Addition of inspiratory resistance increases the amplitude of the slow component of O2 uptake kinetics.

The contribution of respiratory muscle work to the development of the O(2) consumption (Vo(2)) slow component is a point of controversy because it has been shown that the increased ventilation in hypoxia is not associated with a concomitant increase in Vo(2) slow component. The first purpose of this study was thus to test the hypothesis of a direct relationship between respiratory muscle work and Vo(2) slow component by manipulating inspiratory resistance. Because the conditions for a Vo(2) slow component specific to respiratory muscle can be reached during intense exercise, the second purpose was to determine whether respiratory muscles behave like limb muscles during heavy exercise. Ten trained subjects performed two 8-min constant-load heavy cycling exercises with and without a threshold valve in random order. Vo(2) was measured breath by breath by using a fast gas exchange analyzer, and the Vo(2) response was modeled after removal of the cardiodynamic phase by using two monoexponential functions. As anticipated, when total work was slightly increased with loaded inspiratory resistance, slight increases in base Vo(2), the primary phase amplitude, and peak Vo(2) were noted (14.2%, P < 0.01; 3.5%, P > 0.05; and 8.3%, P < 0.01, respectively). The bootstrap method revealed small coefficients of variation for the model parameter, including the slow-component amplitude and delay (15 and 19%, respectively), indicating an accurate determination for this critical parameter. The amplitude of the Vo(2) slow component displayed a 27% increase from 8.1 +/- 3.6 to 10.3 +/- 3.4 ml. min(-1). kg(-1) (P < 0.01) with the addition of inspiratory resistance. Taken together, this increase and the lack of any differences in minute volume and ventilatory parameters between the two experimental conditions suggest the occurrence of a Vo(2) slow component specific to the respiratory muscles in loaded condition.

The cover basement contact beneath the Rawil axial depression (Western Alps) - True amplitude seismic processing, petrophysical properties, and modeling

Since 1986, several near-vertical seismic reflection profiles have been recorded in Switzerland in order to map the deep geologic structure of the Alps. One objective of this endeavour has been to determine the geometries of the autochthonous basement and of the external crystalline massifs, important elements for understanding the geodynamics of the Alpine orogeny. The PNR-20 seismic line W1, located in the Rawil depression of the western Swiss Alps, provides important information on this subject. It extends northward from the `'Penninic front'' across the Helvetic nappes to the Prealps. The crystalline massifs do not outcrop along this profile. Thus, the interpretation of `'near-basement'' reflections has to be constrained by down-dip projections of surface geology, `'true amplitude'' processing, rock physical property studies and modelling. 3-D seismic modelling has been used to evaluate the seismic response of two alternative down-dip projection models. To constrain the interpretation in the southern part of the profile, `'true amplitude'' processing has provided information on the strength of the reflections. Density and velocity measurements on core samples collected up-dip from the region of the seismic line have been used to evaluate reflection coefficients of typical lithologic boundaries in the region. The cover-basement contact itself is not a source of strong reflections, but strong reflections arise from within the overlaying metasedimentary cover sequence, allowing the geometry of the top of the basement to be determined on the basis of `'near-basement'' reflections. The front of the external crystalline massifs is shown to extend beneath the Prealps, about 6 km north of the expected position. A 2-D model whose seismic response shows reflection patterns very similar to the observed is proposed.

Seasonal fluctuations of bacterial community diversity in agricultural soil and experimental validation by laboratory disturbance experiments.

Natural fluctuations in soil microbial communities are poorly documented because of the inherent difficulty to perform a simultaneous analysis of the relative abundances of multiple populations over a long time period. Yet, it is important to understand the magnitudes of community composition variability as a function of natural influences (e.g., temperature, plant growth, or rainfall) because this forms the reference or baseline against which external disturbances (e.g., anthropogenic emissions) can be judged. Second, definition of baseline fluctuations in complex microbial communities may help to understand at which point the systems become unbalanced and cannot return to their original composition. In this paper, we examined the seasonal fluctuations in the bacterial community of an agricultural soil used for regular plant crop production by using terminal restriction fragment length polymorphism profiling (T-RFLP) of the amplified 16S ribosomal ribonucleic acid (rRNA) gene diversity. Cluster and statistical analysis of T-RFLP data showed that soil bacterial communities fluctuated very little during the seasons (similarity indices between 0.835 and 0.997) with insignificant variations in 16S rRNA gene richness and diversity indices. Despite overall insignificant fluctuations, between 8 and 30% of all terminal restriction fragments changed their relative intensity in a significant manner among consecutive time samples. To determine the magnitude of community variations induced by external factors, soil samples were subjected to either inoculation with a pure bacterial culture, addition of the herbicide mecoprop, or addition of nutrients. All treatments resulted in statistically measurable changes of T-RFLP profiles of the communities. Addition of nutrients or bacteria plus mecoprop resulted in bacteria composition, which did not return to the original profile within 14 days. We propose that at less than 70% similarity in T-RFLP, the bacterial communities risk to drift apart to inherently different states.

Parallel changes in genetic diversity and species diversity following a natural disturbance.

We examined the spatial and temporal variation of species diversity and genetic diversity in a metacommunity comprising 16 species of freshwater gastropods. We monitored species abundance at five localities of the Ain river floodplain in southeastern France, over a period of four years. Using 190 AFLP loci, we monitored the genetic diversity of Radix balthica, one of the most abundant gastropod species of the metacommunity, twice during that period. An exceptionally intense drought occurred during the last two years and differentially affected the study sites. This allowed us to test the effect of natural disturbances on changes in both genetic and species diversity. Overall, local (alpha) diversity declined as reflected by lower values of gene diversity H(S) and evenness. In parallel, the among-sites (beta) diversity increased at both the genetic (F(ST)) and species (F(STC)) levels. These results suggest that disturbances can lead to similar changes in genetic and community structure through the combined effects of selective and neutral processes.

Impact of perinatal factors on continuous early monitoring of brain electrocortical activity in very preterm newborns by amplitude-integrated EEG.

Background:Amplitude-integrated electroencephalogram (aEEG) is increasingly used for neuromonitoring in preterms. We aimed to quantify the effects of gestational age (GA), postnatal age (PNA), and other perinatal factors on the development of aEEG early after birth in very preterm newborns with normal cerebral ultrasounds.Methods:Continuous aEEG was prospectively performed in 96 newborns (mean GA: 29.5 (range: 24.4-31.9) wk, birth weight 1,260 (580-2,120) g) during the first 96 h of life. aEEG tracings were qualitatively (maturity scores) and quantitatively (amplitudes) evaluated using preestablished criteria.Results:A significant increase in all aEEG measures was observed between day 1 and day 4 and for increasing GA (P < 0.001). The effect of PNA on aEEG development was 6.4- to 11.3-fold higher than that of GA. In multivariate regression, GA and PNA were associated with increased qualitative and quantitative aEEG measures, whereas small-for-GA status was independently associated with increased maximum aEEG amplitude (P = 0.003). Morphine administration negatively affected all aEEG measures (P < .05), and caffeine administration negatively affected qualitative aEEG measures (P = 0.02).Conclusion:During the first few days after birth, aEEG activity in very preterm infants significantly develops and is strongly subjected to the effect of PNA. Perinatal factors may alter the early aEEG tracing and interfere with its interpretation.

Climate change, anthropogenic disturbance and the northward range expansion of Lactuca serriola (Asteraceae)

The distribution range of Lactuca serriola, a species native to the summer-dry mediterranean climate, has expanded northwards during the last 250 years. This paper assesses the influence of climate on the range expansion of this species and highlights the importance of anthropogenic disturbance to its spread. Location Central and Northern Europe. Methods Data on the geographic distribution of L. serriola were assembled through a literature search as well as through floristic and herbarium surveys. Maps of the spread of L. serriola in Central and Northern Europe were prepared based on herbarium data. The spread was assessed more precisely in Germany, Austria and Great Britain by pooling herbarium and literature data. We modelled the bioclimatic niche of the species using occurrence and climatic data covering the last century to generate projections of suitable habitats under the climatic conditions of five time periods. We tested whether the observed distribution of L. serriola could be explained for each time period, assuming that the climatic niche of the species was conserved across time. Results The species has spread northwards since the beginning of the 19th century. We show that climate warming in Europe increased the number of sites suitable for the species at northern latitudes. Until the late 1970s, the distribution of the species corresponded to the climatically suitable sites available. For the last two decades, however, we could not show any significant relationship between the increase in suitable sites and the distributional range change of L. serriola. However, we highlight potential areas the species could spread to in the future (Great Britain, southern Scandinavia and the Swedish coast). It is predominantly non-climatic influences of global change that have contributed to its rapid spread. Main conclusions The observation that colonizing species are not filling their climatically suitable range might imply that, potentially, other ruderal species could expand far beyond their current range. Our work highlights the importance of historical floristic and herbarium data for understanding the expansion of a species. Such historical distributional data can provide valuable information for those planning the management of contemporary environmental problems, such as species responses to environmental change.

Mesurer l'amplitude articulaire du genou: goniométre universel ou smartphone [Measurement of the knee range of motion: standard goniometer or smartphone?].

Universal standard goniometer is an essential tool to measure articulations' range of motion (ROM). In this time of technological advances and increasing use of smartphones, new measurement's tools appear as specific smartphone applications. This article compares the iOS application "Knee Goniometer" with universal standard goniometer to assess knee ROM. To our knowledge, this is the first study that uses a goniometer application in a clinical context. The purpose of this study is to determine if this application could be used in clinical practice.

Anthropogenic disturbance as a driver of microspatial and microhabitat segregation of cytotypes of Centaurea stoebe and cytotype interactions in secondary contact zones.

BACKGROUND AND AIMS: In a mixed-ploidy population, strong frequency-dependent mating will lead to the elimination of the less common cytotype, unless prezygotic barriers enhance assortative mating. However, such barriers favouring cytotype coexistence have only rarely been explored. Here, an assessment is made of the mechanisms involved in formation of mixed-ploidy populations and coexistence of diploid plants and their closely related allotetraploid derivates from the Centaurea stoebe complex (Asteraceae). METHODS: An investigation was made of microspatial and microhabitat distribution, life-history and fitness traits, flowering phenology, genetic relatedness of cytotypes and intercytotype gene flow (cpDNA and microsatellites) in six mixed-ploidy populations in Central Europe. KEY RESULTS: Diploids and tetraploids were genetically differentiated, thus corroborating the secondary origin of contact zones. The cytotypes were spatially segregated at all sites studied, with tetraploids colonizing preferentially drier and open microhabitats created by human-induced disturbances. Conversely, they were rare in more natural microsites and microsites with denser vegetation despite their superior persistence ability (polycarpic life cycle). The seed set of tetraploid plants was strongly influenced by their frequency in mixed-ploidy populations. Triploid hybrids originated from bidirectional hybridizations were extremely rare and almost completely sterile, indicating a strong postzygotic barrier between cytotypes. CONCLUSIONS: The findings suggest that tetraploids are later immigrants into already established diploid populations and that anthropogenic activities creating open niches favouring propagule introductions were the major factor shaping the non-random distribution and habitat segregation of cytotypes at fine spatial scale. Establishment and spread of tetraploids was further facilitated by their superior persistence through the perennial life cycle. The results highlight the importance of non-adaptive spatio-temporal processes in explaining microhabitat and microspatial segregation of cytotypes.

Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

Isolated disturbance of written language-acquisition as an initial symptom of epileptic aphasia in a 7-year-old child - a 3-year follow-up-study

A 7-year-old right-handed girl developed partial complex seizures with a left-sided onset. A brief period of post-ictal aphasia of the conduction type was documented before seizure control and complete normalization of oral language were obtained. We also found that she had a history of previous unexplained difficulty with written language acquisition that had occurred prior to the clinically recognized epilepsy and a subsequent loss of this ability. This rapidly improved with control of the epilepsy. The evolution of written language were been followed for 3 years, and continued improvement has occurred with fluctuations related to her epilepsy. This observation adds support to the growing body of data indicating that specific cognitive disturbances can be due to epilepsy in young children. It shows the vulnerability of skills which are in a period of active development, and the possibility that oral/written language can be differentially involved by cerebral dysfunction in the young child.

Delayed Cyclic Activity Development on Early Amplitude-Integrated EEG in the Preterm Infant with Brain Lesions.

Background: Maturation of amplitude-integrated electroencephalogram (aEEG) activity is influenced by both gestational age (GA) and postmenstrual age. It is not fully known how this process is influenced by cerebral lesions. Objective: To compare early aEEG developmental changes between preterm newborns with different degrees of cerebral lesions on cranial ultrasound (cUS). Methods: Prospective cohort study on preterm newborns with GA <32.0 weeks, undergoing continuous aEEG recording during the first 84 h after birth. aEEG characteristics were qualitatively and quantitatively evaluated using pre-established criteria. Based on cUS findings three groups were formed: normal (n = 78), mild (n = 20), and severe cerebral lesions (n = 6). Linear mixed models for repeated measures were used to analyze aEEG maturational trajectories. Results: 104 newborns with a mean GA (range) 29.5 (24.4-31.7) weeks, and birth weight 1,220 (580-2,020) g were recruited. Newborns with severe brain lesions started with similar aEEG scores and tendentially lower aEEG amplitudes than newborns without brain lesions, and showed a slower development of the cyclic activity (p < 0.001), but a more rapid increase of the maximum and minimum aEEG amplitudes (p = 0.002 and p = 0.04). Conclusions: Preterm infants with severe cerebral lesions manifest a maturational delay in the aEEG cyclic activity already early after birth, but show a catch-up of aEEG amplitudes to that of newborns without cerebral lesions. Changes in the maturational aEEG pattern may be a marker of severe neurological lesions in the preterm infant.