Projets novateurs réalisés

Conception d’un nouveau système de suivi compatible magnétoencépalographe pour surveiller les événements orofaciaux liés à la parole

Les personnes ayant des troubles de la parole font face à des difficultés telles que l’anxiété, une mauvaise socialisation et une faible alphabétisation. La clé d’une intervention et d’une thérapie efficaces est une meilleure compréhension de l’activité cérébrale associée à la parole. La magnétoencéphalographie (MEG) est une nouvelle technologie d’imagerie cérébrale qui, pour la première fois, permet aux chercheurs de surveiller l’activité cérébrale en évolution rapide liée à la parole. Le défi d’utiliser la MEG pour l’analyse de la parole est que les systèmes de suivi vocal existants introduisent trop d’interférences magnétiques. L’objectif de cette étude est de concevoir un système compatible MEG qui suit des événements tels que l’activité musculaire du visage, la production de sons et les mouvements du visage, des lèvres, de la langue et de la mâchoire pendant la parole. Le système de suivi, faisant partie intégrante d’une étude plus vaste sur l’activité cérébrale pendant la parole, contribuera à améliorer l’orthophonie dans SickKids et d’autres hôpitaux en Ontario.

Identification d’un profil moléculaire prédictif de la sensibilité à la metformine chez le cancer du sein humain.

Le cancer du sein (C.-B.) représente 15% de tous les cas de cancer en Ontario, touchant 8 700 femmes en 2009.  Ainsi, il y a un grand besoin de développer de nouveaux agents anticancéreux et d’identifier les patients les mieux adaptés à un traitement adapté.  Le médicament metformine s’est révélé comme une thérapie potentielle pour la contraception.  La metformine est couramment utilisée pour traiter le diabète de type 2, mais des études cliniques ont démontré qu’elle peut inhiber la contraception.  Cependant, il n’est pas clair dans quelle mesure la metformine inhibe la contraception ni quels patients seraient les plus adaptés à la thérapie par metformine.  Par conséquent, l’objectif du projet est de déterminer comment la metformine réduit la contraception et de concevoir des moyens d’identifier les patients qui bénéficieraient le plus d’un traitement à la metformine.  Les résultats de cette étude seront essentiels pour l’identification des femmes en Ontario et partout au Canada, qui bénéficieraient le plus d’un traitement à la metformine.  Les résultats de cette étude seront essentiels pour identifier les femmes en Ontario, et partout au Canada, qui seraient les plus réactives aux thérapies contraceptives à base de metformine.

Le comportement de déplacement des immigrants récents dans la région du Grand Toronto

La recherche proposée explorera comment des populations d’immigrants récents et diversifiés dans la région du Grand Toronto (GTA) utilisent le système de transport pour répondre à leurs besoins quotidiens.  Les objectifs sont d’explorer comment ces groupes utilisent les environnements urbains environnants, de fournir une description des processus utilisés pour sécuriser le transport et des obstacles rencontrés, et d’examiner les différences d’expérience entre différentes juridictions urbaines et suburbaines.  Certaines conclusions auront des répercussions pour les ménages à faible revenu en gernal, ainsi que pour d’autres groupes ayant une capacité de conduite limitée.  Le projet proposé a des répercussions majeures sur la qualité de vie de la région du Grand Toronto, mais aussi sur la durabilité environnementale d’une région qui, depuis de nombreuses années, dépend excessivement de l’utilisation d’automobiles privées pour les déplacements.  Les ressources et la formation fournies par MITACS garantiront que ce projet atteigne ses objectifs et que des progrès supplémentaires soient réalisés en matière d’amélioration des réseaux de transport dans la région du Grand Toronto.

Développement de biocapteurs enzymatiques électrochimiques à haute performance basés sur des complexes de nanotubes de carbone avec polyélectrolytes conjugués

Une voie simple et facile pour la construction de biocapteurs enzymatiques électrochimiques hautement sensibles a été proposée en utilisant des complexes de nanotubes de carbone (CNT) avec un polymère conducteur de poly(thiophène). La glucose oxydase a été utilisée comme enzyme modèle pour la construction des biocapteurs avancés. Les biocapteurs de glucose, présentant une sensibilité supérieure à celle de tout biocapteur basé sur les CNT et autres polymères rapportés, ont été préparés en déposant des couches polymères chargées de CNT-polymère contenant de la glucose oxydase piégée sur des électrodes d’or. Il a été démontré que les complexes CNT-polymère offrent une plateforme polyvalente favorable aux enzymes pour l’immobilisation d’enzymes avec un taux de transfert d’électrons accru, une conductivité électrique élevée et une excellente qualité du film. Les résultats obtenus ouvrent la voie au développement d’autres biocapteurs avancés basés sur le CNT. D’autres recherches impliqueront l’élimination des interférences et l’incorporation d’autres enzymes pour la détection très sensible de _H2O2, d’éthanol et de NADH (un cofacteur dans de nombreuses réactions enzymatiques naturelles), etc.

Eltrombopag comme pont vers des procédures invasives chez les patients atteints de thrombocytopénie immunitaire (PTI)

La thrombocytopénie immunitaire (PTT) est un trouble sanguin courant caractérisé par un faible taux de plaquettes et un risque accru de saignement. De nombreux patients atteints de PTI peuvent être maintenus avec des thérapies conventionnelles, mais lorsqu’une intervention invasive ou une chirurgie est prévue, un court traitement est nécessaire pour augmenter rapidement le nombre de plaquettes avant l’opération afin de prévenir les saignements dangereux (appelé thérapie « pont »). Eltrombopag est un nouvel agoniste des récepteurs de la thrombopoïétine orale (TPO) de premier ordre, développé par GlaxoSmithKline, qui s’est avéré efficace comme thérapie d’entretien pour la PTI chez jusqu’à 80% des patients. Eltrombopag pourrait aussi être efficace pour la thérapie de transition. Nous avons donc conçu une étude de cohorte prospective randomisée pour évaluer l’efficacité et la faisabilité d’eltrombopag comme thérapie de transition pour les patients atteints de PTI avant la chirurgie. Ce projet a le potentiel d’améliorer les soins aux patients et profitera à GlaxoSmithKline en générant des données précieuses et en répondant à des questions de recherche cliniquement pertinentes qui n’avaient pas encore été abordées.

Analyse de bassins et exploration de l’uranium dans le bassin paléoprotérozoïque de Roraima, Guyana

La recherche proposée porte sur des méthodes d’exploration innovantes pour les gisements d’uranium de haute qualité en Guyana, où il existe des indications positives pour la minéralisation de l’uranium, mais on sait relativement peu de choses sur la qualité ou l’étendue de la minéralisation. Plus précisément, la recherche proposée intégrera plusieurs disciplines géologiques permettant d’évaluer les facteurs critiques nécessaires à la production de minéralisation d’uranium de haute qualité. La recherche collaborative permettra à notre partenaire industriel d’explorer ces domaines potentiels avec une résolution plus fine, et à un coût réduit par rapport aux méthodes traditionnelles d’exploration, idéalement en réduisant le temps et les dépenses pour faire une découverte d’uranium. De plus, la collaboration avec l’industrie offrira l’occasion au boursier proposé d’acquérir des connaissances pratiques en exploration auprès de géologues expérimentés de l’industrie de l’uranium.

Développement d’un procédé de revêtement en toile pour la fabrication de revêtements nanostructurés à ultracondensateurs/solaires sur des lignes de fabrication existantes

Dans ce projet, le chercheur associé concevra et développera des procédés de revêtement à grande échelle pour la fabrication de revêtements fonctionnels nano-ingénierés rentables sur des systèmes industriels de revêtement en toile. Des couches minces sont souvent appliquées aux composants fabriqués pour améliorer leurs caractéristiques fonctionnelles, par exemple en améliorant la résistance aux rayures des métaux architecturaux et automobiles. Les avancées récentes en nanotechnologie ont montré que les films minces nanostructurés peuvent offrir une fonctionnalité de grande valeur ajoutée qui n’est pas possible avec les matériaux traditionnels ou les revêtements non structurés. Le projet se concentrera d’abord sur des applications énergétiques, incluant les ultracondensateurs et les photovoltaïques solaires, comme le papier solaire. Le fellow ciblera ensuite des applications avancées de revêtement, incluant les surfaces catalytiques, les électrodes, les surfaces optiques et les échangeurs de chaleur.

Une nouvelle électrode différentielle en retrait pour enregistrer l’activité électromyographique des muscles du plancher pelvien

Une nouvelle électrode a été développée pour mesurer l’activité musculaire du plancher pelvien chez les femmes. Cette conception novatrice répond à plusieurs limites de la technologie actuelle, qui utilise de grandes électrodes montées sur des sondes vaginales. Ces sondes utilisent des configurations d’électrodes inappropriées, possèdent de grandes électrodes sensibles au bruit provenant des muscles voisins (c’est-à-dire la diaphonie), et au bruit dû au mouvement de l’électrode par rapport à la paroi vaginale (c’est-à-dire un artefact de mouvement). Le dispositif d’enregistrement proposé est une amélioration substantielle, conçue pour réduire à la fois la diaphonie et les artefacts de mouvement. Au cours des travaux proposés, nous déterminerons si ce nouveau design d’électrode est supérieur à la technologie actuelle en termes d’enregistrement des artefacts de mouvement. Nous allons aussi développer davantage l’électrode pour intégrer une capacité de stimulation musculaire. Enfin, nous testerons cette électrode afin de déterminer son utilité dans des recherches neurophysiologiques. Le candidat participera également à la commercialisation de cette technologie auprès de partenaires industriels potentiels.

Développement d’un cadre pour l’intégration des téléphones intelligents pour les applications d’information en transport

Récemment, un nouveau type de téléphones cellulaires appelé « smartphones » a été introduit et vendu au public en grand nombre. Un téléphone intelligent désigne généralement un téléphone cellulaire capable de communiquer via Internet (via Internet sans fil ou réseau de données), de déterminer sa position actuelle (avec le système de positionnement global, GPS) et de prendre des photos (avec des caméras haute résolution) en plus des communications vocales classiques. La plupart des téléphones intelligents sont aussi équipés d’écrans tactiles offrant une interface intuitive et conviviale. Les fabricants de téléphones fournissent leurs propres kits de développement logiciel (SDK) qui permettent de personnaliser leurs téléphones afin que les chercheurs en transport puissent accéder à de nouveaux types de données et fournir des informations utiles à l’utilisateur. Cette recherche propose le développement de méthodes et de prototypes de différentes applications mobiles pour téléphones intelligents qui impliquent de nouveaux types de données bénéfiques pour les navetteurs dans divers modes de transport.

Démonstration et évaluation des performances d’un système de production de chaleur et d’électricité optimisé à l’échelle du laboratoire basé sur la pile à combustible à oxyde solide

L’objectif de ce projet est la construction d’un système de production de chaleur et d’électricité efficace, peu coûteux et respectueux de l’environnement, destiné aux habitations individuelles individuelles, aux stations d’épuration des eaux usées ou aux sites d’enfouissement. Ce système est basé sur la pile à combustible à oxyde solide et est conçu pour fonctionner avec du biogaz. Nous avons réussi à démontrer les avantages de ce système par rapport aux systèmes traditionnels et autres à piles à combustible développés aux États-Unis et en Europe, grâce à la simulation informatique. Au cours de ce projet, nous démontrerons ces avantages concrètement à travers la construction du système à l’échelle du laboratoire. Si l’avantage de ce système est prouvé de façon concrète, nous l’élargirons à une opération réelle dans un immeuble résidentiel ou dans une station d’épuration/site d’enfouissement à l’étape suivante.

Amortisseurs passifs dans des réservoirs surélevés pour atténuer les effets du vent et des charges sismiques dans les structures nouvelles et existantes

L’objectif du projet de R&D proposé est de recommander une méthodologie pour utiliser un amortisseur liquide accordé comme registre passif placé dans des réservoirs surélevés. Une portion de liquide contenu peut être utilisée comme un amortisseur de liquide accordé avec quelques modifications. Cette méthodologie peut être utilisée pour contrôler les déplacements dus aux effets du vent et des séismes. Un programme numérique utilisant la méthode des éléments finis est proposé, qui sera réalisé pour simuler une structure avec un TLD attaché et soumis à une charge transitoire. Les résultats de cette étude seront appliqués aux réservoirs surélevés. Le paramètre principal est de contrôler les déplacements sous le vent et les effets sismiques, qui sont une préoccupation majeure. La technique proposée devrait être très efficace et rentable, ce qui pourrait entraîner des réductions substantielles des déplacements comparativement à d’autres techniques actuellement utilisées.

Le travail à réaliser sur ce projet inclura des analyses par éléments finis et volumes finis, et prendra en compte les effets d’interaction structure-réservoir-liquide. De plus, une nouvelle configuration de conception concernant l’installation d’amortisseurs liquides accordés dans des réservoirs surélevés, ainsi que des déflecteurs pour augmenter la dissipation d’énergie du système, sera envisagée. La plupart des recherches menées dans ce domaine se concentrent sur l’idéalisation des TLD et l’utilisation de méthodes simplifiées. En utilisant un programme informatique robuste dans cette recherche, la structure et le réservoir de liquide seront modélisés dans l’espace tridimensionnel, ce qui nous permettra d’étudier les effets de tous les composants de la charge dans le système.

Développement de la modélisation des courants de retour et de courant de foudre à structure haute pour la protection contre la foudre des éoliennes

Le retour de la foudre est le composant essentiel d’un éclair, car il cause la plupart des dommages ou perturbations liés à la foudre aux lignes électriques et aux installations. Cette recherche met l’accent sur le développement d’un modèle de retour-coup de foudre afin de corréler analytiquement le courant de foudre, généralement mesuré sur une structure haute, à son impulsion électromagnétique de foudre (LEMP) associée. Un tel modèle contribuera non seulement à résoudre un problème majeur en recherche sur la foudre, où les caractéristiques du courant de foudre sont estimées à partir du LEMP facilement mesurable, mais permettra aussi le développement de mesures plus sophistiquées pour la protection contre la foudre des structures hautes, comme les éoliennes. De nombreuses observations ont montré que la majorité des éclairs frappant les éoliennes sont initiés vers le haut, ce qui est similaire à la foudre de la tour CN. Par conséquent, les données étendues sur la foudre de la tour CN, enregistrées depuis 1991, sont très pertinentes pour la protection contre la foudre des éoliennes, ce qui suscite un intérêt majeur en Ontario, le leader canadien de l’énergie éolienne.