Ce projet de recherche a été mené dans le cadre du groupe de recherche NECOTIS (Neurosciences Computationnelles et Traitement Intelligent du Signal). Ce groupe de recherche agit principalement dans le domaine du traitement de l’image et de l’audio grâce à des méthodes de traitement de signal bio-inspirées. Différentes applications ont été développées en reconnaissance de la parole, dans la séparation de sources sonores ou encore en reconnaissance d’images. Bien qu’ils existent depuis plus de quarante ans, les systèmes d’aide aux personnes atteintes de déficiences visuelles, que cela soit des prothèses visuelles (invasif) ou des système de substitution sensorielle (non invasif), n’ont pas percé dans le milieu du handicap. Il serait difficile d’imputer cet état de fait à des limitations technologiques : depuis les premières approches, les prothèses visuelles ou les systèmes de substitution sensorielle n’ont cessé de se perfectionner et de se diversifier. Toutefois, si la question de savoir comment transmettre le signal est bien documentée, la question de savoir quel signal transmettre a été plus rarement abordée. Différents systèmes ont été développés mais le plus impressionnant est le récit des utilisateurs de tels systèmes. Ainsi, il fait plaisir de lire que l’artiste Neil Harbisson, qui ne voit aucune couleur, explique comment une caméra attachée à se tête lui permet d’entendre des couleurs et ainsi de pouvoir peindre [Montandon, 2004]. Un autre exemple tout aussi impressionnant, la scientifique Wanda Díaz-Merced, qui travaille pour xSonify, explique comment elle analyse différentes données en les encodant de façon sonore [Feder, 2012]. C’est dans ce cadre que ce projet de substitution sensorielle de la vision vers l’audition a été développé. En effet, nous avons utilisé le traitement de signal bio-inspiré afin d’extraire différentes caractéristiques représentatives de la vision. De plus, nous avons essayé de générer un son agréable à l’oreille et représentatif de l’environnement dans lequel évolue la personne. Ce projet a donc davantage été axé sur la nature du signal transmis à la personne ayant des déficiences visuelles.

L'objectif de la thèse est de contribuer à l'explicitation du lien au terroir, dans le cas de vins d'Appellation d'Origine Contrôlée. À ce lien au terroir correspond une typicité, qui correspond à des propriétés remarquables et partagées pour un groupe humain de référence. Le lien causal entre typicité et terroir a été étudié en prenant comme élément d'étude le chantier de vendange et les vinifications associées. La composition phénolique des vendanges, et leur aptitude à être extraits lors de la vinification ont permis de mieux interpréter le lien causal étudié. La représentation conceptuelle de la typicité, qui engendre des choix techniques, a été mise en évidence, du point de vue des critères sensoriels d'appartenance et des critères sensoriels de distinction. Cette représentation conceptuelle est en générale consensuelle, et les principaux facteurs du terroir, explicatifs du lien, correspondent au milieu physique. La représentation perceptuelle a été étudiée, permettant de mettre en évidence des descripteurs d'appartenance et de distinction, et de les hiérarchiser vis à vis de la perception globale de la typicité. Cette représentation est moins consensuelle. Les principaux facteurs du terroir, explicatifs du lien, correspondent aux actes techniques, en particulier la date de vendanges et la durée de cuvaison.Une évolution de la composition de la vendange en fonction du niveau de maturité a été mise en évidence d'un point de vue histologique, mais son interprétation est incomplète. L'aptitude des proanthocyanidines à être extraits, en fonction du niveau de maturité des baies est fortement corrélé à la perception globale de la typicité. Dans le cas de vins revendiquant un lien au terroir, certaines représentations de la typicité sont partagées, et engendrent des choix techniques (date de vendange, durée de cuvaison). L'importance de ces choix peut être démontré par l'étude de la composition de la vendange en composés phénoliques. Cependant, il existe un écart entre la typicité en tant que concept et la typicité telle qu'elle est sensoriellement perçue. / The aim of this work is to contribute to highlight the terroir effect, in the case of wines from delimited origin. The typicality is the result of the terroir effect and corresponds, to remarkable and shared properties for a human group of reference. The causal link between typicality and terroir was studied by taking into account the harvest date and the associated wine makings. The phenolic composition of the grape at harvest, and their extractability during the wine making made it possible to better interpret the studied causal link. The conceptual representation of the typicality, which generates technical choices, was highlighted, from the point of view of the sensory criteria of similarity and of distinction. This conceptual representation is in general consensual, and the main factors of the terroir, which explain the causal link, correspond to the soil and climate. The perceptual representation was studied, descriptors of similarity and distinction were highlighted, and theses descriptors were organized with respect to the global perception of the typicality. This representation is less consensual than conceptual one. The main factors of the terroir, which explain the causal link, correspond to the technical acts, particularly the harvest date and the vatting duration.Composition of the harvest, according to the level of maturity was highlighted from a histological point of view, but its interpretation was unfinished. The aptitude of the proanthocyanidins for being extracted, according to the level of maturity is strongly correlated for the global perception of the typicality. For wines related to terroir, some typicality representations are shared, and lead to technical choices (harvest date, duration of vatting). These choices are explained by the harvest composition. However, there is a difference between the typicality as a concept and the typicality as sensory perception.

L'exercice permet l'acquisition et l'intégration de nouvelles habiletés motrices propres à la nature de l'activité considérée. L'exercice est également un facteur de risque de lésions et semble altérer temporairement la fonction d'équilibration. Cependant, les mécanismes physiologiques et physiopathologiques et leurs conséquences sur la fonction d'équilibration sont encore mal connus. Ce travail, pour lequel le cyclisme a été utilisé comme modèle neurosensoriel, visait à évaluer les éventuelles modifications des stratégies sensori-motrices physiologiques et compensatoires de la fonction d'équilibration en fonction du type d'exercice et de perturbations de l'homéostasie.Les stratégies sensori-motrices de routiers et de vététistes et celles des effets d'une déshydratation induite par un exercice ont été évaluées par posturographie. De plus, la prévalence de vertiges après compétitions ou entraînements a été évaluée par questionnaire chez des routiers et des descendeurs (spécialistes du vélo tout terrain descente). Pour assurer la fonction d'équilibration, les vététistes, qui pratiquaient le plus de VTT, utilisaient principalement les informations proprioceptives. Les routiers et les vététistes, qui pratiquaient le plus le cyclisme sur route, utilisaient davantage les informations visuelles. La déshydratation induite par l'exercice altérait temporairement le contrôle postural. Plus la déshydratation était importante, moins les informations vestibulaires étaient requises. Les vertiges survenaient couramment après la pratique du cyclisme et, en particulier, en VTT descente. L'épuisement a été rapporté comme un déterminant important des vertiges en cyclisme sur route alors que les accélérations-décélérations brusques et les chutes ont été rapportées comme déterminants des vertiges en VTT descente.La différence d'organisation sensorielle entre les vététistes et les routiers peut être expliquée par des processus adaptatifs élaborés à partir des stimulations environnementales et des spécificités techniques de ces disciplines. Bien que la fatigue musculaire puisse expliquer les altérations posturales à la suite d'un exercice, les modifications de l'homéostasie des liquides vestibulaires peuvent également diminuer le poids de l'information vestibulaire dans la régulation de l'équilibration. Les mécanismes physiopathologiques générant des vertiges peuvent être liés à des modifications homéostatiques induites par l'effort en cyclisme sur route. En VTT descente, les accélérations-décélérations (incluant les chutes), auxquelles la tête est soumise, peuvent générer des dysfonctionnements des structures vestibulaires, en particulier des organes otolithiques / Exercise leads to the acquisition and the integration of new motor skills specific for the type of practiced activity. Exercise is also a risk factor for injuries and seems to transiently alter the balance function. Nevertheless, physiological and pathophysiological mechanisms and their consequences on balance function still remain unclear. This work, which used cycling as a neurosensory model, aimed to evaluate the possible changes of physiological and compensatory balance-related sensory-motor strategies in function of the type of exercise and homeostatic perturbations. Road cyclists? (RCs) and mountain bikers? (MTBs) sensory-motor strategies were evaluated by posturography as well as the effects of exercise-related dehydration. Moreover, the prevalence of vertigo after competitions or training sessions was investigated by a questionnaire in RCs and downhill mountain bikers (MTBsDh).Balance-related visual information was better used by RCs and MTBs, who mainly practised road cycling. Somesthetic information was better used in MTB, who mainly practiced mountain biking. Exercise-related dehydration transiently altered postural control. The more severe the dehydration, the lower was the use of vestibular information. Vertigo commonly occurred after the practice of cycling, particularly in downhill mountain biking. Exhaustion was reported as a crucial factor for vertigo by RCs, whereas for MTBs it was sudden accelerations-decelerations and falls.The difference in sensory organisation between MTB and RC could be explained by adaptive processes elaborated from environmental stimulations and technical specificities of these disciplines. Even though muscular fatigue could explain the exercise-induced alterations of postural performances, vestibular fluid modifications may also be involved by their influence on intralabyrinthine homeostasis, lowering thus the contribution of vestibular information on balance control. The pathophysiological mechanisms generating vertigo might be an effort-related disturbance of homeostasis in RCs. In MTBsDh, the accelerations-decelerations (including falls), to which the head is subjected, might generate dysfunction of peripheral vestibular structures, particularly the otolith organs

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La plupart des études sur la perception isolent une modalité sensorielle pour mieux l’étudier et la comprendre. Malheureusement, aucun de nos sens ne représente la seule source d’information, car une intégration sensorielle se fait en tout moment lors de la perception de l’environnement. L’information d’un sens est donc plutôt en accord ou en conflit avec l’apport d’information des autres sens. Le but de la présente étude était d’investiguer, par IRMf, les activations cérébrales d’une intégration visuelle et olfactive lorsque ces deux perceptions sont congruentes. Pour ce faire, une image et/ou une odeur étaient présentées au sujet et ce dernier devait identifier si le stimulus perçu était congruent. Ce protocole permettait d’observer les activations cérébrales lors de l’analyse d’un stimulus et la prise de décision selon la congruité du stimulus présenté. La condition de congruence vision-odeur activa les zones visuelles et olfactives plus fortement que lors des conditions contrôle (image seule, odeur seule). Ces résultats illustrent une potentialisation des aires visuelles et olfactives par une intégration d’information congruente venant de ces deux modalités. Par conséquent, l’intégration d’un stimulus visuel et odorant congruent semble rehausser la perception du stimulus. / Most studies on perception isolate one sensory modality in order to better study and comprehend it. Unfortunately, none of our senses represents the only source of information, since sensory integration is underway at all times during environmental perception. The information from one sense is therefore usually in agreement with or in conflict with the input of information from other senses. The goal of the present study was to investigate, by fMRI, the cerebral activations caused by visual and olfactory integration when these two perceptions are congruent. To do this, an image and/or an odour were presented to the subject who then had the task of identifying whether the perceived stimulus was congruent. This protocol allowed the observation of the cerebral activations during stimulus analysis and decision-making depending on the congruity of the presented stimulus. The vision-odour congruent condition activated the visual and olfactory areas more strongly than the control conditions (image only, odour only). These results illustrate a potentialization of the visual and olfactory areas by an integration of the congruent information coming from these two modalities. As a result, the integration of a visual and olfactory congruent stimulus seems to enhance the perception of a stimulus.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'objectif de cette thèse était de mieux comprendre les mécanismes mnésiques liés à une stimulation nociceptive. Un premier axe de notre travail a été d'étudier l'influence de la douleur sur la mémorisation de mots grâce à une étude comportementale. Contrairement à d'autres émotions, nous avons montré qu'une douleur n'influençait pas la mémorisation du contenu d'un texte, qu'il soit lié à la douleur ou pas. Le deuxième axe, correspondant à la thématique majeure de la thèse, a été abordé à travers trois études : une étude comportementale permettant de tester la robustesse de la mémorisation nociceptive et ses spécificités; des enregistrements électro-encéphalographiques (EEG) intra-cérébraux afin d'identifier les régions cérébrales impliquées dans la mémorisation nociceptive et leurs interactions et enfin une exploration EEG de scalp chez des sujets sains permettant une vision plus globale des mécanismes mnésiques de ces stimulations. Ces études ont montré des phénomènes liés à la mémorisation non spécifiques à la stimulation nociceptive, telle que l'augmentation de la puissance alpha pendant la phase de rétention. Elles ont également mis en relief des spécificités liées à la mémorisation nociceptive en révélant l'existence d'un biais mnésique suite à une stimulation nociceptive de forte intensité, faussant l'évaluation d'une autre stimulation survenant ultérieurement. Les enregistrements EEG ont montré une augmentation de la connectivité beta entre des régions corticales de la matrice douleur et du cortex préfrontal lors de la phase de rétention. Cette connectivité pourrait refléter une trace de la mise en mémoire des informations nociceptives / The aim of this thesis was to better understand memory mechanisms of a nociceptive stimulation.A first axis of our work was to study pain influence on memorisation of words by a behavioural study. Contrary to other emotions, we demonstrated that pain didn’t influence the memory content of a text, related or not to pain.Our second axis, corresponding to the major thematic of this thesis, was addressed through three studies: a behavioural one allowing us to test robustness of nociceptive memorisation and it specificities; intracerebral electroencephalographic recordings (EEG) to identify brain regions involved in nociceptive memorisation and their interactions, and finally scalp EEG exploration in healthy subjects allowing a broader view of memorisation mechanisms of these stimulations.These studies demonstrated phenomena related to memorisation that was nonspecific to nociceptive stimulation, like alpha power enhancement during retention phase. They also highlight specificities related to nociceptive memorisation revealing memory bias existence following nociceptive stimulation of high intensity, distorting next stimulation evaluation. EEG recordings demonstrated beta connectivity enhancement between cortical regions of the pain matrix and prefrontal cortex during retention phase. This connectivity could reflect memory trace of nociceptive information

La représentation corticale des informations sensorielles est fondamentale dans la perception, la reconnaissance et la mémorisation des différents objets de l’environnement. Les mécanismes de codage d’un stimulus sensoriel au niveau d’une population neuronale prennent place dans le temps et l’espace, deux composantes que nous avons étudiées successivement dans ce travail de thèse. Dans le bulbe olfactif, la dynamique des activités neuronales se traduit par de larges oscillations du potentiel de champ local. Plusieurs études indiquent que ces activités oscillatoires varient en fonction de l’environnement olfactif ou de l’expérience de l’animal. Toutefois peu d’études ont comparé les réponses oscillatoires aux odeurs entre les états d’éveil et d’anesthésie. La composante spatiale du traitement olfactif dans le bulbe se manifeste par l’activation d’unités fonctionnelles, les glomérules. Visualisées par des techniques d’imagerie fonctionnelle, ces activités distribuées à la surface du bulbe olfactif forment une topographie lâche des molécules olfactive reconnues en périphérie par les neurorécepteurs olfactifs. L’existence d’une plasticité de ces cartes spatiales, un aspect crucial du codage de la représentation de l’information dans d’autres modalités sensorielles, est débattue dans le bulbe olfactif. Dans ce cadre, les travaux présentés dans cette thèse s’articulent autour de deux questions : quel est l’impact de l’état d’éveil de l’animal sur les oscillations du potentiel de champ local enregistré dans le bulbe olfactif ? Existe-t-il une plasticité des cartes glomérulaires suite à un apprentissage associatif ? Par l’enregistrement, chez les mêmes souris, des régimes oscillatoires en condition éveillée et anesthésiée (par un mélange de kétamine-xylazine ou kétamine-médétomidine), nous montrons que les profils de réponses oscillatoires évoquées par l’odeur sont similaires dans les deux conditions, et que l’activité spontanée est modulée différemment selon le régime anesthésique. Pour étudier le codage spatial nous avons en premier lieu visualisé et décrit les variations des cartes glomérulaires évoquées par les odeurs en enregistrant par imagerie optique deux types de signaux basés sur l’activité métabolique, le signal intrinsèque et l’autofluorescence des flavoprotéines. Suite au développement d’une fenêtre optique dans le bulbe olfactif en chronique, nous avons pu comparer les cartes spatiales obtenues avant et après un apprentissage olfactif. Nous avons mis en évidence un impact différentiel de deux types de conditionnement sur la représentation spatiale de l’odeur. / The cortical representation of sensory information is fundamental for perception, recognition and storage of different objects in the environment. Sensory coding by neuronal population has two components, time and space, that we studied successively in this thesis. In the olfactory bulb, the rhythmic and transient’s dynamic of the extracellular activities are represented as large oscillations of the local field potential. Several studies indicate that these oscillatory activities vary with the olfactory environment or the experience of the animal. However, very few studies have compared oscillatory profiles evoked by odors between awake and anesthetized animals. The spatial component of sensory processing in the olfactory bulb is characterized by the activation of functional units, the glomeruli, which can be visualized by functional imaging techniques. These distributed activities at the surface of the olfactory bulb form a coarse topography of the olfactory molecules that bind on peripheral olfactory neuroreceptors. However, the fact that these spatial maps are plastic, a crucial aspect of encoding the representation of information in other sensory modalities, is still debated in the olfactory bulb. In this context, the work presented in this thesis is driven by two questions: what is the impact of the level of arousal on the oscillations of local field potential recorded in the olfactory bulb? Are glomerular maps plastic after associative learning? In the same mice, we recorded oscillatory activities in awake and anesthetized conditions (using ketamine-xylazine or ketamine-medetomidine mixtures). We show that the profiles of oscillatory responses evoked by odor stimulations are similar in the two conditions, and that spontaneous activity is differentially modulated according to the anesthetic regime. To study odor spatial coding, we used optical imaging to record odor-evoked glomerular maps using two types of metabolic signals, the intrinsic signal and flavoproteins autofluorescence. We developed chronic optical window on the olfactory bulb that allowed us to compare the spatial maps obtained before and after olfactory learning. We have shown that two types of conditioning exerted a differential impact on the spatial representation of the odor.

Dans le contexte actuel de revalorisation de la consommation des fruits et légumes, il est essentiel de connaître l'impact des procédés de transformation sur leurs composés d'intérêt nutritionnel. Cette problématique a été appliquée aux polyphénols et aux fibres alimentaires de la pomme et à deux produits : la quatrième gamme et la compote. L'originalité de l'approche repose sur un suivi de ces composés étape par étape au cours de procédés industriels et sur une caractérisation physique et sensorielle complémentaire des produits transformés. La caractérisation physique et sensorielle des produits transformés a permis de mettre en évidence les spécificités des compotes étudiées et l'impact de la matière première utilisée. Dans le cas de la quatrième gamme cette caractérisation a servi une étude de faisabilité industrielle et a permis de choisir les meilleures conditions atmosphère/variété. Le suivi des polyphénols et des fibres alimentaires de la pomme à la compote a révélé l'importance de l'agencement des étapes du procédé. La cuisson avant raffinage permet l'extraction d'une partie des polyphénols et des pectines et leur maintien dans la purée. Le stockage du produit en bac tampon dégrade par contre ces composés. En définitive, polyphénols et capacité antioxydante sont préservées au cours du procédé compote. En revanche, la teneur en fibres diminue mais la proportion en fibres solubles et les propriétés d'hydratation augmentent. Ces composés sont globalement préservés dans la pomme quatrième gamme après 12 jours de conservation. Ce procédé maintien les qualités nutritionnelles du fruit frais mais sa fragilité reste un obstacle à sa commercialisation.

L'objectif de cette étude est d'apporter une contribution à la description de produits complexes non anonymes. La complexité du produit choisi, l'habitacle avant de véhicules automobiles, tient principalement à la grande quantité d'éléments et de fonctions qu'il contient. <br />Lors de tests d'analyse sensorielle, les produits doivent être anonymes pour limiter l'influence sur les évaluations, de facteurs externes tels que l'image de marque du produit. Lors de notre étude, les produits, aisément reconnaissables, ne peuvent pas être rendus anonymes. Nous avons donc choisi de quantifier l'influence des propriétés sensorielles et de l'image de marque sur les préférences des consommateurs. <br /><br />Les propriétés sensorielles de 11 habitacles ont été décrites par un profil sensoriel comprenant 24 descripteurs. 204 consommateurs ont attribué des notes de préférence aux produits. Ils ont également évalué les images des constructeurs associés au moyen de 15 descripteurs sélectionnés lors d'une étude préliminaire. <br />La cartographie externe des préférences permet d'expliquer les préférences des consommateurs à l'aide des caractéristiques sensorielles des produits. <br />La régression progressive est employée à deux reprises sur les notes hédoniques de chaque consommateur, considéré individuellement. Les variables prédictives sont : <br />• les variables sensorielles issues du profil. Les descripteurs sensoriels sont ainsi hiérarchisés en fonction de l'importance qu'ils revêtent dans l'établissement des préférences. <br />• les variables sensorielles et les évaluations individuelles des images de marque des constructeurs. Les contributions relatives des sensations et de l'image de marque peuvent être estimées. Il est alors possible de classer les consommateurs : certains sont principalement influencés par les attributs sensoriels des produits ; d'autres par l'image de marque des descripteurs ; d'autres encore sont influencés à part égale par les deux aspects.