Postnatal expression pattern of calcium-binding proteins in organotypic thalamic cultures and in the dorsal thalamus in vivo.

The present study describes the postnatal expression of calbindin, calretinin and parvalbumin and glutamic acid decarboxylase (GAD) and microtubule-associated protein 2 (MAP2) in organotypic monocultures of rat dorsal thalamus compared to the thalamus in vivo. Cultures were maintained for up to 7 weeks. Cortex-conditioned medium improved the survival of thalamic cultures. MAP2-immunoreactive material was present in somata and dendrites of small and large-sized neurons throughout the cultures. Parvalbumin immunoreactivity was present in larger multipolar or bitufted neurons along the edge of a culture. These neurons also displayed strong parvalbumin mRNA and GAD mRNA expression, and GABA immunoreactivity. They likely corresponded to cells of the nucleus reticularis thalami. Parvalbumin mRNA, but neither parvalbumin protein nor GAD mRNA, was expressed in neurons with large somata within the explant. They likely represented relay cells. GAD mRNA, but not parvalbumin mRNA, was expressed in small neurons within the explants. Small neurons also displayed calbindin- and calretinin-immunoreactivity. The small neurons likely represented local circuit neurons. The time course of expression of the calcium-binding proteins revealed that all were present at birth with the predicted molecular weights. A low, but constant parvalbumin expression was observed in vitro without the developmental increase seen in vivo, which most likely represented parvalbumin from afferent sources. In contrast, the explantation transiently downregulated the calretinin and calbindin expression, but the neurons recovered the expression after 14 and 21 days, respectively. In conclusion, thalamic monocultures older than three weeks represent a stable neuronal network containing well differentiated neurons of the nucleus reticularis thalami, relay cells and local circuit neurons.

Confounding effects of heart rate on pulse wave velocity in paced patients with a low degree of atherosclerosis.

BACKGROUND: Pulse wave velocity (PWV), an index of arterial wall stiffness, is modulated by blood pressure (BP). Whether heart rate (HR) is also a modulator of PWV is controversial. Recent research involving mainly patients with high aortic PWV have found either no change or a positive correlation between the two. Given that PWV is increasingly being measured in cardiovascular studies, the relationship between HR and PWV should be known in patients with preserved arterial wall elasticity. OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate the importance of HR as a determinant of the variability in PWV in patients with a low degree of atherosclerosis. DESIGN AND METHODS: Fourteen patients (five female, nine male; aged 68 +/- 8 years) were evaluated post pacemaker implantation due to sick sinus or carotid hypersensitivity syndromes. Carotid-femoral PWV was measured at rest and during atrial pacing at 80, 90 and 100 bpm (paced HR). Arterial femoral blood flow (AFBF) was measured by echodoppler. RESULTS: PWV increased from 6.2 +/- 1.5 m/s (mean +/- SD) during resting sinus rhythm (HR 62 +/- 8 bpm; mean +/- SD) to 6.8 +/- 1.0, 7.0 +/- 0.9, and 7.6 +/- 1.1 m/s at pacing rates of 80, 90 and 100 bpm, respectively (P < 0.0001). Systolic (SBP) and mean blood pressure (MBP) remained constant at all HR levels, whereas AFBF increased in a linear fashion. CONCLUSIONS: These results demonstrate that even in patients with a low degree of atherosclerosis, HR is a potential modulator of carotid-femoral PWV.

Comparison of plantar pressure distribution in adolescent runners at low vs. high running velocity.

This study aimed to compare foot plantar pressure distribution while jogging and running in highly trained adolescent runners. Eleven participants performed two constant-velocity running trials either at jogging (11.2 ± 0.9 km/h) or running (17.8 ± 1.4 km/h) pace on a treadmill. Contact area (CA in cm(2)), maximum force (F(max) in N), peak pressure (PP in kPa), contact time (CT in ms), and relative load (force time integral in each individual region divided by the force time integral for the total plantar foot surface, in %) were measured in nine regions of the right foot using an in-shoe plantar pressure device. Under the whole foot, CA, F(max) and PP were lower in jogging than in running (-1.2% [p<0.05], -12.3% [p<0.001] and -15.1% [p<0.01] respectively) whereas CT was higher (+20.1%; p<0.001). Interestingly, we found an increase in relative load under the medial and central forefoot regions while jogging (+6.7% and +3.7%, respectively; [p<0.05]), while the relative load under the lesser toes (-8.4%; p<0.05) was reduced. In order to prevent overloading of the metatarsals in adolescent runners, excessive mileage at jogging pace should be avoided.

Low-dose multidetector computed tomography of the cervical spine: optimization of iterative reconstruction strength levels.

BACKGROUND: Iterative reconstruction (IR) techniques reduce image noise in multidetector computed tomography (MDCT) imaging. They can therefore be used to reduce radiation dose while maintaining diagnostic image quality nearly constant. However, CT manufacturers offer several strength levels of IR to choose from. PURPOSE: To determine the optimal strength level of IR in low-dose MDCT of the cervical spine. MATERIAL AND METHODS: Thirty consecutive patients investigated by low-dose cervical spine MDCT were prospectively studied. Raw data were reconstructed using filtered back-projection and sinogram-affirmed IR (SAFIRE, strength levels 1 to 5) techniques. Image noise, signal-to-noise ratio (SNR), and contrast-to-noise ratio (CNR) were measured at C3-C4 and C6-C7 levels. Two radiologists independently and blindly evaluated various anatomical structures (both dense and soft tissues) using a 4-point scale. They also rated the overall diagnostic image quality using a 10-point scale. RESULTS: As IR strength levels increased, image noise decreased linearly, while SNR and CNR both increased linearly at C3-C4 and C6-C7 levels (P < 0.001). For the intervertebral discs, the content of neural foramina and dural sac, and for the ligaments, subjective image quality scores increased linearly with increasing IR strength level (P ≤ 0.03). Conversely, for the soft tissues and trabecular bone, the scores decreased linearly with increasing IR strength level (P < 0.001). Finally, the overall diagnostic image quality scores increased linearly with increasing IR strength level (P < 0.001). CONCLUSION: The optimal strength level of IR in low-dose cervical spine MDCT depends on the anatomical structure to be analyzed. For the intervertebral discs and the content of neural foramina, high strength levels of IR are recommended.

High genetic variability and low local diversity in a population of arbuscular mycorrhizal fungi.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are ecologically important root symbionts of most terrestrial plants. Ecological studies of AMF have concentrated on differences between species; largely assuming little variability within AMF species. Although AMF are clonal, they have evolved to contain a surprisingly high within-species genetic variability, and genetically different nuclei can coexist within individual spores. These traits could potentially lead to within-population genetic variation, causing differences in physiology and symbiotic function in AMF populations, a consequence that has been largely neglected. We found highly significant genetic and phenotypic variation among isolates of a population of Glomus intraradices but relatively low total observed genetic diversity. Because we maintained the isolated population in a constant environment, phenotypic variation can be considered as variation in quantitative genetic traits. In view of the large genetic differences among isolates by randomly sampling two individual spores, <50% of the total observed population genetic diversity is represented. Adding an isolate from a distant population did not increase total observed genetic diversity. Genetic variation exceeded variation in quantitative genetic traits, indicating that selection acted on the population to retain similar traits, which might be because of the multigenomic nature of AMF, where considerable genetic redundancy could buffer the effects of changes in the genetic content of phenotypic traits. These results have direct implications for ecological research and for studying AMF genes, improving commercial AMF inoculum, and understanding evolutionary mechanisms in multigenomic organisms.

Low latitude Paleocene to early Eocene radiolarian systematics, biochronology and paleoenvironmental analysis

Highly diverse radiolarian faunas of latest Maastrichtian to early Eocene age have been recovered from the low latitude realm in order to contribute to the clarification of radiolarian taxonomy, construct a zonation based on a discrete sequence of co-existence intervals of species ranging from the late Paleocene to early Eocene and to describe a rich low latitude latest Cretaceous to late Paleocene fauna. 225 samples of late Paleocene to early Eocene age have been collected from ODP Leg 171 B-Hole 1051 A (Blake Nose), DSDP Leg 43-Site 384 (Northwest Atlantic) and DSDP Leg 10-Sites 86, 94, 95, 96. Sequences consist of mainly pelagic oozes and chalks, with some clay and ash layers. A new imaging technique is devised to perform (in particular on topotypic material) both transmitted light microscopy and SEM imaging on individual radiolarian specimens. SEM precedes transmitted light imaging. Radiolarians are adhered to a cover slip (using nail varnish) which is secured to a stub using conductive levers. Specimens are then photographed in low vacuum (40-50Pa; 0.5mbar), which enables charge neutralization by ionized molecules of the chamber atmosphere. Thus gold coating is avoided and subsequently this allows transmitted light imaging to follow. The conductive levers are unscrewed and the cover slip is simply overturned and mounted with Canada balsam. In an attempt towards a post-Haeckelian classification, the initial spicule (Entactinaria), micro- or macrosphere (Spumellaria) and initial spicule and cephalis (Nassellaria) have been studied by slicing Entactinaria and Spumellaria, and by tilting Nassellaria in the SEM chamber. A new genus of the family Coccodiscidae is erected and Spongatractus HAECKEL is re-located to the subfamily Axopruinae. The biochronology has been carried out using the Unitary Association Method (Guex 1977, 1991). A database recording the occurrences of 112 species has been used to establish a succession of 22 Unitary Associations. Each association is correlated to chronostratigraphy via calcareous microfossils that were previously studied by other authors. The 22 UAs have been united into seven Unitary Associations Zones (UAZones) (JP10- JE4). The established zones permit to distinguish supplementary subdivisions within the existing zonation. The low-latitude Paleocene radiolarian zonation established by Sanfilippo and Nigrini (1998a) is incomplete due to the lack of radiolarian-bearing early Paleocene sediments. In order to contribute to the study of sparsely known low latitude early Paleocene faunas, 80 samples were taken from the highly siliceous Guayaquil Formation (Ecuador). The sequence consists of black cherts, shales, siliceous limestones and volcanic ash layers. The carbonate content increases up section. Age control is supplied by sporadic occurrences of silicified planktonic foraminifera casts. One Cretaceous zone and seven Paleocene zones have been identified. The existing zonation for the South Pacific can be applied to the early-early late Paleocene sequence, although certain marker species have significantly shorter ranges (notably Buryella foremanae and B. granulata). Despite missing marker species in the late Paleocene, faunal distribution correlates reasonably to the Low-Latitude zonation. An assemblage highly abundant in Lithomelissa, Lophophaena and Cycladophora in the upper RP6 zone (correlated by the presence of Pterocodon poculum, Circodiscus circularis, Pterocodon? sp. aff. P. tenellus and Stylotrochus nitidus) shows a close affinity to contemporaneous faunas reported from Site 1121, Campbell Plateau. Coupled with a high diatom abundance (notably Aulacodiscus spp. and Arachnoidiscus spp.), these faunas are interpreted as reflecting a period of enhanced biosiliceous productivity during the late Paleocene. The youngest sample is void of radiolarians, diatoms and sponge spicules yet contains many pyritized infaunal benthic foraminifera which are akin to the midway-type fauna. The presence of this fauna suggests deposition in a neritic environment. This is in contrast to the inferred bathyal slope depositional environment of the older Paleocene sediments and suggests a shoaling of the depositional environment which may be related to a coeval major accretionary event. RESUME DE LA THESE Des faunes de radiolaires de basses latitudes très diversifiées d'âge Maastrichtien terminal à Eocène inférieur, ont été étudiées afin de contribuer à la clarification de leur taxonomie, de construire une biozonation basée sur une séquence discrète d'intervalles de coexistence des espèces d'age Paléocène supérieur à Eocène inférieur et de décrire une riche faune de basse latitude allant du Crétacé terminal au Paléocène supérieur. L'étude de cette faune contribue particulièrement à la connaissance des insaisissables radiolaires de basses latitudes du Paléocène inférieur. 225 échantillons d'âge Paléocène supérieur à Eocène inférieur provenant des ODP Leg 171B-Site 1051A (Blake Nose), Leg DSDP 43-Site 384 (Atlantique Nord -Ouest) et des DSDP Leg 10 -Sites 86, 94, 95, 96, ont été étudiés. Ces séquences sont constituées principalement de « ooze » et de « chalks »pélagiques ainsi que de quelques niveaux de cendres et d'argiles. Une nouvelle technique d'imagerie a été conçue afin de pouvoir prendre conjointement des images en lumière transmise et au Microscope Electronique à Balayage (MEB) de spécimens individuels. Ceci à été particulièrement appliqué à l'étude des topotypes. L'imagerie MEB précède l'imagerie en lumière transmise. Les radiolaires sont collés sur une lame pour micropaléontologie (au moyen de vernis à ongles) qui est ensuite fixée à un porte-objet à l'aide de bras métalliques conducteurs. Les spécimens sont ensuite photographiés en vide partiel (40-50Pa; 0.5mbar), ce qui permet la neutralisation des charges électrostatiques dues à la présence de molécules ionisées dans l'atmosphère de la chambre d'observation. Ainsi la métallisation de l'échantillon avec de l'or n'est plus nécessaire et ceci permet l'observation ultérieure en lumière transmise. Les bras conducteurs sont ensuite dévissés et la lame est simplement retournée et immergée dans du baume du Canada. Dans une approche de classification post Haeckelienne, le spicule initial (Entactinaires), la micro- ou macro -sphère (Spumellaires) et le spicule initial et cephalis (Nassellaires) ont été étudiés. Ceci a nécessité le sectionnement d'Entactinaires et de Spumellaires, et de pivoter les Nassellaires dans la chambre d'observation du MEB. Un nouveau genre de la Famille des Coccodiscidae a été érigé et Spongatractus HAECKEL à été réassigné à la sous-famille des Axopruninae. L'analyse biostratigraphique à été effectuée à l'aide de la méthode des Associations Unitaires {Guex 1977, 1991). Une base de données enregistrant les présences de 112 espèces à été utilisée poux établir une succession de 22 Associations Unitaires. Chaque association est corrélée à la chronostratigraphie au moyen de microfossiles calcaires précédemment étudiés par d'autres auteurs. Les 22 UAs ont été combinées en sept Zones d'Associations Unitaires (UAZones) (JP10- JE4). Ces Zones permettent d'insérer des subdivisions supplémentaires dans la zonation actuelle. La zonation de basses latitudes du Paléocène établie par Sanfilippo et Nigrini (1998a) est incomplète due au manque de sédiments du Paléocène inférieur contenant des radiolaires. Afin de contribuer à l'étude des faunes peu connues des basses latitudes du Paléocène inférieur, 80 échantillons ont été prélevés d'une section siliceuse de la Formation de Guayaquil (Equateur). La séquence est composée de cherts noirs, de shales, de calcaires siliceux et de couches de cendres volcaniques. La fraction carbonatée augmente vers le haut de la section. Des contraintes chronologiques sont fournies par la présence sporadique de moules de foraminifères planctoniques. Une zone d'intervalles du Crétacé et sept du Paléocène ont été mises en évidence. Bien que certaines espèces marqueur ont des distributions remarquablement plus courtes (notamment Buryella foremanae et B. granulata), la zonation existante pour le Pacifique Sud est applicable à la séquence d'age Paléocène inférieure à Paléocène supérieur basal étudiée. Malgré l'absence d'espèces marqueur du Paléocène supérieur, la succession faunistique se corrèle raisonnablement avec la zonation pour les basses latitudes. Un assemblage contenant d'abondants représentant du genre Lithomelissa, Lophophaena et Cycladophora dans la zone RP6 (correlée par la présence de Pterocodon poculum, Circodiscus circularis, Pterocodon? sp. aff. P. tenellus et Stylotrochus nitidus) montre une grande similitude avec certaines faunes issues des hauts latitudes et d'age semblable décrites par Hollis (2002, Site 1121, Campbell Plateau). Ceci, en plus d'une abondance importante en diatomés (notamment Aulacodiscus spp. et Arachnoidiscus spp.) nous mènent à interpréter cette faune comme témoin d'un épisode de productivité biosiliceuse accrue dans le Paléocène supérieur. L'échantillon le plus jeune, dépourvu de radiolaires, de diatomés et de spicules d'éponge contient de nombreux foraminifères benthiques infaunaux pyritisés. Les espèces identifiées sont caractéristiques d'une faune de type midway. La présence de ces foraminifères suggère un environnement de type néritique. Ceci est en contraste avec l'environnement de pente bathyale caractérisent les sédiments sous-jacent. Cette séquence de diminution de la tranche d'eau peut être associée à un événement d'accrétion majeure. RESUME DE LA THESE (POUR LE GRAND PUBLIC) Les radiolaires constituent le groupe de plancton marin le plus divers et le plus largement répandu de l'enregistrement fossile. Un taux d'évolution rapide et une variation géographique considérable des populations font des radiolaires un outil de recherche sans égal pour la biostratigraphie et la paléocéanographie. Néanmoins, avant de pouvoir les utiliser comme outils de travail, il est essentiel d'établir une solide base taxonomique. L'étude des Radiolaires peut impliquer plusieurs techniques d'extraction, d'observation et d'imagerie qui sont dépendantes du degré d'altération diagénétique des spécimens. Le squelette initial, qu'il s'agisse d'un spicule initial (Entactinaria), d'une micro- ou macro -sphère (Spumellaria) ou d'un spicule initial et d'un cephalis (Nassellaria), est l'élément le plus constant au cours de l'évolution et devrait représenter le fondement de la systématique. Des échantillons provenant de carottes de basses latitudes du Deep Sea Drilling Project et de l' Ocean Drilling ont été étudiés. De nouvelles techniques d'imagerie et de sectionnement ont été développées sur des topotypes de radiolaires préservés en opale, dans le but d'étudier les caractéristiques de leur squelette initial qui n'étaient pas visibles dans leur illustration originale. Ceci aide entre autre à comparer des spécimens recristallisés en quartz, provenant de terrains accrétés, avec les holotypes en opale de la littérature. La distribution des espèces étudiés a fourni des données biostratigraphiques qui ont été compilées à l'aide de la méthode des Associations Unitaires (Guez 1977, 1991). Il s'agit d'un modèle mathématique déterministe conçu pour exploiter la totalité de l'assemblage plutôt que de se confiner à l'utilisation de taxons marqueurs individuels. Une séquence de 22 Associations Unitaires a été établie pour la période allant du Paléocène supérieur à l'Éocène inférieur. Chaque Association Unitaire a été corrélée à l'échelle de temps absolue à l'aide de microfossiles calcaires. Les 22 UAs ont été combinées en sept Zones d'Associations Unitaires (JP10- JE4). Ces Zones permettent d'insérer des subdivisions supplémentaires dans la zonation actuelle. Les radiolaires du Paléocène inférieur à moyen des basses latitudes sont rares. Les meilleures sections connues se trouvent dans les hautes latitudes (Nouvelle Zélande). Quelques assemblages épars ont été mentionnés par le passé en Californie, en Équateur et en Russie. Une séquence siliceuse de 190 mètres dans la Formation de Guayaquil (Équateur), s'étendant du Maastrichtien supérieur au Paléocène supérieur, a fourni des faunes relativement bien préservées. L'étude de ces faunes a permis de mettre en évidence la première séquence complète de radiolaires de basses latitudes dans le Paléocène inférieure. Huit zones allant du Crétacé terminal au Paléocène supérieur ont pu être appliqués et la présence de foraminifères planctoniques a fournie plusieurs points d'attache chronologiques. Dans le Paléocène supérieur, un riche assemblage contenant d'abondants diatomés et radiolaires ayant des similitudes faunistiques marquantes avec des assemblages de hautes latitudes de Nouvelle Zélande, témoigne d'un épisode de productivité biosiliceuse accrue pendant cette période. Étant donné que la pointe du continent sud-américain et l'Antarctique étaient plus proches au cours du Paléocène, ce phénomène peut être expliqué par le transport, le long de la côte ouest de l'Amérique du Sud, d'eaux riches en nutriments en provenance de l'Océan Antarctique. Suite à cet épisode, l'enregistrement en radiolaires est interrompu. Ceci peut être associé à des événements tectoniques régionaux qui ont eu pour effet de diminuer la tranche d'eau relative, rendant l'environnement plus favorable aux foraminifères benthiques qui sont abondamment présents dans l'échantillon le plus jeune de la séquence.

Comparison of plantar pressure distribution in adolescent runners at low vs. high running velocity

This study aimed to compare foot plantar pressure distribution while jogging and running in highly trained adolescent runners. Eleven participants performed two constant-velocity running trials either at jogging (11.2 ± 0.9 km/h) or running (17.8 ± 1.4 km/h) pace on a treadmill. Contact area (CA in cm(2)), maximum force (F(max) in N), peak pressure (PP in kPa), contact time (CT in ms), and relative load (force time integral in each individual region divided by the force time integral for the total plantar foot surface, in %) were measured in nine regions of the right foot using an in-shoe plantar pressure device. Under the whole foot, CA, F(max) and PP were lower in jogging than in running (-1.2% [p<0.05], -12.3% [p<0.001] and -15.1% [p<0.01] respectively) whereas CT was higher (+20.1%; p<0.001). Interestingly, we found an increase in relative load under the medial and central forefoot regions while jogging (+6.7% and +3.7%, respectively; [p<0.05]), while the relative load under the lesser toes (-8.4%; p<0.05) was reduced. In order to prevent overloading of the metatarsals in adolescent runners, excessive mileage at jogging pace should be avoided.