Добірка наукової літератури з теми "Noyau de tangente neuronale"

Le sujet de l'exposition aux champs électromagnétiques a fait l'objetd'une grande attention à la lumière du déploiement actuel du réseaucellulaire de cinquième génération (5G). Malgré cela, il reste difficilede reconstituer avec précision le champ électromagnétique dans unerégion donnée, faute de données suffisantes. Les mesures in situ sontd'un grand intérêt, mais leur viabilité est limitée, ce qui renddifficile la compréhension complète de la dynamique du champ. Malgré legrand intérêt des mesures localisées, il existe encore des régions nontestées qui les empêchent de fournir une carte d'exposition complète. Larecherche a exploré des stratégies de reconstruction à partird'observations provenant de certains sites localisés ou de capteursdistribués dans l'espace, en utilisant des techniques basées sur lagéostatistique et les processus gaussiens. En particulier, desinitiatives récentes se sont concentrées sur l'utilisation del'apprentissage automatique et de l'intelligence artificielle à cettefin. Pour surmonter ces problèmes, ce travail propose de nouvellesméthodologies pour reconstruire les cartes d'exposition aux CEM dans unezone urbaine spécifique en France. L'objectif principal est dereconstruire des cartes d'exposition aux ondes électromagnétiques àpartir de données provenant de capteurs répartis dans l'espace. Nousavons proposé deux méthodologies basées sur l'apprentissage automatiquepour estimer l'exposition aux ondes électromagnétiques. Pour la premièreméthode, le problème de reconstruction de l'exposition est défini commeune tâche de traduction d'image à image. Tout d'abord, les données ducapteur sont converties en une image et l'image de référencecorrespondante est générée à l'aide d'un simulateur basé sur le tracédes rayons. Nous avons proposé un réseau adversarial cGAN conditionnépar la topologie de l'environnement pour estimer les cartes d'expositionà l'aide de ces images. Le modèle est entraîné sur des images de cartesde capteurs tandis qu'un environnement est donné comme entréeconditionnelle au modèle cGAN. En outre, la cartographie du champélectromagnétique basée sur le Generative Adversarial Network estcomparée au simple Krigeage. Les résultats montrent que la méthodeproposée produit des estimations précises et constitue une solutionprometteuse pour la reconstruction des cartes d'exposition. Cependant,la production de données de référence est une tâche complexe car elleimplique la prise en compte du nombre de stations de base actives dedifférentes technologies et opérateurs, dont la configuration du réseauest inconnue, par exemple les puissances et les faisceaux utilisés parles stations de base. En outre, l'évaluation de ces cartes nécessite dutemps et de l'expertise. Pour répondre à ces questions, nous avonsdéfini le problème comme une tâche d'imputation de données manquantes.La méthode que nous proposons prend en compte l'entraînement d'un réseauneuronal infini pour estimer l'exposition aux champs électromagnétiques.Il s'agit d'une solution prometteuse pour la reconstruction des cartesd'exposition, qui ne nécessite pas de grands ensembles d'apprentissage.La méthode proposée est comparée à d'autres approches d'apprentissageautomatique basées sur les réseaux UNet et les réseaux adversairesgénératifs conditionnels, avec des résultats compétitifs
The topic of exposure to electromagnetic fields has received muchattention in light of the current deployment of the fifth generation(5G) cellular network. Despite this, accurately reconstructing theelectromagnetic field across a region remains difficult due to a lack ofsufficient data. In situ measurements are of great interest, but theirviability is limited, making it difficult to fully understand the fielddynamics. Despite the great interest in localized measurements, thereare still untested regions that prevent them from providing a completeexposure map. The research explored reconstruction strategies fromobservations from certain localized sites or sensors distributed inspace, using techniques based on geostatistics and Gaussian processes.In particular, recent initiatives have focused on the use of machinelearning and artificial intelligence for this purpose. To overcome theseproblems, this work proposes new methodologies to reconstruct EMFexposure maps in a specific urban area in France. The main objective isto reconstruct exposure maps to electromagnetic waves from some datafrom sensors distributed in space. We proposed two methodologies basedon machine learning to estimate exposure to electromagnetic waves. Forthe first method, the exposure reconstruction problem is defined as animage-to-image translation task. First, the sensor data is convertedinto an image and the corresponding reference image is generated using aray tracing-based simulator. We proposed an adversarial network cGANconditioned by the environment topology to estimate exposure maps usingthese images. The model is trained on sensor map images while anenvironment is given as conditional input to the cGAN model.Furthermore, electromagnetic field mapping based on the GenerativeAdversarial Network is compared to simple Kriging. The results show thatthe proposed method produces accurate estimates and is a promisingsolution for exposure map reconstruction. However, producing referencedata is a complex task as it involves taking into account the number ofactive base stations of different technologies and operators, whosenetwork configuration is unknown, e.g. powers and beams used by basestations. Additionally, evaluating these maps requires time andexpertise. To answer these questions, we defined the problem as amissing data imputation task. The method we propose takes into accountthe training of an infinite neural network to estimate exposure toelectromagnetic fields. This is a promising solution for exposure mapreconstruction, which does not require large training sets. The proposedmethod is compared with other machine learning approaches based on UNetnetworks and conditional generative adversarial networks withcompetitive results

L’inhibition de réponse est cruciale pour le comportement adaptatif qui permet la sélection délibérée d’une action parmi d’autres. L’inhibition est réactive suite à l’identification de stimuli spécifiques, ou proactive en l’absence de stimuli et lorsqu’elle est déclenchée par un contexte précis. Les interactions entre cortex et ganglions de la base (GB) implémentent les inhibitions réactive et proactive. Nous avons donc enregistré des neurones dans les segments externe et interne du globus pallidus (GPe et GPi) et du noyau subthalamique (NST) chez le singe au cours d’une tâche de Go/No Go. Dans le GPe, nous avons identifié quatre types neuronaux selon leurs propriétés électrophysiologiques : deux types présentant une décharge à haute fréquence, avec des pauses d’activité (GPe-HFD-p) ou sans (GPe-HFD) et deux types à basse fréquence, avec des trains de potentiels d’action (GPe-LFD-b) ou sans (GPe-LFD). Les neurones du GPi étaient relativement homogènes et présentaient une décharge à haute fréquence sans pause spontanée (GPi-HFD). En fonction de leurs patrons d'activité, nous avons classifié les neurones du NST en quatre classes : purs positif ou négatif, polyphasiques positif ou négatif. Tous les types neuronaux du GPe, GPi et du NST encodent l’inhibition réactive, proactive, la direction et l’exécution du mouvement. Nous avons identifié des neurones GPe-LFD-b et polyphasiques négatifs du NST qui répondaient rapidement au stimulus signalant la nécessité de retenir la réponse (No Go). Ces neurones peuvent être spécifiquement impliqués dans la retenue de l'action en activant des programmes moteurs liés au maintien de l'état moteur actuel malgré l’envie de répondre
Response inhibition is crucial for adaptive behavior that allows the deliberate selection of one action from many. Inhibition is reactive after the identification of specific stimuli, or proactive in the absence of stimuli and when triggered by a specific context. Interactions between cortex and basal ganglia (BG) are important for implementing reactive and proactive inhibition. We recorded neurons in the external and internal segments of the globus pallidus (GPe and GPi) as well as in the subthalamic nucleus (STN) in monkeys during a Go/No Go task. In the GPe, we identified four types of neurons based on electrophysiological properties: two types exhibiting high-frequency discharge, with spontaneous pauses in activity (GPe-HFD-p) or without (GPe-HFD), and two types exhibiting low-frequency discharge, those exhibiting spontaneous bursting (GPe-LFD-b) and those that did not (GPe-LFD). GPi neurons were relatively homogenous, exhibiting high-frequency discharge without spontaneous pausing (GPi-HFD). According to their patterns of activities, we classified STN neurons into four classes: positive, negative, polyphasic positive and polyphasic negative. All neuronal types of GPe, GPi and STN encode reactive, proactive inhibition, direction and execution of movement. We identified one subtype of pallidal neuron (GPe-LFD-b) and one subtype of STN neuron (polyphasic negative) that responded rapidly to the stimulus signalling the need to withhold response (No Go). These neurons may be specifically involved in action restraint by activating motor programs related to maintaining current motor state despite the urge to respond

Les ganglions de la base, un ensemble de noyaux sous-corticaux, sont impliqués dans la planification de l’action et la prise de décision en fonction du contexte et de la motivation. La voie hyperdirecte cortico-subthalamo-nigrale est l’une des trois voies de transfert de l’information corticale au sein des ganglions de la base. Nous avons d’abord mis au point un modèle de tranche qui préserve la voie hyperdirecte. Pour cela, nous avons effectué une reconstruction tridimensionnelle des faisceaux de fibres entre le cortex et le noyau sous-thalamique et entre le noyau sous-thalamique et la substance noire réticulée. Nous avons ensuite étudié l’effet de la stimulation à haute fréquence du noyau sous-thalamique sur les neurones de la substance noire réticulée. La stimulation à haute fréquence du noyau sous-thalamique est une thérapie employée pour traiter la maladie de Parkinson mais les mécanismes d’action restent débattus. Nous avons mis en évidence que la stimulation à haute fréquence du noyau sous-thalamique produisait une balance synaptique excitation-inhibition dans les neurones de la substance noire réticulée qui accélère la décharge de la moitié des neurones et la ralentit dans l’autre moitié. Cette balance excitation-inhibition est due à l’activation de fibres glutamatergiques du noyau sous-thalamique et de fibres de passage GABAergiques du globus pallidus. Enfin, nous avons montré que les protocoles hebbiens de plasticité induisaient une dépression à long terme de la voie hyperdirecte associée à une augmentation d’excitabilité neuronale. Ces résultats permettent d’avancer dans la compréhension de la physiologie de la voie hyperdirecte et des ganglions de la base

La lesion unilaterale du systeme vestibulaire entraine une profonde alteration des fonctions de stabilisation oculomotrice et posturo-cinetique. L'evolution post-lesionnelle aboutit a une regression quasi totale des deficits fonctionnels. Il est maintenant bien etabli que la restauration post-lesionnelle met en jeu des processus de substitution multisensorielle dans lesquels la vision joue un role primordial. Notre objectif principal a ete de mettre en evidence, chez l'animal vigile, les indices neurophysiologiques d'un processus de substitution visuelle. Nous avons enregistre, avant et apres une desafferentation vestibulaire unilaterale l'activite des neurones des noyaux vestibulaires de deiters au cours du deplacement vertical de l'environnement visuel. Nos resultats montrent un accroissement de l'amplitude des reponses des neurones desafferentes, lors des mouvements rapides de l'environnement visuel, qui, tres probablement, contribue a compenser l'absence de signaux vestibulaires. Ce processus de substitution neuronal ne se manifeste qu'au cours des 3 premieres semaines post-lesionnelles. La privation d'informations visuelles de mouvement, realisees au cours des 2 premieres semaines apres la lesion previent la mise en place du processus neuronal de substitution visuelle. Il constitue la premiere confirmation, au plan neurophysiologique de l'existence d'une periode sensible dans la compensation vestibulaire. Ce resultat est confirme par une etude de l'equilibration posturo-cinetique. De meme, une experience visuelle passive empeche la mise en place du processus neuronal de substitution visuelle. L'ensemble de ces resultats indiquent que le processus de substitution visuelle ne se manifeste que si l'animal beneficie d'une experience visuelle precoce, dans un contexte d'interactions comportementalement signifiantes

Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'étude des mécanismes d'intégration de l'information viscérale en réponse à des perturbations environnementales. La première partie de nos résultats suggère que les neurones du noyau du tractus solitaire (NTS) pourraient utiliser un mode de neurotransmission différent en fonction de leur lieu de projection. Dans les neurones impliqués dans la genèse des réflexes vitaux comme la respiration, l'absence majoritaire de courant iA et une transmission synaptique s'appuyant essentiellement sur les récepteurs AMPA avec des récepteurs NMDA peu accessibles, permettrait un traitement très précis et fiable de l'information. A l'inverse, dans les neurones impliqués dans l'élaboration des sensations viscérales comme la sensation de gêne respiratoire, la présence d'un important courant iA ainsi qu'une transmission synaptique faisant intervenir des récepteurs NMDA périsynaptiques permettraient une modulation facile de la transmission ainsi qu'une activation globale de certaines régions. La deuxième partie de ce travail montre que l'inhalation d'ozone induit une activité neuronale dans les régions du NTS de rat adulte où arrivent les afférences pulmonaires, aux doses qui provoquent une inflammation pulmonaire comparable à celle provoquée par les pics de pollution atmosphériques chez certains humains. L'inflammation pulmonaire et l'activité neuronale induites par l'inhalation d'ozone augmentent dès les premières heures d'exposition et se maintiennent tant que le stimulus est présent. La suite de ces travaux vise à déterminer si l'ozone provoque une inflammation neuronale et à caractériser ses effets sur la neurotransmission en particulier dans le NTS
This work joins within the framework of studies about the mechanisms of integration of the visceral information in response to environmental disturbances. In the first part of this work, our results suggest that neurons of the nucleus of tractus solitarii (NTS) could use different neurotransmission modes according to their projection pathway. In neurons involved in vital reflexes such as those regulating respiration, the lack of important iA current, as well as a synaptic transmission which depends mostly on AMPA receptors with less accessible NMDA receptors, would induce a very precise and highly reliable treatment of the information. On the contrary, in neurons implicated in the elaboration of visceral sensations such as respiratory distress, the presence of an important iA current, as well as a synaptic transmission involving perisynaptic NMDA receptors, would allow an easy modulation of the neurotransmission and a global activation of some brain areas. In the second part of this work, we show that ozone inhalation induces a neuronal activity in regions of adult rat NTS receiving pulmonary afferences, at doses causing a lung inflammation comparable to that provoked by atmospheric peaks of pollution to certain humans. Pulmonary inflammation and neuronal activity inferred by ozone inhalation increase from the first hours of exposure and remain high as long as stimuli is present. The continuation of this work aims to determine if ozone induces a neuronal inflammation, and to characterize its effects on the neurotransmission particularly in the NTS

Au modèle classique de la synapse, constitué par les éléments présynaptique et postsynaptique neuronaux, il convient d'ajouter un troisième partenaire, le processus astrocytaire, qui non seulement détecte et intègre le signal synaptique, mais peut également y répondre en libérant des substances actives : les gliotransmetteurs. Mon travail est centré sur le rôle des astrocytes dans la transmission synaptique excitatrice glutamatergique et notamment, sur le contrôle de l'activité des récepteurs glutamatergiques de type NMDA dans le noyau supraoptique (NSO) de l'hypothalamus. J'ai tout d'abord montré que ces récepteurs étaient responsables de l'induction de différentes formes de plasticité synaptique à long terme dans cette structure. Leur activation requiert la liaison non seulement du glutamate mais également d'un co-agoniste, la glycine ou la D-sérine. Etant donné que la D-sérine est synthétisée et libérée par les astrocytes, cet acide aminé constitue un candidat idéal pour étudier l'influence de l'environnement astrocytaire des synapses sur l'activité des récepteurs NMDA. Afin de tester cette hypothèse, j'ai mis à profit la diminution remarquable de la couverture astrocytaire des neurones et des synapses du NSO se produisant dans des conditions physiologiques particulières, notamment au cours de l'allaitement. Une étude principalement électrophysiologique, associée à des approches biochimiques et immunohistochimiques m'ont permis de déterminer que la D-sérine, et non la glycine, est le ligand endogène des récepteurs NMDA du NSO. Ainsi, l'activation des récepteurs NMDA du NSO requiert la liaison concomitante du glutamate et de la D-sérine. De plus, la comparaison des réponses NMDA dans deux conditions de couverture astrocytaire des neurones et des synapses, indique que les astrocytes contrôlent la concentration de D-sérine à proximité des synapses. Ceci a une conséquence directe sur la plasticité à long terme qui dépend de ces récepteurs. De tels mécanismes pourraient être généralisés aux régions du cerveau où la D-sérine est présente. Enfin, mes travaux démontrent que les astrocytes participent activement au transfert et au stockage de l'information dans le cerveau
Increasing evidence indicates that beside pre- and postsynaptic neuronal elements, astrocyte is the third element of the synapse. Indeed, it can detect, integrate and modulate synaptic signals. My work focuses on the role of astrocytes in glutamatergic synaptic transmission and more precisely in NMDA receptor (NMDAR) activity. The NMDAR is a key player in excitatory transmission. I showed that NMDARs are responsible for the induction of long-term synaptic plasticity in hypothalamic supraoptic nuclei (SON). It is known that their activation depends on the binding of both, glutamate, and a co-agonist like glycine or D-serine. Interestingly, D-serine is synthezized and released by astrocyte. Thus, this amino acid offers a unique opportunity to test the influence of astrocytic coverage of synapses on glutamatergic synaptic transmission. To this end, I took advantage of the extensive reduction of astrocytic ensheathing of neurons and synapses that SON undergoes during lactation. By combining electrophysiological recordings with biochemistry and immunochemistry, I provided direct evidence that astrocytic D-serine is the only endogenous co-agonist of NMDARs in the SON. Thus, the activation of SON NMDARs requires the binding of glutamate and D-serine, but not glycine. Moreover, by comparing NMDAR activity under different astrocytic coverage of neurons and synapses, I found that astrocytes, by releasing D-serine at glutamatergic synapses, control not only the level of activation of synaptic NMDARs but also, the activity-dependence of long-term synaptic changes. Such a mechanism might be extended to all brain regions where D-serine is present. My work clearly identifies astrocytes as key players in signalling and storage of information in the brain