La maladie de Parkinson est la deuxième maladie neurodégénérative la plus courante et la première associée à des troubles moteurs. Elle se manifeste principalement par un ralentissement des mouvements volontaires, une raideur des muscles et la présence de tremblements au repos. Sur le plan histopathologique, la maladie de Parkinson est marquée par la diminution progressive des neurones dopaminergiques dans la substance noire et la formation d'agrégats toxiques composés majoritairement de la protéine alpha-synucléine (αSyn). Des recherches ont établi un lien entre le gène *RIT2* et cette maladie. Ce gène code pour la protéine RIT2, une petite GTPase de la famille Ras jouant un rôle dans plusieurs processus neuronaux. L'analyse de l'expression de *RIT2* dans les cerveaux humains post-mortem de patients atteints de la maladie de Parkinson révèle que son expression est diminuée. La surexpression de *RIT2 in vitro* et *in vivo* induit une diminution d'αSyn et renverse les déficits moteurs liés à la synucléinopathie. Ces résultats suggèrent que la modulation de *RIT2* pourrait protéger contre la dégénérescence neuronale. Notre objectif est de produire une lignée cellulaire humaine rapportrice pour l'expression de *RIT2*. Cette lignée sera un outil permettant le criblage de petites molécules capable de passer la barrière hématoencéphalique afin d'identifier des composés existants pouvant augmenter l'expression de *RIT2*. Pour ce faire, la technique CRISPR-cas9 a été utilisée sur des iPSCs humaines afin d'insérer la séquence de la protéine fluorescente tdTomato dans le locus du gène *RIT2*. Les neurones dopaminergiques différenciés à partir de ces cellules exprimeront tdTomato, permettant ainsi le suivi de *RIT2* pour le criblage de petites molécules. La validation éventuelle de ces composés offrira une avancée importante vers l'identification de nouveaux agents thérapeutiques pour la maladie de Parkinson. / Parkinson's disease is the second most common neurodegenerative disease and the first associated with motor disorders. It mainly manifests as a slowing down of voluntary movements, muscle stiffness, and the presence of resting tremors. Histopathologically, Parkinson's disease is marked by the progressive loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra and the formation of toxic aggregates primarily composed of the protein alpha-synuclein (αSyn). Research has linked the *RIT2* gene to this disease. This gene encodes the RIT2 protein, a small GTPase of the Ras family involved in several neuronal processes. Analysis of *RIT2* expression in post-mortem human brains from patients with Parkinson's disease reveals that its expression is decreased. The overexpression of *RIT2 in vitro* and *in vivo* induces a reduction of αSyn and reverses the motor deficits associated with synucleinopathy. These results suggest that modulation of *RIT2* could protect against neuronal degeneration. Our objective is to produce a human reporter cell line for *RIT2* expression. This line will be a tool for screening small molecules capable of crossing the blood-brain barrier to identify existing compounds that can increase *RIT2* expression. To this end, the CRISPR-Cas9 technique was used on human iPSCs to insert the sequence of the fluorescent protein tdTomato into the *RIT2* gene locus. Dopaminergic neurons differentiated from these cells will express tdTomato, allowing the monitoring of *RIT2* for small molecule screening. The eventual validation of these compounds will offer significant progress towards identifying new therapeutic agents for Parkinson's disease.

La lombalgie chronique non spécifique (LC) est la première cause d'années de vie vécues avec incapacité dans le monde. Alors que la vision réductionniste qui consistait à attribuer une cause uniquement biophysique à la LC n'est plus dominante, il reste néanmoins illusoire d'affirmer que cette douleur est parfaitement comprise par les chercheurs et les cliniciens. La LC est probablement due à l'intrication d'une multitude de facteurs, qu'ils soient d'origine périphérique (ex : contraintes mécaniques sur le rachis) ou centrale (ex : activité augmentée de certaines zone cérébrales impliquées dans le contrôle de la douleur). Une grande partie des dizaines interventions existantes visent à cibler les facteurs périphériques de la LC, avec une efficacité faible à modérée. Par exemple, les exercices de contrôle moteur (MCE, de l'anglais *motor control exercise*) sont recommandés par les guides de pratique cliniques comme un traitement de première ligne, mais certains patients n'ont que peu ou pas d'amélioration à la suite de ce traitement. Ces dernières années, des techniques de stimulation cérébrale non invasive (NIBS, de l'anglais *non invasive brain stimulation*), dont la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS, de l'anglais *repetitive transcranial magnetic stimulation*), pouvant potentiellement cibler directement des facteurs centraux de la douleur ont été testées pour diminuer la douleur en LC avec des résultats contradictoires. **Le premier objectif** de ce doctorat a donc été de recenser la littérature sur l'intérêt de la NIBS dans le traitement de la LC à l'aide d'une revue systématique avec méta-analyse. Sur la base des 12 articles inclus, il a été observé que des sessions répétées de NIBS ne permettent pas une amélioration de la douleur à court et moyen termes en comparaison à des stimulations placebo. Cependant, il est important de noter que la majorité des études ont utilisé la stimulation transcrânienne à courant direct (tDCS). Dans cette revue, les deux seules études ayant évalué la rTMS ont retrouvé des effets positifs sur la douleur, mais il convient de confirmer ces résultats aux vues de leur faible qualité méthodologique. Pour ce faire, **le second objectif** de cette thèse a été la réalisation d'un essai contrôlé randomisé (ECR) visant à comparer l'efficacité de la rTMS, associée ou non à des MCE, par rapport à des stimulations placebo pour diminuer la douleur chez des individus avec LC. Cent-quarante participants ont été randomisés en quatre groupes : rTMS active / rTMS active + MCE / rTMS placebo / rTMS placebo + MCE. A la suite des huit semaines de traitement, tous les groupes ont eu une amélioration statistiquement significative de leur douleur, sans qu'un groupe n'ait eu de meilleurs résultats que les autres. Cela pose des questions tant sur l'efficacité de la rTMS en LC que sur l'efficacité des MCE comparés à un placebo pouvant être perçu comme impressionnant par les participants. La douleur en LC étant multifactorielle, il reste possible que le regroupement des participants en sous-groupes selon des caractéristiques cliniques ou physiologiques précises puisse permettre de retrouver une efficacité de la rTMS ou des MCE. Pour réaliser **ce troisième objectif**, différents prédicteurs potentiels ont été évalués afin d'identifier des répondeurs aux traitements proposés dans l'ECR précédemment décrit. Les résultats de cette analyse secondaire indiquent que parmi les participants ayant reçu la rTMS active, ceux présentant des symptômes de sensibilisation centrale élevés avaient une incapacité significativement plus importante à la fin du traitement par rapport à ceux ayant moins de sensibilisation centrale. Chez les participants présentant des niveaux élevés de sensibilisation centrale, ceux ayant reçu la rTMS active présentaient également une incapacité plus importante que ceux ayant reçu la rTMS placebo. Aucun autre prédicteur n'a eu d'effet sur l'incapacité ou la douleur. **Pour conclure**, les résultats de cette thèse semblent indiquer que la rTMS, les MCE, et leur association ne sont pas plus efficaces que des stimulation cérébrales placebo pour diminuer la douleur en lombalgie chronique. De plus, notre analyse exploratoire suggère que la rTMS pourrait empêcher l'amélioration de l'incapacité chez les patients souffrant de LC et présentant des symptômes auto-rapportés élevés de sensibilisation centrale. / Chronic nonspecific low back pain (CLBP) is the leading cause of years lived with disability worldwide. While the reductionist view of attributing a solely biophysical cause to CLBP is beginning to fade, it remains illusory to say that researchers and clinicians fully understand this pain. CLBP is likely due to the intricate interplay of many factors, whether of peripheral origin (e.g., mechanical constraints on the spine) or central (e.g., increased activity of certain brain areas involved in pain processing). Many of the existing interventions aim to target peripheral factors in CLBP, with low to moderate efficacy. For example, MCE are recommended by clinical practice guidelines as a first-line treatment, but some patients have little or no improvement following this treatment. In recent years, NIBS techniques, including rTMS, which can potentially directly target central pain factors, have been tested to reduce pain in CLBP with contradictory results. **The first objective** of this thesis was to evaluate the literature on the effectiveness of NIBS in treating CLBP through a systematic review and meta-analysis. Based on the 12 articles included, it was observed that repeated sessions of NIBS did not outperform sham stimulations for pain reduction in the short and medium term. However, it is important to note that most studies have used transcranial direct current stimulation (tDCS). In this review, the only two studies that assessed rTMS reported positive effects on pain intensity, but the low methodological quality of these studies implies further confirmation of these findings. To do this, **the second objective** of this thesis was to conduct a randomized controlled trial (RCT) to compare the efficacy of rTMS in association or not with MCE with a placebo to reduce pain in individuals with CLBP. One hundred forty participants were randomized into four groups: rTMS active / rTMS active + MCE / rTMS placebo / rTMS placebo + MCE. After eight weeks of treatment, all groups had a statistically significant improvement in their pain, with no group being superior to the others. These results raise questions about both the effectiveness of rTMS in CLBP and the effectiveness of MCE compared to a placebo which may be perceived as impressive by participants. Since CLBP is a heterogeneous pathology in its causes, grouping participants into subgroups according to specific clinical or physiological characteristics may allow us to retrieve the potential effectiveness of rTMS or MCE. To achieve **this third objective**, various potential predictors were evaluated to identify responders to the treatments proposed in the previously described RCT. The results of this secondary analysis indicate that among participants who received active rTMS, those with higher levels of self-reported central sensitization symptoms had significantly greater disability at the end of the treatment compared to those with lower central sensitization. Among participants with high central sensitization, those who received active rTMS also exhibited greater disability than those who received sham rTMS. No other predictors affected disability or pain. In conclusion, the findings of this thesis suggest that rTMS, MCE, and their combination, are no more effective than a placebo stimulation in reducing pain in CLBP. Moreover, our exploratory analysis suggests that rTMS may prevent disability improvement in patients with CLBP with higher self-reported symptoms of central sensitization.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / L’acquisition des signaux électriques provenant des neurones du cerveau permet aux neurobiologistes de mieux comprendre son fonctionnement. Dans le cadre de ce travail, de nouveaux algorithmes de compression des signaux neuronaux sont conçus et présentés. Ces nouveaux algorithmes sont incorporés dans trois nouveaux dispositifs optogénétiques sans fil miniature capable de stimuler optiquement l’activité neuronale et de transmettre sans fil les biopotentiels captés par plusieurs microélectrodes. Deux de ces systèmes sont capables de compresser les signaux provenant de deux microélectrodes ainsi que de stimuler optiquement via deux diodes électroluminescentes (DEL) haute puissance. Afin de réduire la bande passante des transmetteurs sans fil utilisés, ces deux systèmes sont dotés d’un nouvel algorithme de détection des potentiels d’actions qui génère de meilleurs taux de détection que les algorithmes existants, tout en nécessitant moins de ressources matérielles et de temps de processeur. Un troisième dispositif incorporant les algorithmes de détection et de compression fût conçu. Ce dispositif est le seul système optogénétique sans fil comportant 32 canaux de stimulation optique et 32 canaux d’enregistrement électrophysiologiques en parallèle. Il utilise une nouvelle technique de compression par ondelettes permettant d’augmenter significativement le nombre de canaux sous observation sans augmenter la consommation de l’émetteurrécepteur. Cette nouvelle méthode de compression se distingue des méthodes existantes en atteignant de meilleurs taux de compression tout en permettant de reconstruire les signaux compressés avec une meilleure qualité. Au moment de la rédaction de ce mémoire, il s’agit des premiers dispositifs optogénétiques sans fil à offrir simultanément de la stimulation optique multicanal, de l’enregistrement électrophysiologique multicanal ainsi que de la détection/compression in situ des potentiels d’actions. Grâce à leur design novateur et aux innovations apportées par les nouveaux algorithmes de traitement des signaux, les systèmes conçus sont plus légers et plus compacts que les systèmes précédents, rendant ces dispositifs indispensables afin de mener des expériences sur le cerveau de petits animaux libres de leurs mouvements. Les trois systèmes ont été validés avec grand succès par des expériences in vivo sur des souris transgéniques au Centre de Recherche de l’Institut Universitaire en Santé Mentale de Québec (CRIUSMQ). / The electrical signals acquisition from the brain’s neurons allows neuroscientists to better understand its functioning. In this work, new neural signals compression algorithms are designed and presented. These new algorithms are incorporated into three new miniature optogenetic wireless devices. These devices are capable to optically stimulate neural activity and to wirelessly transmit the biopotentials captured by several microelectrodes. Two of these systems are able to compress the signals from two microelectrodes and to stimulate optically via two high-power LED. Both systems feature a new spike detection algorithm to reduce the bandwidth used by the wireless transceiver. This new spike detection algorithm differs from existing algorithms by achieving better detection rate while using less material resources and processing time. A third device incorporating the detection and compression algorithms was designed. This device is the only optogenetic wireless system including 32 optical stimulation channels and 32 electrophysiological recording channels in parallel. This new system has the ability to compress the neural signals using a new wavelet compression technique that significantly increase the number of channels under observation without increasing the consumption of the wireless transceiver. In particular, this new compression technique differs from the existing wavelet based compression methods by achieving better compression ratio while allowing to reconstruct the compressed signals with better quality. At the time of writing this thesis, these are the first three devices that offer simultaneous multichannel optical stimulation, multichannel electrophysiological signals recording and on-the-fly spike detection. The resulting systems are more compact and lightweight than previous systems, making these devices essentials to conduct long term experiments on the brains of small freely moving animals. The three systems were validated within in vivo experiments using transgenic mice at the Centre de Recherche de l’Institut Universitaire en Santé Mentale de Québec (CRIUSMQ).

Introduction: Les infections urinaires (UTI) sont parmi les infections bactériennes les plus communes chez les femmes. Actuellement, les antibiotiques sont le traitement de choix pour la prévention des UTIs. Pourtant, les produits dérivés de la canneberge sont souvent utilisés avec peu d’évidence de leur efficacité. Notre objectif était d’évaluer l’efficacité d’un extrait de canneberge standardisé en proanthocyanidines de type A (PAC) sur la prévention des UTI à répétition. Méthodes: 145 femmes âgées de 18 ans et plus avec antécédents d’UTI à répétition, définie par ≥ 2 UTIs dans les derniers 6 mois ou ≥ 3 UTIs dans les derniers 12 mois, ont participé à notre essai clinique randomisé à double insu. Soixante-douze femmes ont reçu une dose optimale d’extrait de canneberge quantifié et standardisé en PACs (2 x 18,5 mg PACs par jour) et 73 ont reçu une dose contrôle (2 x 1 mg PACs par jour). L’issue principale était le nombre moyen de nouvelles UTIs symptomatiques chez les participantes durant une période d’intervention de 6 mois. Les issues secondaires étaient : 1) évaluer le nombre moyen d’UTI avec pyurie et avec confirmation microbiologique; 2) décrire les effets secondaires d’une dose quotidienne d’extrait de canneberge. Résultats: Sur la période de suivi de 6 mois, le risque d'UTIs symptomatiques n’était pas significativement différent entre les deux groupes (rapport de taux d’incidence 0,76, 95% IC 0,51-1,11 ; rapport de taux d’incidence ajusté pour l’âge 0,85, 95%IC 0,57-1,26). Parmi les participantes ayant eu moins de 5 UTIs dans l’année précédant leur participation, la prise de 2x18,5 mg était associée à une diminution des UTIs symptomatiques comparativement à une prise de 2x1 mg PACs (rapport de taux d’incidence ajusté pour l’âge 0,57,, 95%IC 0,33-0,99). Aucun effet secondaire majeur n’a été rapporté. Conclusion: La prise d’un extrait de canneberge en teneur élevée de proanthocyanidins n’a pas été associée à une réduction du taux d’incidence d'infections urinaires symptomatiques par rapport à un extrait de proanthocyanidines à faible dose. Nos résultats post-hoc suggèrent que la prise d’une dose de 2x18,5 mg PAC par jour pourrait prévenir les UTIs symptomatiques chez les femmes ayant moins de 5 UTIs par année. / Background: Urinary tract infections (UTI) are amongst the most common bacterial infections affecting women. Although antibiotics are the treatment of choice for prevention of UTI, cranberry-derived products are often used by women to prevent UTIs, with limited evidence as to their efficacy. Our objective was to assess the efficacy of a cranberry extract capsule standardized in A-type linkage proanthocyanidins (PACs) for the prevention of recurrent UTI. Methods: 145 women aged 18 years or more with a history of recurrent UTI, defined as ≥ 2 UTIs in the past 6 months or ≥ 3 UTIs in the past 12 months were recruited in this randomized, controlled, double-blind clinical trial. Seventy-three women received an optimal dose of cranberry extract standardized in PACs (2 x 18.5 mg PACs daily) and 72 women received a control dose (2 x 1 mg PACs daily). The primary outcome for the trial was the mean number of new symptomatic UTIs in women during a 6-month intervention period. Secondary outcomes were: 1) To evaluate the mean number of new symptomatic UTIs with pyuria and with microbiological confirmation; 2) To describe the side effects of daily intake of cranberry extract. Results: No significant difference in the risk of UTI during the 24-week follow-up period was found between treatment groups (incidence rate ratio 0.75, 95%CI 0.51-1.11, age-adjusted incidence rate ratio 0.85, 95%CI 0.57-1.26). In women who experienced less than 5 UTIs in the year preceding enrolment, the daily consumption of 2x18.5 mg PACs was associated with a decrease in the risk of symptomatic UTIs reported compared to the control dose (age-adjusted incidence rate ratio 0.57, 95% confidence interval 0.33-0.99). No major side effects were reported. Conclusion: High dose twice daily proanthocyanidin extract was not associated with a reduction in the number of symptomatic urinary tract infections when compared to a low dose proanthocyanidin extract. Our post-hoc results reveal that this high dose of proanthocyanidins may have a preventive impact on symptomatic urinary tract infection recurrence in women who experienced less than 5 infections per year.

L'objectif principal de cette recherche est d'établir une meilleure compréhension du procédé de densification thermo-hygromécanique (THM) et du comportement physique, chimique et mécanique du bois dans des conditions thermiques et hygrométriques diverses. La densification THM est un procédé complexe impliquant simultanément, les phénomènes couplés de transfert de chaleur et de masse, plusieurs mécanismes de déformation instantanée et dépendante du temps ainsi que des changements physiques, chimiques et mécaniques dans le bois. Malgré de nombreuses recherches au cours des dernières décennies, les mécanismes fondamentaux du comportement en compression du bois soumis à une charge et à une variation de sa teneur en humidité demeurent en grande partie méconnus. La densification et la relaxation des contraintes sont deux phénomènes très complexes en raison de la nature des déformations réversibles et permanentes qui se produisent simultanément à diverses étapes du procédé de pressage. De plus, les déformations sont affectées par de nombreux facteurs physiques et le comportement de compression à son tour affecte l'ensemble du système physique. Dans cette étude, le procédé de densification THM a été optimisé en utilisant la méthode des surfaces de réponse (RSM) pour étudier les effets de la température et de la durée du traitement sur la dureté et le retour viscoélastique en épaisseur et analyser les interactions entre ces paramètres physiques. Plusieurs propriétés physiques et mécaniques, telles que le profil de densité, le retour viscoélastique en épaisseur, la dureté et la résistance à la flexion des échantillons témoins et du bois densifié THM ont été évaluées et comparées. Les modifications chimiques de surface des échantillons densifiés ont été examinées en utilisant la spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier (FTIR), la spectroscopie photoélectronique X (XPS) et la pyrolyse-chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (Py-GC/MS). Par ailleurs, les évolutions de la masse volumique anhydre, la perméabilité et la conductivité thermique pendant le procédé de densification THM ont été déterminées expérimentalement. Les résultats suggèrent que les conditions de densification optimales résultant en une dureté élevée et un faible retour viscoélastique en épaisseur ont été obtenues à une température de 180 °C, un temps de densification de 1004 s et un temps de post-traitement de 1445 s. La densité des échantillons densifiés a considérablement augmenté par rapport à l'échantillon témoin. La vapeur et la température ont des impacts importants sur les propriétés mécaniques, chimiques et la stabilité dimensionnelle du bois d'érable à sucre. Un pourcentage plus élevé de perte de masse a été trouvé à 220 °C, résultant en une diminution évidente de la masse volumique et de la dureté du bois, alors qu’un léger retour viscoélastique en épaisseur a été observé pour l'érable à sucre densifié à la même température. De plus, la haute température et la vapeur sont bénéfiques pour fixer la déformation de compression. La vapeur pourrait faciliter la dégradation avancée des polymères du bois. Le traitement de densification THM a entraîné des modifications chimiques importantes de la surface du bois. Les résultats des spectres ATR-FTIR ont confirmé la décomposition des hémicelluloses et l’augmentation de la teneur relative en cellulose et lignine de la surface du bois. Les résultats du Py-GC/MS et du XPS en terme d'augmentation du rapport O/C indiquent que des substances chimiques contenant une fonctionnalité oxygénée se sont formées après densification. Le traitement de densification a favorisé la dépolymérisation des hémicelluloses et de la cellulose, ce qui a entraîné une augmentation de la teneur en sucres anhydres (lévoglucosane) de la surface du bois. La densification a également facilité le clivage de la chaîne latérale de la lignine, ce qui a entraîné une augmentation de la teneur en unités phényle avec chaînes courtes. La masse volumique anhydre n'a pas augmenté avec la diminution de l'épaisseur. La perméabilité au gaz de l'échantillon témoin peut être 5 à 40 fois plus élevée que celle du bois densifié, ce qui indique que le volume des vides du bois diminue considérablement après le traitement de densification. La conductivité thermique augmente avec l'augmentation de la teneur en humidité de 0,5 à 1,5% par pourcentage d'augmentation de la teneur en humidité pour le bois densifié. La conductivité thermique des échantillons densifiés était plus petite que celle des échantillons de contrôle. / The main purpose of this research is to establish a better understanding of the thermo-hygromechanical (THM) densification process and physical, mechanical and chemical behavior of wood under diverse temperature and humidity conditions. THM densification is a complicated process involving simultaneous, coupled heat and mass transfer phenomena, several instantaneous and time-dependent deformation mechanisms as well as some physical, mechanical and chemical changes in wood. Despite numerous researches in the past decades, the basic mechanisms of compressive behavior of wood subjected to load and moisture variation are not completly understood. Wood densification and stress relaxation are very complicated, because both recoverable and permanent deformations occur at various stages of the pressing process. Moreover, deformations are affected by many physical factors, and the compressive behavior in turn affects the entire physical system. In this study, the THM densification process was optimized using response surface methods (RSM) to investigate the effects of temperature and treatment duration on hardness and compression set recovery (CSR) and further to analyze the interactions between these physical parameters. Several physical and mechanical properties such as density profile, compression set recovery, hardness and bending strength of control and THM densified wood were evaluated and compared. The surface chemical changes of densified samples were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC/MS), respectively. In addition, evolutions of oven-dry average density, permeability and thermal conductivity during the THM densification process were experimentally determined. The results suggested that the optimum densification conditions resulting in high hardness and low compression set recovery were obtained at a temperature of 180 °C, a densification time of 1004 s, and a post-treatment time of 1445 s. The density of the densified samples was dramatically increased compared to the control sample. Both steam and temperature have important impacts on mechanical, chemical properties and dimensional stability of sugar maple wood. A higher percentage of weight loss occurred at 220 °C, resulting in an important decrease in the density and hardness of wood. However, almost no compression set recovery was observed for the sugar maple wood densified at 220 °C. In addition, high temperature and steam are helpful to fix the compressive deformation. Steam could facilitate the advanced degradation of wood polymers. THM densification treatment resulted in significant chemical changes on the wood surface. The results of the ATR-FTIR spectra confirmed the decomposition of hemicelluloses and the relative content of cellulose and lignin on wood surface increased. The Py-GC/MS and XPS results in term of the O/C ratio increase indicated that chemical substances containing oxygenated functionality were formed after densification. Densification treatment favored the depolymerization of hemicelluloses and cellulose resulting in the content of anhydrous sugars (levoglucosan) increased on wood surface. Densification also facilitated the cleavage of lignin side chains, resulting in the increase of the content of phenyl units with short chains. The oven-dry density did not exactly increase with the decrease of its thickness, the permeability of the control sample could be 5 to 40 times higher than that of densified wood, which indicated that the voids of wood reduced notably after densification treatment. The thermal conductivity increased by 0.5 - 1.5 percent increase of one percent moisture content for densified sugar maple wood. The thermal conductivity of densified samples was lower than that of the control samples.

La charge de traitement de la compression vidéo est généralement assurée au niveau de l’émetteur dans les standards conventionnels de codage vidéo (MPEG, H.263, H.264/AVC [1]). Ce choix est dû au fait que l’émetteur dispose d’une connaissance totale de la source lui permettant d’assurer facilement et efficacement la compression. En outre, les applications habituelles de la transmission vidéo assurent un flux d’une station centralisée, disposant d’une capacité calculatoire élevée, vers un certain nombre de récepteurs. La charge de compression est ainsi effectuée une seule fois par une station adaptée à ce fait. Avec l’accroissement de l’interactivité de la téléphonie mobile, les abonnés sont en mesure d’émettre des séquences vidéo autant que d’en recevoir. Le flux vidéo est alors généré par le téléphone mobile à capacité limitée vers une station de base à capacité élevée. La compression ne peut se faire selon le schéma conventionnel et la complexité de la compression doit être transférée au décodeur. Les résultats théoriques de Slepian-Wolf [2] et leur extension par les travaux de Wyner-Ziv [3] pour le cas de codage avec perte et en présence d’information latérale constituent les bases théoriques du codage de sources distribuées. Ces résultats théoriques ont donné naissance à un vaste champ d’applications comme le récent paradigme de codage vidéo distribué, établi il y a juste quelques années. Dans cette thèse de doctorat, on présente une étude des divers systèmes de codage vidéo distribué dans le domaine pixel et dans le domaine transformé. Le décodeur exploite la corrélation entre la séquence à transmettre par le codeur et l’information latérale dont il dispose. Cette corrélation se traduit par un canal virtuel dont l’entrée est la trame à transmettre et la sortie est l’information latérale. Un code turbo est utilisé pour générer des bits de parité envoyés progressivement sous la demande du décodeur, pour corriger les erreurs de l’information latérale qui constitue une version bruitée de la trame originale. Dans ce travail, on implémente différents algorithmes de codage vidéo distribué basés sur les turbocodes dans le but de s’approcher des performances de la compression vidéo conventionnelle. / Most of the video compression processing is usually performed at the transmitter in the conventional video coding standards (MPEG, H.263, H.264/AVC [1]). This choice is due to the fact that the transmitter has full knowledge of its source to ensure easy and efficient compression. In addition, the usual applications of video transmission ensure a flow from a centralized station, with a higher computational capacity, to a number of receivers. The compression task is thus performed only once by a computationally adapted station. However, with the emergence of wireless surveillance locally distributed cameras, the growth of cellular interactive video applications as well as many other applications involving several low cost video encoders at the expense of high complexity central decoder, the compression task can no longer be handled by the encoder and thus the compression complexity should be transferred to the decoder. Slepian and Wolf information theoretical result on lossless coding for correlated distributed sources [2] and its extension to the lossy source coding case with side information at the decoder, as introduced by Wyner and Ziv [3], constitute the theoretical basis of distributed source coding. These theoretical concepts have given birth to a wide field of applications as the recent distributed video coding paradigm, established a few years ago. In this doctoral thesis, we present a study of various distributed video coding schemes in the pixel and transform domains. The decoder exploits the correlation between the video sequence to be transmitted by the encoder and the side information. This correlation can be seen as a virtual channel whose input is the frame to be transmitted and the output is the side information. Turbo coding is used to generate the parity bits which are sent, gradually upon decoder requests, to correct the errors in the side information considered as a noisy version of the original frame. In this work, we implement various algorithms for distributed video coding based on turbo codes in order to approach the efficiency of conventional video encoders.

La tomodensitométrie avec faisceau conique (CBCT) est actuellement utilisée en radiothérapie externe pour visualiser le patient dans la salle de traitement. Le mouvement respiratoire des patients y est encore difficilement pris en compte et des avancées sur le sujet pourraient améliorer la précision des traitements. En ce sens, l’obtention d’une séquence imageant les mouvements dans la région d’intérêt serait souhaitable. Ce mémoire présente le développement d’un algorithme de reconstruction 4D pour CBCT qui tente de répondre à certains besoins cliniques, soit l’obtention d’une qualité d’image suffisante, une facilité de mise en place clinique et une rapidité de calcul. L’algorithme 4D développé se base sur l’algorithme itératif convexe avec sous-ensembles ordonnés et régularisation de variation totale. Cette méthode a été choisie pour sa rapidité d’exécution, procurée par l’utilisation de sous-ensembles et la parallélisation des calculs sur carte graphique, et pour sa capacité à diminuer les artéfacts de rayons, communs en imagerie 4D, procurée par la régularisation de variation totale. La méthode développée pour obtenir une image 4D à partir d’acquisitions CBCT standards a fait appel à l’algorithme Amsterdam Shroud pour déduire le mouvement respiratoire de l’ensemble de projections CBCT. Elle a été validée sur un fantôme numérique et sur des acquisitions cliniques. Les résultats obtenus démontrent le potentiel de l’algorithme, puisqu’une image de résolution spatiale et temporelle satisfaisante a été reconstruite en moins de 5 minutes. Un tel temps de calcul se compare avantageusement à d’autres méthodes disponibles et ouvre la porte à une visualisation rapide du mouvement respiratoire en salle de traitement. / Cone beam computed tomography (CBCT) is currently used to visualize patients directly in the treatment room. However, the respiratory movement is still hardly taken into account and new developments could improve the precision of treatment. To this end, obtaining a film imaging movements in the region of interest would be beneficial. This master’s thesis presents the development of a reconstruction algorithm for 4D CBCT which seeks to respond to particular clinical needs, namely sufficient image quality, clinical implementation simplicity and high computational speed. The developed 4D algorithm is based on the ordered subsets convex iterative algorithm combined with the total variation minimization regularization technique. This method was chosen for its fast execution time, enabled by the use of subsets and the parallelization on GPU, and for its capability to reduce streaking artifacts, common on 4D imaging, enabled by the total variation regularization. The method developed to reconstruct a 4D image from standard CBCT scans employed the Amsterdam Shroud algorithm to deduce respiratory movement of a CBCT projections’ set. Its validation was performed on a numerical phantom and on clinical datasets. Results demonstrate the potential of the algorithm, since an image with sufficient spatial and temporal resolution was reconstructed in less than 5 minutes. Such computational times can be compared favorably with other available methods and could allow for online applications.

Le sommeil est un processus physiologique fondamental pour le maintien des fonctions vitales de l'être humain et le maintien d'une bonne santé physique et mentale. Les étudiants-athlètes constituent une sous-population des étudiants collégiaux étant plus à risque de développer des difficultés de sommeil en raison de leurs horaires chargés incluant l’école, les entraînements, les voyages avec la présence de décalages horaires ainsi que la nécessité de dormir dans des endroits variés lors des compétitions. Un sommeil inadéquat et insuffisant est l’un des meilleurs prédicteurs pour les blessures y compris celles incluant les commotions cérébrales. Jusqu’à maintenant, aucune étude ne s’était encore intéressée à cette relation entre le sommeil subjectif, objectif et un traitement tDCS chez les étudiants-athlètes. Dès lors, les objectifs de cette thèse de doctorat étaient d’examiner l’efficacité d’un traitement de stimulation transcrânienne à courant direct (tDCS) sur les paramètres de sommeil subjectif et objectif des étudiants-athlètes. Les résultats suggèrent la présence d’un effet positif sur le sommeil subjectif des étudiants-athlètes. Cependant, malgré l’amélioration que suggèrent les paramètres de sommeil subjectif, les données objectives ne révèlent pas que le sommeil ait été amélioré de façon significative. Dans le but d’optimiser le sommeil grâce à la tDCS, celle ci doit encore être investiguée et développée. En effet, bien que les résultats soient à ce stade de la recherche encourageants, ils demeurent incomplets et doivent être davantage approfondis si l’on veut être certain de son effet. / Sleep is a fundamental physiological process for the maintenance of the vital functions of the human being and the maintenance of good physical and mental health. Student-athletes constitute a sub-population of college students who are more at risk of developing sleep difficulties due to their busier schedules including school, training, frequent travel from different time zones and the need to sleep in various places during competitions. In addition, inadequate and insufficient sleep is one of the best predictors of injuries including concussions. Therefore, the objectives of this doctoral thesis were to examine the effectiveness of a transcranial direct current stimulation (tDCS) treatment on the subjective and objective sleep parameters of student-athletes. The results suggest that there is a positive effect on the subjective sleep of student-athletes. However, despite this subjective improvement, the objective sleep data have not improved significantly. Up to this point, no studies have yet looked at this relationship between subjective, objective sleep and tDCS treatment in student-athletes. Despite encouraging results, the status of tDCS remains at the research stage and requires more interest before it can confidently affirm its effectiveness in optimizing sleep.

Dans ce projet de recherche, les propriétés antibactériennes et le potentiel anti-destruction tissulaire des polyphénols du thé vert, plus particulièrement l’épigallocatéchine-gallate (EGCG), ont été évalués. Dans un premier temps, l’effet antibactérien d’un extrait de thé vert et de l’EGCG a été déterminé sur trois bactéries parodontopathogènes d’importance, soit Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans et Fusobacterium nucleatum. Les concentrations minimales inhibitrices se sont avérées être entre 1000 et 62,5 µg/ml. De plus, des effets synergiques et additifs des polyphénols du thé vert ont été observés lorsqu’utilisés en association avec le métronidazole ou la tétracycline, des antibiotiques couramment utilisés en thérapie parodontale. Dans un deuxième temps, un modèle de co-culture constitué de fibroblastes gingivaux intégrés dans un gel de collagène et recouvert de macrophages a été utilisé pour évaluer la capacité des polyphénols du thé vert à inhiber la sécrétion de métalloprotéinases matricielles (MMPs), notamment les MMP-3, MMP-8 et MMP-9. Il a été démontré que les polyphénols du thé vert atténuent la sécrétion des MMPs par le modèle de co-culture. En conclusion, les résultats de cette étude ont apporté des évidences supportant le potentiel des polyphénols du thé vert en vue d’une utilisation préventive et thérapeutique pour le contrôle des maladies parodontales.

Le sujet de la reconstruction 3D par stéréo multivue a été tant étudié, tellement de méthodes ont été développées qu'il n'est pas toujours facile de s'y retrouver. Qu'est-ce qui fait qu'un algorithme est plus efficace qu'un autre? Pour répondre à cette question, il faut être en mesure de reconnaître les caractéristiques fondamentalement intéressantes d'un algorithme. Dans le but d'acquérir ce savoir, nous allons décortiquer les différentes étapes de la reconstruction d'un objet, en partant par la base de la stéréo: l'appariement. Trouver des positions dans différentes images qui correspondent au même point de la surface comprend plusieurs défis: la visibilité (quel point est vu dans quelle image?), l'ambiguïté (quel ensemble de pixels correspond à un point de la surface?), la variation d'apparence angulaire (la couleur d'un point de la surface peut changer selon le point de vue) et la discrétisation de l'apparence (une image est un échantillonnage de l'apparence d'une partie de la surface). Apparier implique de pouvoir évaluer que la variation de couleur angulaire d'un point est cohérente avec le modèle de réflectance de l'objet. Pour évaluer la photo-cohérence, un critère de comparaison, des contraintes sur la surface et une façon d'emmagasiner les données sont nécessaires. Compte tenu des problèmes d'appariement, la photo-cohérence n'est pas suffisante pour trouver la surface. Pour trouver les meilleurs appariements, les algorithmes de reconstruction intègrent donc les façons d'évaluer la photo-cohérence aux autres hypothèses sur la surface (ex: lisse, cohérente aux silhouettes).