Projet : SOSSO - sosso

<body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#9944EE" vlink= "#0000FF" alink="#00FF00">  <a name="CHILD_LINKS" id= "CHILD_LINKS"><strong>Sous-sections</strong></a> <ul> <li> <a name="tex2html357" href= "domai_traitement_mn.html#SECTION00043100000000000000" target="main" id="tex2html357"><small>Analyse et modélisation du système cardio-respiratoire et de ses mécanismes de régulation</small></a> <ul> <li><a name="tex2html358" href= "domai_traitement_mn.html#SECTION00043110000000000000" target="main" id="tex2html358"><small>Régulation des systèmes cardio-vasculaire (<small>SCV</small>) et respiratoire (<small>SR</small>).</small></a></li> <li><a name="tex2html359" href= "domai_traitement_mn.html#SECTION00043120000000000000" target="main" id="tex2html359"><small>Traitement des signaux cardio-vasculaires et respiratoires</small></a></li> </ul> </li> <li><a name="tex2html360" href= "domai_traitement_mn.html#SECTION00043200000000000000" target="main" id="tex2html360"><small>La fonction de reproduction vue sous l'angle de la commande</small></a></li> <li><a name="tex2html361" href= "domai_traitement_mn.html#SECTION00043300000000000000" target="main" id="tex2html361"><small>Commande chronopharmacologique en clinique : applications en bactériologie et en cancérologie</small></a></li> </ul> <hr /> <h2><a name="SECTION00043000000000000000" id= "SECTION00043000000000000000">Automatique, Traitement du signal et Sciences biomédicales</a></h2>  <a name="SOSSO_domaine_traitement" id= "SOSSO_domaine_traitement"></a> <h3>Résumé :</h3> <div class="ABSTRACT"> <i>L'étude des signaux physiologiques fait appel aux méthodes générales de traitement du signal. L'étude des régulations biologiques, de leurs dysfonctionnements et de leurs traitements peut tirer profit des méthodes de l'automatique : modélisation, identification, commande. L'utilisation conjointe de techniques de traitement du signal et d'automatique permet d'étudier le système cardio-respiratoire et sa régulation par le système nerveux autonome. Ces études conduisent à des outils pour les applications à la clinique.</i> </div> <h3><a name="SECTION00043100000000000000" id= "SECTION00043100000000000000"></a><a name="regul-SNA" id= "regul-SNA"></a><br /> Analyse et modélisation du système cardio-respiratoire et de ses mécanismes de régulation</h3><br /> <br /> <span class="textbf">Participants :</span> Julie Bestel, Claire Médigue, Alessandro Monti, Michel Sorine.<br /> <br /> <p><strong>Mots clés :</strong> <i>santé, systèmes physiologiques, diagnostic, système cardio-respiratoire, système nerveux autonome, mécanique cardiaque, analyse de signaux .</i></p> <h4><a name="SECTION00043110000000000000" id= "SECTION00043110000000000000">Régulation des systèmes cardio-vasculaire (<small>SCV</small>) et respiratoire (<small>SR</small>).</a></h4>Le <small>SCV</small>, coeur et vaisseaux, et le <small>SR</small> ont pour mission d'alimenter les tissus en oxygène et de les débarrasser du gaz carbonique. Pour le <small>SCV</small>, débit cardiaque et volume sanguin systémique sont les grandeurs régulées, ils dépendent de la pression artérielle. Dans la boucle de régulation à court terme de la pression artérielle ou arc baroréflexe, le système nerveux autonome (<small>SNA</small>) est le contrôleur, le barorécepteur artériel le capteur principal, et le coeur, l'actionneur principal. Le <small>SNA</small> permet l'adaptation du <small>SCV</small> aux variations rapides de la pression artérielle (exercice physique, passage à l'orthostatisme, mouvements respiratoires) et du volume sanguin systémique. <p>Les messages nerveux codés en fréquence en provenance des barorécepteurs sont transmis aux centres nerveux autonomes, d'où partent en retour vers le <small>SCV</small> les voies parasympathique, cardiomodératrice, (à destination du pacemaker naturel du noeud sinoatrial) et sympathique, cardioaccélératrice (à destination du noeud sinoatrial, du ventricule, et des résistances vasculaires systémiques). Leur effet à court terme est une variation de la pression artérielle, par modification des cibles suivantes :</p> <p>- la fréquence cardiaque, fréquence du pacemaker (effets chronotropes positif du sympathique et négatif du parasympathique) ;</p> <p>- la contractilité, vitesse maximale de raccourcissement des fibres myocardiques (effet inotrope positif sympathique) ;</p> <p>- les résistances systémiques à l'écoulement du sang dans les artères, les veines, et les capillaires artérioveineux systémiques, résistances dépendant directement du calibre de ces vaisseaux (vasoconstriction sympathique).</p> <p>Pour le <small>SR</small>, les flux d'oxygène et de gaz carbonique sont les grandeurs réglées du système, ils dépendent de la fréquence et du volume respiratoires. Dans la boucle de régulation de la pression partielle d'oxygène, le SNA est le contrôleur, les chémorécepteurs les capteurs principaux et les muscles respiratoires les actionneurs. Les centres respiratoires bulbaires modulent la profondeur et le point de rupture de la fin de l'inspiration, générant ainsi l'activité rythmique respiratoire, en fonction des informations transmises par les chémorécepteurs.<br /> La respiration module le rythme cardiaque et la pression artérielle par action mécanique (pompage diaphragmatique à l'inspiration augmentant le débit veineux instantané vers le coeur droit) et par interaction directe entre les centres nerveux respiratoire et cardiovasculaire. La figure <a href= "domai_traitement_Toc.html#fig-physio">4.3.1</a> représente la vision système des SCV et SR sous le contrôle du SNA.</p> <div align="center"> <a name="fig-physio" id="fig-physio"></a><a name= "fig:trachee" id="fig:trachee"></a><a name="3221"></a> <table> <caption align="bottom"> <strong>Figure 4:</strong> Modèle du système cardio-respiratoire. </caption> <tr> <td> <div align="center"> <img width="410" height="557" align="bottom" border="0" src="img103.png" alt= "%MPD enleve commentaire \begin{picture}(0,0)% \includegraphics {physiologie}% \e... ...{8}{9.6}{\rmdefault}{\mddefault}{\updefault}Effets m\'ecaniques}}} \end{picture}" /><br /> </div> </td> </tr> </table> </div> <h4><a name="SECTION00043120000000000000" id= "SECTION00043120000000000000">Traitement des signaux cardio-vasculaires et respiratoires</a></h4>Une première approche, descriptive, du <small>SCV</small> et de son contrôle par le <small>SNA</small> est fournie par l'analyse du rythme cardiaque, de la pression artérielle, de la respiration, et de leur adaptation à des conditions physiologiques (motilité, sommeil, orthostatisme ...) ou pathologiques (insuffisance cardiaque, syncopes ...) ou encore pharmacologiques (bloquant ou activateur d'une des branches du <small>SNA</small>). Le rythme cardiaque et la pression artérielle sont des fenêtres d'accès au contrôle par le <small>SNA</small>: leurs variabilités à court et moyen terme expriment l'influence de la respiration et l'activité des baroréflexes, contrôlés par le <small>SNA</small>. Ces variables observables, indicateurs de bon fonctionnement du système, sont accessibles par des méthodes de traitement du signal. Des méthodes de détection permettent d'extraire les évènements d'intérêt sur les signaux bruts: battements cardiaques à partir de l'ECG, pour construire le rythme cardiaque; maxima et minima de la pression artérielle pour construire les rythmes systoliques et diastoliques ...Des méthodes d'analyse, en temps, en fréquence et en temps-fréquence, comme la transformation de pseudo Wigner-Ville lissée, de la démodulation complexe modifiée, sont ensuite appliquées à ces rythmes résultants pour étudier leurs variabilités. Les relations entre les rythmes sont évalués en amplitude, fréquence et phase; des gains sont calculés pour chaque zone fréquentielle d'intérêt, comme la sensibilité du baroréflexe (cf. <a href= "resul_R3_Toc.html#sna">6.3.3</a>). Ces méthodes sont implémentées dans LARY_CR (cf. <a href= "logic_laryc_Toc.html#RAlary">5.1</a>) . <h3><a name="SECTION00043200000000000000" id= "SECTION00043200000000000000"></a><a name="ovaire2" id= "ovaire2"></a><br /> La fonction de reproduction vue sous l'angle de la commande</h3><br /> <br /> <span class="textbf">Participants :</span> Frédérique Clément, Daniel Claude.<br /> <br /> <p><strong>Mots clés :</strong> <i>santé, systèmes physiologiques, fonction de reproduction, commande pharmacologique .</i></p> <p>Le niveau d'approche de la modélisation de la fonction ovarienne, celui des cellules de la granulosa folliculaire, est en phase avec les études effectuées par l'équipe «Régulation de la folliculogenèse», au sein de l'unité de recherche de Physiologie de la Reproduction et des Comportements de l'INRA Tours, ainsi que par les services d'Endocrinologie de la Reproduction de l'Hôpital Necker (Paris) et du St Mary's Hospital (Londres).<br /> Nous disposons d'un modèle mathématique rendant compte des processus cellulaires de prolifération, différenciation et apoptose (mort cellulaire) [<a href= "bibliographie_Toc.html#cell97" target= "contents">CGM+97</a>]. Les variables en jeu sont, d'une part, les effectifs des différentes catégories de cellules (variables d'état), et, d'autre part, les taux de transition entre les différents états cellulaires (taux de sortie du cycle cellulaire et taux d'entrée en apoptose). Ces taux sont des variables de contrôle qui traduisent la réponse des cellules folliculaires aux signaux qu'elles reçoivent de leur environnement hormonal, et en particulier de FSH et LH.<br /> L'élaboration et les résultats de ce modèle ont fait émerger une notion nouvelle, celle de capital prolifératif folliculaire. Cette notion permet d'envisager une gestion optimisée de ce capital, à l'aide de thérapeutiques adéquates, à des fins zootechniques (superovulation) ou cliniques (traitement de l'infertilité anovulatoire). Elle permet aussi de proposer une hypothèse explicative pour les différences observées dans l'espèce ovine entre races mono- et poly-ovulantes quant à l'effectif cellulaire atteint au moment de l'ovulation. L'effectif plus faible en cas de poly-ovulation serait dû à un arrêt plus précoce de la prolifération cellulaire, lié à une sortie plus rapide du cycle cellulaire.<br /> Cette hypothèse a motivé la mise en place d'une expérience de mesure comparative de la fraction de croissance (proportion de cellules proliférantes parmi l'ensemble des cellules folliculaires) à différents stades du développement folliculaire chez deux races de brebis [<a href= "bibliographie_Toc.html#Clement5-00" target= "contents">36</a>]. Cette expérience a confirmé la cinétique différentielle de sortie du cycle en fonction du taux d'ovulation. L'importance de ce résultat doit être considéré sous l'angle de la physiopathologie comparée si l'on sait que dans le syndrome des ovaires poly-kystiques, cause majeure d'anovulation chez la femme, on constate un blocage des follicules à un stade intermédiaire, qui pourrait lui aussi résulter de perturbations de la prolifération folliculaire.<br /> La réflexion engagée se poursuit et concerne actuellement la compréhension du mécanisme d'action des gonadotropines sur les cellules folliculaires. En particulier, le contrôle de la production d'une molécule clé pour la transduction du signal hypophysaire, l'AMPc, fait l'objet des études en cours, tant sur le plan expérimental que sur celui de la modélisation (cf. <a href="resul_R3_Toc.html#ovaire3">6.3.6</a> et [<a href="bibliographie_ct.html#edps-2000" target= "contents">30</a>]).</p> <h3><a name="SECTION00043300000000000000" id= "SECTION00043300000000000000">Commande chronopharmacologique en clinique : applications en bactériologie et en cancérologie</a></h3> <p><br /> <br /> <span class="textbf">Participants :</span> Jean Clairambault, Daniel Claude.<br /> <br /></p> <p><strong>Mots clés :</strong> <i>santé, systèmes physiologiques, commande pharmacologique .</i></p> <p>Nous étudions dans les domaines de la bactériologie clinique et de la cancérologie, en liaison avec des cliniciens, des méthodes thérapeutiques relevant de la chronobiologie, visant à traiter différemment deux types de cellules, saines d'une part, cibles (bactéries pathogènes ou cellules cancéreuses) de l'autre, en modélisant l'action des drogues utilisées sur ces deux types de populations cellulaires, et en définissant des schémas d'administration à même d'améliorer leur efficacité thérapeutique. Cette action est menée en collaboration avec le service pharmaceutique de l'Hôpital Antoine-Charial (Hospices Civils de Lyon) et avec le Laboratoire «Rythmes biologiques et Chronothérapeutique» de l'Institut du Cancer et d'Immunogénétique (Hôpital Paul-Brousse, Villejuif).</p> </body>