Invité par S. Viollet et J. Serres

Résumé:

La question de la réponse musculaire n'est pas nouvelle et sa modélisation couvrent plusieurs champs de la physique, depuis la mécanique jusqu'à la thermodynamique.

En 1938 Archibald Hill propose un modèle de la réponse force-vitesse du muscle, formalisée par une équation impliquant trois constantes. Ce modèle rend très bien compte

de la réponse force -vitesse mais le sens physique des trois constantes est longtemps resté obscur.

En repartant des premier et second principes de la thermodynamique notre équipe a pu reconstruire la forme analytique de Hill en attribuant un sens thermodynamique précis à chacun des trois termes.

Dans ce cadre de description le muscle se comporte comme une machine thermodynamique placée sous une différence de potentiel chimique.

Cette modélisation a mis en lumière le fait que le muscle se comporte comme une machine thermodynamique placée en conditions aux limites mixtes avec ses réservoirs.

Il en résulte que le muscle est un système rétroagit, avec toutes les propriétés qui découlent des systèmes bouclés.

Nous avons par ailleurs montré que la mesure de consommation en oxygène d'un organisme sous effort aérobie permet de remonter aux principaux paramètres de Hill.

Il s'en suit que le point de fonctionnement d'un muscle peut parfaitement se décrire en terme de Cost Of Transport, (COT).

Compte-tenu de l'usage du concept de COT dans le cadre de l'optimisation énergétique des actionneurs en robotiques, il devient donc possible d'envisager une approche réellement bio-inspirée des muscles synthétiques et des actionneurs.

Présentation

Nature: between curiosity and inspiration
Materials science is a useful tool to study nature and to apply the lesson learned when designing novel composites. In this talk, I will present an example of characterization of a living microbial composite and two examples of bioinspired structure development. In all these cases, biological and bioinspired materials are looked at through the lenses of a biomaterial scientists with a passion for sticky, stinky and non-trivial composites.

La nature : entre curiosité et inspiration
La science des matériaux est un instrument utile pour étudier la nature et appliquer les leçons apprises à la création de nouveaux composites. Dans cet exposé, je présenterai un exemple de caractérisation d'un composite microbien vivant et deux exemples de développement de structures bioinspirées. Dans tous ces cas, les matériaux biologiques et bioinspirés sont examinés à travers le prisme d'une chercheuse en sciences des biomatériaux passionnée par les composites collants, puants et non triviaux.

Séminaire dans la salle des thèses (ISM, A104)

Low birth weight (LBW) increases the risk of neurodevelopmental disorders (NDDs) such as attention-deficit/hyperactive disorder and autism spectrum disorder, as well as cerebral palsy, for which no prophylactic measure exists. Neuroinflammation in fetuses and neonates are considered to play a major pathogenic role in NDDs. Meanwhile, umbilical cord-derived mesenchymal stromal cells (UC-MSCs) and probiotics, Bifidobacterium, exhibit immunomodulatory properties. Therefore, we hypothesized that systemic administration of UC-MSCs or oral supplementation of Bifidobacterium in the early postnatal period may attenuate neuroinflammation and thereby prevent the emergence of NDDs. We have developed a rat model of mild intrauterine hypoperfusion, which causes fetal growth restriction and pups are born with low birthweight. The pups present hyperactivity and lack of sociability. For cell therapy study, we intravenously injected human UC-MSCs on postnatal day 1 (P1). For probiotics study, we did gavage administration of Bifidobacterium breve from P1 to P21. Each treatment partially ameliorated hyperactivity and lack of sociability. Anti-inflammatory effects of the two treatments were not remarkable, and we explored other possible mechanisms by using imaging mass spectrometry and electrophysiology. We will present our recent data on the effects of the two treatment and their possible mechanisms of action.

Attention, exceptionnellement un mardi à 16h!! Amphi FSS pour un duo de choc!

Résumé

Le système vestibulaire encode les mouvements de la tête et contribue aux réflexes, à la perception
spatiale et à la coordination motrice. Cependant, les mécanismes neuronaux par lesquels le système
vestibulaire module les comportements humains naturels, tels qu’expérimentés dans la vie de tous les
jours, demeurent largement inconnus à ce jour. En effet, les études précédentes ont principalement utilisé
des stimuli artificiels (e.g., stimuli sinusoïdaux) dont les caractéristiques diffèrent significativement des
stimuli naturels. Nos travaux ont récemment remis en question le codage/décodage des informations
vestibulaires par les neurones périphériques et centraux lorsque ces derniers sont stimulés de façon
similaire aux mouvements naturels. Les résultats ont non seulement montré que la nature du code neural
diffère entre les stimuli artificiels et naturels, mais également que le code évolue le long de la voie
neuroanatomique pour donner lieu à la perception. Spécifiquement, nous avons observé que
l’organisation des potentiels d’action est fondamentalement différente pour les neurones des noyaux
vestibulaires, du thalamus et du cortex et ce, en réponse aux stimuli naturels et non artificiels. D’un point
de vue comportemental, cette découverte montre que la perception est basée sur des mécanismes
différents selon la nature du stimulus. Conséquemment, repenser les recherches sur la perception
vestibulaire pour prendre en compte les caractéristiques propres au déplacement naturel du corps dans
l’espace est nécessaire.
Ce sont ces résultats que nous allons vous présenter en nous concentrant non seulement sur l’activité des
neurones quand ils sont considérés de façon isolée, mais aussi lorsque l’on prend en compte les
populations neuronales dans leur ensemble.

Dr Mariama Dione (Postdoc au LNC, Marseille)

Résumé

Dans ce séminaire, je présenterai mon parcours en Sciences centré sur le contrôle sensorimoteur, et mon projet de recherche pour le futur. Au cours de mon doctorat combinant neuropsychologie et contrôle moteur, je me suis intéressée aux fonctions mentales qui permettent le contrôle et la régulation des actions motrices rhythmiques. Au cours de post-docs en neurophysiologie (Suède-Marseille), j’ai pu étudier de près le retour sensoriel tactile, et cela en réalisant des enregistrements de l’activité nerveuse périphérique chez des participants humains éveillés (technique de microneurographie) ou de la stimulation électrique des nerfs (microstimulation) dans un contexte sensorimoteur (toucher actif, manipulation d’objets chez sujets sains ou amputés et équipés de neuroprothèses). Forte de cette expérience multidisciplinaire, je souhaite dans le futur intégrer connaissances et techniques afin d’en apprendre encore davantage sur la manière dont contrôle moteur et le retour sensoriel tactile et/ou proprioceptif interagissent pour nous permettre d’affiner des actions plus ou moins complexes (manipuler des objets, contrôler la posture, jouer d’un instrument de musique), ou d’optimiser la manière dont on perçoit le monde via le toucher (toucher multi-doigts et plasticité corticale, lecture Braille).