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Introduction : Migraine with aura (MA) increases the risk of stroke. Possible explanations for this association include an impairment of cerebral autoregulation (CA) and an increased risk of atrial fibrillation. CA is partly controlled by brainstem nuclei such as the locus coeruleus which can be explored by neuromelanin MRI. Atrial fibrillation can be triggered by lesions in the insula, which is activated during migraine attacks. We looked for biomarkers of stroke risk in MA by studying locus coeruleus signaling and CA on the one hand and insula connectivity and heart rhythm regulation on the other. Methods : In a case-control study, we compared 23 migraine with aura patients, aged 30-55 years, with 23 healthy controls. Assessment of CA was based on the calculation of time and frequency correlation indices between cerebral blood velocity measured by transcranial doppler and blood pressure measured by photoplasmography. Heart rate variability was assessed in the frequency domain by spectral analysis. Locus coeruleus signal and volume were measured by neuromelanin MRI and insula connectivity by resting state functional MRI. Results : No differences in CA or heart rate variability were found. However, there was a negative correlation between CA efficiency and duration of migraine (rho = -0.62 ; p = 0.002). The LC did not differ in signal or volume between migraine with aura patients and healthy controls. A weak correlation between CA performance and LC signal was identified (rho = 0.33; p = 0.030). The bilateral dorsal anterior insula was more strongly correlated with the cerebellum (vermis VI) in migraine with aura (right : T = 6.24; p < 0.0001, left : T = 5.02; p < 0.0001). However, this increased connectivity was not correlated with heart rate variability. Discussion : The negative correlation between CA and age of migraine with aura suggested impaired CA at the onset of the disease, which is consistent with an increased risk of stroke at a young age in MA. CA was only weakly correlated with locus coeruleus neuromelanin intensity and no locus coeruleus differences were found in AD, which does not make locus coeruleus a good biomarker. The right and left dorsal anterior insula were more strongly connected to vermis VI in MA. The data in the literature suggest a role for the superior vermis in the control of the cardiovascular autonomic nervous system. Further work could explore the link between this increased connectivity and the risk of atrial fibrillation in MA. Conclusion : LC neuromelanin signaling did not appear to be a biomarker of CA defect in MA. In contrast, the increased connectivity of the bilateral dorsal anterior insula with the vermis VI would justify further research to understand its relationship with the autonomic nervous system control., Introduction : La migraine avec aura (MA) augmente le risque d'accident vasculaire cérébral (AVC). Parmi les hypothèses pouvant expliquer cette association, un défaut d'autorégulation cérébrale (AC) et un risque accru de fibrillation atriale sont évoqués. L'AC est en partie contrôlée par des noyaux du tronc cérébral tel que le locus coeruleus qui peut être exploré par une IRM de neuromélanine. La fibrillation atriale peut être déclenchée par des lésions de l'insula, qui est activée au cours des crises de migraine. Nous avons recherché des biomarqueurs du risque d'AVC dans la MA en étudiant d'une part le signal du locus coeruleus et l'AC et d'autre part la connectivité de l'insula et la régulation du rythme cardiaque. Méthodes : Dans une étude cas-contrôle, nous avons comparé 23 migraineux avec aura, âgés de 30 à 55 ans, à 23 contrôles. L'évaluation de l'AC a reposé sur le calcul d'indices de corrélations temporel et fréquentiel entre la vitesse circulatoire cérébrale mesurée par doppler transcrânien et la pression artérielle mesurée par photo-pléthysmographie. La variabilité de la fréquence cardiaque a été évaluée dans le domaine fréquentiel par une analyse spectrale. Le signal et le volume du locus coeruleus ont été mesurés grâce à une IRM de neuromélanine et la connectivité de l'insula grâce à une IRM fonctionnelle de repos. Résultats : Aucune différence d'AC ni de la variabilité de la fréquence cardiaque n'a été trouvée. Toutefois il existait une corrélation négative entre les performances d'AC et l'ancienneté de la migraine (rho = - 0.62 ; p = 0,002). Le LC ne différait pas en signal ni en volume entre migraineux avec aura et contrôles. Une faible corrélation entre les performances d'AC et le signal de LC a été identifiée (rho = 0,33 ; p = 0,030). L'insula antérieure dorsale et bilatérale était plus fortement corrélée avec le cervelet (vermis VI) dans la migraine avec aura (à droite : T = 6,24 ; p < 0,0001, à gauche : T = 5,02 ; p < 0,0001). Cependant, cette connectivité accrue n'était pas corrélée à la variabilité de la fréquence cardiaque. Discussion : La corrélation négative entre l'AC et l'ancienneté de la migraine avec aura suggérait une altération de l'AC au début de la maladie, ce qui est cohérent avec un risque d'AVC accru à un âge jeune dans la MA. L'AC n'était que faiblement corrélée à l'intensité de neuromélanine du locus coeruleus et aucune différence du locus coeruleus n'était trouvée dans la MA, ce qui ne fait pas du locus coeruleus un bon biomarqueur. L'insula antérieure dorsale droite et gauche étaient plus fortement connectée au vermis VI dans la MA. Les données de la littérature suggèrent un rôle du vermis supérieur dans le contrôle du système nerveux autonome cardiovasculaire. Des travaux ultérieurs pourraient chercher à explorer le lien entre cette connectivité accrue, la dysautonomie et le risque de fibrillation atriale dans la MA. Conclusion : Le signal de neuromélanine du LC ne semblait pas être un biomarqueur du défaut d'AC dans la MA. En revanche, la connectivité accrue de l'insula antérieure dorsale bilatérale avec le vermis VI justifierait des recherches complémentaires pour comprendre son lien avec le contrôle du système nerveux autonome.

Introduction : Migraine with aura (MA) increases the risk of stroke. Possible explanations for this association include an impairment of cerebral autoregulation (CA) and an increased risk of atrial fibrillation. CA is partly controlled by brainstem nuclei such as the locus coeruleus which can be explored by neuromelanin MRI. Atrial fibrillation can be triggered by lesions in the insula, which is activated during migraine attacks. We looked for biomarkers of stroke risk in MA by studying locus coeruleus signaling and CA on the one hand and insula connectivity and heart rhythm regulation on the other. Methods : In a case-control study, we compared 23 migraine with aura patients, aged 30-55 years, with 23 healthy controls. Assessment of CA was based on the calculation of time and frequency correlation indices between cerebral blood velocity measured by transcranial doppler and blood pressure measured by photoplasmography. Heart rate variability was assessed in the frequency domain by spectral analysis. Locus coeruleus signal and volume were measured by neuromelanin MRI and insula connectivity by resting state functional MRI. Results : No differences in CA or heart rate variability were found. However, there was a negative correlation between CA efficiency and duration of migraine (rho = -0.62 ; p = 0.002). The LC did not differ in signal or volume between migraine with aura patients and healthy controls. A weak correlation between CA performance and LC signal was identified (rho = 0.33; p = 0.030). The bilateral dorsal anterior insula was more strongly correlated with the cerebellum (vermis VI) in migraine with aura (right : T = 6.24; p < 0.0001, left : T = 5.02; p < 0.0001). However, this increased connectivity was not correlated with heart rate variability. Discussion : The negative correlation between CA and age of migraine with aura suggested impaired CA at the onset of the disease, which is consistent with an increased risk of stroke at a young age in MA. CA was only weakly correlated with locus coeruleus neuromelanin intensity and no locus coeruleus differences were found in AD, which does not make locus coeruleus a good biomarker. The right and left dorsal anterior insula were more strongly connected to vermis VI in MA. The data in the literature suggest a role for the superior vermis in the control of the cardiovascular autonomic nervous system. Further work could explore the link between this increased connectivity and the risk of atrial fibrillation in MA. Conclusion : LC neuromelanin signaling did not appear to be a biomarker of CA defect in MA. In contrast, the increased connectivity of the bilateral dorsal anterior insula with the vermis VI would justify further research to understand its relationship with the autonomic nervous system control., Introduction : La migraine avec aura (MA) augmente le risque d'accident vasculaire cérébral (AVC). Parmi les hypothèses pouvant expliquer cette association, un défaut d'autorégulation cérébrale (AC) et un risque accru de fibrillation atriale sont évoqués. L'AC est en partie contrôlée par des noyaux du tronc cérébral tel que le locus coeruleus qui peut être exploré par une IRM de neuromélanine. La fibrillation atriale peut être déclenchée par des lésions de l'insula, qui est activée au cours des crises de migraine. Nous avons recherché des biomarqueurs du risque d'AVC dans la MA en étudiant d'une part le signal du locus coeruleus et l'AC et d'autre part la connectivité de l'insula et la régulation du rythme cardiaque. Méthodes : Dans une étude cas-contrôle, nous avons comparé 23 migraineux avec aura, âgés de 30 à 55 ans, à 23 contrôles. L'évaluation de l'AC a reposé sur le calcul d'indices de corrélations temporel et fréquentiel entre la vitesse circulatoire cérébrale mesurée par doppler transcrânien et la pression artérielle mesurée par photo-pléthysmographie. La variabilité de la fréquence cardiaque a été évaluée dans le domaine fréquentiel par une analyse spectrale. Le signal et le volume du locus coeruleus ont été mesurés grâce à une IRM de neuromélanine et la connectivité de l'insula grâce à une IRM fonctionnelle de repos. Résultats : Aucune différence d'AC ni de la variabilité de la fréquence cardiaque n'a été trouvée. Toutefois il existait une corrélation négative entre les performances d'AC et l'ancienneté de la migraine (rho = - 0.62 ; p = 0,002). Le LC ne différait pas en signal ni en volume entre migraineux avec aura et contrôles. Une faible corrélation entre les performances d'AC et le signal de LC a été identifiée (rho = 0,33 ; p = 0,030). L'insula antérieure dorsale et bilatérale était plus fortement corrélée avec le cervelet (vermis VI) dans la migraine avec aura (à droite : T = 6,24 ; p < 0,0001, à gauche : T = 5,02 ; p < 0,0001). Cependant, cette connectivité accrue n'était pas corrélée à la variabilité de la fréquence cardiaque. Discussion : La corrélation négative entre l'AC et l'ancienneté de la migraine avec aura suggérait une altération de l'AC au début de la maladie, ce qui est cohérent avec un risque d'AVC accru à un âge jeune dans la MA. L'AC n'était que faiblement corrélée à l'intensité de neuromélanine du locus coeruleus et aucune différence du locus coeruleus n'était trouvée dans la MA, ce qui ne fait pas du locus coeruleus un bon biomarqueur. L'insula antérieure dorsale droite et gauche étaient plus fortement connectée au vermis VI dans la MA. Les données de la littérature suggèrent un rôle du vermis supérieur dans le contrôle du système nerveux autonome cardiovasculaire. Des travaux ultérieurs pourraient chercher à explorer le lien entre cette connectivité accrue, la dysautonomie et le risque de fibrillation atriale dans la MA. Conclusion : Le signal de neuromélanine du LC ne semblait pas être un biomarqueur du défaut d'AC dans la MA. En revanche, la connectivité accrue de l'insula antérieure dorsale bilatérale avec le vermis VI justifierait des recherches complémentaires pour comprendre son lien avec le contrôle du système nerveux autonome.

Problème : Les stratégies d’exposition traditionnelle (in vivo et en imagination) habituellement utilisées pour traiter l’anxiété liée à la santé ne sont pas toujours utilisables avec les aînés en perte de mobilité ou ayant des troubles cognitifs. L’immersion en réalité virtuelle (RV) peut représenter une solution alternative, mais aucune étude n’a testé son utilité auprès de personnes âgées qui s’inquiètent à propos de leur santé. Objectif et hypothèses : Déterminer si une salle d’attente d’hôpital virtuelle génère de l'anxiété (mesurée par deux réactions physiologiques : rythme cardiaque et conductance cutanée) chez les personnes âgées souffrant d’anxiété sous-clinique liée à la santé. H1 : les participants anxieux (peu importe leur âge) auront des réactions physiologiques plus élevées (vs niveau de base ou T1) que les participants non anxieux durant l’immersion dans la salle d’attente. H2 : comparativement aux personnes âgées anxieuses, les jeunes anxieux auront des réactions physiologiques significativement plus importantes (vs T1) durant l’immersion dans la salle d’attente. Méthode : Les réactions physiologiques de quatre groupes (n = 30) de jeunes (18-35 ans) et de personnes âgées (65 ans et plus) avec ou sans anxiété sous-clinique liée à la santé ont été comparées avant (T1) et durant (T3) une séance d’immersion dans un salle d’attente virtuelle. Pour s'assurer que les réactions physiologiques n'étaient pas causées par le simple fait d’être exposé à un environnement virtuel, les participants ont été exposés à un environnement virtuel neutre (T2) entre ces deux temps de mesure. Des analyses multi-niveaux ont été effectuées pour tester les deux hypothèses. Résultats : Les participants anxieux ont vu leur rythme cardiaque augmenter de façon significativement plus importante (vs groupe non anxieux) pendant l’immersion (T2: β = 8.77, p=0.045; T3: β = 9.73, p=0.03), mais aucune différence significative entre les deux groupes n’a été observée sur la conductance cutanée (T2: β = 0.30, p = 0.70; T3: β = 0.47, p = 0.55). Par ailleurs, la fréquence cardiaque des participants anxieux n’a pas augmenté de façon significative entre le T2 (environnement neutre) et le T3 (salle d’attente) (β = -0.04, p = 0.97). Enfin, comparativement aux participants âgés anxieux, les jeunes participants anxieux n'ont pas connu d'augmentation significativement plus importante de leur fréquence cardiaque (T2: β = 1.92, p = 0.83; T3: β = -1.51, p = 0.87) et de leur conductance cutanée (T2: β = -0.65, p = 0.65; T3: β = -0.79, p = 0.58) durant l’immersion. Conclusion : La salle d’attente virtuelle ne fait pas plus physiologiquement réagir les personnes âgées qui s’inquiètent au sujet de leur santé que l’environnement virtuel neutre. Puisque cette étude pilote a été réalisée auprès de participants ayant des inquiétudes sous-cliniques au sujet de leur santé, d’autres recherches sont nécessaires afin de tester l’utilité de la salle d’attente virtuelle auprès de population clinique., Problem: Traditional exposure strategies (in vivo and imaginal) commonly used to treat health anxiety are not always applicable to seniors with mobility loss or cognitive difficulties. Virtual reality (VR) immersion may be an alternative solution, but no studies have tested its usefulness with seniors who are concerned about their health. Objective and hypotheses: To determine whether a virtual hospital waiting room generates anxiety (measured by two physiological reactions: heart rate and skin conductance) in elderly people suffering from subclinical health anxiety. H1: Anxious participants (regardless of age) will have higher physiological reactions (vs. baseline or T1) than non-anxious participants during immersion in the waiting room. H2: Compared to anxious elderly individuals, anxious young people will have significantly greater physiological reactions (vs T1) during immersion in the waiting room. Method: The physiological reactions of four groups (n = 30) of young adults (18-35 years of age) and seniors (65 years of age and older) with or without subclinical health anxiety were compared before (T1) and during (T3) an immersion session in a virtual hospital waiting room. To ensure that physiological reactions were not caused simply by being exposed to a virtual environment, participants were exposed to a neutral virtual environment (T2) between these two measurement times. Multi-level analyses were carried out to test both hypotheses. Results: Anxious participants experienced a significantly higher increase in heart rate (vs. non-anxious group) during immersion (T2: β = 8.77, p=0.045; T3: β = 9.73, p=0.03), but no significant difference between the two groups was observed on the skin conductance measure (T2: β = 0.30, p = 0.70; T3: β = 0.47, p = 0.55). In addition, the heart rate of anxious participants did not increase significantly between T2 (neutral environment) and T3 (waiting room) (β = -0.04, p = 0.97). Finally, compared to anxious elderly participants, anxious young individuals did not experience a significantly greater increase in their heart rate (T2: β = 1.92, p = 0.83; T3: β = -1.51, p = 0.87) and skin conductance (T2: β = -0.65, p = 0.65; T3: β = -0.79, p = 0.58) during immersion. Conclusion: The virtual waiting room does not generate more physiological reactivity in older individuals with health concerns than the neutral virtual environment. Since this pilot study was conducted with participants with subclinical health anxiety, further research is needed to test the usefulness of the virtual waiting room with clinical populations.

International audience; Mental workload is known to alter cardiovascular function leading to increased cardiovascular risk. Nevertheless, there is no clear autonomic nervous system unbalance to be quantified during mental stress. We aimed to characterize the mental workload impact on the cardiovascular function with a focus on heart rate variability (HRV) non-linear indexes. A 1-h computerized switching task (letter recognition) was performed by 24 subjects while monitoring their performance (accuracy, response time), electrocardiogram and blood pressure waveform (finger volume clamp method). The HRV was evaluated from the beat-to-beat RR intervals (RRI) in time-, frequency-, and informational-domains, before (Control) and during the task. The task induced a significant mental workload (visual analog scale of fatigue from 27 ± 26 to 50 ± 31 mm, p < 0.001, and NASA-TLX score of 56 ± 17). The heart rate, blood pressure and baroreflex function were unchanged, whereas most of the HRV parameters markedly decreased. The maximum decrease occurred during the first 15 min of the task (P1), before starting to return to the baseline values reached at the end of the task (P4). The RRI dimension correlation (D2) decrease was the most significant (P1 vs. Control: 1.42 ± 0.85 vs. 2.21 ± 0.8, p < 0.001) and only D2 lasted until the task ended (P4 vs. Control: 1.96 ± 0.9 vs. 2.21 ± 0.9, p < 0.05). D2 was identified as the most robust cardiovascular variable impacted by the mental workload as determined by posterior predictive simulations (p = 0.9). The Spearman correlation matrix highlighted that D2 could be a marker of the generated frustration (R =-0.61, p < 0.01) induced by a mental task, as well as the myocardial oxygen consumption changes assessed by the double product (R =-0.53, p < 0.05). In conclusion, we showed that mental workload sharply lowered the non-linear RRI dynamics, particularly the RRI correlation dimension.

International audience; Much U.S. swine production is in Köppen climate types classified as ‘hot-summer humid continental’ and ‘humid subtropical’. As a result, farrowing sows are often exposed to temperatures above their upper critical temperature. This heat stress (HS) can affect sow welfare and productivity and have a negative economic impact. The study objective was to evaluate the impact of a cooling pad on sows’ behavioral and heart rate responses to acute HS. Treatments were randomly allotted to 10 multiparous sows to receive a constant cool water flow of 0.00 (CONTROL, n=4), 0.25 (LOW, n=2), 0.55 (MEDIUM, n=2) or 0.85 (HIGH, n=2) L/min for 100 min and replicated eight times, switching treatments so that each sow was exposed to each treatment. The cooling was initiated 1 hour after the room reached 35°C for 100 min. Eating, drinking and nursing behaviors, postures and heart rate were recorded before heating (Period 1), prior to cooling (Period 2), and during cooling (Period 3). There were no differences between LOW, MEDIUM and HIGH flow rates for any periods on all behavioral and heart rate traits, so data were pooled (COOLED). There were no differences in any of the measures during Periods 1 and 2, except for the ratio of short term to long term heart rate variability (SD1:SD2) with higher values for CONTROL than COOLED sows in Period 2. During Period 3, CONTROL sows changed postures more frequently (11.5±1.6 vs 5.1±1.6 changes per hour), spent more time drinker-pressing/drinking (4.4±0.5 vs 1.4±0.4% of time), standing (6.6±1.7 vs 3.8±1.6% of time), sitting (10.0±1.2 vs 4.0±1.1), less time lying (83.0±1.8 vs 92.0±1.7% of time), especially lying laterally (62.0±5.6 vs 75.0±5.3% of time), than sows in all three cooling treatments (all P < 0.001). Heart rate during Period 3 was lower for COOLED sows compared to the CONTROL sows (100.2±3.4 vs 119.0±4.0 beat per min, P

Summary Background Higher resting heart rate, a simple and useful indicator of autonomic balance and metabolic rate, has emerged as an independent predictor for atherosclerotic cardiovascular disease. Aim To determine the association between resting heart rate and arterial stiffness measured by brachial-ankle pulse wave velocity (baPWV). Methods We examined the association between resting heart rate and baPWV in 641 Korean adults (366 men, 275 women) in a health examination program. A high baPWV was defined as greater than 1450 cm/s (> 75th percentile). The odds ratios for high baPWVs were calculated using multivariable logistic regression analysis after adjusting for confounding variables across heart rate quartiles (Q1 ≤ 56, Q2 = 57–62, Q3 = 63–68, Q4 ≥ 69 beats/min). Results Age-adjusted baPWV mean values increased gradually with heart rate quartile (Q1 = 1281, Q2 = 1285, Q3 = 1354, Q4 = 1416 cm/s). The odds ratios (95% confidence intervals) for high baPWVs in each heart rate quartile were 1.00, 1.28 (0.57–2.86), 2.63 (1.20–5.79) and 3.66 (1.66–8.05), respectively, after adjusting for age, sex, smoking status, alcohol intake, exercise, body mass index, hypertension medication, diabetes medication, hyperlipidaemia medication, mean arterial blood pressure, fasting plasma glucose, total cholesterol, triglycerides, high-density lipoprotein cholesterol, white blood cell count, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, γ-glutamyltransferase and uric acid. Conclusion These findings indicate that a higher resting heart rate is independently associated with arterial stiffness. Accordingly, early detection of increased resting heart rate is important for preservation of arterial function and assessment of cardiovascular risk.

This thesis was carried out in a multidisciplinary approach that combines experimental protocol, instrumentation, in vivo measurements, physiological change detection instants and identification and preprocessing of measurement artefacts for marathon runners. We considered the analysis of the heart rate variability (HRV) and the electrodermal activity (EDA) recorded during a semi-marathon including pre and post competition periods. A study of the HRV and EDA change detection was carried based on the mean and the trend using the Filtered Derivative with pValue method (FDpV) throughout this thesis. This segmentation method is based on a dynamical approach using a piece-wise stationary model. As a result, itallowed to introduce an index of cardiac regulation for semi-marathon runners. Physiological state changes tracking of affective dimension i.e. "stress" and motivation via the EDA by change detection on its tonic component which reflects the EDA general trend throughout a semi-marathon was also proposed. This enabled us to characterize start and finish phases of a race which are key elements in any competition. A special attention was given to the tonic component of the EDA reflecting the overall level of affective activation. We compared three methods of tonic level extraction by taking into account the present potential artefacts. Thiswork focused on case studies; It can be generalized over a cohort and include more physiological parameters such that VO2 or EEG. Hence, a classification of stress states may also be considered and represent other significant features for characterizing in vivo physiological data for sport performance optimization., Cette thèse a été réalisée dans un cadre pluridisciplinaire alliant protocole expérimental, instrumentation dans des conditions de mesures in vivo, détection de ruptures associées à des changements d'états physiologiques et identification et prétraitement d'artefacts de mesures chez des coureurs de marathons. Nous avons considéré l'analyse de la variabilité du rythme cardiaque (VRC) et l'analyse de l'activité électrodermale (AED) pendant une course et lors des phases qui la précèdent et la suivent. La détection de ruptures de moyenne et de tendance est effectuée par la méthode Filtered Derivative with p-Value (FDpV) tout au long de cette thèse. La méthode FDpV est basée sur une analyse dynamique faisant appel à un modèle stationnaire par morceaux. Elle a permis en particulier d'introduire un indice de régulation cardiaque pour les coureurs. Un suivi des changements des états d'éveil et de motivation à travers l'AED par la détection de ruptures de la tendance pendant la course d'un semi-marathonien est également proposée. Ceci a permis de définir des signatures de début et de fin de course. Une attention particulière a été apportée à la composante tonique de l'AED reflétant le niveau d'activation affectif. Nous avons comparé trois méthodes d'extraction du niveau tonique en tenant compte des artefacts potentiels présents. Ce travail concerne des études de cas; il peut être étendu à une cohorte et englober plus de paramètres physiologiques (VO2, EEG,...). Ainsi, une classification des états d'éveil et de motivation peut être envisagée et représente des éléments significatifs de caractérisation des données physiologiques in vivo pour l'optimisation des performances sportives.

Les neurones cholinergiques et adrénergiques efférents du système nerveux cardiaque ‎intrinsèque (SNCI) sont impliqués dans la régulation de la fonction cardiaque chronotrope. ‎La galanine, peptide présent et libéré dans les terminaisons nerveuses cardiaques, est capable ‎de diminuer la libération de l’acétylcholine. Notre hypothèse est d’étudier la possibilité que ‎la galanine puisse agir comme un peptide neuromodulateur inhibiteur dans les neurones du ‎SNCI chez le rat. Les oreillettes et les tissus associés du SNCI sont isolés à partir de rats ‎Sprague-Dawley et perfusés en vitro. Les valeurs de la fréquence auriculaire mesurées d’un ‎battement à l’autre sont tirées à partir d’un enregistrement bipolaire auriculaire. La perfusion ‎de la nicotine en forme de bolus (avec des concentrations dans le bain de 20-250 µm) a ‎induit des réponses biphasiques composées d’une réponse chronotrope négative au début ‎suivie d’une réponse chronotrope positive. Au cours de la superfusion de la galanine ‎‎(170 nM), les réponses chronotropes positives à la nicotine sont réduites chez 12/14 ‎préparations (contrôle : 21,35 ± 17,4 à galanine : 5,46 ± 8,0 bpm, n = 14, p = 0,02), tandis que ‎les réponses chronotropes négatives sont réduites chez 8 /14 préparations et affichent une ‎tendance générale vers la réduction (contrôle : -16,09 ± 14,7, galanine : -12,53 ± 13,2 bpm). ‎On peut conclure que la galanine agit comme un peptide neuromodulateur inhibiteur dans les ‎SNCI chez le rat, en modifiant de préférence la stimulation nicotinique de neurones ‎adrénergiques.‎, Cholinergic and adrenergic efferent neurons of the intrinsic cardiac nervous system ‎‎(ICNS) regulate cardiac chronotropic function. Galanin, a peptide present and released in ‎cardiac nerve endings, is able to reduce the acetylcholine release. Our aim was to investigate ‎the proposition that galanin can act as an inhibitory neuromodulatory peptide in the rat ICNS. ‎Atria and associated ICNS tissues were isolated from Sprague-Dawley rats and superfused in ‎vitro. Beat to beat atrial rate measurements were derived from an atrial bipolar recording. ‎Nicotine bolus infusion (bath concentrations of 20-250 µM) induced biphasic responses ‎consisting of an early negative followed by a positive chronotropic response. During galanin ‎superfusion (170 nM), positive chronotropic responses to nicotine were reduced in 12/14 ‎preparations (control: 21.35±17.4 to galanin: 5.46±8.0 bpm, n=14, p=0.02) whereas the ‎negative chronotropic responses were reduced in 8/14 preparations and displayed an overall ‎tendency towards reduction (control: -16.09±14.7, galanin: -12.53±13.2 bpm). It is concluded ‎that galanin may act as an inhibitory neuromodulatory peptide in the rat ICNS, preferentially ‎modifying nicotinic stimulation of adrenergic neurons.‎

Cardiac Magnetic Resonance Imaging (MRI) has experienced growing interest due to its great potential in myocardial tissue characterization. Myocardium T1 values can be considered a useful imaging biomarker. Although many different T1 mapping techniques already exist, accurate and precise myocardial T1 quantification remains a desired yet challenging goal. Cardiac T1 mapping necessitates high precision to: i) discriminate values within the relatively short range of T1 values in healthy and diseased tissues, ii) allow both pre and post contrast agent injection T1 assessment, which is mandatory to compute the ECV and iii) allow comparison across platforms and hospitals. It should also provide a T1 value independent of heart rate. Among published methods, not any of them offer an “ideal” T1 quantification method. The main aim of this work is to optimize and to validate a precise and accurate quantitative T1 mapping technique. In order to achieve this goal, the sequence called « SMART1Map » based on the saturation recovery curve sampling was used. The first step consisted in performing T1 measurements on phantoms and healthy volunteers at 1,5T and 3T. Although this study allowed to assess accurate myocardium T1 values close to literature ones (1150 ± 84 ms), the sequence showed a poor precision likely due to a lack of robustness to magnetic field inhomogeneties and frequency offsets. Optimization (including simulation, implementation and tests) of the saturation RF pulse used in the sequence was carried out in phantoms then on healthy subjects at 3T. From this development, fibrosis detection through T1 measurements in clinical studies can now be started at 1.5T and 3T, L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil de choix pour la caractérisation tissulaire in vivo. Il est démontré que la mesure d’un temps caractéristique en IRM, appelé « T1 », est corrélée à la composition du tissu. Justesse et reproductibilité sont requises dans la mesure du T1 pour : i) discriminer les valeurs de T1 des tissus sains et fibrosés dont la gamme de valeurs est assez restreinte, ii) permettre la mesure avant et après injection d’agent de contraste et iii) comparer les valeurs de T1 entre sites et constructeurs. A ce jour, aucune des techniques publiées n’est en mesure de fournir une mesure de T1 « idéale ». L’objectif principal de cette thèse est d’optimiser et de valider une technique de mesure du T1 sur le myocarde, qui se propose d’allier ces deux qualités. Pour atteindre cet objectif, nous avons travaillé la séquence appelée « SMART1Map » basée sur le principe d’échantillonnage d’une courbe de saturation-récupération. Des essais sur objets tests et sur volontaires à 1,5T et 3T ont d’abord été réalisés. Bien que les valeurs moyennes de T1 mesurées chez 7 sujets étaient justes et correspondaient à la littérature (1150 ± 84 ms à 1,5T), les résultats ont montré une faible reproductibilité imputable en partie à un manque de robustesse de la séquence vis-à-vis des inhomogénéités de champ magnétique particulièrement importantes à 3T. L’optimisation (simulation, implémentation et tests) de l’impulsion radiofréquence de saturation constitutive de la séquence a été mise en œuvre à 3T, sur objets fantômes, puis sur volontaires sains. Ces travaux ouvrent la voie à la mise en place de mesure de biomarqueur IRM de la fibrose

Cardiac Magnetic Resonance Imaging (MRI) requires to adapt the sequence to heart rate, so as to avoid the blur caused by the acquisition time longer than motion time constants. Thus, times between sequence radiofrequency pulses are as much variable as synchronization cardiac cycles durations. It causes imprecision on the resulting image, particularly for quantification. In fact, spins magnetization is not in a steady state during the acquisition. Two main research axis are presented in this thesis; the first one is a study of the impact of heart rate variation (described in the manuscript) on the transversal relaxation time T2 quantitative measurement. The study was lead on both phantom objects and on healthy volunteers. Two correction methods for heart rate variation are proposed, one based on the correction of the signal of the central line of the k-space, the other one based on a generalized reconstruction approach. First results are encouraging, and further works should be lead to confirm the methods efficacity. Then, heart rate variations are treated inside the cardiac cycle, and we propose a method to match the different segments of the electrocardiogram (ECG), based on the ECG deformation in the MR scanner probably due to by magnetohydrodynamic effect. This method is applied on imaging with a CINE kinetic sequence in which a better successive cardiac cycles segments matching should enable to improve image quality, at the condition to have sharp enough spatial and temporal resolutions. Results brought in this thesis are preliminary to necessary future researches in the sequence time domain, largely less addressed than organ motion, L'imagerie par Résonance Magnétique (IRM) cardiaque est un domaine qui nécessite d'adapter la séquence au rythme du coeur, afin d'éviter le flou causé par un temps d'acquisition long devant les constantes de temps du mouvement. Ainsi, les temps séparant les impulsions radio-fréquence (RF) de la séquence sont aussi variables que les durées des cycles cardiaques sur lesquels on synchronise l'acquisition. Cela est cause d'imprécision sur l'image résultante, en particulier dans son caractère quantitatif. L'aimantation des spins n'est effectivement pas dans un état d'équilibre sur toute l'acquisition. La thèse présente deux axes principaux de recherche explorés ; le premier est une étude de l'impact de la variation du rythme cardiaque (présentée en outre dans le manuscrit) sur la mesure quantitative du temps de relaxation transversal T2. L'étude a été menée sur des objets fantômes et sur des volontaires sains. Deux méthodes de correction de la variation du rythme sont proposées, l'une basée sur la correction du signal au centre de l'espace de Fourier, l'autre basée sur une approche de reconstruction généralisée. Les résultats préliminaires sont encourageants, et des travaux ultérieurs seraient à entreprendre pour confirmer l'efficacité de ces méthodes. Ensuite, les variations temporelles du cycle cardiaque sont traitées à l'échelle d'un cycle, et nous proposons une méthode de mise en coïncidence des différents segments de l'électrocardiogramme (ECG) basée sur la déformation de l'ECG dans l'IRM probablement par effet magnétohydrodynamique. Cette méthode est mise au service de l'imagerie dans le cadre d'une séquence cinétique CINE dans laquelle une meilleure mise en correspondance des segments de cycles cardiaques successifs devrait permettre de gagner en qualité d'image, à condition d'avoir des résolutions spatiale et temporelle suffisamment fines. Les résultats apportés au cours de cette thèse sont préliminaires à de futures recherches nécessaires dans le domaine temporel de la séquence, beaucoup moins traité que le mouvement des organes

T1 mapping is a useful quantitative MR technique for cardiac tissue characterization. Several studies have shown that T1 measurements are correlated with fibrosis, which is observed in cardiac diseases such as cardiomyopathy or myocardial infarction. However, cardiac T1 mapping remains challenging, mainly because of long acquisition times and interference from cardiac and respiratory motions. T1 quantification on the human myocardium is generally performed on breath-hold with 2D specific sequences. Unfortunately these sequences are scanner specific and poorly available for clinical use. To overcome these limitations, we propose a new method based on a 3D clinical sequence. This technique, using a variable flip angle approach that integrates B1 correction, was adapted in cardiac imaging. Phantom tests were used to select the optimal parameters and to show the method reproducibility. Then, the method was validated with a volunteer study using double synchronization (cardiac and respiratory). Moreover, a reconstruction method integrating physiological signals of motion was also used to perform T1 quantification in free breathing and to reduce the total acquisition time. The myocardial T1 values on volunteers ranged between 1289 ± 66 ms and 1376 ± 43 ms, which was in good agreement with previously published works. These studies allow the use of T1 mapping in patients with better characterization of pathologies and a better adaptation to therapeutic strategies, La cartographie du temps de relaxation longitudinale T1 est une technique d'IRM quantitative pour caractériser les tissus myocardiques. Plusieurs études ont déjà montré la corrélation entre la mesure de T1 et la présence de fibrose. Celle-ci est souvent observée dans les pathologies cardiaques telles que les cardiomyopathies ou l'infarctus du myocarde. Cependant, l'acquisition d'une carte T1 du coeur reste techniquement difficile. Actuellement, la quantification T1 du myocarde humain est réalisée en apnée à l'aide de séquences 2D qui sont spécifiques aux constructeurs et donc peu disponibles. Afin de pallier aux limitations de ces séquences, nous proposons une méthode basée sur une séquence 3D clinique. Cette technique, utilisant la variation des angles de bascule avec intégration d'une correction B1, a été adaptée pour une utilisation en imagerie cardiaque. Des essais sur fantôme ont permis de sélectionner les paramètres optimaux et de montrer la reproductibilité de la méthode. Puis, une étude sur volontaires sains a permis de valider la méthode en double synchronisation (cardiaque et respiratoire). Enfin, une méthode de reconstruction intégrant des signaux physiologiques de mouvement a également été utilisée afin de faire de la quantification T1 en respiration libre et de diminuer le temps d'acquisition. Les valeurs de T1 myocardique sur volontaires sont comprises entre 1289 ± 66 ms et 1376 ± 43 ms, correspondant aux valeurs de la littérature. Ces travaux ouvrent la voie à l'utilisation de la cartographie T1 chez les patients avec pour objectifs une meilleure caractérisation des pathologies et une meilleure adaptation des stratégies thérapeutiques

Inter-laboratory test for gas concentrations measurements of the R3C network's calorimetric chambers. Recent Advances and Controversies in the Measurement of Energy Metabolism (RACMEM 2011)

\, Doctorat en Sciences de la motricité, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les habitudes de consommation de substances psychoactives, le stress, l’obésité et les traits cardiovasculaires associés seraient en partie reliés aux mêmes facteurs génétiques. Afin d’explorer cette hypothèse, nous avons effectué, chez 119 familles multi-générationnelles québécoises de la région du Saguenay-Lac-St-Jean, des études d’association et de liaison pangénomiques pour les composantes génétiques : de la consommation usuelle d’alcool, de tabac et de café, de la réponse au stress physique et psychologique, des traits anthropométriques reliés à l’obésité, ainsi que des mesures du rythme cardiaque (RC) et de la pression artérielle (PA). 58000 SNPs et 437 marqueurs microsatellites ont été utilisés et l’annotation fonctionnelle des gènes candidats identifiés a ensuite été réalisée. Nous avons détecté des corrélations phénotypiques significatives entre les substances psychoactives, le stress, l’obésité et les traits hémodynamiques. Par exemple, les consommateurs d’alcool et de tabac ont montré un RC significativement diminué en réponse au stress psychologique. De plus, les consommateurs de tabac avaient des PA plus basses que les non-consommateurs. Aussi, les hypertendus présentaient des RC et PA systoliques accrus en réponse au stress psychologique et un indice de masse corporelle (IMC) élevé, comparativement aux normotendus. D’autre part, l’utilisation de tabac augmenterait les taux corporels d’épinéphrine, et des niveaux élevés d’épinéphrine ont été associés à des IMC diminués. Ainsi, en accord avec les corrélations inter-phénotypiques, nous avons identifié plusieurs gènes associés/liés à la consommation de substances psychoactives, à la réponse au stress physique et psychologique, aux traits reliés à l’obésité et aux traits hémodynamiques incluant CAMK4, CNTN4, DLG2, DAG1, FHIT, GRID2, ITPR2, NOVA1, NRG3 et PRKCE. Ces gènes codent pour des protéines constituant un réseau d’interactions, impliquées dans la plasticité synaptique, et hautement exprimées dans le cerveau et ses tissus associés. De plus, l’analyse des sentiers de signalisation pour les gènes identifiés (P = 0,03) a révélé une induction de mécanismes de Potentialisation à Long Terme. Les variations des traits étudiés seraient en grande partie liées au sexe et au statut d’hypertension. Pour la consommation de tabac, nous avons noté que le degré et le sens des corrélations avec l’obésité, les traits hémodynamiques et le stress sont spécifiques au sexe et à la pression artérielle. Par exemple, si des variations ont été détectées entre les hommes fumeurs et non-fumeurs (anciens et jamais), aucune différence n’a été observée chez les femmes. Nous avons aussi identifié de nombreux traits reliés à l’obésité dont la corrélation avec la consommation de tabac apparaît essentiellement plus liée à des facteurs génétiques qu’au fait de fumer en lui-même. Pour le sexe et l’hypertension, des différences dans l’héritabilité de nombreux traits ont également été observées. En effet, des analyses génétiques sur des sous-groupes spécifiques ont révélé des gènes additionnels partageant des fonctions synaptiques : CAMK4, CNTN5, DNM3, KCNAB1 (spécifique à l’hypertension), CNTN4, DNM3, FHIT, ITPR1 and NRXN3 (spécifique au sexe). Ces gènes codent pour des protéines interagissant avec les protéines de gènes détectés dans l’analyse générale. De plus, pour les gènes des sous-groupes, les résultats des analyses des sentiers de signalisation et des profils d’expression des gènes ont montré des caractéristiques similaires à celles de l’analyse générale. La convergence substantielle entre les déterminants génétiques des substances psychoactives, du stress, de l’obésité et des traits hémodynamiques soutiennent la notion selon laquelle les variations génétiques des voies de plasticité synaptique constitueraient une interface commune avec les différences génétiques liées au sexe et à l’hypertension. Nous pensons, également, que la plasticité synaptique interviendrait dans de nombreux phénotypes complexes influencés par le mode de vie. En définitive, ces résultats indiquent que des approches basées sur des sous-groupes et des réseaux amélioreraient la compréhension de la nature polygénique des phénotypes complexes, et des processus moléculaires communs qui les définissent., Links among substance use, obesity, stress and related cardiovascular outcomes may be in part due to shared genetic factors. To investigate this hypothesis, we performed genome-wide linkage and association scans for genetic components of habitual alcohol, tobacco and coffee use, response to mental and physical stress, obesity related anthropometric traits and heart rate (HR) and blood pressure (BP) measurements in 119 multigenerational French Canadian families from founder population of Saguenay-Lac-St-Jean region using 58000 SNPs and 437 microsatellite markers and followed with functional annotation on resulted genes. We found significant phenotypic correlations among substance use, obesity, stress and hemodynamic traits. For instance, alcohol and tobacco users had attenuated HR response to mental stress; moreover, tobacco users had lower BP compared to non users; Hypertensives had stronger HR and systolic blood pressure (SBP) response to mental stress and higher body mass index (BMI), compared to normotensives; Use of tobacco seemed to increase the epinephrine level in body and higher epinephrine level was correlated with lower BMI. Consistent with phenotypic relatedness, we found numerous shared genes associated / linked to substance use, obesity-related traits, response to mental and physical stress and hemodynamic traits including CAMK4, CNTN4, DLG2, DAG1, FHIT, GRID2, ITPR2, NOVA1, NRG3 and PRKCE forming protein interaction network, involved in synaptic plasticity and highly expressed in brain related tissues; moreover, pathway analysis on identified genes pointed (P = 0.03) to Long-Term Potentiation pathway. Large portions of variation of studied traits were explained by sex and hypertension status, focusing on tobacco use we noted that degree and the direction of correlations of obesity, hemodynamic and stress related traits with tobacco use vary according to sex and hypertension status; for instance, while in males, current tobacco users were slender compared to never or former tobacco users, there were no such differences in females; moreover, we found several obesity related traits that their correlations with smoking behavior seemingly root in genetic factors rather than smoking effect itself. Sex- and hypertension differences in heritabilities of many of these traits were also observed; meanwhile, specific subgroup genetic analyses uncovered additional shared synaptic genes among these traits including CAMK4, CNTN5, DNM3, KCNAB1 (Hypertension-specific), CNTN4, DNM3, FHIT, ITPR1 and NRXN3 (Sex-specific) having protein interactions with genes driven from general analysis; moreover, the results of pathway analysis and reported gene expression profiles of resulted genes from subgroup analyses revealed similar characteristics to those from general analysis. The substantial overlap among genomic determinants of substance use, stress, obesity and hemodynamic traits supports the notion that the genetic variations in pathways of synaptic plasticity may be a common interface behind them as well as observed sex and hypertension genetic differences, we also think synaptic plasticity may underlie many complex phenotypes in which life style is a contributing factor; moreover, our findings indicate considering subgroup and network-based approaches enhance understanding of polygenic nature of complex phenotypes as well as shared molecular underpinnings among them.

Magnetic resonance imaging (MRI) is a valuable tool for the clinical diagnosis for brain imaging as well as cardiac and abdominal imaging. In cardiac MRI, there are two challenging issues: the non reproducibility of cardiac cycles and respiratory motion. Morphological cardiac MRI is generally performed with a pulse sequence composed of a long preparation, to cancel the blood signal and thus enhance the contrast of the myocardium, and the acquisition itself. These acquisitions are performed during the mid-diastolic rest (relaxation period of the heart) to satisfy constraints to cancel the blood signal and to avoid problems linked to the cardiac non reproducibility because the mid-diastolic rest is long. Consequently, to acquire images in end-systolic rest (when the heart is fully contracted) while taking into account constraints to cancel the blood signal is not straight forward due to cardiac non reproducibility because the end-systolic rest is short. To overcome these limitations and to acquire images in end-systolic rest, a new adaptive method is introduced that allows to optimally placing acquisition windows while taking constraint for the cancellation of the blood signal into account. This method was applied to measure and compare transverse relaxation time (T2) between end-systolic and mid-diastolic rests. For prospective respiratory motion correction, the crucial point is to estimate motion in real-time without perturbing MR signal used for imaging. In order to solve this issue, a new method is introduced aiming at estimating motion parameters in real-time based on physiological signals such as respiratory bellows and ECG. This method is evaluated and results show its interest and its reliability regarding motion estimation errors. A reconstructions algorithm is also used in order to perform cardiac imaging during the end-systolic rest in free breathing and to use different kind of respiratory motion sensors such as MR signals. Hence, during this research work, several adaptive method were developed to get a better management of motion and to take into account specificity of each patient. These works open the way of fully functional adaptive magnetic resonance imaging in a clinical situation, L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil remarquable pour le diagnostic clinique, aussi bien pour l'imagerie cérébrale que pour l'imagerie cardiaque et abdominale. En IRM cardiaque, deux problèmes sont récurrents : la non reproductibilité des cycles cardiaques et le mouvement respiratoire. L'IRM cardiaque morphologique est généralement faite avec une séquence composée d'une préparation longue, visant à annuler le signal du sang pour accentuer le contraste au niveau du myocarde, et de l?acquisition à proprement parler. Ces acquisitions sont généralement faites en mésodiastole (phase de relaxation passive du coeur) ce qui permet de satisfaire les contraintes liées à l'annulation du sang et d'éviter les problèmes liés aux non reproductibilités des cycles cardiaques car la mésodiastole est longue. Il est donc difficile de satisfaire les contraintes liées à l?annulation du sang pour faire les acquisitions en télésystole (phase où le coeur est contracté) à cause des non reproductibilités cardiaques car la télésystole est courte. Afin de passer outre ces limitations et de pouvoir acquérir ces mêmes images morphologiques en télésystole, nous proposons une nouvelle méthode adaptative qui permet à la fois de placer la fenêtre d'acquisition de manière optimale et de satisfaire les contraintes liées à l'annulation du sang. Une application de cette méthode a également été mise en place pour estimer et comparer les temps de relaxation transversale (T2) entre télésystole et mésodiastole. Pour la gestion prospective du mouvement respiratoire, le point crucial est d'estimer les mouvements en temps réel en perturbant au minimum les signaux de résonance magnétique. Pour ce faire nous proposons une méthode basée sur l'estimation paramétrique des mouvements en temps réel à partir des signaux physiologiques disponibles (ceintures respiratoires et ECG). Cette méthode a été testée et les résultats montrent son intérêt et sa fiabilité par rapport aux erreurs faites au niveau du mouvement. Une méthode de reconstruction incluant les mouvements a également été utilisée pendant ces travaux afin de faire de l'imagerie en télésystole en respiration libre et d'utiliser d'autres types de capteurs respiratoires comme certains signaux de résonance magnétique. Ainsi pendant ces travaux, des méthodes adaptatives ont été mises en place afin de mieux gérer le mouvement et de prendre en compte les spécificités de chaque patient. Ces travaux ouvrent la voie de l'imagerie par résonance magnétique adaptative pleinement fonctionnelle dans un contexte clinique

Doctorat en Sciences médicales, info:eu-repo/semantics/nonPublished

This study examines the effects of chronic malnutrition on the functional capacities and physical activity patterns of a group of 100 healthy Senegalese children between the ages of 10 and 13 years. Anthropometric measurements, a sub-maximal step test, spirometric tests and testing of four motor skills (foot races, jumping, throwing, gripping) were conducted and their physical activity was monitored by recording of heart rate every minute for 6 hours. The weights of two-thirds of these children fell below -1 SD from the WHO/NCHS* norm for their ages, their test results were inferior to those of Western children, and the level of their physical activity appeared also to be low. When these children are divided on the basis of weight deficits for age into well nourished and malnourished groups, malnourished children register poorer functional performances than well nourished children, but no difference exists with respect to the intensity of physical activity. These results highlight the negative effect of malnutrition on children's physical performance. The consequences are disturbing as the subsistence in the Sahelian Region depends on substantial physical labour.

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

The use of the medical imaging and electrophysiological measurements for the study of the heart makes it possible to better understand its behaviour and cardiac pathologies, to provide tools to help the diagnosis and the planning of therapies. In this thesis, we are interested in the exploitation of these data under two different points of view. The first part of this work deals with the estimation of motion in echocardiographic sequences of images using the tissue Doppler imaging (TDI) modality. The second part of this work deals with the processing of measurements of the electrical activity of the heart by estimating parameters of an electrophysiological model of the heart. The modality TDI provides quantitative information on the speed of the tissues in the direction of the echographic probe. The goal of this work is to study the deformation of the cardiac muscle by jointly using the TDI and traditional echography. Our approach combines calculations of optical flow by the method of Horn and Schunck on the traditional sequence of echographic images, partial measurements of the velocity resulting from the imagery by tissue Doppler (TDI) and a space-time regularization to estimate the velocity fields within a variational framework. We validate this method on synthetic data then we use it on real sequences. In the second part of this thesis, we are interested in the estimation of parameters of the model of Aliev and Panfilov of propagation of the action potential in the ventricles using electrophysiological measurements. Thanks to a collaboration with the "National Institutes of Health", we have the depolarization time measured on the epicardium of several hearts of dogs. Traditional methods do not make it possible to minimize the difference between the model and the data in this specific case. After a stage of global adjustment, we propose to minimize the quadratic error between the data and the model according to one of the parameters for which we permit local variations. The selected parameter is the coefficient of diffusion which we call apparent conductivity because its variations reflect at the same time the variations of conductivity and the variations of the reaction parameters. Using the causality of the modelled propagation, we reduce the problem to successive unidimensional minimizations by Brent's method. We apply this approach to real data in normal cases and also in cases of infarcted hearts. In this last case, we find a strong correlation between the regions of low apparent conductivity and the infarct. For the perspectives of this work, we want to apply these methods with less invasive measurements such as those obtained by intracavitary systems without contact or even with electrocardiograms. Another prospect for this work is the estimation of parameters of an electromechanical model of the heart from images of displacement like those obtained thanks to the tagged MRI., L'utilisation de l'imagerie médicale et de mesures électrophysiologiques pour l'étude du cœur permet de mieux comprendre son fonctionnement et les pathologies cardiaques, de fournir des outils d'aide au diagnostic et à la planification de thérapies. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'exploitation de ces données sous deux angles différents. La première partie du travail concerne l'estimation de mouvements dans des séquences d'images échocardiographiques à l'aide de l'imagerie par Doppler tissulaire (TDI). La deuxième partie de ce travail concerne l'analyse de mesures de l'activité électrique du cœur en estimant des paramètres d'un modèle électrophysiologique du cœur. La modalité TDI fournit une information quantitative sur la vitesse des tissus dans la direction de la sonde échographique. Le but de ce travail est d'étudier la déformation du muscle cardiaque en utilisant conjointement le TDI et l'échographie classique. Notre approche combine des calculs de flot optique par la méthode de Horn et Schunck sur la séquence classique d'images échographiques, la mesure partielle de vitesse issue de l'imagerie par Doppler tissulaire (TDI) et une régularisation spatio-temporelle pour estimer les champs de vitesse dans un cadre variationnel. Nous validons cette méthode sur des données synthétiques puis nous l'utilisons sur des séquences réelles. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous nous intéressons à l'estimation de paramètres du modèle d'Aliev et Panfilov de propagation du potentiel d'action dans les ventricules en utilisant des mesures électrophysiologiques. Grâce à une collaboration avec le ''National Institutes of Health'', nous disposons des temps de dépolarisation mesurés sur l'épicarde de plusieurs cœurs de chiens. Les méthodes classiques ne permettent pas de minimiser l'écart entre le modèle et les données dans ce cas spécifique. Après une étape d'ajustement global, nous proposons de minimiser l'écart quadratique entre les données et le modèle en fonction d'un des paramètres que nous faisons varier localement. Le paramètre choisi est le coefficient de diffusion que nous appelons conductivité apparente car ses variations reflètent à la fois les variations de conductivité et les variations des paramètres de réaction. En utilisant la causalité de la propagation modélisée, nous ramenons le problème à des minimisations unidimensionnelles successives par la méthode de Brent. Nous appliquons cette approche à des données réelles dans des cas normaux et aussi dans des cas de cœurs infarcis. Dans ce dernier cas, nous trouvons une forte corrélation entre les zones de faibles conductivités apparentes et l'infarctus. A l'issue de ce travail, nous envisageons l'utilisation de ces méthodes avec des mesures moins invasives telles que celles obtenues par des systèmes intracavitaires sans contact ou même des électrocardiogrammes. Une autre perspective pour ce travail est l'estimation de paramètres d'un modèle du fonctionnement électromécanique du cœur à partir d'images de déplacement comme celles obtenues grâce à l'IRM marquée.

L’intéroception, correspondant à la capacité de prendre conscience des sensations corporelles (SC) et réponses physiologiques, est supposée jouer un rôle majeur dans l’émergence de la réponse anxieuse. Chez les adultes, différentes études ont montré une altération des processus intéroceptifs en lien avec l’anxiété, qui s’associe à une sensibilité intéroceptive accrue et, paradoxalement, à une surestimation de l’activité physiologique du corps. Dans la mesure où les modèles cognitifs de l’anxiété insistent sur le rôle de ces processus dans l’étiologie et le maintien de l’anxiété et des troubles anxieux, l’étude de ces processus chez l’enfant souffrant d’anxiété est de premier intérêt. Dans cette revue empirique, nous nous intéresserons à la conscience que l’enfant anxieux a de ses SC et au rôle que celle-ci joue dans la pathogenèse du trouble. Dans la mesure où l’intéroception s’appuie sur la conscience de l’expérience physiologique et notamment des réponses cardiovasculaires, nous commencerons par présenter les données relatives à la réactivité cardiaque dans les troubles anxieux pédiatriques. Après une mise au point conceptuelle, nous synthétiserons ensuite les connaissances actuelles provenant des études ayant investigué les processus intéroceptifs chez l’enfant anxieux. Nous conclurons ce travail par une série de propositions pour les recherches futures., Objectives This review aims to summarize the data relative to objective and subjective measures of body responses in children and adolescents with anxiety.Methods We reviewed 24 studies measuring (1) cardiac responses and (2) interoceptive processes in children and adolescents with anxiety.Results Anxious children and adolescents generally do not differ from their non-anxious peers on their cardiac parameters and objective physiological reactivity to stressful events but some results suggest a reduced autonomic flexibility in pediatric anxiety related to chronic anxiety. Moreover, anxiety does not alter the interoceptive accuracy, but youths with anxiety misinterpret the intensity and the visibility of their symptoms.Conclusion Interoception are biased in pediatric anxiety and further studies are needed to provide information about the role of perceptive, attentional, and interpretative processes in these biases, as well as determine the respective influence of anxiety type and symptoms intensity.