Cette thèse a pour but d’étudier la qualité de texte chez les jeunes adultes universitaires. La première partie de ce travail est théorique et définit ce qu’est un texte et comment s’élabore sa qualité. Cette dernière est envisagée à travers les concepts linguistiques de cohérence et de cohésion. Ces deux notions sont dès lors développées, décrites et opérationnalisées à des fins d’expérimentation. La deuxième partie de la thèse est empirique et expose trois études expérimentales. La première a pour but de déterminer si les performances orthographiques varient en fonction du genre textuel produit et de quelle manière. La deuxième étude se penche sur des marques linguistiques de la cohésion servant à l’élaboration de la cohérence. Plus précisément, il s’agit de déterminer si les procédés anaphoriques et les marqueurs de connectivité varient selon le genre textuel produit. La dernière étude a pour but d’évaluer les relations existant entre l’usage de ces mêmes indices et une charge cognitive-attentionnelle accrue ou allégée portée spécifiquement sur la correction orthographique. Au terme de ces recherches, il apparaît que plusieurs facteurs semblent liés aux variations dans l’usage et la maîtrise des marques étudiées et seraient donc liés aux variations de qualité textuelle. / Doctorat en Sciences psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le but de ce travail est l'étude de la connectivité anatomique et fonctionnelle desréseaux neuronaux et le développement des nouveaux outils à cet effet. Car le dernieraspect est une préoccupation majeure de la neuroscience actuelle, nous avonsdeveloppé d'abord un nouveau traceur virale permettant la reconstruction neuronale.Nous avons ensuite appliqué cet et d'autres techniques pour sonder les défauts deconnectivité neuronale dans le syndrome de l'X fragile.Dans la première partie, nous avons discuté les avantages et inconvénients d'unetechnique émergente en utilisant un nouveau type de vecteur viral qui permet uneunique application pour l’étude du cerveau.Dans la deuxième partie, nous avons développé, au départ de ce vecteur viral, unenouvelle variante de faciliter le traçage et reconstruction des caractéristiquesmorphologiques de neurones. Nous avons montré la force de cette varianteantérograde du virus de la rage recombinant glycoprotéine supprimé pour lareconstruction de calcul de toutes les caractéristiques morphologiques clés deneurones: les dendrites, épines, les axones longs envergure dans tous les terminaux ducerveau et les boutons.Dans la troisième partie, nous avons examiné les modifications dans la connectivitédes structures cérébrales dans le syndrome du X fragile (FXS). FXS est le retardmental héréditaire la plus fréquente et la forme génétique la plus fréquente del'autisme, ce qui conduit à l'apprentissage et de la mémoire des déficits, lescomportements répétitifs, des convulsions et une hypersensibilité à des stimulisensoriels (visuels). Une des hypothèses éminents dans le domaine de l'autismesuppose une phénotype de hyper-connectivité locale mais de hypo-connectivité pourles connexions longue portée. Pour tester cette hypothèse dans un modèle de sourisFXS nous avons utilisé l'imagerie par résonance magnétique, pour balayer la totalitédu cerveau et de mesurer la connectivité anatomique et fonctionnel. Cela nous apermis d'identifier des altérations de connectivité dans plusieurs domains. Après nous8avons utilisé des traceurs viraux pour explorer un de ceux domains plus detaillé. Enutilisant le virus de la rage rétrograde à quantifier le nombre de neurones projetantvers ces zones, nous avons confirmé une connectivité d'entrée modifié pour le cortexvisuel primaire, ce qui pourrait contribuer au traitement visuel altéré de l'information.Nous avons découvert une connectivité réduite à longue portée globale anatomique etfonctionnelle entre plusieurs régions du cerveau, l'identification FXS comme unepathologie de la connectivité neuronale, ce qui pourrait expliquer les difficultés deplusieurs stratégies de sauvetage visant des cibles moléculaires sont actuellementconfrontés. / The goal of this work was the investigation of the anatomical and functionalconnectivity of neuronal networks and the development of novel tools for thispurpose. Since the latter aspect is a major focus of current neuroscience, we firstsought a novel viral tracer enabling sparse neuronal reconstruction and neuronclassification. We then applied this and other techniques to probe neuronalconnectivity defects in Fragile X Syndrome.In the first part we discussed the merits and drawbacks of a emergingtechnique using a new type of viral vector that allows in a unique manner mapping ofthe input of a given brain area.In the second part we developed, departing from this viral vector, a newvariant to facilitate the tracing and reconstructing of morphologic features of neurons.We showed the strength of this anterograde variant of the recombinant glycoproteindeletedrabies virus for computational reconstruction of all key morphologicalfeatures of neurons: dendrites, spines, long-ranging axons throughout the brain andbouton terminals.In the third part we examined alterations in the wiring of brain structures inthe Fragile X Syndrome (FXS). FXS is the most common inherited mental retardationand most frequent genetic form of autism, leading to learning and memory deficits,repetitive behavior, seizures and hypersensitivity to sensory (e.g. visual) stimuli. Oneof the eminent hypotheses in the autism field assumes a local hyper- connectivityphenotype but hypo-connectivity for long-ranging connections. To test this hypothesisin a FXS mouse model we used magnetic resonance imaging, to scan the entire brainand measure the anatomical and functional connectivity. This allowed us to identifyconnectivity alterations in several areas that we further explored using viral tracers.Using retrograde rabies virus to count the number of neurons projecting to such areaswe confirmed an altered input connectivity to the primary visual cortex, which couldcontribute to the altered visual information processing. We discovered an overallreduced anatomical and functional long-range connectivity between several brainareas, identifying FXS as pathology of neuronal connectivity, which might explain thedifficulties several rescue strategies aiming at molecular targets are currently facing.

Durant les dernières décennies, l'IRM fonctionnelle a permis de cartographier les différentes fonctions cérébrales et, plus récemment, d'identifier les réseaux fonctionnels qui décrivent les interactions qui peuvent s'établir entre régions cérébrales, proches ou distantes, lors de l'exécution d'une tâche cognitive. Pour identifier ces réseaux, une stratégie récente repose sur une parcellisation préliminaire du cerveau en régions fonctionnellement homogènes, puis sur l'identification des réseaux fonctionnels significatifs depuis une mesure des interactions entre l'ensemble des régions. Ainsi, la première partie de cette thèse propose une nouvelle méthode de parcellisation du cerveau en régions fonctionnellement homogènes. La méthode proposée est exploratoire et multi-niveaux : elle fournit plusieurs niveaux de parcellisation, et nous avons montré que les régions définies par notre méthode se superposent de manière satisfaisante aux structures anatomiques du cortex. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons proposé une méthode originale d'identification des réseaux fonctionnels. L'approche développée permet la significativité des réseaux étant donné leur taille et le seuil utilisé pour leur détection. Une telle approche permet de détecter des réseaux de faible taille qui impliquent des liens très significatifs, et également des réseaux plus grands impliquant des liens moins significatifs. Enfin, nous avons développé une approche permettant de classer les réseaux obtenus, de manière à réaliser une étude de groupe. L'information disponible sur l'ensemble des sujets permet alors de définir des classes qui synthétisent les caractéristiques des réseaux les plus partagés au sein d'une population de sujets.

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est la seule technique non invasive d'imagerie médicale qui permet la reconstruction de l'architecture neuronale du cerveau. Cette approche est fondamentale pour le domaine des neurosciences, qui tente continuellement de développer de nouveaux outils et modèles pour mieux détecter et étudier les maladies mentales et neurodégénératives, les troubles du développement, les tumeurs, les commotions, ainsi que plusieurs autres pathologies du cerveau humain. L'IRM de diffusion (IRMd) combinée à la tractographie rend possible l'extraction de l'information structurelle sur les fibres nerveuses. Ces méthodes permettent de visualiser, d'analyser et d'évaluer l'intégrité de la matière blanche, ceci afin d'identifier la présence d'anomalies le long des axones, causées par la démyélinisation, la mort axonale ou d'autres détériorations. La problématique est que ces méthodes ont une faible résolution comparée à une surface ou une image anatomique IRM. L'IRMd est limitée par son faible rapport signal sur bruit (SNR) et l'effet de volume partiel causé par la discrétisation. Certains modèles géométriques ont récemment été utilisés pour mieux modéliser l'expansion corticale, la topologie des plis corticaux et l'organisation des couches de la matière grise. Toutefois, ces modèles fournissent seulement de l'information sur l'organisation du cortex et non pas sur la matière blanche comme telle, ni sur la structure des neurones. Cette recherche vise à modéliser la structure complexe des fibres de la matière blanche à l'aide d'équations différentielles et de flots géométriques. Ce mémoire présente différents modèles mathématiques (surface et flot) ainsi que leur intégration avec la méthode des différences finies. Nous proposons également d'utiliser un maillage de la surface corticale afin d'améliorer la précision de l'IRMd et de limiter l'effet de volume partiel. Validée qualitativement et quantitativement avec l'aide d'acquisitions hautes résolutions du Human Connectome Project (HCP) et d'un jeu de données de reproductibilité de test-retest, cette méthode permet d'améliorer la tractographie. Les résultats de ces travaux permettront de faire le pont entre l'imagerie de diffusion (IRMd) et les modalités propres à l'imagerie fonctionnelle (EEG, MEG, IRMf et TMS), pour lesquelles la structure des axones situés sous le cortex est essentielle pour bien modéliser et comprendre le fonctionnement cérébral.

L'insula est une structure complexe impliquée dans une variété de fonctions. Les études de connectivité par traçage chez les primates non humains ont révélé une multitude de connexions corticales entre l'insula et les lobes frontal (cortex orbitofrontal, cortex préfrontal, régions cingulaires, aire motrice supplémentaire), pariétal (cortex somatosensoriel primaire et secondaire) et temporal (pôle temporal, cortex auditif, cortex prorhinal et entorhinal). Les études de tractographie chez l'humain ont révélé des connexions structurelles similaires, mais n'ont pas rapporté de connexion avec le cortex cingulaire, malgré que cette structure soit reconnue comme étant fonctionnellement connectée à l’insula. Ce projet vise à approfondir la recherche sur la connectivité structurelle entre ces deux structures ainsi que d'autres régions connues comme étant fonctionnellement connectées à l'insula, à l'aide d'un échantillon plus grand et des plus récentes méthodes en tractographie par l’imagerie à haute résolution de diffusion angulaire basée sur des a priori anatomiques. En analysant les données de 46 participants adultes en bonne santé, notre étude rapporte un large éventail de connexions entre l’insula et les lobes frontal, temporal, pariétal et occipital ainsi que les régions limbiques, suivant un patron d’organisation rostrocaudal. Notamment, nous démontrons pour la première fois une connexion structurelle claire entre l’insula et les gyri cingulaire, parahippocampique, supramarginal et angulaire ainsi que le précunéus et les régions occipitales. / The insula is a complex structure involved in a wide range of functions. Tracing studies on non-human primates reveal a wide array of cortical connections in the frontal (orbitofrontal and prefrontal cortices, cingulate areas, and supplementary motor area), parietal (primary and secondary somatosensory cortices) and temporal (temporal pole, auditory, prorhinal and entorhinal cortices) lobes. However, recent human tractography studies have not observed connections between the insula and the cingulate cortices, although these structures are thought to be functionally intimately connected. In this work, we try to unravel the structural connectivity between these regions and other known functionally connected structures, benefiting from a higher number of subjects and the latest state-of-the-art high angular resolution diffusion imaging (HARDI) tractography algorithms with anatomical priors. By performing a HARDI tractography analysis on 46 young normal adults, our study reveals a wide array of connections between the insula and the frontal, temporal, parietal and occipital lobes as well as limbic regions, with a rostro-caudal organization in line with tracing studies in macaques. Notably, we reveal for the first time in humans a clear structural connectivity between the insula and the cingulate, parahippocampal, supramarginal and angular gyri as well as the precuneus and occipital regions.

Ce mémoire est divisé en quatre chapitres. D’abord, une introduction initie le lecteur au domaine des neurosciences. Ensuite, le chapitre 1 décrit les étapes de la dissection virtuelle par tractographie, à partir du phénomène physique de la diffusion jusqu’aux mesures statistiques des structures de la matière blanche. Le chapitre 2 présentera une nouvelle méthode d’assurance qualité, basée sur l’analyse volumique des faisceaux de la matière blanche, la contribution principale de ce mémoire. Finalement, la conclusion contient une discussion des problématiques non résolues ainsi que des perspectives d’avenir pour la tractographie.

La douleur est une expérience perceptive comportant de nombreuses dimensions. Ces dimensions de douleur sont inter-reliées et recrutent des réseaux neuronaux qui traitent les informations correspondantes. L’élucidation de l'architecture fonctionnelle qui supporte les différents aspects perceptifs de l'expérience est donc une étape fondamentale pour notre compréhension du rôle fonctionnel des différentes régions de la matrice cérébrale de la douleur dans les circuits corticaux qui sous tendent l'expérience subjective de la douleur. Parmi les diverses régions du cerveau impliquées dans le traitement de l'information nociceptive, le cortex somatosensoriel primaire et secondaire (S1 et S2) sont les principales régions généralement associées au traitement de l'aspect sensori-discriminatif de la douleur. Toutefois, l'organisation fonctionnelle dans ces régions somato-sensorielles n’est pas complètement claire et relativement peu d'études ont examiné directement l'intégration de l'information entre les régions somatiques sensorielles. Ainsi, plusieurs questions demeurent concernant la relation hiérarchique entre S1 et S2, ainsi que le rôle fonctionnel des connexions inter-hémisphériques des régions somatiques sensorielles homologues. De même, le traitement en série ou en parallèle au sein du système somatosensoriel constitue un autre élément de questionnement qui nécessite un examen plus approfondi. Le but de la présente étude était de tester un certain nombre d'hypothèses sur la causalité dans les interactions fonctionnelle entre S1 et S2, alors que les sujets recevaient des chocs électriques douloureux. Nous avons mis en place une méthode de modélisation de la connectivité, qui utilise une description de causalité de la dynamique du système, afin d'étudier les interactions entre les sites d'activation définie par un ensemble de données provenant d'une étude d'imagerie fonctionnelle. Notre paradigme est constitué de 3 session expérimentales en utilisant des chocs électriques à trois différents niveaux d’intensité, soit modérément douloureux (niveau 3), soit légèrement douloureux (niveau 2), soit complètement non douloureux (niveau 1). Par conséquent, notre paradigme nous a permis d'étudier comment l'intensité du stimulus est codé dans notre réseau d'intérêt, et comment la connectivité des différentes régions est modulée dans les conditions de stimulation différentes. Nos résultats sont en faveur du mode sériel de traitement de l’information somatosensorielle nociceptive avec un apport prédominant de la voie thalamocorticale vers S1 controlatérale au site de stimulation. Nos résultats impliquent que l'information se propage de S1 controlatéral à travers notre réseau d'intérêt composé des cortex S1 bilatéraux et S2. Notre analyse indique que la connexion S1→S2 est renforcée par la douleur, ce qui suggère que S2 est plus élevé dans la hiérarchie du traitement de la douleur que S1, conformément aux conclusions précédentes neurophysiologiques et de magnétoencéphalographie. Enfin, notre analyse fournit des preuves de l'entrée de l'information somatosensorielle dans l'hémisphère controlatéral au côté de stimulation, avec des connexions inter-hémisphériques responsable du transfert de l'information à l'hémisphère ipsilatéral. / Pain is a perceptual experience comprising many dimensions. These pain dimensions interrelate with each other and recruit neuronal networks that process the corresponding information. Elucidating the functional architecture that supports different perceptual aspects of the experience is thus, a fundamental step to our understanding of the functional role of different regions in the cerebral pain matrix that are involved in the cortical circuitry underlying the subjective experience of pain. Among various brain regions involved in the processing of nociceptive information, primary and secondary somatosensory cortices (S1 and S2) are the main areas generally associated with the processing of sensory-discriminative aspect of pain. However the functional organization in these somatosensory areas is not completely clear and relatively few studies have directly examined the integration of information among somatic sensory regions. Thus, several questions remain regarding the hierarchical relationship between S1 and S2, as well as the functional role of the inter-hemispheric connections of the homologous somatic sensory areas. Likewise, the question of serial or parallel processing within the somatosensory system is another questionable issue that requires further investigation. The purpose of the present study was to test a number of causal hypotheses regarding the functional interactions between S1 and S2, while subjects were receiving painful electric shocks. We implemented a connectivity modeling approach, which utilizes a causal description of system dynamics, in order to study the interactions among activation sites defined by a data set derived from a functional imaging study. Our paradigm consists of 3 experimental scans using electric shock stimuli, with the stimulus intensity changing from moderately painful (level 3), to slightly painful (level 2), and to completely non-painful (level 1) during the final scan. Therefore our paradigm allowed us to investigate how stimulus intensity is encoded within our network of interest, and how the connectivity of the different regions is modulated across the different stimulus conditions. Our result is in favor of serial mode of somatosensory processing with thalamocortical input to S1 contralateral to stimulation site. Thus our results implicates that pain information is propogated from S1 contralateral through our network of interest comprising of bilateral S1 and S2. Our analysis indicates that S1→S2 connection is modulated by pain, which suggests that S2 is higher on the hierarchy of pain processing than S1, in accordance with previous neurophysiological and MEG findings. Lastly, our analysis provides evidence for the entrance of somatosensory information into the hemisphere contralateral to the stimulation side, with inter-hemispheric connections responsible for the transfer of information to the ipsilateral hemisphere.

Cette thèse porte sur les problèmes de déploiement des Réseaux de Capteurs sans Fil (RCsF). Elle suit trois directions principales : (1) le déploiement aléatoire, (2) le déploiement déterministe, et (3) l'auto-déploiement. En premier lieu, nous présentons une étude sur le placement aléatoire des capteurs dans les RCsF et nous élaborons une stratégie pratique de déploiement aléatoire. Ensuite, dans le cadre d'un déploiement déterministe, nous analysons le problème de gestion des imperfections liées à la collecte des données par les capteurs. Nous discutons les modèles de couverture et les algorithmes de placement existants et nous exploitons la théorie de l'évidence pour concevoir des stratégies de déploiement plus efficaces. Enfin, nous explorons les stratégies d'auto-déploiement existantes et nous élaborons un protocole en deux phases, léger et complet, pour assurer une couverture optimisée de la zone contrôlée en utilisant un RCsF mobile. Les résultats obtenus montrent l'efficacité des approches proposée qui ont été étudiées à la fois sur des données synthétiques que sur un test expérimental / This dissertation is an in-depth investigation of the Wireless Sensor Networks (WSNs) deployment problems that follows three general directions: (1) random deployment, (2) deterministic deployment, and (3) self-deployment. First, we present a survey and taxonomy of random node placement in WSNs and we devise a practical random deployment strategy. Second, we analyze the uncertainty-aware deterministic WSNs deployment problem where sensors may not always provide reliable information. We discuss sensor coverage models and placement algorithms found in the literature and we investigate the evidence theory to design better deployment strategies. We devise evidence-based sensor coverage models and we propose several polynomial-time uncertainty-aware deployment algorithms. Third, we explore the published self-deployment strategies and we devise a lightweight and comprehensive two-phase protocol, for ensuring area coverage employing a mobile WSN. Experimental results based on synthetic data sets, data traces collected in a real deployment, and an experimental test, show that the proposed approaches outperform the state-of-the-art deployment strategies

Le contexte lié au changement global et aux risques encourus par la biodiversité ont conduit les gestionnaires à développer des outils afin de préserver notre environnement et la biodiversité De nombreuses questions ont alors été soulevées notamment au sujet de la connectivité entre populations à préserver et de la définition des aires protégées. En milieu marin cette question soulève le problème des capacités de dispersion et du lien entre durée de la phase larvaire et flux de gènes. Dans ce contexte nous avons choisi d'étudier la connectivité entre populations de deux espèces à valeur commerciale et patrimoniale que sont l'oursin commun Paracentrotus lividus et le sar commun Diplodus sargus. Dans le cas de P. lividus, l'étude combinant plusieurs jeux de données utilisant des marqueurs moléculaires différents, à la fois produits pendant ce travail de thèse et issus de la littérature, a mis en évidence une différenciation génétique significative insoupçonnée à l'échelle régionale (40km) pour une espèce présentant une phase larvaire pélagique pouvant atteindre un mois. Cette étude a également permis de caractériser l'intensité et la direction des flux de gènes entre les bassins océaniques du sud-est de l'Atlantique Nord, de la Méditerranée et de l'Adriatique. / The context related to global change and risks of biodiversity loss have led managers to develop tools to help preserve our environment and the associated biodiversity. Many questions have been raised especially concerning the connectivity between populations and the definition of marine protected areas. These questions raise the problem of dispersal abilities and of the relationship between pelagic larval duration and gene flow. In this context we have chosen to study the connectivity between populations of two species of high commercial and patrimonial values: the edible sea urchin Paracentrotus lividus and the white seabream Diplodus sargus. In the case of P. lividus, the study combining several data sets and using different molecular markers, produced during this work or obtained from the literature, showed unexpected significant genetic differentiation at the regional scale (40km) for a species with a pelagic larval duration of up to one month. This study also allowed us to characterize the intensity and direction of gene flow between ocean basins of the southeastern North Atlantic, Mediterranean Sea and Adriatic Sea. Indeed gene flow was asymmetric and oriented from the Atlantic to the Mediterranean Sea and from the Adriatic Sea and to the Mediterranean Sea. These findings raise important questions about the origin of these different levels of differentiation and led me to make several assumptions on the impact of phenomena such as local adaptation, selective effects coupled with endogenous barriers, hydrological factors and / or biogeochemical. Several research perspectives are proposed to test these hypotheses.

Le traçage rétrograde des voies corticales chez le singe a permis d’étudier deux sujets liés. En premier lieu, des injections dans 40 aires d'un atlas cortical de 91 aires ont permis de constituer une base de données cohérente sur la connectivité corticale à l’échelle de l’hémisphère. Les structures sous-corticales favorisant la communication corticale via la formation de boucles cortico-sous-cortico-corticales ont été examinées. Nous montrons que la force des projections du claustrum (considéré comme ayant une affiliation étroite avec le cortex) vers chaque aire explorée est exceptionnelle. De plus, un chevauchement des neurones marqués dans le claustrum a été observé suite à des paires d'injections dans des aires largement éloignées, y compris dépourvues de connexions cortico-corticales directes. A l’aide d’outils de la théorie des graphes, nous avons examiné la centralité des 40 aires et du claustrum dans le réseau cortical. En particulier, le claustrum est le meilleur exemple d’une aire pouvant prétendre au statut de « hub ». Ces résultats soulignent l'importance d'étudier les principes organisationnels du cortex via l'analyse de la topologie de son réseau. En second lieu, nous avons étudié le développement de la voie corticospinale par laquelle le cortex influence la planification, l'exécution et le contrôle de la motricité fine. Nous montrons que la topologie des projections corticospinales chez l’adulte émerge suite à un processus développemental de raffinement des projections ipsi- et controlatérale étendues. Ces résultats suggèrent que le développement de la connectivité corticale pourrait être régulé de manière dynamique et spécifique aux primates / The retrograde tracing experiments in macaque cortex in this thesis had two related objectives. Firstly, injections in 40 cortical areas (from a 91-area atlas) allowed the construction of a hemisphere-wide consistent database of cortical connectivity. We examined which subcortical structures promote cortical communication via the formation of cortico-subcortical-cortical loops. The claustrum, which we argue has a tight affiliation with the cortex, showed uniquely strong outputs to every cortical area. Widely separated injection pairs led to overlapping labelled neurons in the claustrum including those pairs lacking direct cortico-cortical connections. Using graph theoretic tools, we examined how central the 40 areas and claustrum are in the cortical network, specifically with respect to hub status. This showed that the claustrum is, beyond doubt, the prime hub of the cortex. These findings emphasise the importance of studying the organizational principles of the cortex via the analysis of its network topology. Secondly, we investigated the development of the corticospinal pathway, a route over which the cortex directly influences the planning, execution and control of fine voluntary movements. We show that the adult pattern of corticospinal projections emerges via a developmental process from a widespread ipsi- and contralateral distribution. These findings suggest that the developmental refinement of cortical connectivity might be dynamically regulated and primate specific