Source inference of exogenous gamma-hydroxybutyric acid (GHB) administered to humans by means of carbon isotopic ratio analysis: novel perspectives regarding forensic investigation and intelligence issues.

γ-Hydroxybutyric acid (GHB) is an endogenous short-chain fatty acid popular as a recreational drug due to sedative and euphoric effects, but also often implicated in drug-facilitated sexual assaults owing to disinhibition and amnesic properties. Whilst discrimination between endogenous and exogenous GHB as required in intoxication cases may be achieved by the determination of the carbon isotope content, such information has not yet been exploited to answer source inference questions of forensic investigation and intelligence interests. However, potential isotopic fractionation effects occurring through the whole metabolism of GHB may be a major concern in this regard. Thus, urine specimens from six healthy male volunteers who ingested prescription GHB sodium salt, marketed as Xyrem(®), were analysed by means of gas chromatography/combustion/isotope ratio mass spectrometry to assess this particular topic. A very narrow range of δ(13)C values, spreading from -24.810/00 to -25.060/00, was observed, whilst mean δ(13)C value of Xyrem(®) corresponded to -24.990/00. Since urine samples and prescription drug could not be distinguished by means of statistical analysis, carbon isotopic effects and subsequent influence on δ(13)C values through GHB metabolism as a whole could be ruled out. Thus, a link between GHB as a raw matrix and found in a biological fluid may be established, bringing relevant information regarding source inference evaluation. Therefore, this study supports a diversified scope of exploitation for stable isotopes characterized in biological matrices from investigations on intoxication cases to drug intelligence programmes.

Positive contrast visualization of iron oxide-labeled stem cells using inversion-recovery with ON-resonant water suppression (IRON)

In proton magnetic resonance imaging (MRI) metallic substances lead to magnetic field distortions that often result in signal voids in the adjacent anatomic structures. Thus, metallic objects and superparamagnetic iron oxide (SPIO)-labeled cells appear as hypointense artifacts that obscure the underlying anatomy. The ability to illuminate these structures with positive contrast would enhance noninvasive MR tracking of cellular therapeutics. Therefore, an MRI methodology that selectively highlights areas of metallic objects has been developed. Inversion-recovery with ON-resonant water suppression (IRON) employs inversion of the magnetization in conjunction with a spectrally-selective on-resonant saturation prepulse. If imaging is performed after these prepulses, positive signal is obtained from off-resonant protons in close proximity to the metallic objects. The first successful use of IRON to produce positive contrast in areas of metallic spheres and SPIO-labeled stem cells in vitro and in vivo is presented.

Visualization and quality assessment of de novo genome assemblies.

Recent technological progress has greatly facilitated de novo genome sequencing. However, de novo assemblies consist in many pieces of contiguous sequence (contigs) arranged in thousands of scaffolds instead of small numbers of chromosomes. Confirming and improving the quality of such assemblies is critical for subsequent analysis. We present a method to evaluate genome scaffolding by aligning independently obtained transcriptome sequences to the genome and visually summarizing the alignments using the Cytoscape software. Applying this method to the genome of the red fire ant Solenopsis invicta allowed us to identify inconsistencies in 7%, confirm contig order in 20% and extend 16% of scaffolds.Scripts that generate tables for visualization in Cytoscape from FASTA sequence and scaffolding information files are publicly available at https://github.com/ksanao/TGNet.

Human cardiospheres as a source of multipotent stem and progenitor cells.

Cardiospheres (CSs) are self-assembling multicellular clusters from the cellular outgrowth from cardiac explants cultured in nonadhesive substrates. They contain a core of primitive, proliferating cells, and an outer layer of mesenchymal/stromal cells and differentiating cells that express cardiomyocyte proteins and connexin 43. Because CSs contain both primitive cells and committed progenitors for the three major cell types present in the heart, that is, cardiomyocytes, endothelial cells, and smooth muscle cells, and because they are derived from percutaneous endomyocardial biopsies, they represent an attractive cell source for cardiac regeneration. In preclinical studies, CS-derived cells (CDCs) delivered to infarcted hearts resulted in improved cardiac function. CDCs have been tested safely in an initial phase-1 clinical trial in patients after myocardial infarction. Whether or not CDCs are superior to purified populations, for example, c-kit(+) cardiac stem cells, or to gene therapy approaches for cardiac regeneration remains to be evaluated.

Partial melting of basic dykes in the contact aureoles of two shallow-level, gabbro-pyroxenite intrusions, Fuerteventura

THESIS ABSTRACT Low-pressure anatexis of basic dykes gave rise to unusual, zebra-like migmatites, in the contact metamorphic aureoles of two layered gabbro-pyroxenite intrusions, PXl and PX2, in the root zone of an ocean island, Fuerteventura Basal Complex (Canary Islands). This thesis focuses on the understanding of processes attributing to the partial melting and formation of these migmatites, characterised by a dense network of closely spaced, millimetre-wide leucocratic segregations with perfectly preserved igneous textures. The presence of fluids are required to decrease the solidus of basic igneous lithologies, to allow partial melting in such aloes-pressure (1-2 kb) environment. An oxygen isotope study was thus carried out on dykes inside and beyond the PX2 aureole, in order to decipher the nature and origin of such fluids. Low or negative δ18O values were obtained for whole rocks and mineral-separates, decreasing towards the contact, with the intrusion itself retaining fairly high values. This trend has been attributed to the advection of meteoric water during magma emplacement, with increasing fluid/rock ratios (higher dyke intensities towards the intrusion acting as fluid-pathways) and higher temperatures promoting increasing exchange during recrystallisation. A comparison of whole rock and mineral major- and trace- element data allowed the redistribution of elements .between different mineral phases and generations, during contact metamorphism and partial melting to be assessed. Certain trace-elements, e.g. Zr, Hf, Y, and REEs, were internally redistributed during contact metamorphic recrystallisation, causing- the enrichment of neocrystallised diopsides compared to relict phenocrysts. This has been assigned to the liberation of trace elements on the breakdown of primary minerals, kaersutite and sphene, on entering the thermal aureole. Major and trace element compositions of minerals in migmatite melanosomes and leucosomes are almost identical, pointing to a syn- or post- solidus reequilibration on cooling of the migmatite terrain. The mineralogical, textural and geochemical evolution of dykes in a contact metamorphic aureole, is recorded around an apophysis of the PX1 intrusion, where there is evidence of incipient partial melting. Hydrothermal mineral pseudomorphs in the outer parts of the aureole are progressively replaced by dry mineral assemblages, with increasingly recrystallised diopside and evidence of partial melting -the extent of which varies from one lithology to another. The appearance of more mafic lithologies towards the intrusion, with lower whole rock SiO2 and mobile element abundances, e.g. Rb, Cs, K, has been explained by the migration and accumulation of feldspathic material into leucosomes outside the samples. A micro-structural study of leucosomes and leucocratic pods, with the aid of high-resolution X-ray computed micro-tomography (HRXµCT), allowing the visualization and quantification of shapes and orientations, was carried out in order to better understand the processes of melt segregation in the PX1 aureole. Leucocratic pods, representing former amygdales, are considered as natural strain ellipsoids. Their short axes are oriented perpendicular to leucosome planes, which sub-parallel the intrusive contact. Leucosomes thus effectively represent foliation planes. This implies that the direction of maximum shortening, during migmatisation, was perpendicular to the orientation of leucosomes, contradicting earlier models that suggest leucosomes represent tension veins. RESUME DE LA THESE Un phénomène rare de fusion partielle de filons basiques à basse pression a été étudié dans les auréoles de contact de deux intrusions litées de gabbro-pyroxénite, PX1 et PX2, localisées dans le soubassement de l'île volcanique de Fuerteventura aux Canaries. Cette anatexie a engendré des migmatites finement zébrées d'aspect très inhabituel, dont les processus de formation ont été étudiés dans le présent travail. Ces roches sont caractérisées par un réseau dense de veinules leucocrates d'épaisseur millimétrique, dont les textures ignées sont parfaitement préservées. La fusion partielle de roches basiques à basse pression (1-2 kbar) requiert la présence d'eau afin d'abaisser le solidus du système à des températures géologiquement réalistes. Une étude comparative des isotopes de l'oxygène a ainsi été menée sur des filons respectivement affectés et non affectés par le métamorphisme de contact, afin de confirmer la présence de ces fluides, de déterminer l'importance de leur interaction avec les roches et leur origine. Des valeurs de δ180 basses ou négatives ont été mesurées sur roche totale et minéraux séparés, décroissantes en direction du contact, alors que l'intrusion elle-même a conservé des valeurs élevées. Ce gradient a été attribué à l'advection d'eau météorique durant la mise en place du magma, les températures les plus élevées favorisant d'autant plus la circulation des fluides et les échanges isotopiques durant la recristallisation des roches. Cette recristallisation engendré une redistribution chimique complète des éléments entre les différentes générations de minéraux résultant du métamorphisme de contact et de l'anatexie, mise en évidence par microanalyse. Certains éléments traces comme Zr, Hf, Y et les REE ont été concentrés dans le diopside néoformé consécutivement à la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments comme la kaersutite ou le sphène. Les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux des mélanosomes et leucosomes des migmatites sont pratiquement identiques, indiquant une rééquilibration syn- à postsolidus lors du refroidissement de l'auréole de contact. La transformation progressive des filons basiques au niveau de leur minéralogie, textures et composition chimique a pu être observée en détail à l'approche du contact d'une apophyse de l'intrusion PX1. La paragenèse magmatique initiale n'est jamais préservée, les faciès les plus distants du contact étant constitués d'un assemblage pseudomorphique hydrothermal. Ce dernier est progressivement remplacé par des assemblages anhydres incluant du diopside néoformé, puis apparaissent les premiers signes de fusion partielle, dont l'importance varie fortement d'une lithologie à l'autre. L'apparition de faciès plus basiques en direction du contact, avec des teneurs réduites en SiO2 et en éléments incompatibles tels Rb, Cs, K, a été attribuée à l'échappement de leucosomes feldspathiques hors du système. Une étude microstructurale de la distribution spatiale du matériel leucocrate au sein des migmatites par microtomographie X de haute résolution (HRXµCT) a été menée pour mieux comprendre les processus de ségrégation des liquides dans l'auréole de PX1. De petites entités ovoïdes, représentant d'anciennes structures amygdalaires au sein des filons, ont été considérées comme des ellipsoïdes marqueurs de la déformation finie. Leur petit axe est orienté perpendiculairement aux plans définis par les leucosomes, eux-mêmes subparallèles au contact intrusif. Les leucosomes matérialisent donc des plans de clivage. Ainsi, la direction de raccourcissement maximum durant la fusion partielle était perpendiculaire à l'orientation des leucosomes, contrairement à ce qui a été dit dans de précédentes publications, qui suggéraient que les leucosomes représentaient des veines de tension. RESUME DE LA THESE (POUR LE GRAND PUBLIC) L'observation directe du soubassement d'une île volcanique est une occasion rare, accessible dans le «complexe de base » de l'île canarienne de Fuerteventura. Ce dernier a enregistré divers phénomènes magmatiques, métamorphiques et de fusion partielle induits par l'intrusion répétée de magmas alimentant des appareils volcaniques sus jacents, sous forme de petits plutons, essaims de filons et complexes annulaires de gabbros alcalins, pyroxénites, syénites et carbonatites. Dans ce contexte de flux de chaleur élevé, des filons basiques ont subi une fusion partielle au contact de deux intrusions de gabbro-pyroxénite, un phénomène extrêmement rare à une profondeur aussi réduite, estimée à quelque 3-6 km. Les produits de cette fusion partielle sont des liquides très riches en feldspath, concentrés en un réseau dense de veinules blanches (leucosomes) au sein du matériau résiduel sombre non fondu (mélanosome) pour former ce qu'on appelle des migmatites. Outre les aspects pétrologiques liés à la formation de ces migmatites, l'intérêt majeur du phénomène réside dans le fait qu'il puisse représenter la source des magmas évolués parfois observés sur les îles océaniques. A des pressions aussi faibles que dans le soubassement de Fuerteventura (1-2 Kbar), la présence de fluides abondants est nécessaire pour abaisser la température de début de fusion des roches (solidus) à des valeurs géologiquement réalistes. Des expériences ont montré que même en présence de plusieurs %-poids d'eau, une température de 1000°C était encore nécessaire pour obtenir une proportion de liquide équivalente à celle observée sur le terrain, soit 25%. Or les magmas alcalins des îles océaniques, bien qu'hydratés, n'en contiennent de loin pas autant, ce qui implique une source d'eau externe. Une étude isotopique de l'oxygène a été entreprise afin de tester cette hypothèse. Les valeurs obtenues en 5180 sont basses ou négatives et indiquent l'influence d'eau d'origine météorique. Cette eau de pluie se serait infiltrée le long des filons depuis la surface du volcan et les aurait complètement hydrothermalisés en profondeur (situation encore visible à l'extérieur de l'auréole de contact), leur permettant ainsi de stocker l'eau nécessaire à leur fusion partielle ultérieure. L'interaction entre eau de pluie et filons a été d'autant plus importante que ces derniers étaient proches du contact avec l'intrusion, ce qui suggère que la circulation de ces eaux et leur interaction avec les roches a été favorisée par la chaleur fournie par l'intrusion elle-même. Un autre aspect de ce travail s'est focalisé sur la redistribution des éléments traces au sein des minéraux des filons basiques durant le métamorphisme de contact et la fusion partielle. Ainsi, le pyroxène de seconde génération est-il sensiblement enrichi en traces telles Zr, Hf, Y et les terres rares, par rapport au pyroxène magmatique originel, en relation avec la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments tels le sphène et la kaersutite. Cependant, les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux recristallisés des migmatites sont pratiquement les mêmes dans les leucosomes et les mélanosomes, suggérant une rééquilibration chimique complète durant le refroidissement de ces lithologies. Si certaines migmatites se sont comportées en système chimiquement fermé (hormis l'eau météorique), d'autres filons ont manifestement perdu une partie de leurs leucosomes, ainsi qu'en témoigne leur composition progressivement appauvrie en silice et autres éléments incompatibles mobiles, tels K et Rb à l'approche du contact de l'intrusion. Parallèlement à cette évolution chimique, les paragenèses hydrothermales distantes du contact sont progressivement remplacées par des paragenèses anhydres, puis par l'apparition des premiers leucosomes, tandis que les textures magmatiques initiales sont complètement effacées au profit d'une combinaison de textures magmatique dans les leucosomes et en mosaïque dans les mélanosomes. Enfin, la distribution spatiale des liquides de fusion partielle a été étudiée par microtomographie X de haute résolution, dans des filons contenant des entités ovoïdes leucocrates, sans doute d'anciennes amygdales à zéolites. Ces dernières ont été considérées comme des ellipsoïdes de la déformation finie. L'orientation de leur petit axe, perpendiculaire au plan défini par les veinules de leucosomes, indique que ces derniers représentent des plans de clivage perpendiculaires à la direction de raccourcissement maximum. Ainsi, la ségrégation des liquides de fusion partielle se serait faite dans les plans de compression et non dans des plans de dilatation, contrairement à ce que laisserait penser le sens commun.

Direct visualization of supercoiled DNA molecules in solution.

The shape of supercoiled DNA molecules in solution is directly visualized by cryo-electron microscopy of vitrified samples. We observe that: (i) supercoiled DNA molecules in solution adopt an interwound rather than a toroidal form, (ii) the diameter of the interwound superhelix changes from about 12 nm to 4 nm upon addition of magnesium salt to the solution and (iii) the partition of the linking deficit between twist and writhe can be quantitatively determined for individual molecules.

Mémoire de la source et hallucinations

De nombreux travaux récemment publiés indiquent que les patients schizophrènes souffrant de symptômes positifs, présentent des déficits en mémoire de la source. L'auteur décrit les différentes difficultés rencontrées. Dans ce contexte, une équipe suisse a élaboré différents exercices de remédiation cognitive, appuyée sur le programme RECOS. Une première évaluation fait ressortir des résultats encourageants.

Waveform inversion of crosshole georadar data: influence of source wavelet variability and the suitability of a single wavelet assumption

Waveform-based tomographic imaging of crosshole georadar data is a powerful method to investigate the shallow subsurface because of its ability to provide images of electrical properties in near-surface environments with unprecedented spatial resolution. A critical issue with waveform inversion is the a priori unknown source signal. Indeed, the estimation of the source pulse is notoriously difficult but essential for the effective application of this method. Here, we explore the viability and robustness of a recently proposed deconvolution-based procedure to estimate the source pulse during waveform inversion of crosshole georadar data, where changes in wavelet shape with location as a result of varying near-field conditions and differences in antenna coupling may be significant. Specifically, we examine whether a single, average estimated source current function can adequately represent the pulses radiated at all transmitter locations during a crosshole georadar survey, or whether a separate source wavelet estimation should be performed for each transmitter gather. Tests with synthetic and field data indicate that remarkably good tomographic reconstructions can be obtained using a single estimated source pulse when moderate to strong variability exists in the true source signal with antenna location. Only in the case of very strong variability in the true source pulse are tomographic reconstructions clearly improved by estimating a different source wavelet for each transmitter location.

The yield of high-density electric source imaging in focal epilepsy

Background: EEG is the cornerstone of epilepsy diagnostics and mandatory to determine the underlying epilepsy syndrome (e.g. focal vs idiopathic generalized). However, its potential as imaging tool is still underrecognized. In the present study, we aim to determine the prerequisites of maximal benefit of electric source imaging (ESI) to localize the irritative zone in patients with focal epilepsy. Methods: 150 patients suffering from focal epilepsy and with minimum 1 year post-operative follow-up were studied prospectively by reviewers blinded to the underlying diagnosis and outcome. We evaluated the influence of two important factors on sensitivity and specificity of ESI: the number of electrodes (low resolution, LR-ESI: \30 vs. high resolution, HR-ESI: 128-256 electrodes), and the use of individual MRI (i-MRI) vs. template MRI (t-MRI) as head model.Results: ESI had a sensitivity of 85% and a specificity of 87% when HR-ESI with i-MRI was used. Using LR-ESI, sensitivity decreased to 68%, or even 57% when only t-MRI was available. The sensitivity of HR-ESI/i-MRI compared favorably with those of MRI (76%), PET (69%) and ictal/interictal SPECT (64%).Interpretation: This study on a large patient group shows excellent sensitivity and specificity of ESI if 128 EEG channels or more are used for ESI and if the results are co-registered to the patient's individual MRI. Localization precision is as high as or even higher than established brain imaging techniques, providing excellent costeffectiveness in epilepsy evaluation. HR-ESI appears to be a valuable additional imaging tool, given that larger electrode arrays are easily and rapidly applied with modern EEG equipment and that structural MRI is nearly always available for these patients.