Expression of functional GABAc receptors in the brain

γ-aminobutyric acid (GABA) is the main inhibitory transmitter in the nervous system and acts via three distinct receptor classes: A, B, and C. GABAC receptors are ionotropic receptors comprising ρ subunits. In this work, we aimed to elucidate the expression of ρ subunits in the postnatal brain, the characteristics of ρ2 homo-oligomeric receptors, and the function of GABAC receptors in the hippocampus. In situ hybridization on rat brain slices showed ρ2 mRNA expression from the newborn in the superficial grey layer of the superior colliculus, from the first postnatal week in the hippocampal CA1 region and the pretectal nucleus of the optic tract, and in the adult dorsal lateral geniculate nucleus. Quantitative RT-PCR revealed expression of all three ρ subunits in the hippocampus and superior colliculus from the first postnatal day. In the hippocampus, ρ2 mRNA expression clearly dominated over ρ1 and ρ3. GABAC receptor protein expression was confirmed in the adult hippocampus, superior colliculus, and dorsal lateral geniculate nucleus by immunohistochemistry. From the selective distribution of ρ subunits, GABAC receptors may be hypothesized to be specifically involved in aspects of visual image motion processing in the rat brain. Although previous data had indicated a much higher expression level for ρ2 subunit transcripts than for ρ1 or ρ3 in the brain, previous work done on Xenopus oocytes had suggested that rat ρ2 subunits do not form functional homo-oligomeric GABAC receptors but need ρ1 or ρ3 subunits to form hetero-oligomers. Our results demonstrated, for the first time, that HEK 293 cells transfected with ρ2 cDNA displayed currents in whole-cell patch-clamp recordings. Homomeric rat ρ2 receptors had a decreased sensitivity to, but a high affinity for picrotoxin and a marked sensitivity to the GABAC receptor agonist CACA. Our results suggest that ρ2 subunits may contribute to brain function, also in areas not expressing other ρ subunits. Using extracellular electrophysiological recordings, we aimed to study the effects of the GABAC receptor agonists and antagonists on responses of the hippocampal neurons to electrical stimulation. Activation of GABAC receptors with CACA suppressed postsynaptic excitability and the GABAC receptor antagonist TPMPA inhibited the effects of CACA. Next, we aimed to display the activation of the GABAC receptors by synaptically released GABA using intracellular recordings. GABA-mediated long-lasting depolarizing responses evoked by high-frequency stimulation were prolonged by TPMPA. For weaker stimulation, the effect of TPMPA was enhanced after GABA uptake was inhibited. Our data demonstrate that GABAC receptors can be activated by endogenous synaptic transmitter release following strong stimulation or under conditions of reduced GABA uptake. The lack of GABAC receptor activation by less intensive stimulation under control conditions suggests that these receptors are extrasynaptic and activated via spillover of synaptically released GABA. Taken together with the restricted expression pattern of GABAC receptors in the brain and their distinctive pharmacological and biophysical properties, our findings supporting extrasynaptic localization of these receptors raise interesting possibilities for novel pharmacological therapies in the treatment of, for example, epilepsy and sleep disorders.

Ohjelmiston käyttöliittymään kohdistuvat riskit määrittelyvaiheen käyttöliittymäsuunnittelun jälkeen

Ohjelmiston loppukäyttäjiä suoraviivaisesti tukevan toiminnallisuuden ja tietosisällön määrittely on haastavaa, ja muutokset ohjelmiston määrityksiin aiheuttavat usein merkittäviä lisäkustannuksia ohjelmistoprojekteissa. Vaatimusmäärittelyn kattavuutta voidaan parantaa kartoittamalla käyttäjien työtehtävät sekä suunnittelemalla valmis käyttöliittymäratkaisu jo määrittelyvaiheen alussa, jolloin määritellyn tietosisällön ja toiminnallisuuden toimivuus loppukäyttäjien työtehtävien yhteydessä voidaan testata käyttöliittymäprototyyppien avulla. Testauksen lisäksi käyttöliittymäratkaisun näyttökuvia voidaan käyttää asiakkaan ja toimittajan välisenä neuvottelu- ja sopimusvälineenä, jonka perusteella valmistuneen ohjelmiston käyttöliittymäratkaisu voidaan hyväksyä projektin päätteeksi. Käyttöliittymän testauksesta huolimatta käyttöliittymäratkaisuun kohdistuu projektin aikana vielä useita riskejä. Koska yksittäiset näyttökuvat eivät kuvaa kattavasti käyttöliittymän toimintalogiikkaa, käyttöliittymän toteuttaminen pelkkien näyttökuvien perusteella johtaisi helposti väärinymmärryksistä aiheutuviin hallitsemattomiin muutoksiin käyttöliittymäratkaisussa. Väärinymmärrysten välttämiseksi käyttöliittymän toimintalogiikka kannattaa kuvata erikseen käyttötilanteiden etenemistä esittävien näyttökuvasarjojen avulla. Näyttökuvasarjojen laatiminen on kuitenkin työlästä, ja yksinkertaisistakin käyttötilanteista syntyy usein pitkiä kuvasarjoja. Tässä työssä kehitettyjen sanallisten käyttösekvenssikuvausten avulla yksinkertaisten käyttötilanteiden toimintalogiikka on mahdollista dokumentoida näyttökuvasarjoja tiiviimmin. Lisäksi toteutustyötä voidaan helpottaa täydentämällä dokumentaatiota tässä työssä kehitetyillä komponenttikohtaisilla toimintalogiikan kuvauksilla. Tässä tutkielmassa arvioidaan määrittelyvaiheessa suunniteltuun käyttöliittymäratkaisuun projektin aikana kohdistuvia riskejä sekä riskien minimointia erityisesti käyttöliittymän dokumentoinnin avulla. Esimerkkitapauksena käytetään NCC Rakennus Oy:n tuntitietojen kirjausohjelmiston kehitysprojektia, jonka toteutus on tarkoitus tehdä osana monille toimialoille suunnattua WM-data Oy:n tuotekehitysprojektia. Aiheluokat (Computing Reviews 1998): D.2.1, H.5.2

Testaus Scrum-prosessimallissa

Testaus ketterissä menetelmissä (agile) on kirjallisuudessa heikosti määritelty, ja yritykset toteuttavat laatu- ja testauskäytäntöjä vaihtelevasti. Tämän tutkielman tavoitteena oli löytää malli testauksen järjestämiseen ketterissä menetelmissä. Tavoitetta lähestyttiin keräämällä kirjallisista lähteistä kokemuksia, vaihtoehtoja ja malleja. Löydettyjä tietoja verrattiin ohjelmistoyritysten käytännön ratkaisuihin ja näkemyksiin, joita saatiin suorittamalla kyselytutkimus kahdessa Scrum-prosessimallia käyttävässä ohjelmistoyrityksessä. Kirjallisuuskatsauksessa selvisi, että laatusuunnitelman ja testausstrategian avulla voidaan tunnistaa kussakin kontekstissa tarvittavat testausmenetelmät. Menetelmiä kannattaa tarkastella ja suunnitella iteratiivisten prosessien aikajänteiden (sydämenlyönti, iteraatio, julkaisu ja strateginen) avulla. Tutkimuksen suurin löytö oli, että yrityksiltä puuttui laajempi ja suunnitelmallinen näkemys testauksen ja laadun kehittämiseen. Uusien laatu- ja testaustoimenpiteiden tarvetta ei analysoitu järjestelmällisesti, olemassa olevien käyttöä ei kehitetty pitkäjänteisesti, eikä yrityksillä ollut kokonaiskuvaa tarvittavien toimenpiteiden keskinäisistä suhteista. Lisäksi tutkimuksessa selvisi, etteivät tiimit kyenneet ottamaan vastuuta laadusta, koska laatuun liittyviä toimenpiteitä tehdään iteraatioissa liian vähän. Myös Scrum-prosessimallin noudattamisessa oli korjaamisen varaa. Yritykset kuitenkin osoittivat halua ja kykyä kehittää toimintaansa ongelmien tunnistamisen jälkeen. ACM Computing Classification System (CCS 1998): D.2.5 Testing and Debugging, D.2.9 Management, K.6.1 Project and People Management, K.6.3 Software Management

Sticking and erosion at carbon-containing plasma-facing materials in fusion reactors

Controlled nuclear fusion is one of the most promising sources of energy for the future. Before this goal can be achieved, one must be able to control the enormous energy densities which are present in the core plasma in a fusion reactor. In order to be able to predict the evolution and thereby the lifetime of different plasma facing materials under reactor-relevant conditions, the interaction of atoms and molecules with plasma first wall surfaces have to be studied in detail. In this thesis, the fundamental sticking and erosion processes of carbon-based materials, the nature of hydrocarbon species released from plasma-facing surfaces, and the evolution of the components under cumulative bombardment by atoms and molecules have been investigated by means of molecular dynamics simulations using both analytic potentials and a semi-empirical tight-binding method. The sticking cross-section of CH3 radicals at unsaturated carbon sites at diamond (111) surfaces is observed to decrease with increasing angle of incidence, a dependence which can be described by a simple geometrical model. The simulations furthermore show the sticking cross-section of CH3 radicals to be strongly dependent on the local neighborhood of the unsaturated carbon site. The erosion of amorphous hydrogenated carbon surfaces by helium, neon, and argon ions in combination with hydrogen at energies ranging from 2 to 10 eV is studied using both non-cumulative and cumulative bombardment simulations. The results show no significant differences between sputtering yields obtained from bombardment simulations with different noble gas ions. The final simulation cells from the 5 and 10 eV ion bombardment simulations, however, show marked differences in surface morphology. In further simulations the behavior of amorphous hydrogenated carbon surfaces under bombardment with D^+, D^+2, and D^+3 ions in the energy range from 2 to 30 eV has been investigated. The total chemical sputtering yields indicate that molecular projectiles lead to larger sputtering yields than atomic projectiles. Finally, the effect of hydrogen ion bombardment of both crystalline and amorphous tungsten carbide surfaces is studied. Prolonged bombardment is found to lead to the formation of an amorphous tungsten carbide layer, regardless of the initial structure of the sample. In agreement with experiment, preferential sputtering of carbon is observed in both the cumulative and non-cumulative simulations