Olfactory cues potentiate learning of distant visuospatial information

The influence of proximal olfactory cues on place learning and memory was tested in two different spatial tasks. Rats were trained to find a hole leading to their home cage or a single food source in an array of petri dishes. The two apparatuses differed both by the type of reinforcement (return to the home cage or food reward) and the local characteristics of the goal (masked holes or salient dishes). In both cases, the goal was in a fixed location relative to distant visual landmarks and could be marked by a local olfactory cue. Thus, the position of the goal was defined by two sets of redundant cues, each of which was sufficient to allow the discrimination of the goal location. These experiments were conducted with two strains of hooded rats (Long-Evans and PVG), which show different speeds of acquisition in place learning tasks. They revealed that the presence of an olfactory cue marking the goal facilitated learning of its location and that the facilitation persisted after the removal of the cue. Thus, the proximal olfactory cue appeared to potentiate learning and memory of the goal location relative to distant environmental cues. This facilitating effect was only detected when the expression of spatial memory was not already optimal, i.e., during the early phase of acquisition. It was not limited to a particular strain.

Bilateral extraperitoneal uterosacral vaginal vault suspension: a 2-year follow-up longitudinal case series of 123 patients.

INTRODUCTION AND HYPOTHESIS: The objective of this study is to assess anatomical and functional results of the extraperitoneal uterosacral ligament suspension (USL) in women with post-hysterectomy vaginal vault prolapse. METHODS: One hundred and twenty-three consecutive women were included. Concurrent procedures were anterior colporraphy with fascial repair (20%) and mesh reinforcement (49%), posterior colporraphy with fascial repair (38%) and mesh reinforcement (56%) and a sling procedure (29%). Women were assessed using Baden and Walker and pelvic organ prolapse quantification classification pre- and post-operatively. RESULTS: One hundred and ten patients (89%) were available for follow-up. Mean follow-up was 2 years. Objective success rate regarding the vaginal cuff is 95.4%. Global anatomical success rate was 85.5%. Urinary, coital and bowel symptoms were improved following surgery. Mesh exposure rate was 19.3%, with all cases managed conservatively or with minor interventions. CONCLUSION: Bilateral extraperitoneal USL is an effective operation to restore apical support with low morbidity, which avoids potential risks associated with opening the peritoneal cavity.

Differential effectiveness of microbially induced resistance against herbivorous insects in Arabidopsis.

Rhizobacteria-induced systemic resistance (ISR) and pathogen-induced systemic acquired resistance (SAR) have a broad, yet partly distinct, range of effectiveness against pathogenic microorganisms. Here, we investigated the effectiveness of ISR and SAR in Arabidopsis against the tissue-chewing insects Pieris rapae and Spodoptera exigua. Resistance against insects consists of direct defense, such as the production of toxins and feeding deterrents and indirect defense such as the production of plant volatiles that attract carnivorous enemies of the herbivores. Wind-tunnel experiments revealed that ISR and SAR did not affect herbivore-induced attraction of the parasitic wasp Cotesia rubecula (indirect defense). By contrast, ISR and SAR significantly reduced growth and development of the generalist herbivore S. exigua, although not that of the specialist P. rapae. This enhanced direct defense against S. exigua was associated with potentiated expression of the defense-related genes PDF1.2 and HEL. Expression profiling using a dedicated cDNA microarray revealed four additional, differentially primed genes in microbially induced S. exigua-challenged plants, three of which encode a lipid-transfer protein. Together, these results indicate that microbially induced plants are differentially primed for enhanced insect-responsive gene expression that is associated with increased direct defense against the generalist S. exigua but not against the specialist P. rapae.

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Over the last few decades, the Swiss higher education system has faced important reforms - both concerning its structure and its governance. As with other European countries, one of the most important changes consists of the strengthening of the higher education institutions' research mission through the reinforcement of the role of the National Science Foundation (NSF), which has become increasingly involved in sustaining academic careers. Meanwhile, traditionally and historically, the definition of a faculty member and his or her financial support has come from the higher education institutions (HEI) themselves. This redefinition of power relationships around the funding of academic temporary positions and research activities by the NSF can be analyzed as an attempt to reform the structure of academic careers and the allocation modes of academic positions. Being able to analyze the issue of allocating academic positions within the normative structure of science (Merton, The sociology of science. University of Chicago Press, Chicago, 1973) is a constant concern for those involved in Higher Education Studies. This chapter is an attempt to nurture the debate by questioning, though a quantitative and qualitative research, the tension between the uses of universalist and particularist criteria in the allocation of academic positions. It analyses the possible exclusion process as a consequence of the organization of academic markets and their embeddedness in a wider societal organization.

The Political Economy of Active Labor-Market Policy

Active labor-market policies (ALMPs) have developed significantly over the past two decades across Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) countries, with substantial cross-national differences in terms of both extent and overall orientation. The objective of this article is to account for cross-national variation in this policy field. It starts by reviewing existing scholarship concerning political, institutional, and ideational determinants of ALMPs. It then argues that ALMP is too broad a category to be used without further specification, and it develops a typology of four different types of ALMPs: incentive reinforcement, employment assistance, occupation, and human capital investment. These are discussed and examined through ALMP expenditure profiles in selected countries. The article uses this typology to analyze ALMP trajectories in six Western European countries and shows that the role of this instrument changes dramatically over time. It concludes that there is little regularity in the political determinants of ALMPs. In contrast, it finds strong institutional and ideational effects, nested in the interaction between the changing economic context and existing labor-market policies.

Ulnar nerve transposition at the elbow : local anesthesia should be preferred to general anesthesia

Après la compression du nerf médian au niveau du tunnel carpien, la compression du nerf ulnaire au niveau du coude est le deuxième syndrome compressif le plus fréquent des nerfs périphériques. La chirurgie des nerfs périphériques consiste dans une décompression nerveuse et est caractérisée par un suivi post¬opératoire parfois très douloureux avec des douleurs qui peuvent chroniciser si insuffisamment traitées. Le traitement chirurgical de décompression nerveuse se fait traditionnellement sous anesthésie générale ou régionale. Une analgésie post-opératoire plus efficace et durable avec moindre risque de chronicisation avait justifié ce choix jusqu'à ce jour. Grâce au développement de la chirurgie ambulatoire ces dernières années, un grand nombre d'interventions chirurgicales au niveau de la main sont effectués sous anesthésie locale. Au vu d'une meilleure connaissance de cette technique d'anesthésie, son rôle dans la chirurgie des nerfs périphériques a été remis en question. Alors que plusieurs études ont démontré que l'anesthésie locale est aussi efficace que l'anesthésie générale et régionale au sujet de la chirurgie du tunnel carpien, son utilisation pour la chirurgie du nerf ulnaire reste peu connue. La raison de l'hésitation à l'utilisation de l'anesthésie locale pour le traitement du tunnel ulnaire est due au fait que dans plus de la moitié des cas, une simple décompression n'est pas suffisante et qu'il est souvent nécessaire de transposer le nerf ulnaire devant l'épicondyle ulnaire. La seule publication disponible au sujet de l'utilisation de l'anesthésie locale dans le traitement du tunnel ulnaire considère comme irréalisable d'utiliser cette méthode dans le cas d'une transposition. Malgré cette mise en garde, nous avons, depuis plusieurs années, des excellents résultats avec la transposition du nerf ulnaire sous anesthésie locale. Avec le but d'objectiver notre expérience dans ce domaine nous avons souhaité analyser nos résultats de façon rétrospective avec particulière attention aux douleurs post-opératoires et à la satisfaction des patients. Les dossiers de cinquante patients Consécutifs (26F, 24M) opérés par le même chirurgien dans notre service de 2002 à 2012 ont été analysés rétrospectivement. Les critères suivants ont été récoltés: l'âge du patient, la profession, la main dominante, les détails des techniques opératoires utilisées, le type d'anesthésie, l'intensité du suivi ainsi que les complications, le niveau de douleur dans l'immédiat post-opératorie ainsi que à une année de l'intervention. Les patients ont été divisés en 4 groupes: les opérés sous anesthésie générale avec transposition du nerf (n=17) ou sans transposition (n=10) et les opérés sous anesthésie locale avec transposition (n=12) ou sans transposition (n=11). Au premier jour la douleur était comparable dans tous les groupes. A une semaine, elle était deux fois plus importante lorsque la transposition avait été réalisée sous anesthésie générale par rapport à si une anesthésie locale avait été effectuée (p=0.03). La satisfaction s'est révélée plus élevée mais non significative chez les patients opérés sous anesthésie locale. Ces derniers étaient significativement plus enclins à répéter la chirurgie comparé a ceux opérés sous anesthésie générale (p=0.04). En conclusion, les résultats de cette étude suggèrent que l'anesthésie locale est au moins autant efficace que l'anesthésie générale en termes de complications et de douleurs post-opératoires indépendamment du fait qu'une transposition nerveuse soit effectuée ou pas. Un meilleur contrôle des douleurs à une semaine post-opératoire a contribué à une haute satisfaction des patients de notre étude.

Web decoration of Micrathena sexpinosa (Araneae: Araneidae): a frame-web-choice experiment with stingless bees

The function of silk web decorations in orb weaving spiders has been debated for decades. The most accepted hypothesized functions are that web decorations I) provide camouflage against predators, 2) are an advertisement for vertebrates to avoid web damage, or 3) increase the attraction of prey to the web. Most studies have focused on only a few genera, Argiope being the most common. In this study, I evaluated the prey attraction hypothesis of silk decorations for a species of a poorly studied genus in this topic, Micrathena sexpinosa Hahn 1822. I used a web-choice experiment in which I presented empty or web-bearing frames at the end of a tunnel to stingless bees (Tetragonisca angustula). This frame-choice experiment consisted of the following comparisons: decorated web vs. empty frame, decorated web vs. undecorated web, and undecorated web vs. empty frame. Webs with decoration intercepted significantly more bees than empty frames and undecorated webs. Therefore, the decorations of Micrathena sexpinosa might play a role in increasing foraging success.

On the use of mobile inflatable hypoxic marquees for sport-specific altitude training in team sports.

BACKGROUND/AIM: With the evolving boundaries of sports science and greater understanding of the driving factors in the human performance physiology, one of the limiting factors has now become the technology. The growing scientific interest on the practical application of hypoxic training for intermittent activities such as team and racket sports legitimises the development of innovative technologies serving athletes in a sport-specific setting. METHODS: Description of a new mobile inflatable simulated hypoxic equipment. RESULTS: The system comprises two inflatable units-that is, a tunnel and a rectangular design, each with a 215 m(3) volume and a hypoxic trailer generating over 3000 Lpm of hypoxic air with FiO₂ between 0.21 and 0.10 (a simulated altitude up to 5100 m). The inflatable units offer a 45 m running lane (width=1.8 m and height=2.5 m) as well as a 8 m × 10 m dome tent. FiO₂ is stable within a range of 0.1% in normal conditions inside the tunnel. The air supplied is very dry-typically 10-15% relative humidity. CONCLUSIONS: This mobile inflatable simulated hypoxic equipment is a promising technological advance within sport sciences. It offers an opportunity for team-sport players to train under hypoxic conditions, both for repeating sprints (tunnel configuration) or small-side games (rectangular configuration).

The habenula encodes negative motivational value associated with primary punishment in humans.

Learning what to approach, and what to avoid, involves assigning value to environmental cues that predict positive and negative events. Studies in animals indicate that the lateral habenula encodes the previously learned negative motivational value of stimuli. However, involvement of the habenula in dynamic trial-by-trial aversive learning has not been assessed, and the functional role of this structure in humans remains poorly characterized, in part, due to its small size. Using high-resolution functional neuroimaging and computational modeling of reinforcement learning, we demonstrate positive habenula responses to the dynamically changing values of cues signaling painful electric shocks, which predict behavioral suppression of responses to those cues across individuals. By contrast, negative habenula responses to monetary reward cue values predict behavioral invigoration. Our findings show that the habenula plays a key role in an online aversive learning system and in generating associated motivated behavior in humans.

Biologically enhanced ACL reconstruction.

Biological integration of the tendon graft is a crucial prerequisite for successful ACL reconstruction. Histological studies showed that the human ACL remnants contain a cellular capacity for healing potential. The goal of this technical note is to describe an ACL reconstruction technique, using ACL remnants as a biological sleeve for the graft. In case of complete ACL rupture with a large remnant, the tibial tunnel was performed inside and through the ACL tibial stump by careful sequential drilling. Femoral tunnel placement was performed by an outside-in technique. The hamstring graft was kept attached to the tibia and routed through the ACL remnant to the femur. The aim of this technique is the preservation of the biological and mechanical properties of the ACL remnant. In order to preserve large remnants resulting in greater graft coverage, the best period to perform this reconstruction is during the first weeks after the injury.

Développement d'une méthode microgravimétrique urbaine : intégration dans un SIG et application au projet du M2 lausannois

Résumé La réalisation d'une seconde ligne de métro (M2) dès 2004, passant dans le centre ville de Lausanne, a été l'opportunité de développer une méthodologie concernant des campagnes microgravimétriques dans un environnement urbain perturbé. Les corrections topographiques prennent une dimension particulière dans un tel milieu, car de nombreux objets non géologiques d'origine anthropogénique comme toutes sortes de sous-sols vides viennent perturber les mesures gravimétriques. Les études de génie civil d'avant projet de ce métro nous ont fournis une quantité importante d'informations cadastrales, notamment sur les contours des bâtiments, sur la position prévue du tube du M2, sur des profondeurs de sous-sol au voisinage du tube, mais aussi sur la géologie rencontré le long du corridor du M2 (issue des données lithologiques de forages géotechniques). La planimétrie des sous-sols a été traitée à l'aide des contours des bâtiments dans un SIG (Système d'Information Géographique), alors qu'une enquête de voisinage fut nécessaire pour mesurer la hauteur des sous-sols. Il a été alors possible, à partir d'un MNT (Modèle Numérique de Terrain) existant sur une grille au mètre, de mettre à jour celui ci avec les vides que représentent ces sous-sols. Les cycles de mesures gravimétriques ont été traités dans des bases de données Ac¬cess, pour permettre un plus grand contrôle des données, une plus grande rapidité de traitement, et une correction de relief rétroactive plus facile, notamment lorsque des mises à jour de la topographie ont lieu durant les travaux. Le quartier Caroline (entre le pont Bessières et la place de l'Ours) a été choisi comme zone d'étude. Le choix s'est porté sur ce quartier du fait que, durant ce travail de thèse, nous avions chronologiquement les phases pré et post creusement du tunnel du M2. Cela nous a permis d'effectuer deux campagnes gravimétriques (avant le creu¬sement durant l'été 2005 et après le creusement durant l'été 2007). Ces réitérations nous ont permis de tester notre modélisation du tunnel. En effet, en comparant les mesures des deux campagnes et la réponse gravifique du modèle du tube discrétisé en prismes rectangulaires, nous avons pu valider notre méthode de modélisation. La modélisation que nous avons développée nous permet de construire avec détail la forme de l'objet considéré avec la possibilité de recouper plusieurs fois des interfaces de terrains géologiques et la surface topographique. Ce type de modélisation peut s'appliquer à toutes constructions anthropogéniques de formes linéaires. Abstract The realization of a second underground (M2) in 2004, in downtown Lausanne, was the opportunity to develop a methodology of microgravity in urban environment. Terrain corrections take on special meaning in such environment. Many non-geologic anthropogenic objects like basements act as perturbation of gravity measurements. Civil engineering provided a large amount of cadastral informations, including out¬lines of buildings, M2 tube position, depths of some basements in the vicinity of the M2 corridor, and also on the geology encountered along the M2 corridor (from the lithological data from boreholes). Geometry of basements was deduced from building outlines in a GIS (Geographic Information System). Field investigation was carried out to measure or estimate heights of basements. A DEM (Digital Elevation Model) of the city of Lausanne is updated from voids of basements. Gravity cycles have been processed in Access database, to enable greater control of data, enhance speed processing, and retroactive terrain correction easier, when update of topographic surface are available. Caroline area (between the bridge Saint-Martin and Place de l'Ours) was chosen as the study area. This area was in particular interest because it was before and after digging in this thesis. This allowed us to conduct two gravity surveys (before excavation during summer 2005 and after excavation during summer 2007). These re-occupations enable us to test our modélisation of the tube. Actually, by comparing the difference of measurements between the both surveys and the gravity response of our model (by rectangular prisms), we were able to validate our modeling. The modeling method we developed allows us to construct detailed shape of an object with possibility to cross land geological interfaces and surface topography. This type of modélisation can be applied to all anthropogenic structures.

Salvage treatment for venous aneurysm complicating vascular access arteriovenous fistula: use of an exoprosthesis to reinforce the vein after aneurysmorrhaphy.

OBJECTIVES: We report a new salvage technique for treating venous aneurysms (VAs) complicating vascular access arteriovenous fistula (AVF) using externally reinforced venous aneurysmorrhaphy. DESIGN: A retrospective study over a 20-month period from a single centre. PATIENTS: Patients presenting to the vascular surgery department, Bordeaux University Hospital for revision of a vascular access AVF were included. METHODS: Reinforced venous aneurysmorrhaphy consisted in removal of redundant vessel wall followed by reinforcement using an external prosthetic graft. Patency, diameter and flow were assessed by duplex ultrasound at 1, 6 and 12 months after salvage. RESULTS: Thirty-eight eligible patients were identified. Five were excluded because VA was associated with central vein stenosis; the remaining 33 underwent salvage. Indications were rapidly expanding or painful VA in seven cases; VA with frequent bleeding or damaged overlying skin in eight; VA in close relation to a stenosis in two; and VA associated with high-flow rate in 16. Cannulation was attempted after 30 days. Mean follow-up time was 12 S.D. 5 months (range: 4-22). Two repaired AVFs failed. Primary 1-year patency was 93%. No aneurysm or infection occurred. Reduction of high flow was successful in 12 of 16 patients. The remaining four required re-operation. CONCLUSIONS: Reinforced venous aneurysmorrhaphy is effective in controlling venous dilation and achieving patency. Reduction of high-flow rates was not always achieved. Further study is needed to evaluate long-term efficacy of this treatment.

Integrated application of geochemical and geophysical methods for hydrogeological impact assessment for tunneling in fractured rock

The interaction of tunneling with groundwater is a problem both from an environmental and an engineering point of view. In fact, tunnel drilling may cause a drawdown of piezometric levels and water inflows into tunnels that may cause problems during excavation of the tunnel. While the influence of tunneling on the regional groundwater systems may be adequately predicted in porous media using analytical solutions, such an approach is difficult to apply in fractured rocks. Numerical solutions are preferable and various conceptual approaches have been proposed to describe and model groundwater flow through fractured rock masses, ranging from equivalent continuum models to discrete fracture network simulation models. However, their application needs many preliminary investigations on the behavior of the groundwater system based on hydrochemical and structural data. To study large scale flow systems in fractured rocks of mountainous terrains, a comprehensive study was conducted in southern Switzerland, using as case studies two infrastructures actually under construction: (i) the Monte Ceneri base railway tunnel (Ticino), and the (ii) San Fedele highway tunnel (Roveredo, Graubiinden). The chosen approach in this study combines the temporal and spatial variation of geochemical and geophysical measurements. About 60 localities from both surface and underlying tunnels were temporarily and spatially monitored during more than one year. At first, the project was focused on the collection of hydrochemical and structural data. A number of springs, selected in the area surrounding the infrastructures, were monitored for discharge, electric conductivity, pH, and temperature. Water samples (springs, tunnel inflows and rains) were taken for isotopic analysis; in particular the stable isotope composition (δ2Η, δ180 values) can reflect the origin of the water, because of spatial (recharge altitude, topography, etc.) and temporal (seasonal) effects on precipitation which in turn strongly influence the isotopic composition of groundwater. Tunnel inflows in the accessible parts of the tunnels were also sampled and, if possible, monitored with time. Noble-gas concentrations and their isotope ratios were used in selected locations to better understand the origin and the circulation of the groundwater. In addition, electrical resistivity and VLF-type electromagnetic surveys were performed to identify water bearing fractures and/or weathered areas that could be intersected at depth during tunnel construction. The main goal of this work was to demonstrate that these hydrogeological data and geophysical methods, combined with structural and hydrogeological information, can be successfully used in order to develop hydrogeological conceptual models of the groundwater flow in regions to be exploited for tunnels. The main results of the project are: (i) to have successfully tested the application of electrical resistivity and VLF-electromagnetic surveys to asses water-bearing zones during tunnel drilling; (ii) to have verified the usefulness of noble gas, major ion and stable isotope compositions as proxies for the detection of faults and to understand the origin of the groundwater and its flow regimes (direct rain water infiltration or groundwater of long residence time); and (iii) to have convincingly tested the combined application of a geochemical and geophysical approach to assess and predict the vulnerability of springs to tunnel drilling. - L'interférence entre eaux souterraines et des tunnels pose des problèmes environnementaux et de génie civile. En fait, la construction d'un tunnel peut faire abaisser le niveau des nappes piézométriques et faire infiltrer de l'eau dans le tunnel et ainsi créer des problème pendant l'excavation. Alors que l'influence de la construction d'un tunnel sur la circulation régionale de l'eau souterraine dans des milieux poreux peut être prédite relativement facilement par des solution analytiques de modèles, ceci devient difficile dans des milieux fissurés. Dans ce cas-là, des solutions numériques sont préférables et plusieurs approches conceptuelles ont été proposées pour décrire et modéliser la circulation d'eau souterraine à travers les roches fissurées, en allant de modèles d'équivalence continue à des modèles de simulation de réseaux de fissures discrètes. Par contre, leur application demande des investigations importantes concernant le comportement du système d'eau souterraine basées sur des données hydrochimiques et structurales. Dans le but d'étudier des grands systèmes de circulation d'eau souterraine dans une région de montagnes, une étude complète a été fait en Suisse italienne, basée sur deux grandes infrastructures actuellement en construction: (i) Le tunnel ferroviaire de base du Monte Ceneri (Tessin) et (ii) le tunnel routière de San Fedele (Roveredo, Grisons). L'approche choisie dans cette étude est la combinaison de variations temporelles et spatiales des mesures géochimiques et géophysiques. Environs 60 localités situées à la surface ainsi que dans les tunnels soujacents ont été suiviès du point de vue temporel et spatial pendant plus de un an. Dans un premier temps le projet se focalisait sur la collecte de données hydrochimiques et structurales. Un certain nombre de sources, sélectionnées dans les environs des infrastructures étudiées ont été suivies pour le débit, la conductivité électrique, le pH et la température. De l'eau (sources, infiltration d'eau de tunnel et pluie) a été échantillonnés pour des analyses isotopiques; ce sont surtout les isotopes stables (δ2Η, δ180) qui peuvent indiquer l'origine d'une eaux, à cause de la dépendance d'effets spatiaux (altitude de recharge, topographie etc.) ainsi que temporels (saisonaux) sur les précipitations météoriques , qui de suite influencent ainsi la composition isotopique de l'eau souterraine. Les infiltrations d'eau dans les tunnels dans les parties accessibles ont également été échantillonnées et si possible suivies au cours du temps. La concentration de gaz nobles et leurs rapports isotopiques ont également été utilisées pour quelques localités pour mieux comprendre l'origine et la circulation de l'eau souterraine. En plus, des campagnes de mesures de la résistivité électrique et électromagnétique de type VLF ont été menées afin d'identifier des zone de fractures ou d'altération qui pourraient interférer avec les tunnels en profondeur pendant la construction. Le but principal de cette étude était de démontrer que ces données hydrogéologiques et géophysiques peuvent être utilisées avec succès pour développer des modèles hydrogéologiques conceptionels de tunnels. Les résultats principaux de ce travail sont : i) d'avoir testé avec succès l'application de méthodes de la tomographie électrique et des campagnes de mesures électromagnétiques de type VLF afin de trouver des zones riches en eau pendant l'excavation d'un tunnel ; ii) d'avoir prouvé l'utilité des gaz nobles, des analyses ioniques et d'isotopes stables pour déterminer l'origine de l'eau infiltrée (de la pluie par le haut ou ascendant de l'eau remontant des profondeurs) et leur flux et pour déterminer la position de failles ; et iii) d'avoir testé d'une manière convainquant l'application combinée de méthodes géochimiques et géophysiques pour juger et prédire la vulnérabilité de sources lors de la construction de tunnels. - L'interazione dei tunnel con il circuito idrico sotterraneo costituisce un problema sia dal punto di vista ambientale che ingegneristico. Lo scavo di un tunnel puô infatti causare abbassamenti dei livelli piezometrici, inoltre le venute d'acqua in galleria sono un notevole problema sia in fase costruttiva che di esercizio. Nel caso di acquiferi in materiale sciolto, l'influenza dello scavo di un tunnel sul circuito idrico sotterraneo, in genere, puô essere adeguatamente predetta attraverso l'applicazione di soluzioni analitiche; al contrario un approccio di questo tipo appare inadeguato nel caso di scavo in roccia. Per gli ammassi rocciosi fratturati sono piuttosto preferibili soluzioni numeriche e, a tal proposito, sono stati proposti diversi approcci concettuali; nella fattispecie l'ammasso roccioso puô essere modellato come un mezzo discreto ο continuo équivalente. Tuttavia, una corretta applicazione di qualsiasi modello numerico richiede necessariamente indagini preliminari sul comportamento del sistema idrico sotterraneo basate su dati idrogeochimici e geologico strutturali. Per approfondire il tema dell'idrogeologia in ammassi rocciosi fratturati tipici di ambienti montani, è stato condotto uno studio multidisciplinare nel sud della Svizzera sfruttando come casi studio due infrastrutture attualmente in costruzione: (i) il tunnel di base del Monte Ceneri (canton Ticino) e (ii) il tunnel autostradale di San Fedele (Roveredo, canton Grigioni). L'approccio di studio scelto ha cercato di integrare misure idrogeochimiche sulla qualité e quantité delle acque e indagini geofisiche. Nella fattispecie sono state campionate le acque in circa 60 punti spazialmente distribuiti sia in superficie che in sotterraneo; laddove possibile il monitoraggio si è temporalmente prolungato per più di un anno. In una prima fase, il progetto di ricerca si è concentrato sull'acquisizione dati. Diverse sorgenti, selezionate nelle aree di possibile influenza attorno allé infrastrutture esaminate, sono state monitorate per quel che concerne i parametri fisico-chimici: portata, conduttività elettrica, pH e temperatura. Campioni d'acqua sono stati prelevati mensilmente su sorgenti, venute d'acqua e precipitazioni, per analisi isotopiche; nella fattispecie, la composizione in isotopi stabili (δ2Η, δ180) tende a riflettere l'origine delle acque, in quanto, variazioni sia spaziali (altitudine di ricarica, topografia, etc.) che temporali (variazioni stagionali) della composizione isotopica delle precipitazioni influenzano anche le acque sotterranee. Laddove possibile, sono state campionate le venute d'acqua in galleria sia puntualmente che al variare del tempo. Le concentrazioni dei gas nobili disciolti nell'acqua e i loro rapporti isotopici sono stati altresi utilizzati in alcuni casi specifici per meglio spiegare l'origine delle acque e le tipologie di circuiti idrici sotterranei. Inoltre, diverse indagini geofisiche di resistività elettrica ed elettromagnetiche a bassissima frequenza (VLF) sono state condotte al fine di individuare le acque sotterranee circolanti attraverso fratture dell'ammasso roccioso. Principale obiettivo di questo lavoro è stato dimostrare come misure idrogeochimiche ed indagini geofisiche possano essere integrate alio scopo di sviluppare opportuni modelli idrogeologici concettuali utili per lo scavo di opere sotterranee. I principali risultati ottenuti al termine di questa ricerca sono stati: (i) aver testato con successo indagini geofisiche (ERT e VLF-EM) per l'individuazione di acque sotterranee circolanti attraverso fratture dell'ammasso roccioso e che possano essere causa di venute d'acqua in galleria durante lo scavo di tunnel; (ii) aver provato l'utilità di analisi su gas nobili, ioni maggiori e isotopi stabili per l'individuazione di faglie e per comprendere l'origine delle acque sotterranee (acque di recente infiltrazione ο provenienti da circolazioni profonde); (iii) aver testato in maniera convincente l'integrazione delle indagini geofisiche e di misure geochimiche per la valutazione della vulnérabilité delle sorgenti durante lo scavo di nuovi tunnel. - "La NLFA (Nouvelle Ligne Ferroviaire à travers les Alpes) axe du Saint-Gothard est le plus important projet de construction de Suisse. En bâtissant la nouvelle ligne du Saint-Gothard, la Suisse réalise un des plus grands projets de protection de l'environnement d'Europe". Cette phrase, qu'on lit comme présentation du projet Alptransit est particulièrement éloquente pour expliquer l'utilité des nouvelles lignes ferroviaires transeuropéens pour le développement durable. Toutefois, comme toutes grandes infrastructures, la construction de nouveaux tunnels ont des impacts inévitables sur l'environnement. En particulier, le possible drainage des eaux souterraines réalisées par le tunnel peut provoquer un abaissement du niveau des nappes piézométriques. De plus, l'écoulement de l'eau à l'intérieur du tunnel, conduit souvent à des problèmes d'ingénierie. Par exemple, d'importantes infiltrations d'eau dans le tunnel peuvent compliquer les phases d'excavation, provoquant un retard dans l'avancement et dans le pire des cas, peuvent mettre en danger la sécurité des travailleurs. Enfin, l'infiltration d'eau peut être un gros problème pendant le fonctionnement du tunnel. Du point de vue de la science, avoir accès à des infrastructures souterraines représente une occasion unique d'obtenir des informations géologiques en profondeur et pour échantillonner des eaux autrement inaccessibles. Dans ce travail, nous avons utilisé une approche pluridisciplinaire qui intègre des mesures d'étude hydrogéochimiques effectués sur les eaux de surface et des investigations géophysiques indirects, tels que la tomographic de résistivité électrique (TRE) et les mesures électromagnétiques de type VLF. L'étude complète a été fait en Suisse italienne, basée sur deux grandes infrastructures actuellement en construction, qui sont le tunnel ferroviaire de base du Monte Ceneri, une partie du susmentionné projet Alptransit, situé entièrement dans le canton Tessin, et le tunnel routière de San Fedele, situé a Roveredo dans le canton des Grisons. Le principal objectif était de montrer comment il était possible d'intégrer les deux approches, géophysiques et géochimiques, afin de répondre à la question de ce que pourraient être les effets possibles dû au drainage causés par les travaux souterrains. L'accès aux galeries ci-dessus a permis une validation adéquate des enquêtes menées confirmant, dans chaque cas, les hypothèses proposées. A cette fin, nous avons fait environ 50 profils géophysiques (28 imageries électrique bidimensionnels et 23 électromagnétiques) dans les zones de possible influence par le tunnel, dans le but d'identifier les fractures et les discontinuités dans lesquelles l'eau souterraine peut circuler. De plus, des eaux ont été échantillonnés dans 60 localités situées la surface ainsi que dans les tunnels subjacents, le suivi mensuelle a duré plus d'un an. Nous avons mesurés tous les principaux paramètres physiques et chimiques: débit, conductivité électrique, pH et température. De plus, des échantillons d'eaux ont été prélevés pour l'analyse mensuelle des isotopes stables de l'hydrogène et de l'oxygène (δ2Η, δ180). Avec ces analyses, ainsi que par la mesure des concentrations des gaz rares dissous dans les eaux et de leurs rapports isotopiques que nous avons effectués dans certains cas spécifiques, il était possible d'expliquer l'origine des différents eaux souterraines, les divers modes de recharge des nappes souterraines, la présence de possible phénomènes de mélange et, en général, de mieux expliquer les circulations d'eaux dans le sous-sol. Le travail, même en constituant qu'une réponse partielle à une question très complexe, a permis d'atteindre certains importants objectifs. D'abord, nous avons testé avec succès l'applicabilité des méthodes géophysiques indirectes (TRE et électromagnétiques de type VLF) pour prédire la présence d'eaux souterraines dans le sous-sol des massifs rocheux. De plus, nous avons démontré l'utilité de l'analyse des gaz rares, des isotopes stables et de l'analyses des ions majeurs pour la détection de failles et pour comprendre l'origine des eaux souterraines (eau de pluie par le haut ou eau remontant des profondeurs). En conclusion, avec cette recherche, on a montré que l'intégration des ces informations (géophysiques et géochimiques) permet le développement de modèles conceptuels appropriés, qui permettant d'expliquer comment l'eau souterraine circule. Ces modèles permettent de prévoir les infiltrations d'eau dans les tunnels et de prédire la vulnérabilité de sources et des autres ressources en eau lors de construction de tunnels.

The handaxe and the microscope: individual and social learning in a multidimensional model of adaptation

When individuals learn by trial-and-error, they perform randomly chosen actions and then reinforce those actions that led to a high payoff. However, individuals do not always have to physically perform an action in order to evaluate its consequences. Rather, they may be able to mentally simulate actions and their consequences without actually performing them. Such fictitious learners can select actions with high payoffs without making long chains of trial-and-error learning. Here, we analyze the evolution of an n-dimensional cultural trait (or artifact) by learning, in a payoff landscape with a single optimum. We derive the stochastic learning dynamics of the distance to the optimum in trait space when choice between alternative artifacts follows the standard logit choice rule. We show that for both trial-and-error and fictitious learners, the learning dynamics stabilize at an approximate distance of root n/(2 lambda(e)) away from the optimum, where lambda(e) is an effective learning performance parameter depending on the learning rule under scrutiny. Individual learners are thus unlikely to reach the optimum when traits are complex (n large), and so face a barrier to further improvement of the artifact. We show, however, that this barrier can be significantly reduced in a large population of learners performing payoff-biased social learning, in which case lambda(e) becomes proportional to population size. Overall, our results illustrate the effects of errors in learning, levels of cognition, and population size for the evolution of complex cultural traits. (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.

Optogenetic Interrogation of Dopaminergic Modulation of the Multiple Phases of Reward-Seeking Behavior.

Phasic activation of dopaminergic neurons is associated with reward-predicting cues and supports learning during behavioral adaptation. While noncontingent activation of dopaminergic neurons in the ventral tegmental are (VTA) is sufficient for passive behavioral conditioning, it remains unknown whether the phasic dopaminergic signal is truly reinforcing. In this study, we first targeted the expression of channelrhodopsin-2 to dopaminergic neurons of the VTA and optimized optogenetically evoked dopamine transients. Second, we showed that phasic activation of dopaminergic neurons in freely moving mice causally enhances positive reinforcing actions in a food-seeking operant task. Interestingly, such effect was not found in the absence of food reward. We further found that phasic activation of dopaminergic neurons is sufficient to reactivate previously extinguished food-seeking behavior in the absence of external cues. This was also confirmed using a single-session reversal paradigm. Collectively, these data suggest that activation of dopaminergic neurons facilitates the development of positive reinforcement during reward-seeking and behavioral flexibility.