissus de la matière blanche. Cette thèse s’intéresse à l’optimisation des métaparamètres utilisés par les modèles locaux. Nous dérivons des paramètres optimaux qui améliorent la qualité des métriques de diffusion locale, de la tractographie de la matière blanche et de la connectivité globale. L’échantillonnage de l’espace-q est un des paramètres principaux qui limitent les types de modèle et d’inférence applicable sur des données acquises en clinique. Dans cette thèse, nous développons une technique d’échantillonnage de l’espace-q permettant d’utiliser l’acquisition comprimée pour réduire le temps d’acquisition nécessaire.

L'épilepsie est une maladie fréquente affectant 0,5 à 1% de la population générale. Elle est caractérisée par des crises récurrentes responsables d'un sévère handicap médical et psychosocial. Les causes de l'épilepsie sont multiples et peuvent être liées notamment à des lésions cérébrales anténatales ou acquises, des causes génétiques ou métaboliques. L'épilepsie du lobe temporal (ELT) est la forme la plus répandue chez l’adulte, le plus souvent associée à une sclérose de l'hippocampe et réfractaire aux traitements antiépileptiques. Si pendant longtemps l'ELT a été perçue comme une pathologie focale centrée sur l'hippocampe sclérosé, de nombreux travaux montrent que les atteintes associées à l'ELT s'étendent bien au-delà de l'hippocampe et du lobe temporal, suggérant une altération plus globale du réseau cérébral structurel impactant le fonctionnement du cerveau. Toutefois, ces atteintes sont encore mal connues. Le développement récent des séquences et du traitement de l’imagerie de diffusion permettent l’acquisition d’images anatomiques du cerveau et la modélisation des fibres de substance blanche. L’architecture du réseau cérébral peut alors être représentée mathématiquement par un graphe, appelé « connectome » structurel, définissant la force des liens structurels (fibres de substance blanche) entre différentes régions du cerveau.L’objectif principal de la thèse est d’identifier les altérations du réseau structurel liées à l’épilepsie, avec un intérêt particulier à l’ELT. L’objectif secondaire est de développer de nouvelles méthodes d’extraction du connectome structurel pour en améliorer la précision anatomique et mieux identifier et localiser les altérations du réseau structurel.Ainsi, dans un premier temps, nous établissons l’état de l’art des méthodes d’extraction et d’analyse du connectome structurel et discutons leurs limites. Nous présentons alors une nouvelle méthode d’extraction du connectome structurel haute-résolution couvrant l’ensemble du cortex et incluant certaines régions sous-corticales, baptisée « high-resolution structural connectome ». L’objectif est de définir un cadre d’analyse du connectome structurel avec une très bonne précision anatomique et de fournir les outils nécessaires pour des études individuelles ou de groupe en tenant compte des contraintes de temps de calcul et d’utilisation de la mémoire et du disque.Dans un deuxième temps, nous analysons le connectome structurel de patients ELT avec sclérose hippocampique latéralisée dans le but de mettre en évidence le réseau structurel pathologique et d’en distinguer les caractéristiques en fonction de la latéralité de la lésion. Nous validons la stabilité et la reproductibilité du connectome structurel haute-résolution sur des sujets sains. La démonstration de son intérêt clinique potentiel est apportée en observant des différences structurelles subtiles entre deux groupes de sujets sains et en identifiant les sous-structures du striatum. Enfin, notre méthode est appliquée dans un contexte clinique pour identifier les altérations de connectivité structurelle du complexe hippocampo-amygdalien, impliqué dans l’ELT, en lien avec la pathologie. Nos travaux ont ainsi permis d’identifier les altérations globales et diffuses du réseau structurel liées à l’ELT, et plus particulièrement ont mis en évidence des disparités importantes selon la latéralité de la pathologie. Nous avons également présenté une nouvelle méthode d’extraction du connectome structurel augmentant considérablement sa précision anatomique et défini les outils nécessaires à l’analyse haute-résolution du connectome structurel. L’intérêt de cette méthode a été démontré par le gain de précision anatomique obtenu pour l’étude de l’architecture cérébrale du sujet sain ou pour une meilleure identification de réseaux pathologiques, ouvrant ainsi de nombreuses perspectives sur la caractérisation de l’architecture cérébrale et son lien sur le fonctionnement du cerveau. / Epilepsy is a frequent disease affecting 0.5 to 1% of the general population, characterized by recurrent seizures responsible for severe medical and psychosocial handicaps. The causes of epilepsy may be antenatal or acquired brain lesions, genetic history or metabolic disorders. Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common medically intractable epilepsy in adults, often associated with hippocampal sclerosis. Although TLE has been perceived for a long time as a hippocampal disorder, many studies show that the disease actually affects brain regions beyond the hippocampus and temporal lobe suggesting diffuse alteration of the brain structural network. However, these alterations are still unknown. Recent advances in diffusion weighted imaging and processing allow for the acquisition of brain anatomical images and the modeling of white matter fibers. Brain network architecture can then be represented mathematically by means of a graph, called “structural connectome”, defining the strength of the structural links (white matter fibers) across brain regions.The purpose of this thesis is to identify structural network alterations associated with epilepsy, in particular TLE. The secondary objective is to develop new methods for extracting the structural connectome in order to increase the anatomical accuracy and better localize network alterations.Therefore, we first review the state of the art of the methods used for extracting and analyzing the structural connectome and establish their limitations. We then introduce a new method to extract the structural connectome with increased anatomical accuracy, which we called “high-resolution structural connectome”. The purpose is to provide a framework to analyze brain connectivity at high-resolution and to define the necessary tools for individual and group analysis, keeping in mind processing time and memory and disk usages.Then, we analyze the structural connectome of TLE patients with hippocampal sclerosis to reveal underlying pathological network, we also highlight pathological network discrepancies between left and right sided lesions. Inter- and intra-subject stability and repeatability of the high-resolution structural connectome are assessed with a cohort of healthy subjects. We demonstrate potential clinical interest by observing subtle structural differences between two groups of healthy subjects and by delineating the sub-fields of the striatum. Finally, our method is applied to the pathological case of TLE and aims at uncover structural connectivity alterations of the hippocampo-amygdalian complex, known to be involved in TLE.In conclusion, we extend our current knowledge on TLE by showing that this is a network disease involving widespread brain regions, whose pattern largely depends on lesion laterality. We also introduce a new method for extracting the structural connectome at high-resolution, considerably increasing the anatomical accuracy. The interest of this method is demonstrated on healthy subjects to better characterize the healthy brain and on the diseased brain to localize more precisely the brain regions associated with the pathology.

Le concept de réseaux - l'idée que deux ou plusieurs nœuds distribués peuvent interagir pour produire un phénomène - a longtemps été utilisé dans la recherche et le traitement de l'épilepsie. En effet, même dans les épilepsies considérées comme «focales», les perspectives cliniques et théoriques soulignent l'importance des questions suivantes, à savoir : 1) comment pouvons-nous localiser, partitionner et caractériser les réseaux impliqués dans l'épilepsie et 2) dans quelle mesure ces réseaux interagissent avec le réseau cérébral à grande échelle? Récemment, la notion de réseaux pathologiques dans l'épilepsie a été renforcée par l’apport de la neuroimagerie, avec en particulier le paradigme 'd'état de repos' qui reconnaît l'information inhérente à l'activité spontanée du cerveau, en plus de celle liée aux événements transitoires exogènes et paroxystiques endogènes.En tirant partie de ces techniques, ce travail fournit de nouveaux concepts sur 1) les relations multimodales et le couplage entre l’hémodynamique et la connectivité fonctionnelle électro physiologique aussi bien dans les cortex épileptiques que non affectés, 2) les processus pathologiques affectant l’homéostasie ionique et les dysfonctionnements neuronaux dans les réseaux épileptiques, 3) les interactions au niveau de groupe entre les réseaux épileptiques et les propriétés topologiques du cerveau, et 4) comment les interactions entre la pathologie épileptique et des propriétés uniques du réseau cérébral peuvent contribuer à produire des effets cliniques au niveau du réseau. / The concept of networks – the idea that two or more distributed nodes may interact to produce a phenomenon – has long been of utility in research into and the treatment of epilepsy. Indeed, even in epilepsies deemed ‘focal’, clinical and theoretical insights underline the importance of the questions 1) how can we localize, partition and characterize networks involved in epilepsy, and 2) to what extent do such networks interact with the brain network at large? Recently, the notion of pathological network effects in epilepsy has been reinvigorated with input from neuroimaging, especially a ‘resting-state’ paradigm that recognizes the systemic information inherent in the ongoing activity of the brain in addition to that provided when it is disturbed by transient exogenous events and endogenous paroxysms. By leveraging these techniques, this work provides novel insights into 1) the multimodal relationships and coupling between haemodynamic- and electrophysiologically-defined functional connectivity, both in epileptic and unaffected cortices 2) pathological processes affecting ionic homeostasis and neural dysfunction in epileptic networks 3) group-level interactions between epileptic networks and brain network topological properties and 4) how interactions between epileptic pathology and unique brain network properties may contribute to produce to clinical effects at the network level. This work opens up new perspectives on the understanding of network effects in epilepsy, sources of variance in their analysis, the biological processes occurring in parallel and contributing to them and their role in an individualized understanding of pathology.

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont des troubles neurodéveloppementaux fortement héritables. En parallèle, la théorie de l'hypoconnectivité fronto – postérieure semble être au coeur de la physiopathologie des TSA. Afin de comprendre la contribution des facteurs de risque familiaux de ce trouble, nous avons conduit conjointement une étude de connectivité anatomique et fonctionnelle chez des parents non atteints de sujets atteints de TSA. Nous avons réalisé une étude de tractographie en cerveau entier afin de comparer les valeurs de l'anisotropie fractionnelle généralisée le long des principaux faisceaux de substance blanche chez 85 sujets adultes : 39 parents non atteints, 18 sujets atteints de TSA comparés à 28 sujets contrôles. Après avoir corrigé pour les tests multiples, nous avons mis en évidence une diminution significative de l'anisotropie fractionnelle généralisée le long du faisceau fronto- occipital inférieur bilatéral chez les parents non atteints, les sujets atteints de TSA en comparaison aux sujets contrôles. Afin de comprendre l'implication fonctionnelle de la dysconnectivité anatomique fronto – occipitale retrouvée en tractographie, nous avons calculé la connectivité fonctionnelle entre les régions fronto – occipitales selon les extrémités du faisceau frontal - occipital inférieur bilatéral. En comparaison à 28 sujets contrôles, nous avons ainsi observé une augmentation significative de la connectivité fonctionnelle fronto - occipitale chez 38 parents non atteints et chez 13 sujets atteints de TSA. Une étude de connectivité fonctionnelle en cerveau entier serait une perspective prometteuse quant à l'interprétation de l'augmentation de la connectivité fronto – occipitale observée. Les anomalies fronto – occipitales montrées chez les parents non atteints, les sujets atteints de TSA pourraient correspondre à la mise en évidence d'un endophénotype dans les TSA. / Autism Spectrum Disorder (ASD) are neurodevelopmental disorders highly heritable.In parallel, the underconnectivity theory of ASD assumes that fronto-posterior brain disconnectivity is at the core of its pathophysiology. Our goal was to assess long-range structural and functional connectivity in unaffected parents of subjects with ASD to better understand the contributions of familial factors to heightened risk of ASD. We performed a diffusion weighted imaging (DWI) based whole brain tractography to compare generalized fractional anisotropy (gFA) in the main deep long white matter tracts in 85 adults: 39 unaffected parents, 18 probands compared to 28 controls. After corrections for multiple comparisons, we identified a significant decrease in gFA in the bilateral inferior frontal occipital fasciculus (IFOF) in both probands with ASD and unaffected parents when compared to controls. To understand the functional implication of fronto – occipital anatomical disconnectivity, we assessed the functional connectivity between the regions linked by IFOF exhibiting significant alterations in gFA. We also showed that both probands and unaffected parents exhibited a significantly increased functional connectivity between the frontal and occipital regions linked by the IFOF. In order to better understand and extend this interesting results, to evaluate the global functional connectivity of our sample in order to be able to interpret the increase of fronto-occipital functional connectivity would be an important perspective. These findings highlight an altered fronto-occipital connectivity in subjects with ASD and unaffected parents suggesting that fronto-occipital disconnectivity may be an endophenotype of ASD.

La fragmentation des habitats est aujourd’hui considérée comme l’une des plus sérieuses menaces sur la biodiversité, et une des causes majeures de la crise actuelle d’extinction des espèces. Dans les paysages fragmentés, le mouvement est un processus clé pour la survie des espèces faunistiques et floristiques, celui-ci étant facilité par une connectivité importante entre les éléments du paysage. Parmi les éléments qui concourent à augmenter la connectivité du paysage, les corridors écologiques sont particulièrement intéressants et efficaces. Le principal objectif de cette thèse est d’évaluer l’intérêt des images THRS pour identifier et caractériser les éléments du paysage agricole potentiellement constitutifs des corridors écologiques. Pour cela, nous avons évalué le potentiel des images RSO et de l’utilisation combinée des données optiques et radar THRS pour caractériser des continuités écologiques à échelle fine, tant d’un point de vue structurel que fonctionnel. Les résultats montrent que les images radar et plus particulièrement un indicateur polarimétrique qui en est dérivé, l’entropie de Shannon, permettent de quantifier le degré d’ouverture de la canopée des haies, indicateur qui a pu être évalué d’un point de vue écologique. De plus, ils ont permis de mettre en évidence les indicateurs, les méthodes de classification et les dates clefs pour la cartographie des zones humides. Une évaluation de la synergie d’images optiques et radar à permis de montrer que les données radar permettent de cartographie des cultures. Nous avons également montré l’apport des séries temporelles d’images radar pour l’amélioration de modèles biologiques visant à expliquer la distribution de la biodiversité dans les paysages agricoles. Enfin, nous avons pu développer de nouvelles métriques de connectivité en intégrant des informations dérivées de données de télédétection qui se sont avérées pertinentes d’un point de vue écologique. / Habitat fragmentation is now considered as one of the most serious threats to biodiversity, and a major cause of the current crisis of species extinction. In fragmented landscapes, movement is a key process for the survival of flora and fauna species. Movement is facilitated by a significant connectivity between landscape elements. Among elements that contribute to increase landscape connectivity, ecological corridors are particularly useful and effective. The main objective of this pHD is to evaluate the interest of the VHSR images to identify and characterize potential agricultural landscape elements of the ecological networks. We evaluated the potential of SAR images and the combined use of VHSR optical and radar data to characterize ecological continuities at a fine scale, both structural and functional points of view. Results show that radar images and especially a polarimetric indicator, the Shannon entropy, allow quantifying the canopy cover of hedges. This indicator was assessed from an ecologically point of view. In addition, we highlight the indicators, classification methods and key dates to map wetland vegetation types. An evaluation of the synergy of radar and optical images shows the usefulness of radar data for crops mapping. We also showed the contribution of radar time series for improving biological models that explain the biodiversity distribution in agricultural landscapes. Finally, we developed new connectivity metrics, which relevant from an ecological point of view, by integrating information derived from remote sensing data

Le cortex insulaire est le cinquième lobe du cerveau en charge de l'intégration de nombreuses fonctions cognitives, sous-tendues par une organisation cytoarchitectonique etune connectivité aussi riche que complexe. Ce travail vise à évaluer la connectivité fonctionnelle insulaire du cerveau humain par le biais de stimulation électrique intra-cérébrale et de potentiels évoqués cortico-corticaux (PECC) réalisés chez des patients explorés en stéréoélectroencéphalographie (SEEG) pour une épilepsie partielle réfractaire. Nous avons développé un protocole automatisé permettant destimuler successivement l’ensemble des bipoles d’enregistrement intracérébraux (deux plots contigus d’une même électrode) disponibles chez les patients explorés en SEEG. Deux sériesde 20 stimulations monophasiques d’une durée unitaire de 1 ms et d’une intentisté de 1 mA, étaient délivrés à une fréquence de 0,2 Hz au niveau de chaque bipole (105 en moyenne,produisant un total d’environ 11.000 PECC par patient). Un premier travail a consisté dans lamise au point d’une méthode fiable d’analyse statistique objective des PECC significatifs, encomplement de l’analyse visuelle, sur un échantillon de 33017 enregistrements chez trois patients. L’analyse a porté sur les quatre fenêtres temporelles post-stimulation suivantes: 10-100 ms, 100-300 ms, 300-500 ms, 500-1000 ms. La seconde partie de notre thèse a appliquéces méthodes à l’étude des connections intra-insulaires sur un échantillon de10 patients présentant au moins deux éléctrodes intra-insulaires. La dernière partie de notre travail s’est intéressé aux efférences insulaires sur un échantillon de 11 patients. L’étude des PECC apporte des éléments de connectivité fonctionnelle derésolution spatiale et temporelle inégalée, complémentaires de ceux découlant des techniquesde neuroimagerie. La gestion complexe du volume de données à gérer pour chaque patientpeut être résolu par des procédures d’analyse statistiques automatisée de sensibilité etspécificité satisfaisante. Le pattern des connections intra- et extra-insulaires révélé par cetteapproche permet une meilleure compréhension de la physiologie de l’insula chez l’Homme etdes modalités de propagations des décharges épileptiques impliquant ce lobe. / The insular cortex is the fifth lobe of the brain and is in charge of the integration of many cognitive functions, underpinned by a rich cytoarchitectonic organization and a complex connectivity. Our work aims to evaluate the insular functional connectivity of the human brain using intracerebral electrical stimulation and recording of cortico-cortical evoked potentials (CCEPs) in patients investigated with stereoelectroencephalography (SEEG) for refractory partial epilepsy. We first developed an automated protocol to stimulate successively all intracerebral recorded bipoles (two contiguous leads of the same electrode) available in patients undergoing SEEG. Two sets of 20 monophasic stimulation of 1 ms duration and 1mA intensity were delivered at a frequency of 0.2 Hz at each bipole (105 on average, producing a total of about 11,000 recordings per patient). We then develop a reliable and objective statistical method to detect significant CCEPs as a complement to visual analysis, and validate this approach on a sample of 33017 recordings in three patients. The analysis was performed over four distinct post-stimulus epochs: 10-100 ms, 100-300 ms, 300-500 ms, 500-1000 ms. In the second part of our thesis, we applied these methods to the study of intrainsular connections on a sample of 10 patients with at least two intra-insular electrodes. The last part of our work used the same approach to investigate insular efferents in a sample of 11 patients. The study of CCEPs provides novel and important findings regarding the human brain functional connectivity, with unmatched spatial and temporal resolutions as compared to neuroimaging techniques. The complex management of large volume of data in each patient can be solved by automated statistical analysis procedures with satisfactory sensitivity and specificity. The pattern of connections within and outside the insula revealed by this approach provides a better understanding of the physiology of the Human insula as well as of the propagation of epileptic discharges involving this lobe.