Dissertations / Theses on the topic 'Réseau de cellules programmables'
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Tanguy, Sébastien. "Test et testabilité des FPGA hiérarchiques à base de cellules mémoires SRAM." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20050.
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Bricas, Gaëtan. "Radiation reliability analysis of FPGA-based systems : testing methodologies and analytical approaches." Electronic Thesis or Diss., Université de Montpellier (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022UMONS070.
Abstract:
Ce travail se focalise sur les méthodologies de test pour analyser la sensibilité aux radiations des systèmes basés sur FPGA. De par leur flexibilité, l'analyse de fiabilité sur ces composants est une tâche complexe, car leur sensibilité aux radiations est entièrement conditionnée par le système implémenté. En effet, leur sensibilité dépend à la fois de la sensibilité intrinsèque du composant (aux effets de doses et aux effets singuliers) et de la manière dont les perturbations induites peuvent impacter le fonctionnement du système. Les méthodologies actuelles ont montré certaines difficultés pour faire le lien entre la sensibilité intrinsèque du FPGA et celle du système implémenté. L'objectif de cette thèse est d'améliorer les méthodologies de test radiations pour surmonter ces limitations.Au niveau des effets de dose, une nouvelle méthodologie est proposée. Sa principale contribution est d'étendre l'évaluation des dégradations paramétriques à toutes les ressources logique et de routage du composant. Dans ce but, des structures spécifiques ont été développées pour mesurer la dégradation du temps de propagation de chaque type de ressource. Des tests aux rayons-X ont été réalisés sur trois familles de FPGA pour mettre en évidence les bénéfices de cette approche. Au niveau des effets singuliers, la méthodologie proposée se situe entre les deux approches traditionnelles pour les tests sous faisceau de particules (tests au niveau des primitives et test de l'application finale), en proposant une évaluation de la sensibilité à un niveau plus élevé de granularité. Le principe est d'utiliser un benchmark : un ensemble de structures, suffisamment simples pour fournir une bonne testabilité (faible taux de masquage d'erreur) et suffisamment complexes pour être représentatif des applications réelles. Ce benchmark s'articule autour des opérateurs arithmétiques. En utilisant différentes implémentations de la même fonction avec une forte diversité dans les paramètres des circuits et dans l'utilisation des ressources, les tests de radiations remplissent un objectif multiple. Premièrement, les résultats de tests fournissent des informations essentielles pour identifier et comprendre les différents mécanismes de défaillances et leur prédominance ; deuxièmement, cette méthodologie permet d'évaluer qualitativement l'impacte des différents types de ressources instanciées sur la sensibilité global du système et de comparer quantitativement la sensibilité entre différentes implémentations et avec différentes solutions de mitigation pour la même fonction logique. Enfin, elle fournit aux designers des recommandations pour améliorer la fiabilité de leurs systèmes basés sur FPGA. Des tests neutron et proton ont été réalisés pour démontrer les avantages apportés par cette approche.La principale limitation des tests radiation repose sur la difficulté à extrapoler les résultats de tests réalisés avec un circuit donné pour estimer la sensibilité de n'importe quel autre circuit. Pour aborder cette limitation, une nouvelle approche logicielle a été développée pour estimer la susceptibilité des circuits implémentés sur FPGA aux corruptions de la mémoire de configuration. Cette approche analytique se base sur la netlist physique du circuit. Le principe est d'explorer les différents nœuds du circuit et les différentes ressources logiques qui le composent pour extraire l'ensemble des bits de configuration qui sont critiques pour le fonctionnement du système. La principale contribution de cette approche est de prendre en compte la charge de travail du circuit pour analyser la propagation des erreurs et ainsi filtrer parmi l'ensemble des bits de configuration utilisé, ceux qui modifient réellement la réponse du système. L'efficacité de cette approche est évaluée par injection de fautes et par test protonsThis work focuses on testing methodologies to analyze the radiation sensitivity of FPGA-based systems. Due to their flexibility, the reliability analysis on these components is a challenging task as the radiation sensitivity is entirely conditioned by the implemented system. Indeed, it depends on the one hand on the intrinsic sensitivity of the component (to both TID and SEEs) and, on the other hand, on the way the different induced perturbations can impact the operation of the implemented system. State-of-the-art methodologies have shown a number of limitations in bridging the intrinsic sensitivity of the FPGA and the one of the implemented systems. The objective of this thesis is to improve radiation testing methodologies to overcome these limitations.Concerning TID effects, a new testing methodology is proposed. Its main contribution is to extend the evaluation of parametric degradations to all logical and routing resources of the component. For this purpose, specific benchmarking structures have been developed to measure the propagation delay deviation of each type of logical and routing resource. A new technique to measure the propagation delay in real time and with limited external instrumentation is also proposed. X-ray radiation tests have been performed on three FPGA families to highlight the benefits of this methodology.As for SEE, the proposed testing methodology lies between the two traditional accelerated particle beam testing approaches (primitive level testing and final application testing) by proposing a sensitivity evaluation at a higher level of granularity. The basic idea is to instantiate a set of dedicated benchmarking structures, simple enough to provide a good testability (low error masking, traversable state spaces) while sufficiently complex to provide a good representativity of the circuits effectively implemented on FPGAs. The benchmarks selected in this study are based on arithmetic operations. By using different implementations of the same arithmetic functions with a large diversity in the circuit parameters, and in the use of resources, the radiation tests fulfill a multifaceted purpose. First, the test results provide extensive information to identify and understand the different failure mechanisms and their predominance; second, it allows to qualitatively evaluate the impact of different types of resources on the global system sensitivity and to quantitatively compare the sensitivity of different implementations of the same logic function and the effectiveness of mitigation solutions. Finally, it provides a set of guidelines for designers to improve the reliability of FPGA-based systems. Several neutron and proton beam tests have been performed to demonstrate the advantages of this approach.The main limitation of radiation testing lies with the difficulty to extrapolate the results of tests performed with a given implemented circuit to estimate the sensitivity of any other circuit. To address these limitations, a new software-based approach has been developed to estimate the susceptibility of circuits implemented on SRAM based FPGA to configuration memory corruptions. This analytical approach uses the physical netlist of the circuit and explores the different nodes and logical resources that compose it to extract all the configuration bits that are critical for the system operation. The main contribution of this approach is to take into account the workload of the circuit, extracted from logic simulation, to analyze the propagation of errors and thus filter among the set of potentially critical configuration bits, those that actually modify the output signals of the system. The efficiency of this approach is validated through fault injection and proton experiment
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Bruchon, Nicolas. "Evaluation, validation et design de cellules hybrides CMOS-technologie non-volatile émergente pour une architecture reconfigurable à grain fin." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20233.
Abstract:
Dans un milieu fortement concurrentiel, le temps de mise sur le marché des différentes puces électroniques et micro-électroniques est devenu un facteur critique. L'utilisation d'FPGAs au lieu d'ASICs permet d'économiser les étapes de placement routage, layout, réalisation des masques et fonderie au détriment des performances du circuit en terme de consommation, de surface. . . L'objectif ici est de proposer un circuit FPGA à mémoire de configuration non volatile. Différentes mémoires non volatiles émergentes et leur compatibilité avec des circuits CMOS conventionnels y sont présentées. L'intégration de ces technologies dans un contexte d'architecture reprogrammable y est discutée. Une structure standard (RSRAM) est proposée pour convertir les informations de leur forme physique sous forme de signal électrique. Cette RSRAM est dérivée sous différentes formes adaptées aux circuits d'écriture des différentes technologies de mémoires non volatiles. Cette structure confère au circuit reprogrammable dans lequel elle est utilisée des propriétés de reconfiguration dynamique et masquée. Un FPGA à mémoire de configuration non volatile magnétique est proposé. Ce circuit a été simulé et sera prochainement caractériséOn a very competitive marketplace, time to market of electronic and microelectronic chips is a critical point. Using FPGAs instead of ASICs avoid place and route, layout, mask confection and foundry steps but power consumption and area performances are not optimized. The aim here is to propose an FPGA ciruit featuring non volatile configuration memory. Different emerging non volatile memories and their compatibility with classical CMOS circuits are presented. Integration of these technologies in a programmable architecture context is discussed. A standard structure (RSRAM) is proposed to convert information from their physical into electrical form. This RSRAM is derived under different forms adapted to the writing circuits of the different non volatile memory technologies. This structure provides the circuit with dynamical and sadowed reconfiguration capabilities. An FPGA with magnetic non volatile configuration memory is proposed. This circuit has been simulated and will soon be characterized
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Westrelin, Roland. "Propositions autour de l'architecture logicielle des interfaces réseau programmables." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10178.
Abstract:
L'augmentation de la puissance des PC suivant la loi de Moore en fait maintenant d'excellents nœuds de calcul pour une machine parallèle. L'utilisation de ces composants standards s'est, ainsi, répandue jusque dans les super-calculateurs les plus performants. La construction de grappes de PC s'est ainsi généralisée pour assurer un bon rapport prix/performance. Pour l'exécution d'applications à grain fin, la connexion par un réseau haut débit est nécessaire, les technologies standard (Fast Ethernet) étant encore loin de subvenir à des besoins aussi élevés. Les produits délivrant plus d'1Gb/s de débits existent mais, leur potentiel n'est pas exploité par les piles de protocoles classiques (TCP/IP) beaucoup trop lourdes et inadaptées. L'apparition de cartes d'interfaces programmables a permis de mener rapidement des recherches sur les systèmes de communication. Des couches de communications légères de niveau utilisateur ont ainsi été développées pour fournir aux applications des performances proches des limites du matériel. Les cartes d'interface du réseau Myrinet embarquent un microprocesseur et de la mémoire et sont programmables facilement grâce à un environnement ouvert. C'est la plate-forme idéale pour contrôler les transferts de données du cœur de l'interface réseau et expérimenter de nouveaux protocoles. Les travaux présentés dans cette thèse ont pour objectif de construire des logiciels au niveau de l'interface réseau qui permettent d'exploiter au mieux les ressources du matériel. La bibliothèque de communication MPI pour les applications de calcul parallèle est la cible principale. Nous avons effectué des recherches et développé les logiciels correspondants au niveau de l'interface réseau avec pour objectif : d'assurer un flux optimisé des données qui traversent l'interface réseau ; de rendre possible une utilisation optimisée des ressources de la carte d'interface ; de permettre l'ajout d'extensions au niveau de l'interface en fournissant un environnement d'exécution et une couche d'accès au matériel. Puis, pour valider notre approche, nous avons embarqué au niveau de l'interface réseau une partie du programme utilisé par une implémentation de MPI. Notre objectif final est de proposer, en exploitant l'intelligence des cartes d'interface, une solution efficace aux problèmes de recouvrement calcul/communication rencontrés fréquemment avec MPI lors des communications de niveau utilisateur. Cette réalisation a été évaluée. Les résultats de tests, micro-benchmarks et applications parallèles, montrent que les performances : du système de communication de bas niveau sont fortement améliorées ; de MPI ne sont pas dégradées par la charge de protocole supplémentaire au niveau de l'interface réseau ; des applications parallèles peuvent être sensiblement augmentées par l'exploitation du recouvrement calcul/communications.
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Guerre, Alexandre. "Approche hiérarchique pour la gestion dynamique des tâches et des communications dans les architectures massivement parallèles programmables." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112102.
Abstract:
Les dispositifs embarqués deviennent multi usage tels que les téléphones portables. De plus, les applications sont de plus en plus complexes. C'est pourquoi le monde de l'embarqué nécessite de nos jours des processeurs puissants et flexibles permettant l'exécution d'applications dynamiques. Les monoprocesseurs ont atteint leur limite et ne peuvent plus fournir une puissance de calcul suffisant en respectant les contraintes de surface et de consommation. Les systèmes embarqués sont devenus multiprocesseurs afin de répondre à ces contraintes. Cette étude traite des communications dans un multiprocesseur massivement parallèle ainsi que de la gestion dynamique d'un grand nombre de tâches. Elle propose un modèle d'exécution ainsi qu'une architecture adaptée afin de répondre aux contraintes du monde de l'embarqué. L'architecture se compose de différents clusters de processeurs. Les applications sont définies à l'aide de graphes de tâches découpés en groupe. L'ensemble est placé dynamiquement dans l'architecture. Afin de répartir au mieux la charge de travail sur les clusters, un mécanisme de migration est en place. Comparé à une solution centralisée, les solutions hiérarchisées et distribuées permettent de paralléliser le contrôle sur chaque cluster ce qui augmente les performances. Cependant seule la solution hiérarchisée offre également une vue globale de l'architecture qui permet dynamiquement de répartir les tâches sur l'ensemble de l'architectureNowadays, embedded systems have many uses like cell phones, GPS, etc. . Moreover, all these applications become complex. Hence, embedded world needs powerful and flexible processors able to manage the execution of dynamic applications. Mono-processors reach their limits and cannot provide enough computing power with the respect of embedded constraints. To solve this problem, embedded systems use multi-core processors. This thesis focuses on the problem of communication into many-core processors and the management of thousands of tasks on this kind of architecture. It presents an execution model and a many-core architecture able to respect embedded constraints. The architecture is composed of clusters of processors, and a hierarchical control to manage the execution of tasks and communications. The application is cut into Iinear task groups. These groups are dynamically dispatched on the architecture. We demonstrate that a hierarchical approach can provide a significant benefit in term of transistor efficiency in embedded systems
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Chang, Eric Ty. "Etude d'une interface de programmation des services du réseau intelligent basée sur des composants reutilisables." Versailles-St Quentin en Yvelines, 1996. http://www.theses.fr/1996VERS004V.
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Bonté, Eric. "Calcul des extensions dans les théories de défauts en réseau : Application au raisonnement à profondeur variable." Paris 13, 1992. http://www.theses.fr/1992PA132015.
Abstract:
Nous étudions dans cette thèse le problème du calcul des extensions dans un sous-ensemble de la logique des défauts qui permet d'interpréter les réseaux d'héritage avec exceptions. Nous proposons une procédure correcte et complète qui calcule toutes les extensions d'une théorie réseau. Notre procédure ne se limite pas aux théories ordonnées et fonctionne même en présence de circularités dans le réseau. L'originalité de notre procédure est de s'appuyer sur un système de maintenance de la vérité. Nous présentons une adaptation de cette procédure dans le cadre d'un système hybride de raisonnement à profondeur variable, c'est-à-dire dans un système qui travaille sur plusieurs niveaux de représentations définis dynamiquement en fonction des besoins du raisonnement
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Babba, Belgacem. "Synthèse optimisée sur les réseaux programmables de la famille Xilinx." Phd thesis, Grenoble INPG, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00346062.
Abstract:
Cette thèse se situe dans le cadre de la synthèse logique. Elle a pour objet la synthèse logique optimisée de circuits sur réseaux programmables à base de «tables de vérité» de type «Xilinx». Ces réseaux programmables ont été à l'origine du premier succès commercial des réseaux reprogrammables à faible granularité. Une première solution pratiquée industriellement a consisté à associer une bibliothèque équivalente de primitives logiques simples de type «cellule standard» à un réseau Xilinx. Une telle approche conduit à une très pauvre utilisation de la technologie cible car elle ne tire pas profit de la richesse de la cellule de base. Cette thèse s'intéresse, en conséquence, à des approches plus ciblées. Il s'agit de décomposer de façon optimisée les parties combinatoires en sous-fonctions «saturant» les possibilités des cellules élémentaires. Pour ceci, le traitement des fonctions booléennes sera effectué dès l'étape de factorisation en fonction du but final. Après un rappel de la factorisation «lexicographique», qui a comme fondement l'existence d'un ordonnancement des entrées, une méthode de décomposition en sous fonctions de k variables est proposée. Elle sert de base à des méthodes de décomposition technologique pour les séries Xilinx 3000 et Xilinx 4000. Deux alternatives à cette factorisation lexicographique sont proposées, une factorisation utilisant une représentation par diagramme de décision binaire (ROBDD) et une factorisation algébrique classique adaptée aux caractéristiques de la cible Xilinx. La dernière étape de synthèse concerne de façon plus fine le regroupement des sous-fonctions dans la cellule physique Xilinx et se préoccupe de l'optimisation des points de mémorisation, des buffers et des ressources d'horloge. Une évaluation sur un ensemble d'exemples internationaux et industriels démontre l'efficacité des méthodes proposées. Ce travail a fait l'objet d'un transfert technologique vers le logiciel industriel ASYL+
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Kebe, Ahmed. "Implémentation sur FPGA de l'algorithme MUSIC sur antenne-réseau expérimentale à 10 GHz." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27285.
Abstract:
Les techniques des directions d’arrivée (DOA) sont une voie prometteuse pour accroitre la capacité des systèmes et les services de télécommunications en permettant de mieux estimer le canal radio-mobile. Elles permettent aussi de suivre précisément des usagers cellulaires pour orienter les faisceaux d’antennes dans leur direction. S’inscrivant dans ce contexte, ce présent mémoire décrit étape par étape l’implémentation de l’algorithme de haut niveau MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) sur une plateforme FPGA afin de déterminer en temps réel l’angle d’arrivée d’une ou des sources incidentes à un réseau d’antennes. Le concept du prototypage rapide des lois de commande (RCP) avec les outils de XilinxTM System generator (XSG) et du MBDK (Model Based Design Kit) de NutaqTM est le concept de développement utilisé. Ce concept se base sur une programmation de code haut niveau à travers des modèles, pour générer automatiquement un code de bas niveau. Une attention particulière est portée sur la méthode choisie pour résoudre le problème de la décomposition en valeurs et vecteurs propres de la matrice complexe de covariance par l’algorithme de Jacobi. L’architecture mise en place implémentant cette dernière dans le FPGA (Field Programmable Gate Array) est détaillée. Par ailleurs, il est prouvé que MUSIC ne peut effectuer une estimation intéressante de la position des sources sans une calibration préalable du réseau d’antennes. Ainsi, la technique de calibration par matrice G utilisée dans ce projet est présentée, en plus de son modèle d’implémentation. Enfin, les résultats expérimentaux du système mis à l’épreuve dans un environnement réel en présence d’une source puis de deux sources fortement corrélées sont illustrés et analysés.The techniques of Directions of Arrival (DOA) are a promising way to increase the capacity of systems and telecommunications services to better estimate the mobile-radio channel. They allow precise monitoring of cellular users to orient the antenna beams at them. Therefore, in this context, this paper describes step by step implementation of the high-level algorithm MUSIC (Multiple SIgnal Classification) on an FPGA platform to determine in real time the angle of arrival of one or incident sources to an antenna array. The Rapid Control Prototyping (RCP) with the tools of XilinxTM System generator (XSG) and MBDK (Model Based Design Kit) of NutaqTM is the development concept used. This concept is based on a high level programming code through models, to automatically generate a low-level code. A special attention is devoted to the method chosen to solve the eigenvalues decomposition problem for the complex autocorrelation matrix by Jacobi algorithm. The architecture designed implementing it in FPGA (Field Programmable Gate Array) is detailed. Furthermore, it is proved that MUSIC can perform an interesting estimate of the position of the sources without prior calibration of the antenna array. Thus, the calibration technique G matrix used in this project is presented, in addition to the implementation model. Finally, the experimental results of the system tested in a real environment in the presence of one source then two highly correlated sources are illustrated and analyzed.
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Lattard, Didier. "Architecture massivement parallèle : un réseau de cellules intégré pour la reconstruction d'images." Phd thesis, Grenoble INPG, 1989. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00335786.
Abstract:
Depuis quelques années, l'intérêt pour les problèmes de grande complexité tels que le traitement du signal et de l'image, et la limitation de puissance due a la séquentialité des opérations des machines basées sur le modèle de Von Neumann, ont pousse les informaticiens a étudier un nouveau modèle de traitement caractérisé par l'exécution parallèle des opérations. Nous proposons dans cette thèse une architecture massivement parallèle basée sur un réseau régulier de cellules, qui ont la particularité d'être totalement asynchrones et de pouvoir communiquer entre elles grâce a un mécanisme d'acheminement de messages. Chaque cellule comprend une partie de traitement élémentaire réalisant les fonctions nécessitées par l'application et une partie routage permettant d'acheminer les messages. Nous avons valide cette architecture en développant une machine complète dédiée a la reconstruction d'images. Pour cette application particulière, chaque cellule traite une sous-image, et le réseau est utilise pour réaliser des opérations d'épandage et de projection, qui sont essentielles dans les principales méthodes de reconstruction. Les différents paramètres de la cellule sont définis en fonction des contraintes temporelles, de manière a obtenir d'excellentes performances et une bonne activité globale du réseau. L'interface dans un environnement hôte d'une telle machine a été étudiée. Nous avons réalisé un circuit intégré comprenant une cellule, afin de développer une maquette de démonstration
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Bosco, Gilles. "Synthèse et décomposition technologique sur réseaux programmables et ASICs." Phd thesis, Grenoble INPG, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00346210.
Abstract:
Cette thèse s'intéresse d'une part au problème de décomposition technologique orienté surface sur des réseaux programmables de type FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) et d'autre part à la synthèse des macro-générateurs sur ASICs et plus précisément de la synthèse des additionneurs. La décomposition s'articule autour de deux axes essentiels: tout d'abord, il s'agit d'optimiser la taille de la représentation des fonctions booléennes. Les représentations de base choisies ici sont les ROBDDs (Reduced Ordered Binary Decision Diagrams) ainsi qu'une structure dérivée, les ITE (If Then Else). La deuxième étape concerne la décomposition proprement dite. Les technologies cibles sont ici des FPGAs à base de LUT-k (Look Up Table), en particulier les FPGAs XC5200 de Xilinx et Orca de AT&T. Les deux méthodes de décomposition technologique orienté surface proposées permettent une décomposition hétérogène en prenant en compte non pas une seule configuration mais un ensemble de configurations possibles de la cellule cible. La première méthode est fondée sur un parcours descendant et optimisé du ROBDD. La seconde méthode s'appuie sur une modélisation en recouvrement d'hypergraphe du problème de décomposition technologique. Dans les deux méthodes, le coût exact en terme de surface finale du circuit est pris en compte à chaque étape de la décomposition. L'étude menée dans la deuxième partie de la thèse sur la macro-génération conduit dans un premier temps à l'exploration de l'espace des solutions possibles puis à l'optimisation d'une solution sélectionnée par un algorithme de dérivation discrète. L'utilisation d'un filtre permet la restriction de l'espace des solutions à explorer et d'autre part guide le processus de dérivation en éliminant les solutions trivialement médiocres. La combinaison des processus d'exploration et de dérivations permet la génération de macros dont les caractéristiques physiques sont les plus proches possibles de celles fixées par un utilisateur potentiel. Ces méthodes ont été intégrées au sein d'un outil universitaire ASYL+ développé au laboratoire CSI
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Belrhiti, Alaoui Mohammed. "Nouvelles Méthodes de Synthèse Logique et Application aux Réseaux Programmables." Phd thesis, Grenoble INPG, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00346229.
Abstract:
Cette thèse propose et analyse de nouvelles méthodes de synthèse logique. L'analyse concerne des outils de la "troisième génération" d'écriture de bases irrédondantes de fonctions booléennes, à savoir les minimiseurs dits symboliques. Cette génération de minimiseurs conduit à la solution optimale plus rapidement et avec moins d'espace mémoire que les heuristiques de la minimisation explicite. Elle permet également le calcul de la forme complémentée minimale sans être exposée à des problèmes d'explosion en complexité, ce qui permet d'aboutir à un choix efficace entre une fonction et son complément. Nous avons abordé ensuite les problèmes de granularité des expressions factorisées. Nous avons proposé une méthode originale de réinjection qui intègre d'une façon concurrente une phase de minimisation symbolique des expressions booléennes. Cette méthode a permis de "corriger" la granularité: d'une part, des expressions booléennes obtenues par la factorisation, d'autre part, des équations obtenues par une description de haut niveau de type VHDL. La méthode proposée peut être également appliquée en tant que minimiseur logique qui tient compte du partage de la logique entre les expressions booléennes, ce qui n'est pas possible avec un minimiseur logique local ou global. Les expériences pratiques et l'application sur les réseaux programmables de type CPLD sont concluantes. Enfin, nous avons proposé une méthode originale de l'exploration de l'espace des solutions des macro-générateurs de type additionneur. Cette méthode est fondée sur le filtrage des solutions générées et l'amélioration par dérivation d'une solution donnée. Cette approche peut être efficacement appliquée sur la macro-génération sous contraintes temporelles
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Cornu-Emieux, Renaud. "Réseau de cellules intégré : étude d'architectures pour des applications de CAO de VLSI." Phd thesis, Grenoble INPG, 1988. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00328650.
Abstract:
Le développement des techniques d'intégration permet de réaliser des circuits de 10**(5) a 10**(6) transistors et, dans un futur proche, des circuits encore plus complexes. Les problèmes de CAO deviennent donc de plus en plus ardus, comme la simulation logique ou le placement. Cette même évolution nous autorise a réaliser des machines parallèles très puissantes pour résoudre ces problèmes. Nous proposons l'architecture d'un réseau cellulaire asynchrone. Ce réseau, compose de nxn cellules dont chacune est physiquement connectée à ses quatre voisines, dispose d'un mécanisme de communication permettant l'acheminement de messages d'une cellule quelconque a n'importe quelle autre. Un circuit intégré, incluant un réseau de 2 x 2 cellules dédié à la simulation logique, a été réalisé. Utilisant cette architecture cellulaire nous avons développé un placeur, qui a partir d'une configuration initiale, minimise la longueur des connexions par échanges de paires. Nous avons aborde la manière dont le placement pourrait être amélioré par la méthode de recuit simule. Ces deux applications, différentes de l'architecture cellulaire, nous permettent de constater que beaucoup de parties sont communes aux deux circuits. Nous énonçons certaines règles de façon à rendre la conception plus rapide et plus sure
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Soni, Hardik. "Une approche modulaire avec délégation de contrôle pour les réseaux programmables." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4026/document.
Abstract:
Les opérateurs de réseau sont confrontés à de grands défis en termes de coût et de complexité pour intégrer les nouvelles technologies de communication (e.g., 4G, 5G, fibre optique) et pour répondre aux demandes croissantes des nouveaux services réseau adaptés aux nouveaux cas d’utilisation. La "softwarization" des opérations réseau à l'aide des paradigmes SDN (Software Defined Networking) et NFV (Network Function Virtualization) est en mesure de simplifier le contrôle et la gestion des réseaux et de fournir des services réseau de manière efficace. Les réseaux programmables SDN permettent de dissocier le plan de contrôle du plan de données et de centraliser le plan de contrôle pour simplifier la gestion du réseau et obtenir une vision globale. Cependant, ceci amène des problèmes de passage à l'échelle difficiles à résoudre. Par ailleurs, en dissociant la partie matérielle de la partie logicielle des routeurs, NFV permet d'implanter de manière flexible et à moindre coût toutes sortes de fonctions réseau. La contrepartie est une dégradation des performances due à l'implantation en logiciel des fonctions réseau qui sont déportées des routeurs. Pour aborder les problèmes de passage à l'échelle et de performance des paradigmes SDN/NFV, nous proposons dans la première partie de la thèse, une architecture modulaire de gestion et de contrôle du réseau, dans laquelle le contrôleur SDN délègue une partie de ses responsabilités à des fonctions réseau spécifiques qui sont instanciées à des emplacements stratégiques de l'infrastructure réseau. Nous avons choisi un exemple d'application de streaming vidéo en direct (comme Facebook Live ou Periscope) utilisant un service de multicast IP car il illustre bien les problèmes de passage à l'échelle des réseaux programmables. Notre solution exploite les avantages du paradigme NFV pour résoudre le problème de scalabilité du plan de contrôle centralisé SDN en délégant le traitement du trafic de contrôle propre au service multicast à des fonctions réseau spécifiques (appelées MNF) implantées en logiciel et exécutées dans un environnement NFV localisé à la périphérie du réseau. Notre approche fournit une gestion flexible des groupes multicast qui passe à l'échelle. De plus, elle permet de bénéficier de la vision globale du contrôle centralisé apportée par SDN pour déployer de nouvelles politiques d'ingénierie du trafic comme L2BM (Lazy Load Balance Multicast) dans les réseaux de fournisseurs d’accès à Internet (FAI) programmables. L'évaluation de cette approche est délicate à mettre en œuvre car la communauté de recherche ne dispose pas facilement d'infrastructure SDN à grande échelle réaliste. Pour évaluer notre solution, nous avons élaboré l'outil DiG qui permet d'exploiter l'énorme quantité de ressources disponibles dans une grille de calcul, pour émuler facilement de tels environnements. DiG prend en compte les contraintes physiques (mémoire, CPU, capacité des liens) pour fournir un environnement d'évaluation réaliste et paramétrable avec des conditions contrôlées. La solution que nous proposons délègue le contrôle et la gestion du réseau concernant le service de multicast aux fonctions spécifiques MNF exécutées dans un environnement NFV. Idéalement, pour davantage d'efficacité, toutes ces fonctions spécifiques devraient être implantées directement au sein des routeurs avec du hardware programmable mais cela nécessite que ces nouveaux routeurs puissent exécuter de manière indépendante plusieurs fonctions réseau à la fois. Le langage de programmation P4 est une technologie prometteuse pour programmer le traitement des paquets de données dans les routeurs programmables (hardware et logiciels)Network operators are facing great challenges in terms of cost and complexity in order to incorporate new communication technologies (e.g., 4G, 5G, fiber) and to keep up with increasing demands of new network services to address emerging use cases. Softwarizing the network operations using SoftwareDefined Networking (SDN) and Network Function Virtualization (NFV) paradigms can simplify control and management of networks and provide network services in a cost effective way. SDN decouples control and data traffic processing in the network and centralizes the control traffic processing to simplify the network management, but may face scalability issues due to the same reasons. NFV decouples hardware and software of network appliances for cost effective operations of network services, but faces performance degradation issues due to data traffic processing in software. In order to address scalability and performance issues in SDN/NFV, we propose in the first part of the thesis, a modular network control and management architecture, in which the SDN controller delegates part of its responsibilities to specific network functions instantiated in network devices at strategic locations in the infrastructure. We have chosen to focus on a modern application using an IP multicast service for live video streaming applications (e.g., Facebook Live or Periscope) that illustrates well the SDN scalability problems. Our solution exploits benefits of the NFV paradigm to address the scalability issue of centralized SDN control plane by offloading processing of multicast service specific control traffic to Multicast Network Functions (MNFs) implemented in software and executed in NFV environment at the edge of the network. Our approach provides smart, flexible and scalable group management and leverages centralized control of SDN for Lazy Load Balance Multicast (L2BM) traffic engineering policy in software defined ISP networks. Evaluation of this approach is tricky, as real world SDN testbeds are costly and not easily available for the research community. So, we designed a tool that leverages the huge amount of resources available in the grid, to easily emulate such scenarios. Our tool, called DiG, takes into account the physical resources (memory, CPU, link capacity) constraints to provide a realistic evaluation environment with controlled conditions. Our NFV-based approach requires multiple application specific functions (e.g., MNFs) to control and manage the network devices and process the related data traffic in an independent way. Ideally, these specific functions should be implemented directly on hardware programmable routers. In this case, new routers must be able to execute multiple independently developed programs. Packet-level programming language P4, one of the promising SDN-enabling technologies, allows applications to program their data traffic processing on P4 compatible network devices. In the second part of the thesis, we propose a novel approach to deploy and execute multiple independently developed and compiled applications programs on the same network device. This solution, called P4Bricks, allows multiple applications to control and manage their data traffic, independently. P4Bricks merges programmable blocks (parsers/deparsers and packet processing pipelines) of P4 programs according to processing semantics (parallel or sequential) provided at the time of deployment
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Objois, Philippe. "Réseau de cellules intégré : mécanisme de communication inter-cellulaire et application à la simulation logique." Phd thesis, Grenoble INPG, 1988. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00328188.
Abstract:
Il existe une voie nouvelle différente du schéma de calcul, par nature séquentiel de Von Neumann: celle du parallélisme massif. Nous proposons dans cette thèse une architecture régulière hautement parallèle basée sur un réseau de cellules asynchrones communiquant par messages. Chaque cellule exécute une tache simple et intégré un mécanisme de communication lui permettant d'échanger des informations avec n'importe quelle autre cellule du réseau. Cette architecture permet d'exécuter de manière efficace bon nombre d'algorithmes très parallèles. Nous avons étudié un accélérateur de simulation logique basé sur cette architecture cellulaire. Le principe est d'associer a chaque cellule du réseau un élément logique du circuit a simuler. Contrôlée par un système-hôte, la simulation se déroule en deux temps: initialisation des cellules du réseau puis exécution de l'algorithme reparti dans les cellules. Plusieurs algorithmes de simulation ainsi que différents modes de synchronisation sont présentés. La réalisation d'un circuit intégrant un réseau 2 x 2 et ses interfaces de communication est décrite. Enfin, une machine prototype de simulation logique basée sur ce circuit utilisant un ordinateur IBM PC/AT comme système-hôte est présenté
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Collombet, Samuel. "Investigation du réseau de régulation contrôlant la spécification et la reprogrammation des cellules du sang." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEE032/document.
Abstract:
Les cellules immunitaires proviennent d'un ensemble commun de cellules souches hématopoïétiques qui se différencient hiérarchiquement en lignées myéloïdes et lymphoïdes. Ce processus est étroitement régulé par un réseau entrelacé de facteurs de transcription et de régulateurs épigénétiques, qui contrôlent l'activation et la répression des gènes impliqués. Les travaux récents sur la reprogrammation cellulaire ont montré que certaines protéines peuvent reprogrammer des cellules différenciées, comme le facteur de transcription C/EBPa qui peut induire la trans-differenciation de cellules B en macrophages. De plus, une courte induction de Cebpa suivie de l’expression des quatre facteurs de transcription Oct4-Sox2-Klf4-cMyc permet une reprogrammation extrêmement rapide en cellules pluripotentes. Afin de déchiffrer le réseau de régulation moléculaire contrôlant la spécification et la reprogrammation des cellules immunitaires, j’ai combiné différentes méthodes à haut débit pour analyser l’expression des gènes et leur régulation épigénétique, et ce au court de la reprogrammation des cellules B. J’ai découvert des interactions entre différents facteurs de transcription, au niveau des régions régulatrices de gènes des différents programmes génétiques impliqués (lymphoide, myeloide et pluripotence), et j’ai identifié des facteurs régulant l’état de la chromatine également impliqués dans la reprogrammation (notamment Lsd1, Hdac1, Brd4 et Tet2). Enfin, J’ai intégré ces données dans un modèle dynamique du réseau moléculaire régulant la spécification des cellules B et des macrophages à partir de progéniteurs multipotents. J’ai utilisé à la fois des méthodes analytiques (analyse des états stables) et des simulations (simulations logiques asynchrones, chaînes de Markov à temps continu) pour étudier in silico la différenciation et la reprogrammation cellulaire. Ces analyses ont révélés des régulations transcriptionelles encore inconnues, que nous avons pu confirmer expérimentalement. Nous avons ainsi obtenu une meilleure compréhension des circuits de régulation contrôlant le destin cellulaireImmune cells arise from a common set of hematopoietic stem cells, which differentiate hierarchically into the myeloid and lymphoid lineages. This process is tightly regulated by an intertwined network of transcription and epigenetic factors, which control both the activation and repression of gene programs, to ensure cell commitment. However, recent work on cellular reprogramminghas shown that the ectopic expression of some specific factors can enforce the trans-differentiation of committed cells. The transcription factor C/EBPa can induce the reprogramming of B-cells into macrophages. Furthermore, a pulse of Cebpa expression in B cells followed by the expression of the four transcription factors Oct4-Sox2-Klf4-cMyc leads to an extremely fast and efficient reprogramming into induced pluripotent stem cells. Despite the many data we have on the molecular mechanisms by which specific genes are regulated, we are still lacking a global understanding of the interplay between these factors and how theycontrol cell fate. In order to decipher the molecular regulatory network controlling immune cell specification and their reprogramming, I have combined a variety of high-throughput methods to measure changes in gene expression and epigenetic regulation during B cells reprogramming. I have revealed the interplay between different transcription factors at enhancers regulating genes of the different programs (B cells, macrophages and pluripotent cells) and identified epigenetic regulators forming complexes and controlling enhancers activities (such as Lsd1, Hdac1, Brd4 and Tet2) and consequently regulating cell fate. Finally, I integrated these data together with published data, in a computational model of the regulatory network controlling the specification of B-cells and macrophages from multipotent progenitors. I used both analytic tools (stable states analysis) and simulations (logical asynchronous simulations, continuous time Markov chains) to study in silico differentiation and reprogramming.These analyses have revealed previouslyunknown transcriptional regulations, which weconfirmed experimentally, and allowed us to get abetter understanding of the regulatory circuitscontrolling cell fate commitment
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Collombet, Samuel. "Investigation du réseau de régulation contrôlant la spécification et la reprogrammation des cellules du sang." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEE032.
Abstract:
Les cellules immunitaires proviennent d'un ensemble commun de cellules souches hématopoïétiques qui se différencient hiérarchiquement en lignées myéloïdes et lymphoïdes. Ce processus est étroitement régulé par un réseau entrelacé de facteurs de transcription et de régulateurs épigénétiques, qui contrôlent l'activation et la répression des gènes impliqués. Les travaux récents sur la reprogrammation cellulaire ont montré que certaines protéines peuvent reprogrammer des cellules différenciées, comme le facteur de transcription C/EBPa qui peut induire la trans-differenciation de cellules B en macrophages. De plus, une courte induction de Cebpa suivie de l’expression des quatre facteurs de transcription Oct4-Sox2-Klf4-cMyc permet une reprogrammation extrêmement rapide en cellules pluripotentes. Afin de déchiffrer le réseau de régulation moléculaire contrôlant la spécification et la reprogrammation des cellules immunitaires, j’ai combiné différentes méthodes à haut débit pour analyser l’expression des gènes et leur régulation épigénétique, et ce au court de la reprogrammation des cellules B. J’ai découvert des interactions entre différents facteurs de transcription, au niveau des régions régulatrices de gènes des différents programmes génétiques impliqués (lymphoide, myeloide et pluripotence), et j’ai identifié des facteurs régulant l’état de la chromatine également impliqués dans la reprogrammation (notamment Lsd1, Hdac1, Brd4 et Tet2). Enfin, J’ai intégré ces données dans un modèle dynamique du réseau moléculaire régulant la spécification des cellules B et des macrophages à partir de progéniteurs multipotents. J’ai utilisé à la fois des méthodes analytiques (analyse des états stables) et des simulations (simulations logiques asynchrones, chaînes de Markov à temps continu) pour étudier in silico la différenciation et la reprogrammation cellulaire. Ces analyses ont révélés des régulations transcriptionelles encore inconnues, que nous avons pu confirmer expérimentalement. Nous avons ainsi obtenu une meilleure compréhension des circuits de régulation contrôlant le destin cellulaireImmune cells arise from a common set of hematopoietic stem cells, which differentiate hierarchically into the myeloid and lymphoid lineages. This process is tightly regulated by an intertwined network of transcription and epigenetic factors, which control both the activation and repression of gene programs, to ensure cell commitment. However, recent work on cellular reprogramminghas shown that the ectopic expression of some specific factors can enforce the trans-differentiation of committed cells. The transcription factor C/EBPa can induce the reprogramming of B-cells into macrophages. Furthermore, a pulse of Cebpa expression in B cells followed by the expression of the four transcription factors Oct4-Sox2-Klf4-cMyc leads to an extremely fast and efficient reprogramming into induced pluripotent stem cells. Despite the many data we have on the molecular mechanisms by which specific genes are regulated, we are still lacking a global understanding of the interplay between these factors and how theycontrol cell fate. In order to decipher the molecular regulatory network controlling immune cell specification and their reprogramming, I have combined a variety of high-throughput methods to measure changes in gene expression and epigenetic regulation during B cells reprogramming. I have revealed the interplay between different transcription factors at enhancers regulating genes of the different programs (B cells, macrophages and pluripotent cells) and identified epigenetic regulators forming complexes and controlling enhancers activities (such as Lsd1, Hdac1, Brd4 and Tet2) and consequently regulating cell fate. Finally, I integrated these data together with published data, in a computational model of the regulatory network controlling the specification of B-cells and macrophages from multipotent progenitors. I used both analytic tools (stable states analysis) and simulations (logical asynchronous simulations, continuous time Markov chains) to study in silico differentiation and reprogramming.These analyses have revealed previouslyunknown transcriptional regulations, which weconfirmed experimentally, and allowed us to get abetter understanding of the regulatory circuitscontrolling cell fate commitment
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Aouadj, Messaoud. "AirNet, le modèle de virtualisation « Edge-Fabric » comme plan de contrôle pour les réseaux programmables." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30138/document.
Abstract:
Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans le contexte général des réseaux logiciels, dits "Software-Defined Networking" (SDN). Ce paradigme récent est l'une des initiatives les plus notables pour rendre les réseaux actuels programmables ou, en d'autres termes, plus simple à configurer, à tester, à corriger et à faire évoluer. Dans un écosystème SDN, l'interface nord (Northbound API) est utilisée par l'administrateur réseaux pour définir ses politiques et programmer le plan de contrôle, elle représente donc un enjeu majeur. Idéalement, cette interface nord devrait permettre aux administrateurs de décrire, le plus simplement possible, des services réseaux et leurs interactions, plutôt que de spécifier comment et sur quels équipements physiques ils doivent être déployés. Des travaux existants montrent que cela peut être notamment réalisé grâce à des solutions de virtualisation de réseaux et des langages de programmation dédiés de haut niveau. L'objectif de ce travail de thèse est de proposer une nouvelle interface nord qui, d'une part, exploiterait la virtualisation de réseau et, d'autre part, exposerait ses services sous la forme d'un langage de programmation dédié. Actuellement, plusieurs langages intégrant des solutions de virtualisation de réseau existent. Néanmoins, nous pensons que les modèles d'abstraction qu'ils utilisent pour construire des réseaux virtuels restent inappropriés pour assurer des critères de simplicité, modularité et flexibilité des topologies virtuelles et des programmes de contrôle. Dans ce contexte, nous proposons un nouveau langage de contrôle de réseaux nommé AirNet. Ce dernier intègre un modèle d'abstraction dont la principale caractéristique est d'offrir une séparation nette entre les équipements de bordure (Edge) et de cœur de réseau (Fabric). Cette idée est bien connue et acceptée dans le domaine des architectures réseaux. L'originalité de notre contribution étant de faire remonter ce concept au niveau du plan de contrôle virtuel et non de le restreindre au seul plan physique. Ainsi, des frontières logiques entre les différents types de politiques existeront (fonctions de contrôle et de données vs. fonctions de transport), garantissant ainsi la modularité et la réutilisabilité de tout ou partie du programme de contrôle. De plus, dans l'approche proposée, la définition du réseau virtuel et des politiques peut être totalement dissociée de l'infrastructure physique cible, favorisant ainsi la portabilité des applications de contrôle. Une implémentation du langage AirNet a également été réalisée. Ce prototype inclut en particulier une bibliothèque des primitives et opérateurs du langage, ainsi qu'un hyperviseur qui assure la composition des politiques de contrôle sur un réseau virtuel, et leur transposition (mapping) sur l'infrastructure physique. Afin de s'appuyer sur des contrôleurs SDN existants, l'hyperviseur inclut des modules d'intégration des contrôleurs POX et RYU. Une validation expérimentale a été menée sur différents cas d'étude (filtrage, répartition de charge, authentification dynamique, limitation de bande passante, etc.) dont les résultats attestent de la faisabilité de la solution. Enfin, des mesures de performances ont montré que le surcoût apporté par cette nouvelle couche d'abstraction est parfaitement acceptableThe work of this thesis falls within the general context of software-defined networking (SDN). This new paradigm is one of the most significant initiatives to enable networks programmability or, in other words, to make current networks easier to configure, test, debug and evolve. Within an SDN ecosystem, the Northbound interface is used by network administrators to define policies and to program the control plane, it thus represents a major challenge. Ideally, this northbound interface should allow administrators to describe, as simply as possible, network services and their interactions, rather than specifying how and on what physical device they need to be deployed. Current related works show that this can be partly achieved through virtualization solutions and high-level domain specific languages (DSL). The objective of this thesis is to propose a new Northbound interface which will, on the one hand, rely on network virtualization and, on the other hand, expose its services as a domain specific programming language. Currently, several languages that include network virtualization solutions exist. Nevertheless, we believe that the abstract models they are using to build virtual networks remain inadequate to ensure simplicity, modularity and flexibility of virtual topologies and control programs. In this context, we propose a new network control language named AirNet. Our language is built on top of an abstraction model whose main feature is to provide a clear separation between edge and core network devices. This concept is a well-known and accepted idea within the network designer community. The originality of our contribution is to lift up this concept at the virtual control plane, not limiting it solely at the physical plane. Thus, logical boundaries between different types of policies will exist (control and data functions vs. transport functions), ensuring modularity and reusability of the control program. Moreover, in the proposed approach, the definition of the virtual network and policies is totally dissociated from the target physical infrastructure, promoting the portability of control applications. An implementation of the AirNet language has also been done. This prototype includes in particular a library that implements the primitives and operators of the language, and a hypervisor that achieves the composition of the control policies on the virtual network, and their mapping on the physical infrastructure. In order to rely on existing SDN controllers, the hypervisor includes integration modules for the POX and RYU controllers. An experimental validation has been also conducted on different use cases (filtering, load balancing, dynamic authentication, bandwidth throttling, etc.), whose results demonstrate the feasibility of our solution. Finally, performance measurements have shown that the additional cost brought by this new abstraction layer is perfectly acceptable
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Vailhe, Bruno. "Réorganisation in vitro des cellules endothéliales sur matrice de fibrine en un réseau de pseudo-capillaires." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10235.
Abstract:
Le but de ce travail etait double : 1) mettre au point un modele d'angiogenese in vitro reproductible, rapide et quantifiable ; 2) caracteriser a l'aide de ce modele des facteurs impliques dans l'angiogenese. Nous avons etabli le modele sur matrice de fibrine. Nous avons analyse le role de la concentration du gel de fibrine (un des parametres determinant la malleabilite) dans l'induction de l'angiogenese. Les conditions de culture qui permettent d'obtenir un reseau de pseudo-capillaires sont les suivantes : 1,5. 10#5 cellules/ml ensemencees sur fibrine (0,5 mg/ml), dans un milieu contenant 2% en serum. Ces conditions permettent d'observer la reorganisation des cellules en un reseau de pseudo-capillaires entre 24 et 48 heures de culture. A l'aide de ce modele, nous montrons que les cellules degradent la matrice au cours de la reorganisation en pseudo-capillaires, et que la degradation est correlee dans le temps aux changements morphologiques des cellules. Ce remodelage par la fibrinolyse conditionne la formation des pseudo-capillaires puisque les anti-fibrinolytiques inhibent totalement leur formation. L'expression de tous les composants du systeme activateurs du plasminogene/plasmine est augmentee. L'integrine v3 est localisee dans des points de contact lorsque la cellule commence a adherer sur fibrine, puis devient diffuse lorsque le pseudo-capillaire est forme. Nous montrons que l'expression membranaire de l'v3 diminue au cours de la formation du capillaire. Nous mettons egalement en evidence que les cellules secretent du tgf-1 au cours du processus. Le role eventuel de cette cytokine reste a mettre en evidence. La morphogenese dans ce modele est sous controle d'au moins quatre facteurs : les facteurs mecaniques, les proteases, les integrines et les cytokines. Ce systeme peut etre utilise : -d'une part pour etudier comment ces facteurs interagissent lors de la morphogenese capillaire ; -d'autre part pour tester des regulateurs de l'angiogenese.
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Balland, martial. "Etude microrhéologique du réseau d'actine de cellules en culture en présence de facteurs biochimiques modifiant sa dynamique." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009607.
Abstract:
L'objectif de cette thèse est de caractériser l'influence de facteurs protéiques sur la dynamique du cytosquelette cellulaire au moyen d'outils de micromanipulation contrôlés. Nous avons déterminé la réponse microrhéologique du réseau d'actine pour des cellules uniques. Nous avons appliqué grâce à un système de pinces optiques des forces statiques et oscillantes à des microbilles de verres attachées de manière spécifique au réseau d'actine de divers types cellulaires. Dans le cas statique nous avons mesuré des modules élastiques dans la gamme 29
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Balland, Martial. "Etude microrhéologique du réseau d'actine de cellules en culture en présence de facteurs biochimiques modifiant sa dynamique." Paris 7, 2004. http://www.theses.fr/2004PA077201.
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Ein-Eli, Noémie. "Migration de cellules tumorales mammaire sur réseau en 3 Dimension et Mécanismes physiques de la protéolyse matricielle." Thesis, Cergy-Pontoise, 2014. http://www.theses.fr/2014CERG0688/document.
Abstract:
Nous étudions la migration et la protéolyse de la matrice extracellulaire dans le cancer du sein. Pour cela, nous avons mis en place deux systèmes modèles. Le premier, se base sur une lame basale reconstituée et permet d'évaluer le potentiel invasif de lignées cellulaires tumorales. Nous montrons que les cellules cancéreuses migrent différemment à travers un gel pour former des amas de taille variable directement corrélé à leur pouvoir invasif. Dans notre système, seule la migration de type mésenchymateuse est utilisée par les cellules. Ce type de mouvement est directement dépendant de protéases sécrétées par les cellules. Nous avons, donc mesurée la synthèse au niveau transcriptionnel de la classe d'enzyme majoritairement impliquée dans la dissémination tumorale, les matrice métalloprotéases (MMPs). Nous avons ainsi pu montrer que l'expression de 3 MMPs est corrélée aux capacités migratoires des cellules donc à leur potentiel invasif. Le processus physique par lequel les enzymes dégradent les matrices est très peu étudié au niveau expérimental. Le second système que nous utilisons se base sur un modèle de matrice conjonctive majoritairement composer de collagène de type I. Nous utilisons la gélatine, pour étudier la protéolyse de gels protéiques par différentes classes de protéases. A partirdes études sur la solubilisation enzymatique des gels par l'-chymotrypsine, la protéinase K et la papaïne, nous montrons qu'il existe des mécanismes de dégradation distincts. Le premier est un mécanisme anormal dont la cinétique est limitée par la diffusion de l'enzyme, le second est brownien et la cinétique est limitée par la réaction. Ce second mécanisme dépend directement d'interactions eléctrostatiques entre l'enzyme et le gel. Nous observons pour deux des enzymes que l'évolution des temps de dégradation mais également la cinétique dépendent de la concentration en protéine dans les gelsWe study the migration and proteolysis of the extracellular matrix in breast cancer. For this, we set up two model systems. The first is based on a reconstituted basement membrane and allows the evaluation of invasive potential tumor cell lines. We show that cancer cells migrate differently across the gel to form clusters of variable size directly correlates with their invasiveness. In our system, only the migration of mesenchymal type is used by the cells. This type of movement is directly dependent proteases secreted by the cells. We therefore measured the synthesis at the transcriptional level of the enzyme class mainly involved in tumor dissemination, the matrix metalloproteases (MMPs). We were able to show that the expression of 3 MMPs is correlated with migratory capacity of cells, therefore their invasive potential. The physical process by which enzymes degrade the matrix is very little studied at the experimental level. The second system we use is based on a model of connective matrix mainly composed of collagen type I. We use gelatin for the study of protein gels proteolysis by different classes of proteases. Based on the study of gels enzymatic solubilization by a- chymotrypsin, proteinase K and papain, we show that there are distinct mechanisms of degradation. The first mechanism is abnormal whose kinetic is limited by enzyme diffusion, and the second is Brownian and the kinetic is reaction limited. The second mechanism depends directly on electrostatic interactions between enzyme and gel. We observe for two enzymes that the evolution of degradation time but also the degradation kinetics depend on the concentration of protein in gels
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Gaston, Cécile. "Rôle d'EpCAM sur l'activité du réseau d'actomyosine et impact sur le maintien de l'organisation épithéliale." Thesis, Université de Paris (2019-....), 2019. https://wo.app.u-paris.fr/cgi-bin/WebObjects/TheseWeb.woa/wa/show?t=3982&f=25561.
Abstract:
L’intégrité des épithéliums dépend du contrôle de l’organisation et de l’activité du cytosquelette d’actomyosine afin de maintenir la forme et l’adhérence des cellules en homéostasie, mais aussi en situation de stress. L’actomyosine est régulée par de nombreuses voies de signalisation agissant sur la dynamique de l’actine et/ou l’activité de la myosine, l’une d’entre elles résultant de l’activation de la petite GTPase RhoA. EpCAM (Epithelial Cell Adhesion Molecule) a tout d’abord été décrite comme une molécule d’adhérence calcium-indépendante, spécifique des épithéliums, mais des analyses récentes mettent en doute cette fonction. Dans ce manuscrit, je décris la participation d’EpCAM à la régulation de la contractilité dans les épithéliums, et son importance pour le maintien de la polarité cellulaire. Dans une première étude, nous démontrons qu’EpCAM est nécessaire pour la distribution et l’activité correcte de la myosine II, afin de contrôler l’intégrité des jonctions et le maintien de la polarité apico-basale dans une monocouche épithéliale. La perte d’EpCAM induit une perte de polarité atypique, aux effets dévastateurs sur l’intégrité de l’épithélium, et qui empire en présence d’un stress mécanique. Dans un deuxième article, nous présentons l’effet de la perte d’EpCAM sur la capacité d’adhérence au substrat et de migration des cellules. Nous avons démontré qu’EpCAM est impliquée dans le recyclage de RhoA activé, permettant la bonne organisation de l’actomyosine pour la mise en place d’une polarité avant-arrière. De manière surprenante, nos expériences indiquent que l’effet d’EpCAM est indépendant de la présence de contacts cellulaires. Nous proposons donc que la fonction d’EpCAM soit révisée en tant que régulateur de la contractilité cellulaire. Ces résultats mettent en lumière l’importance de la régulation spatio-temporelle de RhoA pour la contractilité et les effets de celle-ci sur l’intégrité épithélialeEpithelial integrity relies on the correct distribution and activity of the actomyosin cytoskeleton to maintain cell shape and junctional adhesion during homeostasis, and even more importantly, under stress. The actomyosin apparatus is regulated by many different signalling pathways targeting either the actin dynamics or myosin activation, one of which is dependent on the small GTPase RhoA. EpCAM (Epithelial Cell Adhesion Molecule) was primarily described as a Ca2+-independent cell-cell adhesion molecule that is specific of epithelia, although recent analyses tend to challenge this statement. In this work, we report the involvement of EpCAM in epithelial contractility regulation and its importance for the maintenance of cell polarity. In a first study, we show that EpCAM is required for proper distribution and activity of Myosin-II that controls junctional integrity and the maintenance of apico-basal polarity in an epithelial monolayer. EpCAM depletion leads to an atypical polarity loss with devastating effects on the epithelium integrity, worsening when the epithelial monolayer is subjected to mechanical stress. In a second study, we tackled the issue of EpCAM depletion on the actomyosin apparatus in relation to cell-substrate adhesion and cell migration. We demonstrated that EpCAM is involved in the control of active RhoA recycling, allowing for the correct organization of the actomyosin apparatus and the establishment of front-rear polarity. Surprisingly, our results showed that these effects were cell-autonomous and did not require the presence of cell-cell junctions. We propose that EpCAM function as a cell adhesion molecule is revised to a more general role as a cell contractility regulator. These results bring new light on the spatio-temporal regulation of RhoA-dependent contractility, and its effects on epithelial integrity
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Bertot, Charlotte. "Le rôle des cellules microgliales dans le développement des circuits neuronaux." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0414/document.
Abstract:
Les cellules microgliales constituent la population de macrophages résidents du système nerveux central. De par leur appartenance au système immunitaire, elles furent longtemps considérées actives uniquement en conditions pathologiques. Au contraire, ces dernières décennies, elles sont apparues comme physiologiquement actives, notamment au cours de la période critique de formation du système nerveux central. Au cours du développement embryonnaire et postnatal, les neurones nouvellement générés migrent vers leur position définitive avant de développer leur arbre dendritique et axonal afin de former les connexions synaptiques à la base des réseaux nécessaires aux fonctions cérébrales. L'étude des microglies au cours de la période postnatale, a montré l'implication d'un mode de communication spécifique entre les neurones et la microglie, la voie Fractalkine/CX3CR1, dans la mise en place des cellules microgliales d'une part et dans le développement synaptique glutamatergique d'autre part. Cependant, l'importance de cette communication neurone-microglie pour le développement du système inhibiteur GABAergique est peu connue. Au cours de mon travail de thèse, je me suis intéressée au rôle de la voie de communication FractalKine/CX3CR1 dans la distribution des cellules microgliales et le développement postnatal du réseau GABAergique de l'Hippocampe. Nous avons ainsi montré que la suppression du récepteur microglial CX3CR1 induit une diminution du nombre de microglies dans la région CA3 de l'Hippocampe, dans une fenêtre temporelle précise entre 7 et 2 jours après la naissance. Cette diminution du nombre de microglies est corrélée avec une altération de l'activité de réseau au niveau de cette région. En effet, la fréquence des GDPs (Giant Depolarizing Potentials), une activité de réseau impliquée dans la formation et la maturation des synapses et spécifiquement générée en CA3, est diminuée à la fin de la première semaine postnatale. De plus, malgré l'absence de modification majeure de l'activité synaptique glutamatergique et GABAergique, les évènements postsynaptiques GABAergiques présentent une sous population d'évènements plus amples et des cinétiques légèrement plus rapides, pouvant suggérer une modification de la population d'interneurones mis en jeu. L'ensemble de mon travail de thèse met en évidence l'impact de la communication neurone-microglie par la voie Fractalkine/CX3CR1 sur le développement postnatal de l'Hippocampe Son absence affecte d'une part, la colonisation microgliale, et d'autre part, une activité de réseau caractéristique de l'Hippocampe, dans une fenêtre temporelle critique pour la mise en place des connexions synaptiques et la formation des réseaux neuronauxMicroglial cells, the resident macrophages of the central nervous system, were mainly studied for their role in pathological conditions, but they recently appeared to be involved in synaptic development and circuits formation during postnatal period. During this critical period, microglial cells colonize the central nervous system and interact with other cell types, including neurons. A specific way of communication between neurons and microglia involves neuronal released fractalkine (CX3CL1) and its specific microglial receptor CX3CR1. CX3CR1 KO mice contributed to unclose microglial role during development. Indeed, CX3CR1 ablation alters microglia distribution in the brain, and it affects glutamatergic transmission and synapse maturation. However, these effects seem to be transient and brain region specific and their mechanisms are poorly understood. Furthermore, some effects observed in juvenile or adult mice may have origin during development, when neuronal connections are established. GABA plays a fundamental role in this process since it is excitatory The influence of neuron.microglia interaction on neuronal activity in the hippocampus during this period is poorly understood. In particular, nothing is known on GABAergic activity, known to be synaptogenic during this period My PhD project aimed at investigating how the signaling fractalkine pathway impacts microglial coloniation of the hippocampus and neuronal activity during the first two postnatal weeks. Our results indicate that in CX3XR1KO mice there is a reduction in the density of microglial cells at P7-P9 in the CA3 hippocampal area, accompanied at P7 by a significant reduction of frequency of Giant Depolarizing Potentials (GDPs), a network activity involved in hippocampal synapse formation and maturation Furthermore, despite no overall difference in glutamatergic or GABAergic synaptic activity, GABAergic events display a subpopulation of larger events, and the kinetics was slightly faster. Thus, the disruption of the specific neuronal.microglia signaling pathway on one hand impacts the microglia coloniation of the hippocampus and on the other hands affects specifically neuronal network activity during a time window critical for the establishment of neuronal connections
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Mener, Simon. "Conception d'une cellule déphaseuse pour réseau réflecteur reconfigurable à deux polarisations circulaires indépendantes." Phd thesis, INSA de Rennes, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957819.
Abstract:
Cette thèse, menée en partenariat avec le CNES et la DGA s'inscrit dans un contexte international très actif sur les réseaux réflecteurs ou reflectarrays. Un reflectarray est constitué d'une source primaire placée au-dessus d'un réseau de cellules contrôlant les propriétés du champ réfléchi. Une reconfiguration du diagramme de rayonnement peut être réalisée de manière électronique en introduisant des éléments actifs dans chacune des cellules. Dans ce contexte, le travail réalisé a consisté à étudier une nouvelle topologie de cellule permettant de réfléchir indépendamment deux ondes incidentes, en polarisations circulaires gauche et droite, en bande X. Cette cellule, basée sur la superposition d'une cellule sélective en polarisation et d'une cellule simple polarisation, est conçue de façon à être compatible avec une reconfiguration électronique à l'aide de commutateurs. Après un important travail de simulation électromagnétique, une première validation expérimentale, menée à l'échelle de la cellule unitaire, a mis en évidence de très bonnes performances dans les deux polarisations (pertes inférieures à 1dB, déphasage atteignant 2 bits de résolution). A cette occasion, un banc de caractérisation spécifique a été développé. Une étude de faisabilité de la cellule reconfigurable a également été menée afin d'identifier les technologies de commutateur les plus pertinentes et de quantifier les perturbations apportées par la circuiterie de commande. Finalement, un démonstrateur de réseau à états figés a été réalisé et mesuré. Constitué de 97 cellules, il a permis de démontrer les potentialités de la structure développée, pour une application spatiale réaliste : dépointage jusqu'à 26°, bande passante de 800 MHz en bande X, réjection de polarisation croisée>20dB correspondant à une pureté de polarisation circulaire satisfaisante (TE<2dB). Il s'agit de la première antenne à réseau réflecteur qui permette de gérer indépendamment et simultanément les deux orientations de la polarisation circulaire à la même fréquence tout en offrant des capacités de reconfigurabilité.
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Mener, Simon. "Conception d’une cellule déphaseuse pour réseau réflecteur reconfigurable à deux polarisations circulaires indépendantes." Thesis, Rennes, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAR0028/document.
Abstract:
Cette thèse, menée en partenariat avec le CNES et la DGA s’inscrit dans un contexte international très actif sur les réseaux réflecteurs ou reflectarrays. Un reflectarray est constitué d’une source primaire placée au-dessus d’un réseau de cellules contrôlant les propriétés du champ réfléchi. Une reconfiguration du diagramme de rayonnement peut être réalisée de manière électronique en introduisant des éléments actifs dans chacune des cellules. Dans ce contexte, le travail réalisé a consisté à étudier une nouvelle topologie de cellule permettant de réfléchir indépendamment deux ondes incidentes, en polarisations circulaires gauche et droite, en bande X. Cette cellule, basée sur la superposition d’une cellule sélective en polarisation et d’une cellule simple polarisation, est conçue de façon à être compatible avec une reconfiguration électronique à l’aide de commutateurs. Après un important travail de simulation électromagnétique, une première validation expérimentale, menée à l’échelle de la cellule unitaire, a mis en évidence de très bonnes performances dans les deux polarisations (pertes inférieures à 1dB, déphasage atteignant 2 bits de résolution). A cette occasion, un banc de caractérisation spécifique a été développé. Une étude de faisabilité de la cellule reconfigurable a également été menée afin d’identifier les technologies de commutateur les plus pertinentes et de quantifier les perturbations apportées par la circuiterie de commande. Finalement, un démonstrateur de réseau à états figés a été réalisé et mesuré. Constitué de 97 cellules, il a permis de démontrer les potentialités de la structure développée, pour une application spatiale réaliste : dépointage jusqu’à 26°, bande passante de 800 MHz en bande X, réjection de polarisation croisée>20dB correspondant à une pureté de polarisation circulaire satisfaisante (TE<2dB). Il s’agit de la première antenne à réseau réflecteur qui permette de gérer indépendamment et simultanément les deux orientations de la polarisation circulaire à la même fréquence tout en offrant des capacités de reconfigurabilitéThis thesis done in partnership with the French Space Agency (CNES) and the French Defense Agency (DGA) is placed in a very active international context on reflectarrays antennas. A reflectarray consists of a primary source located above microstrip elements on a grounded substrate. The microstrip elements are designed to reradiate the incident wave. A reconfiguration of the radiation pattern can be electronically achieved by introducing switches in each element. In this context, for space applications in X-band, the objective of this thesis is to propose a dual-circular polarization (CP) unit-cell able to separate at the same frequency, the two incident circular polarizations. This unit-cell, made of two layers with reconfigurable capabilities, is based on a circular polarization selective surface (CPSS) and on a single polarization cell. After intensive electromagnetic simulations, the unit-cell in dual-circular polarization with reconfigurable capabilities has been experimentally validated using a specific waveguide measurement. In fact, the unitcell reflects independently and simultaneously the two incidents circular polarizations for a phase resolution around 2 bits in LHCP and in RHCP. A feasibility study of the reconfigurable cell was also carried out to identify the most relevant technologies. Then, a reflectarray in X-band has been designed, fabricated and measured. Made up of 97 cells, it has demonstrated the potentialities of the structure for a realistic space application: scan angle up to 26 °, bandwidth of 800MHz in X-band, cross-polarization rejection>20dB and good polarization purity (AR<2dB). This is the first time that a dual circular polarization reflectarray with reconfigurable capabilities has been validated with the unique capability to reflect independently and simultaneously the two incident circular polarization at the same frequency
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Créquit, Perrine. "Méta-analyse en réseau cumulative et dynamique." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCB085.
Abstract:
Les revues systématiques sont des outils indispensables à la synthèse des connaissances en évaluation thérapeutique. Il est désormais fréquent que plusieurs traitements soient disponibles pour une même indication. L’objectif des patients et des cliniciens est alors de savoir quels sont, parmi l’ensemble des traitements disponibles, le(s) meilleur(s). Compte tenu de la nécessité de synthétiser les données disponibles pour tous les traitements et de maintenir cette synthèse à jour, notre objectif était d’évaluer les limites du système actuel de synthèse et de développer une méthodologie alternative. Nous avons d’abord évalué la capacité des revues systématiques à prendre en compte l’ensemble des preuves disponibles sur l’effet des multiples traitements. Nous avons utilisé l’exemple des traitements de deuxième ligne du cancer bronchique non à petites cellules métastatique non muté pour EGFR ou de statut inconnu. Nous avons montré que les 29 revues systématiques publiées jusque 2015 sur cette question, considérées collectivement, fournissaient une synthèse fragmentée et non à jour de la preuve disponible. Au moins 40% des 77 essais, des 45 traitements, des 54 comparaisons de traitements et des 28 636 patients n’étaient constamment pas pris en compte dans les revues systématiques. Nous avons discuté les raisons pour lesquelles le système de synthèse des données actuel ne permettait pas de couvrir l’ensemble des données disponibles. Nous avons ensuite développé une nouvelle forme de synthèse de la preuve disponible au cours du temps, la méta-analyse en réseau cumulative et dynamique. Elle consiste à passer d’une série de méta-analyses à une méta-analyse en réseau unique, incluant l’ensemble des traitements disponibles pour une indication donnée, avec une mise à jour du réseau d’essais et de la synthèse des données dès que les résultats d’un nouvel essai deviennent disponibles. Elle débute par une méta-analyse en réseau initiale suivie d’une succession de mises à jour répétées à intervalles réguliers. Nous avons décrit les étapes méthodologiques, et développé le protocole d’une étude de preuve de concept, appliquée aux traitements de deuxième ligne du cancer bronchique non à petites cellules. Enfin, nous avons réalisé la méta-analyse en réseau initiale sur ce même exemple. Nous avons inclus 98 essais randomisés évaluant 60 traitements chez 34 179 patients. Nous avons montré que les traitements par immunothérapie (nivolumab et pembrolizumab) avaient un effet sur la survie globale supérieur aux chimiothérapies et thérapeutiques ciblées actuellement recommandées (nivolumab versus docetaxel HR=0,68 (IC95% 0,55-0,83) ; versus pemetrexed HR=0,65 (0,5-0,83) ; versus erlotinib HR=0,66 (0,51-0,84) and versus gefitinib HR=0,65 (0,51-0,82)). Les résultats étaient similaires pour le pembrolizumab. Pour la survie sans progression, le nivolumab avait aussi un effet supérieur aux quatre traitements recommandés. La méta-analyse en réseau cumulative et dynamique pourrait devenir l’outil permettant de changer de paradigme dans la synthèse des connaissances afin d’améliorer la prise de décision médicaleSystematic reviews are essential tools to synthesize available evidence for therapeutic evaluation. Multiple treatments are now frequently available for a given condition. Patients and physicians want to know which one is the best among all treatments. Thus we need to retrieve and synthesize all available evidence across all treatments and furthermore to maintain it updated when new evidence and new treatments become available. Our objective was to evaluate the limits of the current ecosystem of evidence synthesis and to develop an alternative methodology. We have first assessed the capacity of systematic reviews to cover all available evidence of multiple treatments. We took the example of second-line treatments of advanced non-small cell lung cancer with EGFR wild-type or unknown status. We have shown that the 29 systematic reviews published in this condition up to 2015, considered collectively, failed to provide a complete and updated synthesis of all available evidence. Almost 40% of the 77 trials, of the 45 treatments, of the 54 treatment comparisons and of the 28,636 patients were always missing from systematic reviews. We have discussed the reasons why the ecosystem of evidence synthesis fails to encompass all available evidence. We then developed a new paradigm to synthesize evidence over time called live cumulative network meta-analysis. This new concept consists in switching from a series of standard meta-analyses to a single network meta-analysis covering all treatments and systematically updated as soon as the results of a new trial become available. Live cumulative network meta-analysis is initiated with a network meta-analysis which is iteratively updated. We have described the methodological steps, developed the protocol of a proof-of-concept study applied to second-line treatments of advanced non-small cell lung cancer. Finally, we have performed the initial network meta-analysis in this condition. We have included 98 trials including 34,179 patients and assessing 60 treatments. We have shown that nivolumab was more effective in term of overall survival compared to docetaxel HR=0.68 (IC95% 0.55-0.83), to pemetrexed HR=0.65 (0.5-0.83), to erlotinib HR=0.66 (0.51-0.84) and to gefitinib HR=0.65 (0.51-0.82). Similar results were found with pembrolizumab. In progression free survival, nivolumab had a more important treatment effect compared to the four recommended treatments. Live cumulative network meta-analysis should become a paradigmatic shift for systematic reviews and meta-analysis in order to improve medical decision making
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Khoyratee, Farad. "Conception d’une plateforme modulable de réseau de neurones biomimétiques pour l’étude des maladies neurodégénératives." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0351.
Abstract:
Les neurosciences ont fait l’objet de nombreuses études et ont vu émerger de nouveaux domaines de recherche où la technologie et la biologie peuvent être utilisées en synergie dans le but de trouver des solutions pour comprendre et guérir les maladies neurologiques. Ces maladies affectent des millions de personnes à travers le monde. L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) prévoit une multiplication par 3 du nombre de malades dans les 30 ans à venir.Les progrès des neurosciences ont permis l’émergence de modèles décrivant la physiologie des neurones et aussi de méthodes d’implémentation matérielle de ces modèles. Parmi ces méthodes, les neuroprothèses sont des dispositifs permettant de rétablir certaines fonctions neuronales grâce à une communication avec le système nerveux. La méthodologie de leur conception implique l’étude du comportement des cellules et la création de plateformes biomimétiques interagissant en temps réel avec les cellules vivantes.Dans ces travaux de thèse, la réalisation du système biomimétique a été menée grâce à des composants numériques tels que les Field Programmable Gate Arrays (FPGA), ce qui permet de bénéficier de la flexibilité et de la rapidité de prototypage de ces technologies. La plateforme temps réel de réseaux de neurones biologiquement réalistes développée est paramétrable. Elle devient ainsi un outil neuro-computationnel permettant la réalisation d’expériences bio-hybrides pour l’étude du comportement du système nerveux et plus particulièrement des maladies neurodégénératives.Ces travaux se sont placés dans un contexte plus large. La bibliothèque d’opérateurs numériques sur FPGA développée pour la plateforme a été réutilisée pour l’étude des dynamiques semblables à celles des réseaux de neurones telles que la simulation de réseaux biochimiques ou la résolution de problèmes d’optimisation combinatoireNeuroscience has been the subject of many studies and has seen new fields of research emerge where technology and biology can be used to find solutions to understand and cure neurological diseases. These illness affect millions of people around the world. The World Health Organization (WHO) predicts a 3 fold increase in the number of patients in the next 30 years.Advances in neuroscience have led to the development of models describing the physiology of neurons and also methods of hardware implementation of these models. Among these methods, neuroprosthesis are devices for restoring certain neuronal functions through communication with the nervous system.This thesis work show that the realization of the biomimetic system was carried out thanks to digital components such as Field Programmable Gate Array (FPGA) which allows to benefit from the flexibility and speed of prototyping of these technologies. The real-time platform of biologically realistic neural networks developed is configurable. It becomes a neuro-computational tool allowing the realization of bio-hybrid experiments for the study of the behavior of the nervous system and more particularly of the neurodegenerative diseases.This work was placed in a larger context. The FPGA digital operator library developed for the platform has been reused for the study of dynamics similar to neural networks such as biochemical network simulation or combinatorial optimization problem solving
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Christophe, Elodie. "Rôle des interneurones de la couche I et des cellules pyramidales de la couche V dans le réseau néocortical." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066057.
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Le, Droguen Pierre-Marie. "Rôle du réseau de microtubules lors de la morphogénèse du système trachéal dans l'embryon de drosophile." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077162.
Abstract:
Le remodelage d'un épithélium est essentiel à l'organogénèse et nécessite un changement de forme et de position des cellules tout en maintenant des contacts entre les cellules. La forme des cellules est précisément régulée par leur polarité. La polarité est une caractéristique essentielle de la cellule impliquant une ségrégation des molécules dans l'espace et le temps, et qui repose en partie sur le cytosquelette de microtubules (MTs). Les MTs sont des structures extrêmement dynamiques et polarisées qui assurent notamment le transport vésiculaire. Afin de mieux comprendre le rôle des MTs lors de la morphogénèse épithéliale, j'ai étudié les mécanismes régulant l'organisation du réseau de MTs et déterminé son importance fonctionnelle pour la polarité épithéliale. J'ai utilisé le système trachéal de l'embryon de drosophile comme modèle d'épithélium tubulaire permettant d'aborder le développement d'un organe en 3D. J'ai contribué à démontrer un relocalisation du matériel de nucléation des MTs du centrosome vers la partie apicale des cellules trachéales qui est essentielle à la morphogénèse trachéale. J'ai développé une approche d'analyse quantitative d'acquisitions confocales et ai démontré que les MTs sont nécessaires à l'organogenèse trachéale. Ils sont impliqués dans la régulation des jonctions adhérentes (AJs) qui assurent le maintien des contacts cellulaires. Mes travaux démontrent une restriction apicale par les MTs des endosomes de recyclage qui soutient l'adhésion cellulaire en régulant Par-3 et E-cadherine aux AJs. L'ensemble de mon travail de thèse révèle l'interaction fonctionnelle entre les MTs, le trafic vésiculaire et la régulation de l'adhésion cellulaireEpithelium remodelling is an essential mechanism for organogenesis and requires changes of cell shape and position while maintaining contact with each other. Celle shaping is accurately regulated by its polarity. Polarity is an essantial feature of cells, implying the segregation of molecules in space and time, which is based in part on the cytoskeleton of microtubules (MTs). MTs are highly dynamic and polarised structures which notably assume vesicular transport. To better understand the role of MTs during epithelial morphogenesis, I studied the mechanisms regulating the organisation of the MT network and determined its functional relevance on epithelial polarity. I used the tracheal system in drosophila embryo as a model of tubular epithelium allowing me to investigate 3D organ development. I contributed to reveal a re-localisation of the material of MT nucleation from the centrosome towards the apical part of tracheal cells which is essential for the tracheal organogenesis. I developed an approach of quantitative analysis of confocal acquisitions and demonstated that MTs are critical for the tracheal morphogenesis. I showed they are involved in the regulation of adherens junctions (AJs) which are required for maintaining cellular contacts. My work uncovers a MT-dependent apical restriction of recycling endosomes that promotes adhesion by sustaining AJ compenents Par-3 and E-cadhesion at AJs. Altogether my thesis show the functional interaction between MTs, vesicular trafficking and the regulation of cellular adhesions
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Yann, Clément. "Modélisation électromagnétique de cellules actives environnées : application à l'analyse et la synthèse d'une antenne reflectarray à balayage électronique." Rennes, INSA, 2012. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00781799.
Abstract:
Les antennes reflectarrays constituent une solution innovante pour des applications spatiales et radars étant donné leur capacité à combiner les atouts des antennes réseaux et des antennes à réflecteur. Un reflectarray est composé d’une source primaire placée devant un réseau de cellules contrôlant les propriétés du champ réfléchi. Cette unique source alimente le réseau et évite la mise en place d’un circuit de distribution complexe et dissipatif propre aux antennes réseaux. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la simulation électromagnétique des reflectarrays à balayage électronique. Les outils actuels de simulation des reflectarrays à balayage électronique négligent ou approximent les couplages mutuels entre cellules pouvant conduire à des erreurs sur le diagramme de rayonnement. La simulation d’un reflectarray engendre, par ailleurs, des traitements complexes et des temps de calcul importants. L’enjeu de la simulation est donc de réduire les temps de calcul en conservant un haut degré de précision dans l’optique d’optimiser les performances en rayonnement et les délais de conception. Dans cette perspective, deux nouvelles méthodes ont été proposées :la première première méthode est consacrée à l’analyse fine du champ rayonné par l’antenne. Elle combine l’approche de la cellule environnée, développée par M. -A. Milon, et la technique de compression, généralement utilisée dans un contexte d’analyse de circuits. L’apport essentiel de la méthode réside dans l’extension de la technique de compression au traitement du champ rayonné pour l’analyse de cellules actives dans leur environnement réel. - La seconde méthode permet de calculer les réponses en phase d’une cellule du réseau en prenant en compte les effets des couplages mutuels issus des cellules environnantes. Ces réponses sont ensuite utilisées pour électionner la répartition optimale des états des cellules afin d’assurer un dépointage dans une direction. L’applicabilité de ces deux méthodes est démontrée par la simulation de différentes configurations de réseaux de cellules actives à base de diodes PIN. Le bon accord des résultats entre les méthodes proposées et des simulations de référence montre qu’elles constituent une alternative intéressante aux approches classiques. L’exploitation des méthodes est réalisée pour l’étude d’un reflectarray à balayage électronique développé par Thales Systèmes Aéroportés et le CNES fonctionnant en bande X. Cette étude a montré que les deux méthodes répondent à des objectifs industriels et scientifiques en termes de précision dans l’estimation des performances et de temps de calcul accessiblesReflectarray antenna is a promising solution for space communications and radar applications as it combines attractive features of reflector and array antennas. A reflectarray consists of an array of reflecting cells fed by a horn antenna. Each cell introduces an appropriate phase-shift to the incident wave to steer the main beam in a desired direction. Thanks to the primary feed horn, the complex feed network that characterizes phased array antennas is not required anymore. This thesis focuses on the electromagnetic simulation of reconfigurable reflectarrays (RRA) with electronic beam scanning. The current simulation approaches of RRA ignore or approximate the mutual coupling effects between cells which lead to prediction errors on the radiation pattern. The simulation of RRA generates complex treatments and requires significant computation time and memory resources. The simulation challenge is to reduce the computation time while preserving high accuracy so as to optimize the radiation performances and the design process. In this context, two innovative methods have been proposed: - The first method is dedicated to the thorough analysis of the field radiated by the reflectarray. It combines the 'surrounded-element' approach developed by M. -A. Milon and the compression technique which is generally used for circuit analysis. The extension of the compression technique to compute the field radiated by active cells in their actual environment is the key contribution of the method. The second method computes the phase responses of an active cell taking into account mutual coupling from the surrounded cells. The responses are used to select the optimal configuration of the states of the cells so as to provide a pencil beam in a specific direction. Different test cases of active arrays with PIN diodes are considered to demonstrate the performance and the applicability of the two methods for solving the electromagnetic problems associated with RRA. The validation procedure has proved that the methods offer an interesting alternative to classical approaches. The methods are applied to an X-band RRA designed by Thales Systèmes Aéroportés and the space agency CNES. This study has shown that the two methods meet the scientific and industrial objectives in terms of prediction accuracy and short computation time
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Druyer, Rémy. "Réseau sur puce sécurisé pour applications cryptographiques sur FPGA." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTS023/document.
Abstract:
Que ce soit au travers des smartphones, des consoles de jeux portables ou bientôt des supercalculateurs, les systèmes sur puce (System-on-chip (SoC)) ont vu leur utilisation largement se répandre durant ces deux dernières décennies. Ce phénomène s’explique notamment par leur faible consommation de puissance au regard des performances qu’ils sont capables de délivrer, et du large panel de fonctions qu’ils peuvent intégrer. Les SoC s’améliorant de jour en jour, ils requièrent de la part des systèmes d’interconnexions qui supportent leurs communications, des performances de plus en plus élevées. Pour répondre à cette problématique les réseaux sur puce (Network-on-Chip (NoC)) ont fait leur apparition.En plus des ASIC, les circuit reconfigurables FPGA sont un des choix possibles lors de la réalisation d’un SoC. Notre première contribution a donc été de réaliser et d’étudier les performances du portage du réseau sur puce générique Hermes initialement conçu pour ASIC, sur circuit reconfigurable. Cela nous a permis de confirmer que l’architecture du système d’interconnexions doit être adaptée à celle du circuit pour pouvoir atteindre les meilleures performances possibles. Par conséquent, notre deuxième contribution a été la conception de l’architecture de TrustNoC, un réseau sur puce optimisé pour FPGA à hautes performances en latence, en fréquence de fonctionnement, et en quantité de ressources logiques occupées.Un autre aspect primordial qui concerne les systèmes sur puce, et plus généralement de tous les systèmes numériques est la sécurité. Notre dernière principale contribution a été d’étudier les menaces qui s’exercent sur les SoC durant toutes les phases de leur vie, puis de développer à partir d’un modèle de menaces, des mécanismes matériels de sécurité permettant de lutter contre des détournements d’IP, et des attaques logicielles. Nous avons également veillé à limiter au maximum le surcoût qu’engendre les mécanismes de sécurité sur les performances sur réseau sur puceWhether through smartphones, portable game consoles, or high performances computing, Systems-on-Chip (SoC) have seen their use widely spread over the last two decades. This can be explained by the low power consumption of these circuits with the regard of the performances they are able to deliver, and the numerous function they can integrate. Since SoC are improving every day, they require better performances from interconnects that support their communications. In order to address this issue Network-on-Chip have emerged.In addition to ASICs, FPGA circuits are one of the possible choices when conceiving a SoC. Our first contribution was therefore to perform and study the performance of Hermes NoC initially designed for ASIC, on reconfigurable circuit. This allowed us to confirm that the architecture of the interconnection system must be adapted to that of the circuit in order to achieve the best possible performances. Thus, our second contribution was to design TrustNoC, an optimized NoC for FPGA platform, with low latency, high operating frequency, and a moderate quantity of logical resources required for implementation.Security is also a primordial aspect of systems-on-chip, and more generally, of all digital systems. Our latest contribution was to study the threats that target SoCs during all their life cycle, then to develop and integrate hardware security mechanisms to TrustNoC in order to counter IP hijacking, and software attacks. During the design of security mechanisms, we tried to limit as much as possible the overhead on NoC performances
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Rosay, Sophie. "A statistical mechanics approach to the modelling and analysis of place-cell activity." Thesis, Paris, Ecole normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014ENSU0010/document.
Abstract:
Les cellules de lieu de l’hippocampe sont des neurones aux propriétés intrigantes, commele fait que leur activité soit corrélée à la position spatiale de l’animal. Il est généralementconsidéré que ces propriétés peuvent être expliquées en grande partie par les comporte-ments collectifs de modèles schématiques de neurones en interaction. La physique statis-tique fournit des outils permettant l’étude analytique et numérique de ces comportementscollectifs.Nous abordons ici le problème de l’utilisation de ces outils dans le cadre du paradigmedu “réseau attracteur”, une hypothèse théorique sur la nature de la mémoire. La questionest de savoir comment ces méthodes et ce cadre théorique peuvent aider à comprendrel’activité des cellules de lieu. Dans un premier temps, nous proposons un modèle de cellulesde lieu dans lequel la localisation spatiale de l’activité neuronale est le résultat d’unedynamique d’attracteur. Plusieurs aspects des propriétés collectives de ce modèle sontétudiés. La simplicité du modèle permet de les comprendre en profondeur. Le diagrammede phase du modèle est calculé et discuté en comparaison avec des travaux précedents.Du point de vue dynamique, l’évolution du système présente des motifs particulièrementriches. La seconde partie de cette thèse est à propos du décodage de l’activité des cellulesde lieu. Nous nous demandons quelle est l’implication de l’hypothèse des attracteurs surce problème. Nous comparons plusieurs méthodes de décodage et leurs résultats sur letraitement de données expérimentalesPlace cells in the hippocampus are neurons with interesting properties such as the corre-lation between their activity and the animal’s position in space. It is believed that theseproperties can be for the most part understood by collective behaviours of models of inter-acting simplified neurons. Statistical mechanics provides tools permitting to study thesecollective behaviours, both analytically and numerically.Here, we address how these tools can be used to understand place-cell activity withinthe attractor neural network paradigm, a theory for memory. We first propose a modelfor place cells in which the formation of a localized bump of activity is accounted for byattractor dynamics. Several aspects of the collective properties of this model are studied.Thanks to the simplicity of the model, they can be understood in great detail. The phasediagram of the model is computed and discussed in relation with previous works on at-tractor neural networks. The dynamical evolution of the system displays particularly richpatterns. The second part of this thesis deals with decoding place-cell activity, and theimplications of the attractor hypothesis on this problem. We compare several decodingmethods and their results on the processing of experimental recordings of place cells in afreely behaving rat
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Trinh, Duy Chi. "Propriétés du réseau de gènes contrôlant l'organisation du primordium de racine latérale chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTG003/document.
Abstract:
L’organogenèse post-embryonnaire des racines latérales joue un rôle essentiel dans l’établissement de l’architecture du système racinaire des plantes, et donc dans leur croissance et leur performance. L’objectif de cette thèse est de caractériser le réseau de gènes régulant le développement des racines latérales et en particulier, l’organisation fonctionnelle du primordium de racine latérale, formant un nouveau méristème racinaire, chez la plante modèleArabidopsis thaliana en combinant des études de biologie des systèmes appliquées à la dynamique du transcriptome lors de la formation des racines latérales avec la caractérisation fonctionnelle de gènes candidats pour la régulation de ce phénomène d’organogenèse.La première partie de la thèse concerne l’identification des cibles de PUCHI, un facteur de transcription de type AP2/EREBP impliqué dans le contrôle de la prolifération et de la différentiation cellulaire dans le primordium de racine latérale. Le phénotype liés à la parte de fonction de PUCHI a été caractérisé en détail et à mis en évidence un rôle de ce facteur de transcription dans l'initiation des racines latérales et le développement et l'organisation des primordia. Par l’analyse de profils spatiaux et temporels d’expression de gènes, nous avons pu mettre en évidence que l’expression de gènes codant des protéines impliquées dans la biosynthèse des acides gras à très longues chaînes (VLCFA) est transitoirement activée durant la formation de la racine latérale et que cette dynamique est dépendante de PUCHI. De plus, le mutant kcs1-5, perturbé dans la biosynthèse de VLCFAs, présente un phénotype de développement des racines latérales similaire à celui de puchi-1. Par ailleurs, la perte de fonction puchi-1 augmente fortement la formation de cals continus dans des racines cultivées sur milieu inducteur riche en auxine, ce qui est cohérent avec le rôle récemment décrit des VLCFA racinaires dans la formation et l’organisation de cals distincts lorsque la racine est cultivé sur milieu inducteur de cals. L'ensemble de nos résultats démontre que PUCHI régule positivement l’expression de gènes de biosynthèse de VLCFAs lors de la formation de racines latérales et la callogenèse. Nos résultats confortent également l’hypothèse selon laquelle la formation des racines latérales et celle de cals racinaires partagent des mécanismes de régulation communs.La seconde partie de la thèse s’intéresse à l’identification de facteurs régulateurs clés dans l’organisation fonctionnelle du primordium de racine latérale et particulièrement, l’organisation d’un nouveau méristème racinaire. J’ai contribué à produire de nouvelles lignées de plantes permettant de suivre en temps réel par microscopie confocale la mise en place des identités cellulaires caractéristiques d’un méristème racinaire dans le primordium de racine latérale en développement. En utilisant un algorithme d’inférence de réseau de gènes, j’ai produit puis analysé les relations prédites de régulation entre gènes d’intérêt, afin d’identifier des gènes candidats potentiellement impliqués dans la formation du centre quiescent, un élément clé dans l’organisation du primordium et la mise en place du nouveau méristème racinaire. La caractérisation fonctionnelle de certains de ces gènes candidats a été initiée.Ces travaux de thèse ont donc contribué à mieux comprendre les mécanismes de régulation de la formation des racines latérales chez Arabidopsis thalianaPost-embryonic lateral root organogenesis plays an essential role in defining plant root system architecture, and therefore plant growth and fitness. The aim of the thesis is to elucidate the gene regulatory network regulating lateral root development and de novo root meristem formation during root branching in the model plant Arabidopsis thaliana by combining a system-biology based analysis of lateral root primordium transcritome dynamics with the functional characterization of genes possibly involved in regulating lateral root organogenesis.The first part of the thesis deals with the identification the target genes of PUCHI, an AP2/EREBP transcription factor that is involved in controlling cell proliferation and differentiation during lateral root formation. We showed that loss of PUCHI function leads to defects lateral root initiation and primordium growth and organisation. We found that several genes coding for proteins of the very long chain fatty acid (VLCFA) biosynthesis machinery are transiently induced in a PUCHI-dependent manner during lateral root development. Moreover, a mutant perturbed in VLCFA biosynthesis (kcs1-5) displays similar lateral root development defects as does puchi-1. In addition, puchi-1 loss of function mutant roots show enhanced and continuous callus formation in auxin-rich callus induction medium, consistent with the recently reported role of VLCFAs in organizing separated callus proliferation on this inductive growing medium. Thus, our results show that PUCHI positively regulates the expression of VLCFA biosynthesis genes during lateral root development, and further support the hypothesis that lateral root and callus formation share common genetic regulatory mechanisms.A second part of the thesis specifically addresses the issue of identifying key regulators of root meristem organization in the developing lateral root primordium. Material enabling the tracking of meristem cell identity establishment in developing primordia with live confocal microscopy was generated. A gene network inference was run to predict potential regulatory relationships between genes of interest during the time course of lateral root development. It identified potential regulators of quiescent center formation, a key step in functional organization of the lateral root primordia into a new root apical meristem. The characterization of some of these candidate genes was initiated.Altogether, this work participated in deciphering the genetic regulation of lateral root formation in Arabidopsis thaliana
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Pécot, Jessie. "Dépendance des cellules cancéreuses à BCL-xL : ciblage thérapeutique du réseau d'interactions PUMA, BAX et BCL-xL : effets oncogéniques non canoniques de l'interaction RAS / BCL-xL." Nantes, 2015. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=57dfe09c-18e6-4d60-a1e1-cbc567f5cda6.
Abstract:
La protéine BCL-xL fréquemment surexprimée dans les cancers est impliquée dans la résistance aux chimiothérapies. De nouvelles molécules ciblant cette protéine ont ainsi été développées. Le travail présenté dans le cadre de cette thèse montre que, malgré une spécificité de plus en plus grande de ces molécules, elles restent inefficaces à antagoniser certaines interactions impliquant BCL-xL. Ainsi un traitement au WEHI-539 (ciblant spécifiquement BCL-xL) ne sensibilise pas des cellules surexprimant BCL-xL à une mort dépendante de PUMA, une protéine interagissant avec BCL-xL qui joue un rôle essentiel dans le déclenchement de l'apoptose. Alors que les interactions BAX/BCL-xL répondent au WEHI-539, nos résultats montrent que les interactions PUMA/BCL-xL n'y sont sensibles qu'en dessous d'un certain seuil d'expression de BCL-xL, au-delà duquel la survie des cellules est maintenue par des complexes PUMA/BCL-xL résistants aux BH3-mimétiques. Ces données soulignent l'importance de la compréhension du rôle joué par ce réseau d'interactions impliquant les membres de la famille de BCL-2, en particulier BCL-xL, dans le contexte du développement tumoral. L'autre partie de ce travail est ainsi consacrée à l'étude des conséquences fonctionnelles de l'interaction entre BCL-xL et l'oncogène RAS qui demeurent largement inconnues bien que des travaux lui attribuent des effets oncogéniques. Pour ce faire, nous avons développé des approches de BRET et de pep-scan en vue de mieux caractériser cette interaction d'un point de vue structurel et fonctionnelBCL-xL plays a role in chemoresistance that needs to be overcome. We show here that currently available BH3-mimetics do not efficiently derepress BCL-xL inhibition of BAX-mediated cell death induced by PUMA, a major pro-apoptotic effector of chemotherapy. Live cell measurements of protein-protein interactions reveal that BH3-mimetics readily inhibit BAX interactions with BCL-xL and the effects of BCL-xL on BAX oligomerization but that PUMA interactions with BCL-xL are highly resistant. Thus, PUMA only favors BAX oligomerization/activation and induction of cell death in response to BH3-mimetics when BCL-xL expression is limiting. Mutagenesis studies show that the robustness of PUMA/BCL-xL interactions is due to the avidity of the PUMA BH3 domain for mitochondrial BCL-xL. This has important consequences for the design of strategies combining PUMA-inducing genotoxics and BCL-xL inhibitors, and argues that mitochondrial membranes per se influence treatment outcome. BCL-xL does not only function as guardian of mitochondrial permeability. Non-canonical effects and functions of this protein have been described, as its interaction with the RAS oncogene. Some studies suggest the oncogenic effects of the BCL-xL/RAS interaction. However, its functional consequences remain unknown. So we have used BRET and pep-scan assays in order to structurally and functionally characterize this interaction
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Fauré, Adrien. "Modélisation logique du réseau de régulation contrôlant le cycle cellulaire chez les eucaryotes." Aix-Marseille 2, 2009. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2009AIX22066.pdf.
Abstract:
La dérégulation du cycle cellulaire peut entraîner d'importants dommages pour la cellule elle-même, ainsi que pour tout l'organisme : il s'agit en effet d'un des signes avant-coureurs du cancer. Par ailleurs, la souplesse des mécanismes de contrôle permet à la cellule de s'adapter à des signaux internes et externes variés. La réponse à ces signaux peut aller de l'arrêt du cycle à la possibilité de "sauter" une phase du cycle canonique, comme dans le cas des endocycles, des cycles syncytiaux ou de la méiose. Les données qualitatives étant les plus nombreuses, nous avons choisi le formalisme logique pour étudier le cycle cellulaire d'un point de vue théorique. La relative simplicité de ce formalisme nous permet de construire rapidement des modèles impliquant des dizaines de composants. De plus, des outils analytiques spécifiques permettent d'identifier les états stables ou d'analyser le rôle dynamique des circuits de régulation. Après une introduction au cycle cellulaire et au formalisme logique, je présente les résultats obtenus au cours de mon doctorat, articulés autour des articles auxquels j'ai collaboré. La première partie traite d'un modèle schématique du cycle cellulaire chez les mammifères et du système de priorités développé à cette occasion. La seconde partie traite de la levure bourgeonnante, et de l'approche modulaire utilisée pour étendre le modèle avec des modules de régulation supplémentaires. Pour finir, la troisième partie présente ma contribution à la dernière version publique du logiciel de modélisation logique GINsim. Au cours de la discussion, j'analyse la conservation de la fonctionnalité des circuits de régulation dans des modèles du cycle cellulaire de différents organismes. Ensuite, je discute les perspectives de développement des modèles levure et mammifères ouvertes par l'approche modulaire. Enfin, j'aborde les questions de modularité, de fonctionnalité des circuits et de robustesseDeregulation of the cell cycle can lead to important damage to the cell itself, or to the whole organism. Indeed, unrestricted proliferation is one of the hallmarks of cancer. Moreover, cell cycle control is very flexible, allowing the cell to adapt to many different external and internal signals. Response to these signals may involve profound modifications, including cell cycle arrest, or yet the possibility to “skip” one phase of the canonical cycle, as in endocycles, syncytial cycles or meiosis. In regard to the scarcity of quantitative data, we chose the logical formalism to study the cell cycle from a theoretical point of view. Moreover, the relative simplicity of this formalism allows us to rapidly build large models involving tens of components. Last but not least, this formalism comes with specific analytical tools, including the possibility to identify stable states and analyse the dynamical role of specific regulatory circuits. After an introduction to both the cell cycle and the logical formalism, I present the results obtained during my Ph. D, articulated around the articles I co-authored. The first part of my work deals with a schematic logical model of the mammalian cell cycle and the prioritisation system developed in this context. The second part deals with budding yeast and a modular approach used to extend and update a model of the core cell cycle engine with regulatory modules developed separately. Finally, the third part presents my contribution to the latest public version of the logical modelling software GINsim. In the discussion, I analyse the conservation of functional regulatory circuits in various logical models of the cell cycle in different organisms. Next I discuss perspectives of extension of the budding yeast and mammalian models open by the modular approach. Finally I consider the questions raised by my work in terms of modularity, circuit functionality and robustness
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Krammer, Thibault. "Développement d'un réseau microvasculaire sur puce microfluidique pour la reconstruction tissulaire." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAV044.
Abstract:
L’ingénierie tissulaire vise à développer in vitro des tissus fonctionnels ou des organes afin de fournir des plateformes de tests de médicaments ou des tissus transplantables et améliorer les traitements fournis aux patients. Cependant, les constructions tissulaires physiologiques développées à ce jour n’intègrent pas un réseau vasculaire perfusable. In vivo, le réseau vasculaire approvisionne les cellules de l’organisme en oxygène et nutriments et évacue les déchets cellulaires et le dioxyde de carbone. Il possède également un rôle prépondérant dans le maintien de l’homéostasie des organes. L’approvisionnement des cellules s’effectue au niveau des capillaires sanguins : vaisseaux creux dont la paroi est uniquement composée d’une couche de cellules endothéliales. Le réseau de capillaires sanguins est un réseau dense perfusant l’ensemble des tissus de l’organisme. De par la limite de diffusion de l’oxygène dans les tissus, chaque cellule est située au maximum à 200 µm d’un capillaire. Les difficultés de construction d’un réseau de capillaires sanguins perfusable et d’intégration au sein de constructions tissulaires limitent le développement de tissus physiologiques épais.Une technique innovante de développement d’un réseau microvasculaire à l’intérieur d’une construction épaisse est présentée dans cette thèse. Cette technique consiste en l’assemblage de micro-unités tissulaires sphériques au sein d’une chambre microfluidique, et en le développement d’un réseau de capillaires au niveau des pores interstitiels formés par l’empilement de sphères. Les micro-unités tissulaires sont composées de biopolymères représentatifs de la matrice extracellulaire et contiennent des cellules du tissu d’intérêt. Une couche de cellules endothéliales est développée à la surface de ces microsphères. L’empilement de ces microsphères crée un milieu poreux dans lequel du milieu nutritif est perfusé. Le contrôle de l’écoulement au sein d’une telle structure permet l’application de stimuli physiques influençant l’auto-assemblage des cellules endothéliales en capillaires au sein de l’espace interstitiel de l’empilement.Durant cette thèse, un dispositif de fabrication de microsphères à partir de biopolymères naturels a été développé. La structure formée par les empilements de sphères a été étudiée et les écoulements au sein de tels milieux ont été caractérisés de sorte à appliquer des stimuli physiques contrôlés aux cellules. Un système microfluidique de perfusion, de type bioréacteur, intégrant une chambre de développement a été fabriquée. Une construction tissulaire épaisse a pu être formée au sein de ce système et le développement du réseau vasculaire a été favorisé. La formation du réseau a été montrée par la présence de capillaires sanguins perfusés au sein de la structure. La technique développée promet une application au développement de nombreux tissus et des applications pour des dispositifs d’organes-sur-puces ou d’ingénierie tissulaireTissue engineering aims to develop functional tissues or organs in vitro in order to provide drug testing platforms or transplantable tissues and improve the treatments provided to patients. However, the physiological tissue structures developed to date do not integrate and perfusable vascular network. In vivo, the vascular network supplies the body’s cells with oxygen and nutrients and removes cellular waste and carbon dioxide. It also has a major role in maintaining organ homeostasis. Blood capillaries are hollow vessels whose walls are only composed of a layer of endothelial cells and diffuse nutrients. The blood capillary network is dense and perfuse all tissues. Due to the limit oxygen diffusion inside tissues, each cell is located at most 200µm away from a capillary. The difficulties of building a network of perfusable capillaries and integrating them into tissue constructs limit the development of thick physiological tissues.An innovative technique for developing a microvascular network within a thick construction is presented in this thesis. This technique consists of assembling spherical tissue micro-units within a microfluidic chamber, and developing a network of capillaries through the interstitial pores formed by the spheres packing. Tissue micro-units are composed of biopolymers representative of the extracellular matrix and contain cells from the tissue of interest. A layer of endothelial cells is developed on the surface of these microspheres. The stacking of these microspheres creates a porous medium in which nutrient medium is perfused. Flow control within such a structure allows the application of physical stimuli influencing the self-assembly of endothelial cells into capillaries within the interstitial space of the sphere packing.During this thesis, a device for manufacturing microspheres from natural biopolymers was developed. The structure formed by the stacks of spheres was studied and the flow within such environments were characterized so as to apply controlled physical stimuli to cells. A bioreactor-like perfusion system has been built. A thick tissue structure could be formed within this system and the development of the vascular network was promoted. The formation of the network was demonstrated by the presence of infused blood capillaries within the structure. The technique developed promises to be applied to the development of many tissues and applications for organ-on-chip or tissue engineering devices
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Medina, Emmanuelle. "Identification du réseau moléculaire associé à la protéine CRUMBS : Implication pour sa fonction dans la morphogenèse des cellules épithéliales chez la drosophile." Aix-Marseille 2, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX22018.
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Coulouarn, Cédric. "Développement d'un réseau d'ADNc dédié à l'analyse du transcriptome hépatique humain : application à l'étude de la réponse du foie au cours d'évènements physiologiques et pathologiques." Rouen, 2004. http://www.theses.fr/2004ROUES002.
Abstract:
Nous avons développé une plate-forme, dédiée à l'analyse des fluctuations du transcriptome hépatique humain dans son intégralité. Celle-ci comprend notamment l'établissement d'une collection ordonnée de plus de 10000 ADNc (Liverpool) et la mise en place d'une base de données spécifique (LiverTools). Une analyse in vivo dans un contexte d'inflammation aigue͏̈ systémique a permis d'identifier la fraction du transcriptome hépatique qui fluctue avec la sévérité de l'inflammation, laquelle rend accessible l'identification de nouveaux marqueurs du syndrome inflammatoire. Une étude globale in vitro a permis d'identifier la cinétique des fluctuations du transcriptome hépatique et les contributions respectives de la transcription, de la stabilité des ARNm et la traduction, dans la régulation de synthèse des protéines de l'inflammation. Une autre étude a permis d'identifier la fraction du transcriptome hépatique qui fluctue de façon similaire dans le foie fœtal et le carcinome hépatocellulaireWe have aimed at an extensive coverage of the liver transcriptome and we developed a dedicated Liverpool array of 10000 non-repondant cDNA probes and a LiverTools database. Inflammation-induced transcriptome changes were first studied in vivo. We identified a wealth of genes whose hepatic expression statistically correlates with the extent of inflammation. Some of the cognate proteins are secreted and may provide novel markers of clinical relevance. Next, time-course analysis of the hepatic transcriptome were performed in cytokine-challenged hepatoma cells. Transcriptional gene activity, mRNA stability and translational state, were also studied in vitro and allowed us to determine the respective contributions of these regulatory mechanisms. Another study dealt with a genome-wide comparison of gene regulation in hepatocellular carcinoma (HCC) and fetal liver (FL). Altered gene expression in HCC and FL mostly resulted in down-regulated mRNAs coding for a limited number of functions
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Mayorquim, Jorge Luiz. "Étude en vue de la réalisation d'un réseau de neurones binaires logiques : détection de contours en temps réel." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD893.
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Polentes, Jérôme. "Plasticité post-lésionnelle des réseaux neurovégétatifs centraux : cas du réseau respiratoire. Récupération fonctionnelle après lésion médullaire et transplantation de cellules gliales gainantes olfactives." Aix-Marseille 3, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX30026.
Abstract:
Ce travail doctoral a étudié, après hémisection cervicale chez le rat adulte, l'incidence de la stratégie de transplantation post-traumatique de cellules gliales olfactives sur la plasticité post-lésionnelle d'un réseau neurovégétatif central (réseau respiratoire) et sur la récupération fonctionnelle qui en résulte. Trois à 6 mois post-lésionnels, une récupération fonctionnelle conséquente des activités phrénique et diaphragmatique ipsilatérales à la lésion (80% et 73% de l'activité controlatérale ; Animaux Témoins : 29% et 10%) est obtenue chez les animaux Transplantés. 57% de l'activité phrénique relevée chez ces animaux persiste après élimination de toute incidence d'origine controlatérale. Aucune activité ipsilatérale semblable n'a pu être mise en évidence chez les Témoins. L'obtention de réponses phréniques post-synaptiques ipsilatérales à des stimulations sus-lésionnelle, chez les transplantés uniquement, révèle la présence d'une réinnervation phrénique imputable à la stratégieThis doctoral work studied, after cervical hemisection in the adult rat, the incidence of a post-traumatic strategy of cell transplantation (Olfactory Ensheathing Cells; CGO) on post-lesional plasticity of a central neurovegetative network (the respiratory network) and on its functional recovery. Three to 6 months post-trauma (or post-lesion), a substantial functional recovery of the ipsilateral phrenic and diaphragmatic activity (mean 80% and 73% of the contralateral activity; Sham group: mean 29% and 10%) is obtained in the Transplanted animals. 57% of the phrenic activity in these animals persisted after suppression of any contralateral pathways. No similar ipsilateral activity could be evidenced in the Sham group. In addition, occurrence of Ipsilateral post-synaptic phrenic response to supralesional stimulations, among the Transplanted group only, reveals the presence of a phrenic reinnervation due to the transplantation strategy
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Heil, Mikael. "Conception architecturale pour la tolérance aux fautes d'un système auto-organisé multi-noeuds en réseau à base de NoC reconfigurables." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0351.
Abstract:
Afin de répondre à des besoins croissants de performance et de fiabilité des systèmes sur puce embarqués pour satisfaire aux applications de plus en plus complexes, de nouveaux paradigmes architecturaux et structures de communication auto-adaptatives et auto-organisées sont à élaborer. Ces nouveaux systèmes de calcul intègrent au sein d'une même puce électronique plusieurs centaines d'éléments de calcul (systèmes sur puce multiprocesseur - MPSoC) et doivent permettre la mise à disposition d'une puissance de calcul parallèle suffisante tout en bénéficiant d'une grande flexibilité et d'une grande adaptabilité. Le but est de répondre aux évolutions des traitements distribués caractérisant le contexte évolutif du fonctionnement des systèmes. Actuellement, les performances de tels systèmes reposent sur une autonomie et une intelligence permettant de déployer et de redéployer les modules de calcul en temps réel en fonction de la demande de traitement et de la puissance de calcul. Elle dépend également des supports de communication entre les blocs de calcul afin de fournir une bande passante et une adaptabilité élevée pour une efficacité du parallélisme potentiel de la puissance de calcul disponible des MPSoC. De plus, l'apparition de la technologie FPGA reconfigurable dynamiquement a ouvert de nouvelles approches permettant aux MPSoC d'adapter leurs constituants en cours de fonctionnement, et de répondre aux besoins croissants d'adaptabilité et de flexibilité. C'est dans ce contexte du besoin primordial de flexibilité, de puissance de calcul et de bande passante qu'est apparue une nouvelle approche de conception des systèmes communicants, auto-organisés et auto-adaptatifs basés sur des nœuds de calcul reconfigurables. Ces derniers sont constitués de réseaux embarqués sur puce (NoC) permettant l'interconnexion optimisée d'un grand nombre d'éléments de calcul au sein d'une même puce, tout en assurant l'exigence d'une tolérance aux fautes et d'un compromis entre les performances de communication et les ressources d'interconnexion. Ces travaux de thèse ont pour objectif d'apporter des solutions architecturales innovantes pour la SdF des systèmes MPSoC en réseau basés sur la technologie FPGA, et configurés selon une structure distribuée et auto-organisée. L'objectif est d'obtenir des systèmes sur puce performants et fiables intégrant des techniques de détection, de localisation et de correction d'erreurs au sein de leurs structures NoC reconfigurables ou adaptatifs. La principale difficulté réside dans l'identification et la distinction entre des erreurs réelles et des fonctionnements variables ou adaptatifs des éléments constituants ces nœuds en réseau. Ces travaux ont permis de réaliser un réseau de nœuds reconfigurables à base de FPGA intégrant des structures NoC dynamiques, capables de s'auto-organiser et de s'auto-tester dans le but d'obtenir une maintenabilité maximale du fonctionnement du système dans un contexte en réseau. Dans ces travaux, un système communicant multi-nœuds MPSoC reconfigurable capable d'échanger et d'interagir a été développé, permettant ainsi une gestion avancée de tâches, la création et l'auto-gestion de mécanismes de tolérance aux fautes. Différentes techniques sont combinées et permettent d'identifier et localiser avec précision les éléments défaillants d'une telle structure dans le but de les corriger ou de les isoler pour prévenir toutes défaillances du système. Elles ont été validées au travers de nombreuses simulations matérielles afin d'estimer leur capacité de détection et de localisation des sources d'erreurs au sein d'un réseau. De même, des synthèses logiques du système intégrant les différentes solutions proposées sont analysées en termes de performances et de ressources logiques consommées dans le cas de la technologie FPGAThe need of growing performance and reliability of embedded System-on-Chips SoCs are increasing constantly to meet the requirements of applications becoming more and more complexes, new architectural processing paradigms and communication structures based in particular on self-adaptive and self-organizing structures have emerged. These new computing systems integrate within a single chip of hundreds of computing or processing elements (Multiprocessor Systems on Chip - MPSoC) allowing to feature a high level of parallel processing while providing high flexibility or adaptability. The goal is to change possible configurations of the distributed processing characterizing the evolving context of the networked systems. Nowadays, the performance of these systems relies on autonomous and intelligence allowing to deploy and redeploy the compute modules in real time to the request processing and computing power, the communication medium and data exchange between interconnected processing elements to provide bandwidth scalability and high efficiency for the potential parallelism of the available computing power of MPSoC. Moreover, the emergence of the partial reconfigurable FPGA technology allows to the MPSoC to adapt their elements during its operation in order to meet the system requirements. In this context, flexibility, computing power and high bandwidth requirements lead new approach to the design of self-organized and self-adaptive communication systems based Network-on-Chips (NoC). The aim is to allow the interconnection of a large number of elements in the same device while maintaining fault tolerance requirement and a compromise between parallel processing capacity of the MPSoC, communication performance, interconnection resources and tradeoff between performance and logical resources. This thesis work aims to provide innovative architectural solutions for networked fault tolerant MPSoC based on FPGA technology and configured as a distributed and self-organized structure. The objective is to obtain performance and reliable systems on chips incorporating detection, localization and correction of errors in their reconfigurable or adaptive NoC structures where the main difficulty lies in the identification and distinction between real errors and adaptive properties in these network nodes. More precisely, this work consists to perform a networked node based on reconfigurable FPGA which integrates dynamic or adaptive NoC capable of self-organized and self-test in order to achieve maximum maintainability of system operation in a networked environment (WSN). In this work, we developed a reconfigurable multi-node system based on MPSoC which can exchange and interact, allowing an efficient task management and self-management of fault tolerance mechanisms. Different techniques are combined and used to identify and precisely locate faulty elements of such a structure in order to correct or isolate them in order to prevent failures of the system. Validations through the many hardware simulations to estimate their capacity of detecting and locating sources of error within a network have been presented. Likewise, synthesized logic systems incorporating the various proposed solutions are analyzed in terms of performance and logic resources in the case of FPGA technology
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León, Huamán Kelly Blanca. "Réseau de contrôle de la traduction par l'Hormone Folliculo-Stimulante." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR4047.
Abstract:
La FSH est une hormone clé dans la fonction de reproduction. La compréhension de ces mécanismes moléculaires est essentielle pour comprendre ses effets biologiques. Nous montrons ici pour la première fois que non seulement la FSH induit le recrutement de polysomes dans la cellule de Sertoli, mais qu’en plus, elle stimule la traduction de deux ARNm sélectivement, c-fos et vegfa. La p70S6K est impliquée dans ce mécanisme. La FSH active et induit le recrutement de la p70S6K sur la coiffe des ARNm où elle active ses cibles traductionnelles. Les β-arrestines, des protéines d’échafaudage qui régulent la signalisation du RFSH, semblent participer à l’activation de la p70S6K. La déplétion des β-arrestines augmente massivement le recrutement de la p70S6K à la coiffe et diminue son activité enzymatique. De plus, la p70S6K et les β-arrestines interagissent mais cette interaction ne semble pas modulée par la FSH. Nos résultats suggèrent que les β-arrestines séquestreraient la p70S6K inactive pour permettre son activation et son recrutement à la coiffe m7GTP en réponse à la FSH. Ce travail apporte de nouvelles connaissances sur le rôle de la FSH dans la traduction et les mécanismes de signalisation impliquésFSH is a key hormone of the reproductive function. A clear understanding of its molecular mechanism is essential to fully understand its biological effects. Here, we show for the first time that FSH not only enhances the assembly of polysomes but also stimulates the translation of at least two mRNA selectively, c-fos and vegfa, in Sertoli cells. p70S6K participates in this mechanism. FSH activates and enhaced p70S6K recruitment to the m7GTP cap structure of mRNA where this kinase phosphorylates its targets. β-arrestins, which are scaffolding proteins that regulate FSH signalling, seem to participate in p70S6K activation. Accordingly, β-arrestins depletion increased p70S6K recruitment to the cap and reduced its enzymatic activity. Importantly, p70S6K and β-arrestins interact but the interaction is not FSH-dependent. We assume that β-arrestins sequester inactive p70S6K to activate it locally and then p70S6K translocates to the cap in response to FSH. In conclusion, this work brings new knowledge about FSH function in translational control and the signaling mechanisms involved
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Costa, Luis. "Gestion de cellules des systèmes électriques intégrant des sources de production stochastiques." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00409587.
Abstract:
L'approvisionnement en énergie et le changement climatique représentent aujourd'hui deux problèmes remarquables qui doivent être surmontés par la société dans un contexte de croissance de la demande d'énergie. La reconnaissance de ces problèmes par l'opinion publique encourage la volonté politique de prendre différentes actions pour les surmonter de façon aussi rapide qu'efficace. Ces actions se basent sur l'augmentation de l'efficacité énergétique, la diminution de la dépendance sur les énergies fossiles et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, les systèmes électriques subissent des changements importants au niveau de leur planification et de leur gestion. D'une part, les structures verticalement intégrées sont en train d'être remplacées par des structures de marché d'électricité donnant naissance à plusieurs acteurs au niveau du fonctionnement des marchés et de la production, distribution et commercialisation d'électricité. D'autre part, les systèmes électriques qui se basaient sur la production d'énergie issue de grandes centrales génératrices voient arriver aujourd'hui la fin de vie de ces grandes centrales. Le rôle de la production répartie d'électricité à partir de technologies telles que l'éolien et le solaire devient de plus en plus important dans ce contexte. Cependant, l'intégration à grande échelle de ces types de ressources réparties pose plusieurs défis liés, par exemple, aux incertitudes associées à la variabilité de la production de ces ressources. Toutefois, des systèmes combinant des outils avancés de prédiction de l'éolien ou du solaire peuvent être combinés avec des éléments contrôlables tels que des moyens de stockage d'énergie, des turbines à gaz ou de la demande électrique contrôlable, peuvent être créés dans le but de réduire les impacts associés à ces incertitudes. Ce travail de thèse traite de la gestion, sous conditions de marché libéralisé d'électricité, de ce type de systèmes qui fonctionnent comme des sociétés indépendantes qui sont ici nommées cellules des systèmes électriques. À partir de la bibliographie existante, une vision unifiée des problèmes de gestion des systèmes électriques est proposée comme un premier pas vers la gestion d'ensembles de cellules des systèmes électriques dans un cadre de gestion multi-cellule. Des méthodologies pour la gestion journalière et optimale de ce type de cellules sont proposées, discutées et évaluées dans un cadre à la fois déterministe et stochastique, ce dernier intégrant dans le processus de gestion les incertitudes liées au problème. Les résultats obtenus montrent que l'utilisation des approches proposées peut conduire à des avantages importants pour les opérateurs chargés de la gestion de cellules des systèmes électriques.
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Amiot, Franck. "Vers une architecture parallèle reconfigurable dédiée au traitement d'image et à la vision." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES077.
Abstract:
Les travaux présentés dans ce mémoire abordent le problème de la conception d'une architecture parallèle dédiée aux applications de traitements d'image et de vision. L'approche retenue repose essentiellement sur la reconfiguration de l'architecture en fonction des mouvements de données et des structures calculatoires rencontrés dans les algorithmes de vision. L'objectif ultime étant de proposer une architecture peu coûteuse et ergonomique. La méthodologie retenue consiste à mettre en œuvre un routeur de message adaptable aux différents besoins des applications. Ce routeur de message, implantés en FPGA, permet de modeler l'architecture au gré des traitements afin de répondre au mieux aux contraintes d'applications : adéquation architecture algorithme et contraintes A 3C. Nous proposons également une approche matériel/logiciel (Co-design) pour l'implantation des algorithmes de Ti/vision. Cette approche propose une extension de l'A 3C aux structures calculatoires. Afin de définir le concept de routeur adaptable, nous proposons une classification selon les mouvements de données des algorithmes de Ti/vision. A cette classification nous ajoutons une étude des machines de vision existantes et du routage dans les machines parallèles nous permettant de définir Routiv et Freetiv. Dans le cadre du prototypage de notre routeur de message Routiv, nous proposons une évaluation de différentes configurations de routage correspondant à des routeurs en adéquation avec les mouvements de données rencontrés dans les algorithmes de vision. La dernière partie propose une présentation de l'architecture Freetiv, son environnement de programmation ainsi que son langage de programmation graphique.
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Dibao-Dina, Alfred. "Élaboration d’un système in vitro de suivi en continu par spectroscopie d’impédance électrique de l’infection d’une lignée de cellules cancéreuses par un protozoaire parasite : Cryptosporidium parvum." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10002/document.
Abstract:
Le Cryptosporidium est la principale cause d’épidémies d’origine hydrique provoquées par des protozoaires parasites dans le monde. Dans cette thèse, nous montrons qu’il est possible d’utiliser la spectroscopie d’impédance électrique pour obtenir in vitro des informations sur le cycle de vie du Cryptosporidium infectant des cultures cellulaires et pour quantifier l’infectivité d’un inoculum. Des cellules HCT-8 (adénocarcinome humain) ont été cultivées dans des puits contenant un réseau d’électrodes interdigitées planaires jusqu’à confluence pendant 76 heures, puis infectées par le Cryptosporidium parvum pendant 60 heures. La réponse impédimétrique a été mesurée entre 100Hz et 1MHz avec une période d’échantillonnage de 7min. Au cours de l’infection, le signal d’impédance présente une série de pics distincts et reproductibles à 12, 23 et 31h post infection (PI) et de minima à 9, 19 et 28h PI. Une modélisation électrique par circuit équivalent révèle que ces variations peuvent être en partie expliquées par l’effet des interactions hôte-parasite sur les zones intercellulaires. En outre, nos données présentent pour la première fois un suivi en temps réel du développement précoce et homogène du parasite, où les phases de prédominance de formes invasives (i.e. zoïtes) et prolifératives (i.e. mérontes) s’alternent et sont respectivement observées aux pics et minima du signal impédimétrique. Finalement, en quantifiant l’amplitude de la réponse en impédance, nous montrons que ce dispositif peut également être utilisé comme un capteur d’infectivité, dont la réponse dès 12h PI s’avère au moins 4 fois plus rapide que d’autres techniques à l’état de l’artCryptosporidium is the main origin of worldwide waterborne epidemic outbreaks caused by protozoan parasites. In this thesis, we show that an in vitro electrical impedance-based device is able to get insights on Cryptosporidium life cycle on a cell culture and to quantify sample infectivity. HCT-8 cells (human adenocarcinoma) were grown to confluency on interdigitated microelectrode arrays during 76 hours and then infected by Cryptosporidium parvum during 60 hours. The impedimetric response was measured at frequencies ranging from 100Hz to 1MHz and a 7min sampling period. As the infection progresses, the impedance signal shows a reproducible distinct succession of peaks at 12, 23 and 31h post infection (PI), and minima at 9, 19 and 28h PI. An electrical equivalent circuit modeling-based approach indicates that these features can be partly explained by the effects of host-parasite interactions on intercellular areas. Furthermore, our data present for the first time a real-time monitoring of early homogeneous parasitic stage development with alternating invasive (i.e. zoites) and proliferative (i.e. meronts) form predominances, observed respectively at peaks and minima in the impedimetric signal. Finally, by quantifying the magnitude of the impedimetric response, we demonstrate this device can also be used as an infectivity sensor as early as 12h PI, thus being at least 4 times faster than other state of the art techniques
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Chappet, de Vangel Benoît. "Modèles cellulaires de champs neuronaux dynamiques." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0194.
Abstract:
Dans la recherche permanente de solutions pour dépasser les limitations de plus en plus visibles de nos architectures matérielles, le calcul non-conventionnel offre des alternatives variées comme l’ingénierie neuromorphique et le calcul cellulaire. Comme von Neumann qui s’était initialement inspiré du cerveau pour concevoir l’architecture des ordinateurs, l’ingénierie neuromorphique prend la même inspiration en utilisant un substrat analogique plus proche des neurones et des synapses. Le calcul cellulaire s’inspire lui des substrats de calcul naturels (chimique, physiques ou biologiques) qui imposent une certaine localité des calculs de laquelle va émerger une organisation et des calculs. La recherche sur les mécanismes neuronaux permet de comprendre les grands principes de calculs émergents des neurones. Un des grands principes que nous allons utiliser dans cette thèse est la dynamique d’attracteurs d’abord décrite par Amari (champs neuronaux dynamiques, ou DNF pour dynamic neural fields), Amit et Zhang (réseaux de neurones à attracteurs continus). Ces champs de neurones ont des propriétés de calcul variées mais sont particulièrement adaptés aux représentations spatiales et aux fonctions des étages précoces du cortex visuel. Ils ont été utilisés entre autres dans des applications de robotique autonome, dans des tâches de classification et clusterisation. Comme de nombreux modèles de calcul neuronal, ils sont également intéressants du point de vue des architectures matérielles en raison de leur robustesse au bruit et aux fautes. On voit donc l’intérêt que ces modèles de calcul peuvent avoir comme solution permettant de dépasser (ou poursuivre) la loi de Moore. La réduction de la taille des transistors provoque en effet beaucoup de bruit, de même que la relaxation de la contrainte de ~ 0% de fautes lors de la production ou du fonctionnement des circuits permettrait d’énormes économies. Par ailleurs, l’évolution actuelle vers des circuits many-core de plus en plus distribués implique des difficultés liées au mode de calcul encore centralisés de la plupart des modèles algorithmiques parallèles, ainsi qu’au goulot d’étranglement des communications. L’approche cellulaire est une réponse naturelle à ces enjeux. Partant de ces différents constats, l’objectif de cette thèse est de rendre possible les calculs et applications riches des champs neuronaux dynamiques sur des substrats matériels grâce à des modèles neuro-cellulaires assurant une véritable localité, décentralisation et mise à l’échelle des calculs. Cette thèse est donc une proposition argumentée pour dépasser les limites des architectures de type von Neumann en utilisant des principes de calcul neuronal et cellulaire. Nous restons cependant dans le cadre numérique en explorant les performances des architectures proposées sur FPGA. L’utilisation de circuits analogiques (VLSI) serait tous aussi intéressante mais n’est pas étudiée ici. Les principales contributions sont les suivantes : 1) Calcul DNF dans un environnement neuromorphique ; 2) Calcul DNF avec communication purement locale : modèle RSDNF (randomly spiking DNF) ; 3) Calcul DNF avec communication purement locale et asynchrone : modèle CASAS-DNF (cellular array of stochastic asynchronous spiking DNF)In the constant search for design going beyond the limits of the von Neumann architecture, non conventional computing offers various solutions like neuromorphic engineering and cellular computing. Like von Neumann who roughly reproduced brain structures to design computers architecture, neuromorphic engineering takes its inspiration directly from neurons and synapses using analog substratum. Cellular computing influence comes from natural substratum (chemistry, physic or biology) imposing locality of interactions from which organisation and computation emerge. Research on neural mechanisms was able to demonstrate several emergent properties of the neurons and synapses. One of them is the attractor dynamics described in different frameworks by Amari with the dynamic neural fields (DNF) and Amit and Zhang with the continuous attractor neural networks. These neural fields have various computing properties and are particularly relevant for spatial representations and early stages of visual cortex processing. They were used, for instance, in autonomous robotics, classification and clusterization. Similarly to many neuronal computing models, they are robust to noise and faults and thus are good candidates for noisy hardware computation models which would enable to keep up or surpass the Moore law. Indeed, transistor area reductions is leading to more and more noise and the relaxation of the approx. 0% fault during production and operation of integrated circuits would lead to tremendous savings. Furthermore, progress towards many-cores circuits with more and more cores leads to difficulties due to the centralised computation mode of usual parallel algorithms and their communication bottleneck. Cellular computing is the natural answer to these problems. Based on these different arguments, the goal of this thesis is to enable rich computations and applications of dynamic neural fields on hardware substratum with neuro-cellular models enabling a true locality, decentralization and scalability of the computations. This work is an attempt to go beyond von Neumann architectures by using cellular and neuronal computing principles. However, we will stay in the digital framework by exploring performances of proposed architectures on FPGA. Analog hardware like VLSI would also be very interesting but is not studied here. The main contributions of this work are : 1) Neuromorphic DNF computation ; 2) Local DNF computations with randomly spiking dynamic neural fields (RSDNF model) ; 3) Local and asynchronous DNF computations with cellular arrays of stochastic asynchronous spiking DNFs (CASAS-DNF model)
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Grieco, Luca. "Modélisation et analyse des dérégulations tumorales du réseau MAPK chez l'homme." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4011.
Abstract:
Le réseau des MAPK est composé de pathways de signalisation fermement entrecroisés impliqués dans le cancer. Toutefois, les mécanismes précis qui sous-tendent son influence sur l'équilibre entre la prolifération et la mort cellulaire demeurent insaisissablesDes données publiques ont été intégrés dans une carte de réactions détaillée, représentant l'influence du réseau des MAPKs sur la décision du destin cellulaire. Cette carte a ensuite été utilisée pour des analyses informatiques spécifiquesTout d'abord, les dynamiques du réseau des MAPKs dans les cancers de la vessie ont été analysés.Un modèle Booléen a été construit, représentant la réponse du réseau aux inputs d'intérêt.Les résultats de simulations systématiques ont été trouvés globalement cohérents avec des données publiques, et ont permis de déchiffrer les principaux événements qui sous-tendent les différents comportements observés dans le cancerEnsuite, la carte a été exploitée pour réanalyser des données publiques d'expression de gènes, avec l'objectif d'identifier les principaux acteurs de la transduction des signaux prolifératifs, dans des types cellulaires spécifiques.Des analyses du réseaux et des calculs statistiques ont conduit à l'identification de régions dérégulées dans le réseau des MAPKs, et à la délinéation de points d'intervention optimales dans cinq stades du cancer de la vessie et dans quatre sous-types de lymphome TL'ensemble de ces résultats a conduit à la formulation de nouvelles hypothèses concernant le fonctionnement du réseau des MAPKs dans différents états pathologiques, et à la sélection de composants cibles qui pourraient être envisagées pour le développement de nouveaux traitementsMAPK network consists of tightly interconnected signalling pathways. Although several studies established the involvement of this network in cancer deregulations, the precise mechanisms underlying its influence on the balance between cell proliferation and death remain elusive.Public data were integrated into a detailed reaction map, accounting for the influence of MAPK network on cell fate decision. This map was then used for computational analyses addressing specific cancer-related questions.First, the dynamics of MAPK network in bladder cancers were analysed. A Boolean model was built, accounting for the response of the network to selected inputs. The results of systematic simulations were found globally coherent with published data. Based on in silico experiments, the main events underlying different observed cancer cell behaviours were then deciphered.Next, the MAPK reaction map was exploited to reanalyse public high-throughput gene expression data. The goal was to identify key actors for the transduction of proliferative signals, in specific cell types. Network analyses and statistical computations led to the identification of deregulated MAPK network regions, and to the delineation of optimal intervention points aimed at blocking the proliferative signals transduced from such regions. This approach was used to study five different tumour stages and four different subtypes of T-cell lymphoma.Altogether, these results led to the formulation of novel hypotheses concerning the functioning of MAPK network in different pathological conditions, and to the selection of target components that might be considered for the development of novel treatments
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Cenier, Tristan. "Interactions entre rythmes rapides et rythmes lents dans la représentation de l’information olfactive dans le réseau bulbaire." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10093/document.
Abstract:
Une particularité de la modalité sensorielle olfactive est la nature complexe du stimulus chimique à représenter. Les cellules sensorielles de la cavité nasale sont sensibles aux traits physico-chimiques des molécules et transmettent cette information vers le bulbe olfactif, premier relais central de cette modalité. L’organisation des voies de projection vers le bulbe entraîne une spatialisation de l’activité dans cette structure, ce qui constitue un mode de représentation de l’information mais qui n’est pas suffisant à lui seul. Le bulbe olfactif est également marqué par des phénomènes dynamiques prépondérants. Tout d’abord le rythme respiratoire, qui organise temporellement le niveau d’activation de l’appareil sensoriel, ensuite les oscillations des potentiels de champs locaux, et enfin les oscillations sous-liminaires des potentiels de membrane des cellules. Ces éléments dynamiques pourraient être le support de la formation d’assemblées de neurones, sous-populations de cellules synchronisées transitoirement et permettant la représentation de l’information suivant un principe spatio-temporel. Les travaux présentés dans cette thèse sont basés sur l’enregistrement conjoint des activités unitaires des cellules du bulbe, des oscillations des potentiels de champs locaux et de la respiration en réponse à des stimulations olfactives. Nous montrons les relations existant entre les différents phénomènes dynamiques et comment ils permettent d’organiser l’activité des cellules pour aboutir à la formation d’assemblées de neurones fonctionnelles. Nous mettons particulièrement en évidence le rôle central de la respiration dans le fonctionnement intégré du bulbe olfactifA striking feature of the olfactory sensory system is its ability to deal with a complex multi-dimensional chemical stimuli. Receptor cells in the nasal cavity are sensitive to specific features of molecules and transmit this information to the olfactory bulb, first relay for olfaction in the central nervous system. Due to the organization of projection pathways to the bulb, afferent information activates the structure in a topographical fashion ; although this may constitute a coding strategy for olfactory information it has proven insufficient, and other strategies must be investigated. Dynamic phenomenons are a preponderant feature of the olfactory bulb. The respiratory rhythm imposes a sinusoidal level of activation to the system, oscillations in local field potentials and subthreshold oscillations in neurons membrane potentials may interact and lead to the transient synchronization of sub-populations of neurons. This particular mechanism, designated as neural assemblies, is in theory a good candidate for the representation of olfactory information. The work presented here is based on conjoint recordings, in anesthetized animals, of unitary activities, oscillations in the LFP and respiration, in response to olfactory stimulation. We show the relationships existing between the various dynamic phenomenons, and hypothesize on their functional roles. We propose that a same mechanism may form different neural assemblies each assuming a specific functional role. The respiratory rhythm acts as a gating system, organizing the formation of successive yet different neural assemblies
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Decalf, Jérémie. "Les cellules dendritiques plasmacytoïdes au cours de l'infection chronique par le virus de l'hépatite C : de l'immunologie fondamentale à l'application dans le développement de nouvelles thérapies." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066030.