Strokes restricted to the insular cortex

Résumé: L'objectif de l'étude est de caractériser la manifestation clinique d'une atteinte vasculaire cérébrale ischémique aiguë limitée au cortex insulaire, région intrigante et méconnue du cerveau humain. Dans la pratique clinique, une atteinte vasculaire aiguë limitée à l'insula, sans compromission d'autres régions cérébrales, est exceptionnelle et sa manifestation clinique neurologique est souvent non reconnue. L'étude est focalisée sur quatre patients, inscrits dans le Lausanne Stroke Registry, présentant une nouvelle atteinte vasculaire cérébrale avec une lésion unique purement limitée au cortex insulaire, objectivée à l'aide de la résonance magnétique (IRM). L'étude a mis en évidence cinq manifestations cliniques principales : 1) Troubles de la sensibilité corporelle sont révélé chez trois patients avec une atteinte insulaire postérieure (deux avec un syndrome pseudothalamique, un avec un déficit à distribution partielle). 2) Un patient avec une lésion insulaire postérieure gauche présent des troubles du goût. 3) Un syndrome pseudovestibulaire avec vertiges non rotatoires, instabilité à la marche sans nystagmus, est mis en évidence chez trois patients avec une atteinte ischémique insulaire postérieure. 4) Un patient avec atteinte de l'insula postérieure droite présente des épisodes d'hypertension artérielle d'origine cryptique. 5) Des troubles neuropsychologiques tels qu'aphasie et dysarthrie sont détectés chez les patients avec une atteinte insulaire postérieure gauche, un épisode de somatoparaphrénie est rapporté avec une atteinte insulaire postérieure droite. En conclusion, les atteintes vasculaires cérébrales ischémiques aiguës limitées au cortex insulaire postérieur peuvent se manifester principalement avec un tableau clinique caractérisé par un syndrome pseudothalamique associé à une symptomatologie pseudovertigineuse. Les lésions insulaires postérieures peuvent se manifester avec une dysarthrie et des troubles du goût, une aphasie (gauche), une somatoparaphrénie et une dysfonction hypertensive (droite). L'étude n'a pas mis en évidence de dysphagie, reportée dans les atteintes insulaires antérieures. Abstract: Objective: To characterize clinically acute insular strokes from four patients with, a first ever acute stroke restricted to the insula on MRI. Methods: The authors studied the clinical presentation of four patients with a first ever acute stroke restricted to the insula on MRI. Results: The authors found five main groups of clinical presentations: 1) somatosensory deficits in three patients with posterior insular stroke (two with a transient pseudothalamic sensory syndrome, one with partial distribution); 2) gustatory disorder in a patient with left posterior insular infarct; 3) vestibular-like syndrome, with dizziness, gait instability, and tendency to fall, but no nystagmus, in three patients with posterior insular strokes; 4) cardiovascular disturbances, consisting of hypertensive episodes in a patient with a right posterior insular infarct; and 5) neuropsychological disorders, including aphasia (left posterior insula), dysarthria, and transient somatoparaphrenia (right posterior insula). Conclusion: Strokes restricted to the posterior insula may present with pseudothalamic sensory and vestibular-like syndromes as prominent clinical manifestations, but also dysarthria and aphasia (in left lesions), somatoparaphrenia (right lesions) and gustatory dysfunction and blood pressure with hypertensive episodes in right lesions; we did not find acute dysphagia reported in anterior, insular strokes.

Cardiovascular effects of noradrenaline microinjected into the insular cortex of unanesthetized rats

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Involvement of the insular cortex in the consolidation and expression of contextual fear conditioning

The insular cortex (IC) has been reported to be involved in the modulation of memory and autonomic and defensive responses. However, there is conflicting evidence about the role of the IC in fear conditioning. To explore the IC involvement in both behavioral and autonomic responses induced by contextual fear conditioning, we evaluated the effects of the reversible inhibition of the IC neurotransmission through bilateral microinjections of the non-selective synapse blocker CoCl2 (1 mm) 10 min before or immediately after the conditioning session or 10 min before re-exposure to the aversive context. In the conditioning session, rats were exposed to a footshock chamber (context) and footshocks were used as the unconditioned stimulus. Forty-eight hours later, the animals were re-exposed to the aversive context for 10 min, but no shock was given. Behavioral (freezing) as well as cardiovascular (arterial pressure and heart rate increases) responses induced by re-exposure to the aversive context were analysed. It was observed that the local IC neurotransmission inhibition attenuated freezing and the mean arterial pressure and heart rate increase of the groups that received the CoCl2 either immediately after conditioning or 10 min before re-exposure to the aversive context, but not when the CoCl2 was injected before the conditioning session. These findings suggest the involvement of the IC in the consolidation and expression of contextual aversive memory. However, the IC does not seem to be essential for the acquisition of memory associated with aversive context. © 2013 Federation of European Neuroscience Societies and John Wiley & Sons Ltd.

Both alpha(1)- and alpha(2)-adrenoceptors in the Insular Cortex Are Involved in the Cardiovascular Responses to Acute Restraint Stress in Rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Pleasant sweeping grooming touch in rhesus monkey: effects on autonomic nervous system and its codification in posterior insular and secondary somatosensory cortex

Il tatto assume un'importanza fondamentale nella vita quotidiana, in quanto ci permette di discriminare le caratteristiche fisiche di un oggetto specifico, di identificarlo e di eventualmente integrare le suddette informazioni tattili con informazioni provenienti da altri canali sensoriali. Questa è la componente sensoriale-discriminativa del tatto. Tuttavia quotidianamente il tatto assume un ruolo fondamentale durante le diverse interazioni sociali, positive, come quando abbracciamo o accarezziamo una persona con cui abbiamo un rapporto affettivo e negative, per esempio quando allontaniamo una persona estranea dal nostro spazio peri-personale. Questa componente è la cosiddetta dimensione affettiva-motivazionale, la quale determina la codifica della valenza emotiva che l'interazione assume. Questa componente ci permette di creare, mantenere o distruggere i legami sociali in relazione al significato che il tocco assume durante l'interazione. Se per esempio riceviamo una carezza da un familiare, questa verrà percepita come piacevole e assumerà un significato affiliativo. Questo tipo di tocco è comunente definito come Tocco Sociale (Social Touch). Gli aspetti discriminativi del tatto sono stati ben caratterizzati, in quanto storicamente, il ruolo del tatto è stato considerato quello di discriminare le caratteristiche di ciò che viene toccato, mentre gli aspetti affettivi sono stati solo recentemente indagati considerando la loro importanza nelle interazioni sociali. Il tocco statico responsabile dell'aspetto discriminante attiva a livello della pelle le grandi fibre mieliniche (Aβ), modulando a livello del sistema nervoso centrale le cortecce sensoriali, sia primarie che secondarie. Questo permette la codifica a livello del sistema nervoso centrale delle caratteristiche fisiche oggettive degli oggetti toccati. Studi riguardanti le caratteristiche del tocco affiliativo sociale hanno messo in evidenza che suddetta stimolazione tattile 1) è un particolare tocco dinamico che avviene sul lato peloso delle pelle con una velocità di 1-10 cm/sec; 2) attiva le fibre amieliniche (fibre CT o C-LTMRs); 3) induce positivi effetti autonomici, ad esempio la diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca; e 4) determina la modulazione di regioni cerebrali coinvolte nella codifica del significato affiliativo dello stimolo sensoriale periferico, in particolare la corteccia insulare. Il senso del tatto, con le sue due dimensioni discriminativa e affiliativa, è quotidianamente usato non solo negli esseri umani, ma anche tra i primati non umani. Infatti, tutti i primati non umani utilizzano la componente discriminativa del tatto per identificare gli oggetti e il cibo e l'aspetto emotivo durante le interazioni sociali, sia negative come durante un combattimento, che positive, come durante i comportamenti affiliativi tra cui il grooming. I meccanismi di codifica della componente discriminativa dei primati non umani sono simili a quelli umani. Tuttavia, si conosce ben poco dei meccanismi alla base della codifica del tocco piacevole affiliativo. Pur essendo ben noto che i meccanorecettori amilienici C-LTMRs sono presenti anche sul lato peloso della pelle dei primati non umani, attualmente non ci sono studi riguardanti la correlazione tra il tocco piacevole e la loro modulazione, come invece è stato ampiamente dimostrato nell'uomo. Recentemente è stato ipotizzato (Dunbar, 2010) il ruolo delle fibre C-LTMRs durante il grooming, in particolare durante il cosiddetto swepping. Il grooming è costituito da due azioni motorie, lo sweeping e il picking che vengono eseguite in modo ritmico. Durante lo sweeping la scimmia agente muove il pelo della scimmia ricevente con un movimento a mano aperta, per poter vedere il preciso punto della pelle dove eseguire il picking, ovvero dove prendere la pelle a livello della radice del pelo con le unghie dell'indice e del pollice e tirare per rimuovere parassiti o uova di parassiti e ciò che è rimasto incastrato nel pelo. Oltre il noto ruolo igenico, il grooming sembra avere anche una importante funzione sociale affiliativa. Come la carezza nella società umana, cosi il grooming tra i primati non umani è considerato un comportamento. Secondo l'ipotesi di Dunbar l'attivazione delle C-LTMRs avverrebbe durante lo sweeping e questo porta a supporre che lo sweeping, come la carezza umana, costituisca una componente affiliativa del grooming, determinando quindi a contribuire alla sua codifica come comportamento sociale. Fino ad ora non vi è però alcuna prova diretta a sostegno di questa ipotesi. In particolare, 1) la velocità cui viene eseguito lo sweeping è compatibile con la velocità di attivazione delle fibre CT nell'uomo e quindi con la velocità tipica della carezza piacevole di carattere sociale affiliativo (1-10 cm/sec)?; 2) lo sweeping induce la stessa modulazione del sistema nervoso autonomo in direzione della modulazione del sistema vagale, come il tocco piacevole nell'uomo, attraverso l'attivazione delle fibre CT?; 3) lo sweeping modula la corteccia insulare, cosi come il tocco piacevole viene codificato come affiliativo nell'uomo mediante le proiezioni delle fibre CT a livello dell'insula posteriore? Lo scopo del presente lavoro è quella di testare l'ipotesi di Dunbar sopra citata, cercando quindi di rispondere alle suddette domande. Le risposte potrebbero consentire di ipotizzare la somiglianza tra lo sweeping, caratteristico del comportamento affiliativo di grooming tra i primati non umani e la carezza. In particolare, abbiamo eseguito 4 studi pilota. Nello Studio 1 abbiamo valutato la velocità con cui viene eseguito lo sweeping tra scimmie Rhesus, mediante una analisi cinematica di video registrati tra un gruppo di scimmie Rhesus. Negli Studi 2 e 3 abbiamo valutato gli effetti sul sistema nervoso autonomo dello sweeping eseguito dallo sperimentatore su una scimmia Rhesus di sesso maschile in una tipica situazione sperimentale. La stimolazione tattile è stata eseguita a diverse velocità, in accordo con i risultati dello Studio 1 e degli studi umani che hanno dimostrato la velocità ottimale e non ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs. In particolare, nello Studio 2 abbiamo misurato la frequenza cardiaca e la variabilità di questa, come indice della modulatione vagale, mentre nello Studio 3 abbiamo valutato gli effetti dello sweeping sul sistema nervoso autonomo in termini di variazioni di temperatura del corpo, nello specifico a livello del muso della scimmia. Infine, nello Studio 4 abbiamo studiato il ruolo della corteccia somatosensoriale secondaria e insulare nella codifica dello sweeping. A questo scopo abbiamo eseguito registrazioni di singoli neuroni mentre la medesima scimmia soggetto sperimentale dello Studio 2 e 3, riceveva lo sweeping a due velocità, una ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs secondo gli studi umani e i risultati dei tre studi sopra citati, ed una non ottimale. I dati preliminari ottenuti, dimostrano che 1) (Studio 1) lo sweeping tra scimmie Rhesus viene eseguito con una velocità media di 9.31 cm/sec, all'interno dell'intervallo di attivazione delle fibre CT nell'uomo; 2) (Studio 2) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina una diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca se eseguito alla velocità di 5 e 10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 1 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina l'aumento della frequenza cardiaca e la diminuzione della variabilità di questa, quindi il decremento dell'attivazione del sistema nervoso parasimpatico; 3) (Studio 3) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina l'aumento della temperatura corporea a livello del muso della scimmia se eseguito alla velocità di 5-10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 5 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina la diminuzione della temperatura del muso; 4) (Studio 4) la corteccia somatosensoriale secondaria e la corteccia insulare posteriore presentano neuroni selettivamente modulati durante lo sweeping eseguito ad una velocità di 5-13 cm/sec ma non neuroni selettivi per la codifica della velocità dello sweeping minore di 5 cm/sec. Questi risultati supportano l'ipotesi di Dunbar relativa al coinvolgimento delle fibre CT durante lo sweeping. Infatti i dati mettono in luce che lo sweeping viene eseguito con una velocità (9.31 cm/sec), simile a quella di attivazione delle fibre CT nell'uomo (1-10 cm/sec), determina gli stessi effetti fisiologici positivi in termini di frequenza cardiaca (diminuzione) e variabilità della frequenza cardiaca (incremento) e la modulazione delle medesime aree a livello del sistema nervoso centrale (in particolare la corteccia insulare). Inoltre, abbiamo dimostrato per la prima volta che suddetta stimolazione tattile determina l'aumento della temperatura del muso della scimmia. Il presente studio rappresenta la prima prova indiretta dell'ipotesi relativa alla modulazione del sistema delle fibre C-LTMRs durante lo sweeping e quindi della codifica della stimolazione tattile piacevole affiliativa a livello del sistema nervoso centrale ed autonomo, nei primati non umani. I dati preliminari qui presentati evidenziano la somiglianza tra il sistema delle fibre CT dell'uomo e del sistema C-LTMRs nei primati non umano, riguardanti il Social Touch. Nonostante ciò abbiamo riscontrato alcune discrepanze tra i risultati da noi ottenuti e quelli invece ottenuti dagli studi umani. La velocità media dello sweeping è di 9.31 cm / sec, rasente il limite superiore dell’intervallo di velocità che attiva le fibre CT nell'uomo. Inoltre, gli effetti autonomici positivi, in termini di battito cardiaco, variabilità della frequenza cardiaca e temperatura a livello del muso, sono stati evidenziati durante lo sweeping eseguito con una velocità di 5 e 10 cm/sec, quindi al limite superiore dell’intervallo ottimale che attiva le fibre CT nell’uomo. Al contrario, lo sweeping eseguito con una velocità inferiore a 5 cm/sec e superiore a 10 cm/sec determina effetti fisiologici negativo. Infine, la corteccia insula sembra essere selettivamente modulata dallo stimolazione eseguita alla velocità di 5-13 cm/sec, ma non 1-5 cm/sec. Quindi, gli studi sul sistema delle fibre CT nell’uomo hanno dimostrato che la velocità ottimale è 1-10 cm/sec, mentre dai nostri risultati la velocità ottimale sembra essere 5-13 cm / sec. Quindi, nonostante l'omologia tra il sistema delle fibre CT nell'umano deputato alla codifica del tocco piacevole affiliativo ed il sistema delle fibre C-LTMRs nei primati non umani, ulteriori studi saranno necessari per definire con maggiore precisione la velocità ottimale di attivazione delle fibre C-LTMR e per dimostrare direttamente la loro attivazione durante lo sweeping, mediante la misurazione diretta della loro modulazione. Studi in questa direzione potranno confermare l'omologia tra lo sweeping in qualità di tocco affiliativo piacevole tra i primati non umani e la carezza tra gli uomini. Infine, il presente studio potrebbe essere un importante punto di partenza per esplorare il meccanismo evolutivo dietro la trasformazione dello sweeping tra primati non umani, azione utilitaria eseguita durante il grooming, a carezza, gesto puramente affiliativo tra gli uomini.

Pain perception: Is there a role for primary somatosensory cortex?

Anatomical, physiological, and lesion data implicate multiple cortical regions in the complex experience of pain. These regions include primary and secondary somatosensory cortices, anterior cingulate cortex, insular cortex, and regions of the frontal cortex. Nevertheless, the role of different cortical areas in pain processing is controversial, particularly that of primary somatosensory cortex (S1). Human brain-imaging studies do not consistently reveal pain-related activation of S1, and older studies of cortical lesions and cortical stimulation in humans did not uncover a clear role of S1 in the pain experience. Whereas studies from a number of laboratories show that S1 is activated during the presentation of noxious stimuli as well as in association with some pathological pain states, others do not report such activation. Several factors may contribute to the different results among studies. First, we have evidence demonstrating that S1 activation is highly modulated by cognitive factors that alter pain perception, including attention and previous experience. Second, the precise somatotopic organization of S1 may lead to small focal activations, which are degraded by sulcal anatomical variability when averaging data across subjects. Third, the probable mixed excitatory and inhibitory effects of nociceptive input to S1 could be disparately represented in different experimental paradigms. Finally, statistical considerations are important in interpreting negative findings in S1. We conclude that, when these factors are taken into account, the bulk of the evidence now strongly supports a prominent and highly modulated role for S1 cortex in the sensory aspects of pain, including localization and discrimination of pain intensity.

Microglia in the cerebral and cerebellar cortices in individuals with autism

In this thesis, we explore the density of the microglia in the cerebral and cerebellar cortices of individuals with autism to investigate the hypothesis that neuroinflammation is involved in autism. We describe in our findings an increase in microglial density in two disparate cortical regions, frontal insular cortex and visual cortex, in individuals with autism (Tetreault et al., 2012). Our results imply that there is a global increase in the microglial density and neuroinflammation in the cerebral cortex of individuals with autism.

We expanded our cerebellar study to additional neurodevelopmental disorders that exhibit similar behaviors to autism spectrum disorder and have known cerebellar pathology. We subsequently found a more than threefold increase in the microglial density specific to the molecular layer of the cerebellum, which is the region of the Purkinje and parallel fiber synapses, in individuals with autism and Rett syndrome. Moreover, we report that not only is there an increase in microglia density in the molecular layer, the microglial cell bodies are significantly larger in perimeter and area in individuals with autism spectrum disorder and Rett syndrome compared to controls that implies that the microglia are activated. Additionally, an individual with Angelman syndrome and the sibling of an individual with autism have microglial densities similar to the individuals with autism and Rett syndrome. By contrast, an individual with Joubert syndrome, which is a developmental hypoplasia of the cerebellar vermis, had a normal density of microglia, indicating the specific pathology in the cerebellum does not necessarily result in increased microglial densities. We found a significant decrease in Purkinje cells specific to the cerebellar vermis in individuals with autism.

These findings indicate the importance for investigation of the Purkinje synapses in autism and that the relationship between the microglia and the synapses is of great utility in understanding the pathology in autism. Together, these data provide further evidence for the neuroinflammation hypothesis in autism and a basis for future investigation of neuroinflammation in autism. In particular, investigating the function of microglia in modifying synaptic connectivity in the cerebellum may provide key insights into developing therapeutics in autism spectrum disorder.

条件反射性免疫抑制及其脑机制的c-fos研究

To explore the neural mechanisms underlying conditioned immunomodulation, this study employed the classical taste aversion (CTA) behavioral paradigm to establish the conditioned humoral and cellular immunosuppression (CIS) in Wistar rats, by paring saccharin (CS) with intraperitoneal (i.p.) injection of an immunosuppressive drug cyclophophamide (UCS). C-fos immunohistochemistry method was used to observe the changes of the neuronal activities in the rat brain during the acquisition, expression and extinction of the conditioned immunosuppression (CIS). The followings are the main results: 1. Five days after one trial of CS-UCS paring, reexposure to CS alone significantly decreased the level of the anti-ovalbumin (OVA) IgG in the peripheral serum. Two trials of CS-UCS paring and three reexposures to CS not only resulted in further suppression of the primary immune response, but also reduced the numbers of peripheral lymphocytes and white blood cells. This finding indicates that CS can induce suppression of the immune function, and the magnitude of the effects is dependent on the intensity of training. 2. On day 5 following two trials of CS-UCS pairing, CS suppressed the spleen lymphocytes responsiveness to mitogens ConA, PHA and PWM, and decreased the numbers of peripheral lymphocytes and white blood cells. On day 15, only PHA induced lymphocyte proliferation was suppressed by CS. On day 30, presentation of CS did not have any effect on these immune parameters. These results suggest that the conditioned suppression of the cellular immune function can retain 5-15 days, and extinct after 30 days. 3. CTA was easily induced by one or two CS-UCS parings, and remained robust even after 30 days. These data demonstrate that CIS can be dissociated from CTA, and they may be mediated by different neural mechanisms. 4. Immunohistochemistry assays revealed a broad pattern of c-fos expression throughout the rat brain following the CS-UCS pairing and reexposure to CS, suggesting that many brain regions are involved in CIS. Some brain areas including the solitary tract nucleus (Sol), lateral parabrachial nucleus (LPB) and insular cortex (IC), showed high level c-fos expressions in response to both CS and UCS, suggesting that they may be involved in the transmission and integration of the CS and UCS signals in the brain. There were dense c-FOS positive neurons in the paraverntricular nucleus (PVN) and supraoptic nucleus (SO) of hypothalamus, subfornical organ (SFO) and area postrema (AP) etc. after two trials of CS-UCS paring and after the reexposure to CS 5 days later, but not in the first training and after the extinction of CIS (30 days later). The results reflect that these nuclei may have an important role in CIS expression, and may also response to the immunosuppression of UCS. The conditioned training and reexposure to CS 5 days later induced high level c-fos expression in the cingulate cortex (Cg), central amygdaloid nucleus (Ce), intermediate part of lateral septal nucleus (LSI) and ventrolateral parabrachial nucleus (VLPB) etc. But c-fos induction was not apparent when presenting CS 30 days later. These brain regions are mainly involved in CIS, and may be critical structures in the acquisition and expression of CIS. Some brain regions, including the frontal cortex (Fr), ventral orbital cortex (VO), IC, perirhinal cortex (PRh), LPB and the medial part of solitary nucleus (SolM), showed robust c-FOS expression following the conditioning training and reexposure to CS both on day 5 and day 30, suggesting that they are critically involved in CTA.

Cessació de l'hàbit tabàquic en pacients afectats de malaltia vascular cerebral aguda

S'han estudiat 1003 pacients amb el diagnòstic de Malaltia Vascular Cerebral (MVC) aguda ingressats a la unitat de neurologia de l'Hospital Josep Trueta de Girona en el període de gener de 2005 a juliol de 2007. S'ha realitzat un estudi de cohorts prospectiu d'un any en 110 pacients que eren fumadors en el moment de l'ictus. Un elevat percentatge dels pacients afectats de MVC aguda presenten factors de risc vascular que es poden evitar com el consum de tabac o d'alcohol, i factors de risc vascular que cal controlar com la hipertensió, la dislipèmia, la diabetis o la cardiopatia. Només 4 de cada 10 pacients fumadors diagnosticats d'ictus havien abandonat l'hàbit un any després de presentar la MVC aguda. Les variables que millor prediuen la cessació tabàquica en aquests pacients són la localització de la lesió a l'ínsula cerebral i la intenció de deixar de fumar prèvia a l'ictus.

A shift to randomness of brain oscillations in people with autism

BACKGROUND: Resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI) enables investigation of the intrinsic functional organization of the brain. Fractal parameters such as the Hurst exponent, H, describe the complexity of endogenous low-frequency fMRI time series on a continuum from random (H = .5) to ordered (H = 1). Shifts in fractal scaling of physiological time series have been associated with neurological and cardiac conditions. METHODS: Resting-state fMRI time series were recorded in 30 male adults with an autism spectrum condition (ASC) and 33 age- and IQ-matched male volunteers. The Hurst exponent was estimated in the wavelet domain and between-group differences were investigated at global and voxel level and in regions known to be involved in autism. RESULTS: Complex fractal scaling of fMRI time series was found in both groups but globally there was a significant shift to randomness in the ASC (mean H = .758, SD = .045) compared with neurotypical volunteers (mean H = .788, SD = .047). Between-group differences in H, which was always reduced in the ASC group, were seen in most regions previously reported to be involved in autism, including cortical midline structures, medial temporal structures, lateral temporal and parietal structures, insula, amygdala, basal ganglia, thalamus, and inferior frontal gyrus. Severity of autistic symptoms was negatively correlated with H in retrosplenial and right anterior insular cortex. CONCLUSIONS: Autism is associated with a small but significant shift to randomness of endogenous brain oscillations. Complexity measures may provide physiological indicators for autism as they have done for other medical conditions.

Leptin Targets in the Mouse Brain

The central actions of leptin are essential for homeostatic control of adipose tissue mass, glucose metabolism, and many autonomic and neuroendocrine systems. In the brain, leptin acts on numerous different cell types via the long-form leptin receptor (LepRb) to elicit its effects. The precise identification of leptin`s cellular targets is fundamental to understanding the mechanism of its pleiotropic central actions. We have systematically characterized LepRb distribution in the mouse brain using in situ hybridization in wildtype mice as well as by EYFP immunoreactivity in a novel LepRb-IRES-Cre EYFP reporter mouse line showing high levels of LepRb mRNA/EYFP coexpression. We found substantial LepRb mRNA and EYFP expression in hypothalamic and extrahypothalamic sites described before, including the dorsomedial nucleus of the hypothalamus, ventral premammillary nucleus, ventral tegmental area, parabrachial nucleus, and the dorsal vagal complex. Expression in insular cortex, lateral septal nucleus, medial preoptic area, rostral linear nucleus, and in the Edinger-Westphal nucleus was also observed and had been previously unreported. The LepRb-IRES-Cre reporter line was used to chemically characterize a population of leptin receptor-expressing neurons in the midbrain. Tyrosine hydroxylase and Cre reporter were found to be coexpressed in the ventral tegmental area and in other midbrain dopaminergic neurons. Lastly, the LepRbI-RES-Cre reporter line was used to map the extent of peripheral leptin sensing by central nervous system (CNS) LepRb neurons. Thus, we provide data supporting the use of the LepRb-IRES-Cre line for the assessment of the anatomic and functional characteristics of neurons expressing leptin receptor. J. Comp. Neurol. 514:518-532, 2009. (C) 2009 Wiley-Liss, Inc.

Non-invasive brain stimulation for the management of arterial hypertension

The neural control of the cardiovascular system is a complex process that involves many structures at different levels of nervous system. Several cortical areas are involved in the control of systemic blood pressure, such as the sensorimotor cortex, the medial prefrontal cortex and the insular cortex. Non-invasive brain stimulation techniques - repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS) - induce sustained and prolonged functional changes of the human cerebral cortex. rTMS and tDCS has led to positive results in the treatment of some neurological and psychiatric disorders. Because experiments in animals show that cortical modulation can be an effective method to regulate the cardiovascular system, non-invasive brain stimulation might be a novel tool in the therapeutics of human arterial hypertension. We here review the experimental evidence that non-invasive brain stimulation can influence the autonomic nervous system and discuss the hypothesis that focal modulation of cortical excitability by rTMS or tDCS can influence sympathetic outflow and, eventually, blood pressure, thus providing a novel therapeutic tool for human arterial hypertension. (C) 2009 Published by Elsevier Ltd.

Lateral septal area alpha(1)-and alpha(2)-adrenoceptors differently modulate baroreflex activity in unanaesthetized rats

The lateral septal area (LSA) is a limbic structure involved in autonomic, neuroendocrine and behavioural responses. An inhibitory influence of the LSA on baroreflex activity has been reported; however, the local neurotransmitter involved in this modulation is still unclear. In the present study, we verified the involvement of local LSA adrenoceptors in modulating cardiac baroreflex activity in unanaesthetized rats. Bilateral microinjection of the selective a1-adrenoceptor antagonist WB4101 (10 nmol in a volume of 100 nl) into the LSA decreased baroreflex bradycardia evoked by blood pressure increases, but had no effect on reflex tachycardia evoked by blood pressure decreases. Nevertheless, bilateral administration of the selective a2-adrenoceptor antagonist RX821002 (10 nmol in 100 nl) increased baroreflex tachycardia without affecting reflex bradycardia. Treatment of the LSA with a cocktail containing WB4101 and RX821002 decreased baroreflex bradycardia and increased reflex tachycardia. The non-selective beta-adrenoceptor antagonist propranolol (10 nmol in 100 nl) did not affect either reflex bradycardia or tachycardia. Microinjection of noradrenaline into the LSA increased reflex bradycardia and decreased the baroreflex tachycardic response, an opposite effect compared with those observed after double blockade of a1- and a2-adrenoceptors, and this effect of noradrenaline was blocked by local LSA pretreatment with the cocktail containing WB4101 and RX821002. The present results provide advances in our understanding of the baroreflex neural circuitry. Taken together, data suggest that local LSA a1- and a2-adrenoceptors modulate baroreflex control of heart rate differently. Data indicate that LSA a1-adrenoceptors exert a facilitatory modulation on baroreflex bradycardia, whereas local a2-adrenoceptors exert an inhibitory modulation on reflex tachycardia.

Cerebro-corticale und subcorticale Prozessierung vestibulärer Informationen im intakten und lädierten System der Ratte (Micro-PET-Studie)

In dieser Studie wurde anhand des Modells der Ratte das Gleichgewichtssystem auf cerebro-corticaler Ebene untersucht, und das Verhalten des Gehirns nach akuten sowie chronischen Ausfällen mit funktioneller Bildgebung untersucht. rnMit der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) kann die Metabolismusrate bestimmter Gehirnareale gemessen werden. Narkotisierte Tiere wurden unter galvanischer vestibulärer Stimulation im PET gemessen und die Ergebnisse wurden mit Kontrollstimulations-Messungen verglichen. Es konnten verschiedene Areale, die eine erhöhte Stoffwechselaktivität aufwiesen, ermittelt werden. Dazu gehören der somatosensorische und der insuläre Cortex, Teile des auditorischen Cortexes, der anteriore cinguläre sowie der entorhinale Cortex. Subcorticale Strukturen wie der Hippocampus, die Amygdala sowie die latero-dorsalen thalamischen Kerne wiesen ebenfalls erhöhten Stoffwechsel unter vestibulärer Stimulation auf. rnBei dieser PET-Studie handelt es sich um die erste funktionell-bildgebende Studie, die Verarbeitung vestibulärer Informationen bei Ratten in vivo darstellt. Die anatomische Verbindung der gefundenen Areale wurde mit anterograden und retrograden neuronalen Tracings unterstützt. rnDarüber hinaus wurde markiertes Gewebe, welches die Verbindung zwischen thalamischen und cerebro-corticalen Kernen der vestibulären Verschaltung aufweist, immunhistochemisch auf dessen Neurotransmission hin untersucht. Das katecholaminergen und dem opioidergen System wurde untersucht. Eine Beteiligung katecholaminerger Transmitter konnte nicht nachgewiesen werden. Neurone im somatosensorischen Cortex, die positiv auf einen Opioid-Rezeptor-Antikörper getestet wurden erhalten anterograd markierte Terminale aus dem thalamischen Kern LDDM, der mittels der PET als vestibulär identifiziert werden konnte. rnBasierend auf den Ergebnissen der ersten bildgebenden Studie wurde in einer zweiten funktionell-bildgebenden Studie die zentral-vestibuläre Verschaltung unterbrochen, indem relevante thalamische Kerngebiete (LDDM, LDVL) elektrolytisch zerstört wurden. Die Stoffwechselaktivität wurde anschließend bei diesen Tieren an verschiedenen Zeitpunkten nach der Läsion im PET unter vestibulärer Stimulation gemessen. Die Stoffwechselaktivität dieser Tiere wurde mit der Stoffwechselaktivität von Kontroll-Tieren verglichen. rnBei dieser Studie wurde zum ersten Mal, mittels funktioneller Bildgebung gezeigt, welche Bereiche des Gehirns nach akuter und chronischer Läsion des vestibulären Systems an Kompensationsmechanismen beteiligt sind. Alle Gehirnareale, die in verschiedenen Zeitfenstern (1, 3, 7 und 20 Tage nach Läsion) erhöhten Metabolismus aufweisen, sind Teil der vestibulären Verschaltung. Es handelt sich dabei um Areale der Okulomotorik und des räumlichen Gedächtnisses: das Postsubiculum, den Colliculus superior, das mediale Corpus geniculatum, den entorhinalen Cortex sowie die Zona incerta.rn