Programme de la Journée MDSC 24 Mai 2016

• 9h15 -9h30

  Accueil

  Salle des Actes Grand Château Valrose

• 9h30 - 10h30

  De la cellule vers l'organe: comment les outils de traitement du signal permettent l'analyse multiéchelle de l'activité électrique du coeur.

  (Olivier Meste)

  Le coeur est un organe qui présente une certaine autonomie (s'il est uniquement nourri il peut battre tout seul) mais reste contrôlable par le système nerveux autonome. La grande majorité des cellules cardiaque est constituée de cellules musculaires qui se contractent tout en produisant un potentiel électrique. Cette activité mécanique, qui est la raison d'être du coeur, est facilement "observée" par l'intermédiaire des évènements électriques qui lui sont associés. Ceci donne lieu aux signaux Electrocardiographiques (ECG) qui représentent la contribution électrique globale de l'ensemble des cellules cardiaques. Il existe donc une relation étroite entre le comportement cellulaire et ce qui est observé globalement. Nous présentons dans cet exposé comment à partir de l'enregistrement de surface qu'est l'ECG on peut déduire des propriétés des cellules concernées et inversement, en particulier lorsqu'il y a altération (diabète) ou contrôle du rythme de battement par le système nerveux autonome. Les outils de traitement du signal impliqués feront appel aux notions de forme, de décomposition, de représentation temps-fréquence.

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• 10h30 - 11h00

  Pause Café.

• 11h00 - 11h30

  Abstraction de la structure et de la dynamique du neurone biologique.

  (Ophélie Guinaudeau)

  Le cerveau est composé d'environ 100 milliards de neurones et chacun de ces neurones est connecté à près de 10 000 autres. Cette structure est particulièrement complexe et la compréhension de son fonctionnement est un enjeu majeur de la biologie contemporaine. Au delà des connaissances apportées par la recherche dans ce domaine, l'informatique peut aider à atteindre cet objectif de manière plus efficace. Dans ce but, nous souhaitons développer un modèle permettant d'apporter des connaissances sur la relation structure-fonction du neurone biologique. Ainsi, ce modèle doit permettre d'étudier l'influence de la topologie des neurones, et notamment des dendrites, sur le traitement de l'information. Pour cela, nous avons choisi d'utiliser la modélisation hybride, dans un premier temps à l'échelle d'un neurone individuel. L'enjeu principal est d'obtenir un modèle suffisamment simple pour permettre de prouver des propriétés tout en préservant sa pertinence biologique.

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• 11h30 - 12h00

  Modélisation du cycle cellulaire: nouvelle approche hybride basée sur la Logique de Hoare pour l'aide à la détermination des paramètres.

  (Jonathan Behaegel)

  La principale difficulté de la modélisation de réseaux de gènes est l'identification des paramètres gouvernant la dynamique du système. C'est notamment le cas pour les modèles où le temps est continu, puisque les paramètres ont des valeurs réelles qui ne peuvent pas être énumérées. Il devient nécessaire d'intégrer de nouvelles contraintes provenant des données biologiques. Nous présenterons une approche basée sur une classe d'automates hybrides (inspirée du cadre de modélisation discrète de René Thomas) où la dynamique est contrôlée par des célérités. Dans ce cadre, la Logique de Hoare (et son calcul de plus faible précondition) peut être adaptée pour générer de nouvelles contraintes sur les célérités, ce qui réduit d'autant l'ensemble des paramètres admissibles. A partir de traces biologiques observées (avec informations temporelles et informations de saturation et/ou de disparition complète), la méthode permet de construire des contraintes sur les paramètres à déterminer. Ce travail sera illustré sur un modèle 5-variables du cycle cellulaire chez le mammifère.

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• 12h00 - 14h00

  Pause Déjeuner.

  Salle à manger Grand Château Valrose

• 14h00 - 14h30

  Recherche de solutions dans les systèmes de contraintes avec flottants.

  (Heytem Zitoun)

  La vérification logicielle est un enjeu clé pour les applications critiques telles que l'aviation, l'aérospatiale, ou les systèmes embarqués comme l'ABS. Certaines approches formelles comme Coq, ou Esterel aide à prouver la correction du programme vis-à-vis de sa spécification, tandis que les approches bounded model checking (BMC) basé sur la programmation par contraintes (CBMC, CBPV, ...) cherchent les contre-exemples violant une propriété du programme. La recherche de tels contre-exemples peut-être particulièrement difficile lorsque le programme à vérifier contient des opérations sur les flottants. Les stratégies de recherche de solutions ont été largement étudiées dans la programmation par contraintes dans les domaines finis (et dans une moindre mesure sur les réels). Nous rappelons ici quelques résultats sur les domaines finis et les réels et présentons quelques perspectives pour l'adaptation de ces stratégies sur les flottants.

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• 14h30 - 15h00

  Secret Sharing through Cellular Automata.

  (Luca Mariot)

  A secret sharing scheme is a protocol enabling a dealer to share a secret S with a set of players, in such a way that only some subsets of players can recover S. For instance, in (k,n)--threshold schemes all subsets of at least k players can reconstruct the secret, while k-1 or less players gain no information on the secret by combining their shares. In this talk, we show how cellular automata can be used to define secret sharing schemes. We begin with a first construction based on the computation of preimages in bipermutive cellular automata, remarking that the resulting access structure requires at least k adjacent players to recover the secret. We then present an improved scheme which focuses on orthogonal Latin squares induced by cellular automata, showing that it implements a real (2,n)--threshold scheme without adjacency constraints.

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• 15h00 - 15h30

  Analyse des réseaux biologiques par des méthodes exhaustives et d'approximation.

  (Maxime Folschette)

  Un modèle biologique est généralement conçu comme une accumulation d'observations expérimentales sur des interactions entre protéines particulières. Mais un réseau complet est bien plus que la somme de ses interactions individuelles. Quelles sont alors les méthodes existantes pour observer la dynamique du réseau dans son ensemble?
  Je proposerai dans cette présentation deux types d'approches auxquelles je me suis intéressé pendant mes travaux. La première regroupe les approches exhaustives permettant d'analyser très finement la dynamique de ces réseaux, mais qui peuvent nécessiter un temps de calcul trop long même avec les meilleurs ordinateurs. La seconde, à l'inverse, permet de traiter rapidement de très grands modèles en approximant leur dynamique, afin d'analyser des comportements moins précis mais de façon toujours rigoureuse.

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• 15h30 - 16h00

  Pause Café.

• 16h00 - 17h00

  Réunion d'équipe.