Dominance hierarchies and social status ascent opportunity: Anticipatory behavioral and physiological adjustments in a Neotropical cichlid fish

In this work we characterized the social hierarchy of non-reproductive individuals of Cichlasoma dimerus (Heckel, 1840). independently for both sexes, and its relationship to the opportunity for social status ascent. Female and male individuals who were located on the top rank of the social hierarchy, ascended in social status when the opportunity arose, therefore indicating that dominance is directly correlated with social ascent likelihood. Dominance was positively correlated with size in males but not in females, suggesting for the latter a relationship with intrinsic features such as aggressiveness or personality rather than to body and/or ovarian size. Physiological and morphometrical variables related to reproduction, stress and body color were measured in non-reproductive fish and correlated with dominance and social ascent likelihood. Dominance was negatively correlated with plasma cortisol levels for both sexes. No correlation with dominance was found for androgen plasma levels (testosterone and 11-ketotestosterone). No correlation was detected between dominance and the selected morphological and physiological variables measured in females, suggesting no reproductive inhibition in this sex at a physiological level and that all females seem to be ready for reproduction. In contrast, social hierarchy of non-reproductive males was found to be positively correlated with follicle stimulating hormone (FSH) pituitary content levels and gonadosomatic indexes. This suggests an adaptive mechanism of non reproductive males, adjusting their reproductive investment in relation to their likelihood for social status ascent, as perceived by their position in the social hierarchy. This likelihood is translated into a physiological signal through plasma cortisol levels that inhibit gonad investment through pituitary inhibition of FSH, representing an anticipatory response to the opportunity for social status ascent. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Effects of beta-carboline harmine on behavioral and physiological parameters observed in the chronic mild stress model: Further evidence of antidepressant properties

The chronic mild stress (CMS) model has been used as an animal model of depression which induces anhedonic behavior in rodents. The present study was aimed to evaluate the behavioral and physiological effects of administration of P-carboline harmine in rats exposed to CMS Procedure. To this aim, after 40 days of exposure to CMS procedure, rats were treated with harmine (15 mg/kg/day) for 7 days. In this study, sweet food consumption, adrenal gland weight, adrenocorticotrophin hormone (ACTH) levels, and hippocampal brain-derived-neurotrophic factor (BDNF) protein levels were assessed. Our findings demonstrated that chronic stressful situations induced anhedonia, hypertrophy of adrenal gland weight, increase ACTH circulating levels in rats and increase BDNF protein levels. Interestingly, treatment with harmine reversed anhedonia, the increase of adrenal gland weight, normalized ACTH circulating levels and BDNF protein levels. Finally, these findings further support the hypothesis that harmine could be a new pharmacological tool for the treatment of depression. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Infants’ behavioral and physiological profile and mother–infant interaction

This study aims to (a) identify and profile groups of infants according to their behavioral and physiological characteristics, considering their neurobehavioral organization, social withdrawal behavior, and endocrine reactivity to stress, and to (b) analyze group differences in the quality of mother–infant interaction. Ninety seven 8-week-old infants were examined using the Neonatal Behavioral Assessment Scale and the Alarm Distress Baby Scale. Cortisol levels were measured both before and after routine inoculation between 8 and 12 weeks. At 12 to 16 weeks mother–infant interaction was assessed using the Global Rating Scales of Mother–Infant Interaction. Three groups of infants were identified: (a) ‘‘withdrawn’’; (b) ‘‘extroverted’’; (c) ‘‘underaroused.’’ Differences between them were found regarding both infant and mother behaviors in the interaction and the overall quality of mother–infant interaction. The identification of behavioral and physiological profiles in infants is an important step in the study of developmental pathways.

Comparison of some behavioral and physiological feeding parameters of Triatoma infestans klug, 1834 and Mepraia spinolai porter, 1934, vectors of chagas disease in Chile

There are two vectors of Chagas disease in Chile: Triatoma infestans and Mepraia spinolai. We studied the feeding behavior of these species, looking for differences which could possibly explain the low impact of the latter species on Chagas disease. Both species used thermal cues to locate their feeding source and consumed a similar volume of blood which was inversely related to the body weight before the meal and directly related to the time between meals. The average time between bites were 6.24 and 10.74 days. The average bite of M. spinolai lasted 9.68 min, significantly shorter than the 19.46 min for T. infestans. Furthermore, while T. infestans always defecated on the host, this behavior was observed in M. spinolai in only one case of 27 (3.7%). The delay between the bites and defecation was very long in M. spinolai and short in T. infestans. These differences may affect the reduced efficiency of transmission of Chagas infection by M. spinolai.

Behavioral and physiological methods for early quantitative assessment of spinal cord injury and prognosis in rats

Methods for reliable evaluation of spinal cord (SC) injury in rats at short periods (2 and 24 h) after lesion were tested to characterize the mechanisms implicated in primary SC damage. We measured the physiological changes occurring after several procedures for producing SC injury, with particular emphasis on sensorimotor functions. Segmental and suprasegmental reflexes were tested in 39 male Wistar rats weighing 250-300 g divided into three control groups that were subjected to a) anesthesia, b) dissection of soft prevertebral tissue, and c) laminectomy of the vertebral segments between T10 and L1. In the lesion group the SC was completely transected, hemisected or subjected to vertebral compression. All animals were evaluated 2 and 24 h after the experimental procedure by the hind limb motility index, Bohlman motor score, open-field, hot-plate, tail flick, and paw compression tests. The locomotion scale proved to be less sensitive than the sensorimotor tests. A reduction in exploratory movements was detected in the animals 24 h after the procedures. The hot-plate was the most sensitive test for detecting sensorimotor deficiencies following light, moderate or severe SC injury. The most sensitive and simplest test of reflex function was the hot-plate. The hemisection model promoted reproducible moderate SC injury which allowed us to quantify the resulting behavior and analyze the evolution of the lesion and its consequences during the first 24 h after injury. We conclude that hemisection permitted the quantitation of behavioral responses for evaluation of the development of deficits after lesions. Hind limb evaluation scores and spontaneous exploration events provided a sensitive index of immediate injury effects after SC lesion at 2 and 24 h. Taken together, locomotion scales, open-field, and hot-plate tests represent reproducible, quantitatively sensitive methods for detecting functional deficiencies within short periods of time, indicating their potential for the study of cellular mechanisms of primary injury and repair after traumatic SC injury.

Effect of electrolytic lesion of the median raphe nucleus on behavioral and physiological measures of stress.

The effect of electrolytic lesion of the median raphe nucleus was measured on behavioral and physiological parameters related to stress 24 h after the lesion. In of the elevated plus-maze the lesion decreased the percentage of open arm entries and tended to shorten the time spent on the open arms indicating an increase in anxiety. In contrast, the lesion markedly increased the time spent in the bright (aversive) compartment of the light-dark box and decrease in attempts to cross from the dark toward the bright compartment, an anxiolyic effect. With the exception of plasma prolactin level, which was lowered by the lesion, the physiological measures used in the present study indicate that the lesioned animals are under stress. Thus, death rate and weight loss after the surgery were higher in lesioned than in control animals. In addition, lesioned animals showed higher plasma corticosterone levels, a high incidence of gastric ulcers in the fundus and a depressed immune response to the mitogen concavaline A. These results highlight the importance of the median raphe nucleus in the regulation of stress and anxiety. They also show that behavioral and physiological measures of stress may be dissociated.

Behavioral and physiological responses to stabling in naive horses

The purpose of this study was to investigate the response of horses to confinement and isolation in a stable (indoor individual housing) for the first time using behavioral indices, heart rate, and salivary cortisol concentration. Six naive 2-year-old Australian Stock Horse fillies were examined at 4-hour intervals over 24 hours in an outdoor group paddock followed by 24 hours in indoor individual housing. Behavioral observations and scores and heart rates were recorded and saliva samples were taken at each interval. During stabling, all horses became agitated and demonstrated increased vocalization and movement. Behavioral scores were significantly higher in the indoor individual housing (P

The role of the experience and expression of anger in future cardiovascular profiles in young adolescents

Cardiovascular disease (CVD) is this nation's leading source of morbidity and mortality, with health disparities evident. Despite inconsistencies in the literature, there is a growing body of evidence that links anger and CV reactivity (CVR) to future CVD. Because CVD is a life-long process with beginnings in childhood, and because adolescents experience and express anger frequently, the need to understand the role that anger has in future CV profiles is important. If identifiable patterns are found, nursing interventions can be implemented at the most beneficial point in the lifespan. This study examined data collected as part of The Heartfelt Study (N = 374), which investigated anger in relation to 24-hour ambulatory blood pressure (BP) and CVR in a multi-ethnic (African, Hispanic, and European American) sample of adolescents (Time 1). This investigator conducted a follow-up for all The Heartfelt Study participants, 11 to 13 years old at the beginning of study, still in attendance at the middle school (N = 44) one year later (Time 2) to determine: (1) changes in anger over time were associated with changes in ambulatory CV profiles: systolic (SBP), diastolic (DBP), heart rate (HR), and pulse pressure (PP) over time; and (2) the extent to which CVR, initiated by talking about a recent anger-producing event, related to future ambulatory CV profiles. A mixed-effects regression for repeated measures was used to analyze the data and found that SBP reactivity at Time 1 was significantly (β = 0.2341, t = 5.91, p < 0.0001) associated with ambulatory SBP at Time 2 and PP reactivity at Time 1 was significantly (β = 0.1530, t = 5.70, p < 0.0001) associated with ambulatory PP at Time 2. Changes in anger over time were not associated with changes in ambulatory BP measures over time. Further research on anger and CVR among adolescents over longer periods of time is recommended. ^

Oxytocin selectively gates fear responses through distinct outputs from the central amygdala.

Central amygdala (CeA) projections to hypothalamic and brain stem nuclei regulate the behavioral and physiological expression of fear, but it is unknown whether these different aspects of the fear response can be separately regulated by the CeA. We combined fluorescent retrograde tracing of CeA projections to nuclei that modulate fear-related freezing or cardiovascular responses with in vitro electrophysiological recordings and with in vivo monitoring of related behavioral and physiological parameters. CeA projections emerged from separate neuronal populations with different electrophysiological characteristics and different response properties to oxytocin. In vivo, oxytocin decreased freezing responses in fear-conditioned rats without affecting the cardiovascular response. Thus, neuropeptidergic signaling can modulate the CeA outputs through separate neuronal circuits and thereby individually steer the various aspects of the fear response.

Corrélats neuronaux de l'expertise auditive

La voix humaine constitue la partie dominante de notre environnement auditif. Non seulement les humains utilisent-ils la voix pour la parole, mais ils sont tout aussi habiles pour en extraire une multitude d’informations pertinentes sur le locuteur. Cette expertise universelle pour la voix humaine se reflète dans la présence d’aires préférentielles à celle-ci le long des sillons temporaux supérieurs. À ce jour, peu de données nous informent sur la nature et le développement de cette réponse sélective à la voix. Dans le domaine visuel, une vaste littérature aborde une problématique semblable en ce qui a trait à la perception des visages. L’étude d’experts visuels a permis de dégager les processus et régions impliqués dans leur expertise et a démontré une forte ressemblance avec ceux utilisés pour les visages. Dans le domaine auditif, très peu d’études se sont penchées sur la comparaison entre l’expertise pour la voix et d’autres catégories auditives, alors que ces comparaisons pourraient contribuer à une meilleure compréhension de la perception vocale et auditive. La présente thèse a pour dessein de préciser la spécificité des processus et régions impliqués dans le traitement de la voix. Pour ce faire, le recrutement de différents types d’experts ainsi que l’utilisation de différentes méthodes expérimentales ont été préconisés. La première étude a évalué l’influence d’une expertise musicale sur le traitement de la voix humaine, à l’aide de tâches comportementales de discrimination de voix et d’instruments de musique. Les résultats ont démontré que les musiciens amateurs étaient meilleurs que les non-musiciens pour discriminer des timbres d’instruments de musique mais aussi les voix humaines, suggérant une généralisation des apprentissages perceptifs causés par la pratique musicale. La seconde étude avait pour but de comparer les potentiels évoqués auditifs liés aux chants d’oiseaux entre des ornithologues amateurs et des participants novices. L’observation d’une distribution topographique différente chez les ornithologues à la présentation des trois catégories sonores (voix, chants d’oiseaux, sons de l’environnement) a rendu les résultats difficiles à interpréter. Dans la troisième étude, il était question de préciser le rôle des aires temporales de la voix dans le traitement de catégories d’expertise chez deux groupes d’experts auditifs, soit des ornithologues amateurs et des luthiers. Les données comportementales ont démontré une interaction entre les deux groupes d’experts et leur catégorie d’expertise respective pour des tâches de discrimination et de mémorisation. Les résultats obtenus en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle ont démontré une interaction du même type dans le sillon temporal supérieur gauche et le gyrus cingulaire postérieur gauche. Ainsi, les aires de la voix sont impliquées dans le traitement de stimuli d’expertise dans deux groupes d’experts auditifs différents. Ce résultat suggère que la sélectivité à la voix humaine, telle que retrouvée dans les sillons temporaux supérieurs, pourrait être expliquée par une exposition prolongée à ces stimuli. Les données présentées démontrent plusieurs similitudes comportementales et anatomo-fonctionnelles entre le traitement de la voix et d’autres catégories d’expertise. Ces aspects communs sont explicables par une organisation à la fois fonctionnelle et économique du cerveau. Par conséquent, le traitement de la voix et d’autres catégories sonores se baserait sur les mêmes réseaux neuronaux, sauf en cas de traitement plus poussé. Cette interprétation s’avère particulièrement importante pour proposer une approche intégrative quant à la spécificité du traitement de la voix.

Analyse de l’activité en ondes lentes et des oscillations lentes précédant le somnambulisme

Diverses études se sont penchées sur les paramètres EEG du sommeil en ondes lentes, y compris l’activité en ondes lentes en lien avec le somnambulisme, mais les résultats se révèlent inconsistants et contradictoires. Le premier objectif de la présente étude était d’analyser quantitativement l’EEG en sommeil en mesurant les fluctuations de puissance spectrale en delta (1-4 Hz) et delta lent (0.5-1 Hz) avant des épisodes de somnambulisme. Le second était de détecter les oscillations lentes (> 75 μV, fréquence d'environ 0.7-0.8 Hz) et très lentes (> 140 μV, fréquence d'environ 0.7-0.8 Hz) afin d'examiner leur changement d'amplitude et de densité avant de tels épisodes. Suite à une privation de sommeil de 25 heures, les enregistrements polysomnographiques de 22 adultes atteints de somnambulisme ont été scrutés. L’analyse des 200 secondes avant les épisodes révèle que ceux-ci ne sont pas précédés d’une augmentation graduelle de puissance spectrale en delta ni en delta lent, tant sur les dérivations frontale, centrale que pariétale. Toutefois, une hausse statistiquement significative de la densité des oscillations lentes et des oscillations très lentes a été observée au cours des 20 sec immédiatement avant le début des épisodes. Reste à déterminer le rôle exact de ces paramètres de l’EEG en sommeil par rapport à la manifestation et au diagnostic des parasomnies en sommeil lent.

Les habiletés olfactives des aveugles de naissance : organisation anatomo-fonctionnelle et aspects comportementaux

La littérature décrit certains phénomènes de réorganisation physiologique et fonctionnelle dans le cerveau des aveugles de naissance, notamment en ce qui a trait au traitement de l’information tactile et auditive. Cependant, le système olfactif des aveugles n’a reçu que très peu d’attention de la part des chercheurs. Le but de cette étude est donc de comprendre comment les aveugles traitent l’information olfactive au niveau comportemental et d’investiguer les substrats neuronaux impliqués dans ce processus. Puisque, en règle générale, les aveugles utilisent leurs sens résiduels de façon compensatoire et que le système olfactif est extrêmement plastique, des changements au niveau de l’organisation anatomo-fonctionnelle pourraient en résulter. Par le biais de méthodes psychophysiques et d’imagerie cérébrale (Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle-IRMf), nous avons investigué les substrats anatomo-fonctionnels sollicités par des stimuli olfactifs. Nous avons trouvé que les aveugles ont un seuil de détection plus bas que les voyants, mais que leur capacité à discriminer et identifier des odeurs est similaire au groupe contrôle. Ils ont aussi plus conscience de l’environnement olfactif. Les résultats d’imagerie révèlent un signal BOLD plus intense dans le cortex orbitofrontal droit, le thalamus, l’hippocampe droit et le cortex occipital lors de l’exécution d’une tâche de détection d’odeur. Nous concluons que les individus aveugles se fient d’avantage à leur sens de l’odorat que les voyants afin d’évoluer dans leur environnement physique et social. Cette étude démontre pour la première fois que le cortex visuel des aveugles peut être recruté par des stimuli olfactifs, ce qui prouve que cette région assume des fonctions multimodales.

Sensibilité cérébrale à la lumière en fonction du vieillissement et d’aspects physiologiques fonctionnels de l’œil

Outre ses effets sur le système visuel classique permettant la formation des images, la lumière agit sur plusieurs fonctions « non-visuelles ». Celles-ci incluent la constriction pupillaire, la température corporelle, la sécrétion hormonale, le cycle veille-sommeil, la vigilance et les performances cognitives. Les fonctions non-visuelles sont préférentiellement sensibles aux lumières à longueurs d’ondes courtes (lumière bleue) en comparaison aux longueurs d’ondes plus longues (lumière verte). Il est proposé que le vieillissement s’accompagne d’une diminution de la sensibilité des fonctions non-visuelles à la lumière. Cette recherche vise à évaluer les effets de l’âge sur la constriction pupillaire et la sensibilité cérébrale à la lumière lors de l’exécution de tâche cognitive. Deux groupes de sujets, 16 jeunes (18-30 ans) et 14 âgés (55-70 ans), ont suivis un protocole de pupillométrie visant à mesurer la dynamique pupillaire lors d’exposition à des lumières bleues et vertes monochromatiques de trois intensités différentes. Les résultats ont montré davantage de constriction en bleu qu’en vert et des effets plus importants suivant l’augmentation de l’intensité lumineuse. Nos résultats ne montrent cependant pas de différence d’âge sur la constriction pupillaire à la lumière suggérant la préservation de cette réponse non-visuelle. Dans un deuxième temps, les mêmes sujets ont exécuté une tâche cognitive en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) tandis qu’ils étaient maintenus dans la noirceur, ou exposés à des lumières bleues. Les résultats ont montré une diminution des effets de la lumière avec l’âge dans le thalamus, l’amygdale, l’insula et l’aire ventrale tegmentale, régions engagées dans la vigilance, l’attention et les processus émotionnels. Les modifications qui s’opèrent sur les différentes fonctions non-visuelles avec l’âge ne semblent pas homogènes. Ces résultats corroborent les évidences animales qui montrent différents seuils de sensibilités à la lumière et la présence de réseaux neuronaux partiellement indépendants pour les diverses réponses non-visuelles. De plus, ils sont les premiers à démontrer que les effets neuronaux stimulants de la lumière bleue sur la cognition sont diminués avec l’âge. Les recherches devront évaluer si cette diminution de sensibilité influence les performances cognitives au cours du vieillissement. Enfin, un raffinement de nos connaissances permettra de mieux adapter l’environnement lumineux avec l’âge.

Activité électrocorticale lors du traitement de stimuli émotionnels et différences sexuelles associées à la schizophrénie

D’importantes faiblesses dans l'expérience, l'expression et la reconnaissance des émotions chez les patients souffrant de schizophrénie ont été relativement bien documentées au fil des années. Par ailleurs, les différences sexuelles dans le comportement et l'activité cérébrale associée aux processus émotionnels ont été rapportées dans la population générale. Il apparaît donc surprenant que si peu ait été publié afin d’améliorer notre compréhension des différences sexuelles dans la schizophrénie. La présente étude vise à comparer les différences dans le mode de fonctionnement d’hommes et de femmes atteints de schizophrénie. Il s’agit, avec cette population, de comprendre la réponse comportementale et électrocorticale associés au traitement des images émotionnelles. Ces données ont été enregistrées à l’aide des potentiels évoqués cognitifs (PÉC), et des temps de réponses lors du visionnement passif d’images émotionnelles. L’activation des composantes P200, N200 antérieure et P300 a été comparée chez 18 patients avec une schizophrénie stabilisée (9 femmes et 9 hommes) et 24 participants formant un groupe contrôle (13 femmes et 11 hommes) sans problème psychiatrique. L’analyse des PÉC a globalement révélé que la valence et l’activation émotionnelle influencent les composantes précoces de même que les composantes tardives de façon indépendante, ce qui prouve l’importance d’investiguer ces deux dimensions émotionnelles sur plusieurs composantes. Une découverte d’intérêt réside dans l’observation de différences sexuelles qui entrent en interaction avec le groupe, à différentes latences et attribuées tant à la valence qu’à l’activation. De plus, les données provenant des hormones gonadiques montrent que la progestérone pourrait avoir un impact fonctionnel sur les processus de traitement des émotions tant chez les femmes que chez les hommes. Cependant, d’autres études sont nécessaires pour pouvoir comprendre davantage le rôle des hormones gonadiques en neuropsychopathologie.