887 resultados para autonomic ganglia
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Varicella–zoster virus (VZV) is a human herpesvirus that causes varicella (chicken pox) as a primary infection and, after a variable period of latency in trigeminal and dorsal root ganglia, reactivates to cause herpes zoster (shingles). Both of these conditions may be followed by a variety of neurological complications, especially in immunocompromised individuals such as those with human immunodeficiency virus (HIV) infection. There have been a number of conflicting reports regarding the cellular location of latent VZV within human ganglia. To address this controversy we examined fixed wax-embedded trigeminal ganglia from 30 individuals obtained at autopsy, including 11 with HIV infection, 2 neonates, and 17 immunocompetent individuals, for the presence of latent VZV. Polymerase chain reaction (PCR), in situ hybridization, and PCR in situ amplification techniques with oligonucleotide probes and primer sequences to VZV genes 18, 21, 29, and 63 were used. VZV DNA in ganglia was detected in 15 individuals by using PCR alone, and in 12 individuals (6 normal non-HIV and 6 positive HIV individuals, but not neonatal ganglia) by using PCR in situ amplification. When in situ hybridization alone was used, 5 HIV-positive individuals and only 1 non-HIV individual showed VZV nucleic acid signals in ganglia. In all of the VZV-positive ganglia examined, VZV nucleic acid was detected in neuronal nuclei. Only occasional nonneuronal cells contained VZV DNA. We conclude from these studies that the neuron is the predominant site of latent VZV in human trigeminal ganglia.
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The cAMP response element-binding protein (CREB) is an activity-dependent transcription factor that is involved in neural plasticity. The kinetics of CREB phosphorylation have been suggested to be important for gene activation, with sustained phosphorylation being associated with downstream gene expression. If so, the duration of CREB phosphorylation might serve as an indicator for time-sensitive plastic changes in neurons. To screen for regions potentially involved in dopamine-mediated plasticity in the basal ganglia, we used organotypic slice cultures to study the patterns of dopamine- and calcium-mediated CREB phosphorylation in the major subdivisions of the striatum. Different durations of CREB phosphorylation were evoked in the dorsal and ventral striatum by activation of dopamine D1-class receptors. The same D1 stimulus elicited (i) transient phosphorylation (≤15 min) in the matrix of the dorsal striatum; (ii) sustained phosphorylation (≤2 hr) in limbic-related structures including striosomes, the nucleus accumbens, the fundus striati, and the bed nucleus of the stria terminalis; and (iii) prolonged phosphorylation (up to 4 hr or more) in cellular islands in the olfactory tubercle. Elevation of Ca2+ influx by stimulation of L-type Ca2+ channels, NMDA, or KCl induced strong CREB phosphorylation in the dorsal striatum but not in the olfactory tubercle. These findings differentiate the response of CREB to dopamine and calcium signals in different striatal regions and suggest that dopamine-mediated CREB phosphorylation is persistent in limbic-related regions of the neonatal basal ganglia. The downstream effects activated by persistent CREB phosphorylation may include time-sensitive neuroplasticity modulated by dopamine.
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Nicotine at very low doses (5–30 nM) induced large amounts of luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) release, which was monitored as slow membrane depolarizations in the ganglionic neurons of bullfrog sympathetic ganglia. A nicotinic antagonist, d-tubocurarine chloride, completely and reversibly blocked the nicotine-induced LHRH release, but it did not block the nerve-firing-evoked LHRH release. Thus, nicotine activated nicotinic acetylcholine receptors and produced LHRH release via a mechanism that is different from the mechanism for evoked release. Moreover, this release was not caused by Ca2+ influx through either the nicotinic receptors or the voltage-gated Ca2+ channels because the release was increased moderately when the extracellular solution was changed into a Ca2+-free solution that also contained Mg2+ (4 mM) and Cd2+ (200 μM). The release did not depend on Ca2+ release from the intraterminal Ca2+ stores either because fura-2 fluorimetry showed extremely low Ca2+ elevation (≈30 nM) in response to nicotine (30 nM). Moreover, nicotine evoked LHRH release when [Ca2+] elevation in the terminals was prevented by loading the terminals with 1,2-bis(2-aminophenoxy)ethane-N,N,N′,N′-tetraacetic acid and fura-2. Instead, the nicotine-induced release required extracellular Na+ because substitution of extracellular NaCl with N-methyl-d-glucamine chloride completely blocked the release. The Na+-dependent mechanism was not via Na+ influx through the voltage-gated Na+ channels because the release was not affected by tetrodotoxin (1–50 μM) plus Cd2+ (200 μM). Thus, nicotine at very low concentrations induced LHRH release via a Na+-dependent, Ca2+-independent mechanism.
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Ras proteins, key regulators of growth, differentiation, and malignant transformation, recently have been implicated in synaptic function and region-specific learning and memory functions in the brain. Rap proteins, members of the Ras small G protein superfamily, can inhibit Ras signaling through the Ras/Raf-1/mitogen-activated protein (MAP) kinase pathway or, through B-Raf, can activate MAP kinase. Rap and Ras proteins both can be activated through guanine nucleotide exchange factors (GEFs). Many Ras GEFs, but to date only one Rap GEF, have been identified. We now report the cloning of a brain-enriched gene, CalDAG-GEFI, which has substrate specificity for Rap1A, dual binding domains for calcium (Ca2+) and diacylglycerol (DAG), and enriched expression in brain basal ganglia pathways and their axon-terminal regions. Expression of CalDAG-GEFI activates Rap1A and inhibits Ras-dependent activation of the Erk/MAP kinase cascade in 293T cells. Ca2+ ionophore and phorbol ester strongly and additively enhance this Rap1A activation. By contrast, CalDAG-GEFII, a second CalDAG-GEF family member that we cloned and found identical to RasGRP [Ebinu, J. O., Bottorff, D. A., Chan, E. Y. W., Stang, S. L., Dunn, R. J. & Stone, J. C. (1998) Science 280, 1082–1088], exhibits a different brain expression pattern and fails to activate Rap1A, but activates H-Ras, R-Ras, and the Erk/MAP kinase cascade under Ca2+ and DAG modulation. We propose that CalDAG-GEF proteins have a critical neuronal function in determining the relative activation of Ras and Rap1 signaling induced by Ca2+ and DAG mobilization. The expression of CalDAG-GEFI and CalDAG-GEFII in hematopoietic organs suggests that such control may have broad significance in Ras/Rap regulation of normal and malignant states.
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Mutation of the reeler gene (Reln) disrupts neuronal migration in several brain regions and gives rise to functional deficits such as ataxic gait and trembling in the reeler mutant mouse. Thus, the Reln product, reelin, is thought to control cell–cell interactions critical for cell positioning in the brain. Although an abundance of reelin transcript is found in the embryonic spinal cord [Ikeda, Y. & Terashima, T. (1997) Dev. Dyn. 210, 157–172; Schiffmann, S. N., Bernier, B. & Goffinet, A. M. (1997) Eur. J. Neurosci. 9, 1055–1071], it is generally thought that neuronal migration in the spinal cord is not affected by reelin. Here, however, we show that migration of sympathetic preganglionic neurons in the spinal cord is affected by reelin. This study thus indicates that reelin affects neuronal migration outside of the brain. Moreover, the relationship between reelin and migrating preganglionic neurons suggests that reelin acts as a barrier to neuronal migration.
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Few studies have documented the response of gravitropically curved organs to a withdrawal of a constant gravitational stimulus. The effects of stimulus withdrawal on gravitropic curvature were studied by following individual roots of cress (Lepidium sativum L.) through reorientation and clinostat rotation. Roots turned to the horizontal curved down 62° and 88° after 1 and 5 h, respectively. Subsequent rotation on a clinostat for 6 h resulted in root straightening through a loss of gravitropic curvature in older regions and through new growth becoming aligned closer to the prestimulus vertical. However, these roots did not return completely to the prestimulus vertical, indicating the retention of some gravitropic response. Clinostat rotation shifted the mean root angle −36° closer to the prestimulus vertical, regardless of the duration of prior horizontal stimulation. Control roots (no horizontal stimulation) were slanted at various angles after clinostat rotation. These findings indicate that gravitropic curvature is not necessarily permanent, and that the root retains some commitment to its equilibrium orientation prior to gravitropic stimulation.
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The basal ganglia are known to receive inputs from widespread regions of the cerebral cortex, such as the frontal, parietal, and temporal lobes. Of these cortical areas, only the frontal lobe is thought to be the target of basal ganglia output. One of the cortical regions that is a source of input to the basal ganglia is area TE, in inferotemporal cortex. This cortical area is thought to be critically involved in the recognition and discrimination of visual objects. Using retrograde transneuronal transport of herpes simplex virus type 1, we have found that one of the output nuclei of the basal ganglia, the substantia nigra pars reticulata, projects via the thalamus to TE. Thus, TE is not only a source of input to the basal ganglia, but also is a target of basal ganglia output. This result implies that the output of the basal ganglia influences higher order aspects of visual processing. In addition, we propose that dysfunction of the basal ganglia loop with TE leads to alterations in visual perception, including visual hallucinations.
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Ganglia obtained at autopsy were examined by in situ hybridization from one patient with zoster (also called herpes zoster or shingles), two varicella-zoster virus (VZV)-seropositive patients with clinical evidence of zoster, one VZV-seronegative child, and one fetus. Ganglia positive for VZV had a hybridization signal in both neuronal and nonneuronal satellite cells. Ganglia obtained from the fetus and from the seronegative infant were consistently negative for VZV. Two striking observations were evident regarding the presence of VZV DNA in ganglia obtained from the individual with zoster at the time of death. First, ganglia innervating the sites of reactivation and ganglia innervating adjacent sites yielded strongly positive signals in neurons and satellite cells, whereas ganglia from distant sites were rarely positive. Second, VZV DNA was found in both the nuclei and the cytoplasm of neurons innervating areas of zoster. However, in neurons innervating zoster-free areas, VZV DNA was found only in the nucleus of neurons and their supporting satellite cells. Immunohistochemistry with a fluorescent monoclonal antibody to the VZV glycoprotein gpI, a late virus protein, revealed a positive signal in the cytoplasm of ganglia with clinical evidence of reactivation. These results illustrate that both neuronal and satellite cells become latently infected following primary VZV infection. The presence of VZV DNA and gpI in the cytoplasm of neurons demonstrates productive infection following reactivation at the site of latency.
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The utrophin gene is closely related to the dystrophin gene in both sequence and genomic structure. The Duchenne muscular dystrophy (DMD) locus encodes three 14-kb dystrophin transcripts in addition to several smaller isoforms, one of which, Dp116, is specific to peripheral nerve. We describe here the corresponding 5.5-kb mRNA from the utrophin locus. This transcript, designated G-utrophin, is of particular interest because it is specifically expressed in the adult mouse brain and appears to be the predominant utrophin transcript in this tissue. G-utrophin is expressed in brain sites generally different from the regions expressing beta-dystroglycan. During mouse embryogenesis G-utrophin is also seen in the developing sensory ganglia. Our data confirm the close evolutionary relationships between the DMD and utrophin loci; however, the functions for the corresponding proteins probably differ.
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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.
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Poverty increases children's exposure to stress, elevating their risk for developing patterns of heightened sympathetic and parasympathetic stress reactivity. Repeated patterns of high sympathetic activation and parasympathetic withdrawal place children at risk for anxiety disorders. This study evaluated whether providing social support to preschool-age children during mildly stressful situations helps reduce reactivity, and whether this effect partly depends on children's previously assessed baseline reactivity patterns. The Biological Sensitivity to Context (BSC) theory proposes that highly reactive children may be more sensitive than less reactive children to all environmental influences, including social support. In contrast, conventional physiological reactivity (CPR) theory contends that highly reactive children are more vulnerable to the impact of stress but are less receptive to the potential benefits present within their social environments. In this study, baseline autonomic reactivity patterns were measured. Children were then randomly assigned to a high-support or neutral control condition, and the effect of social support on autonomic response patterns was assessed. Results revealed an interaction between baseline reactivity profiles and experimental condition. Children with patterns of high-reactivity reaped more benefits from the social support in the experimental condition than did their less reactive peers. Highly reactive children experienced relatively less reactivity reduction in the neutral condition while experiencing relatively greater reactivity reduction in the support condition. Despite their demonstrated stability over time, reactivity patterns are also quite susceptible to change at this age; therefore understanding how social support ameliorates reactivity will further efforts to avert stable patterns of high-reactivity among children with high levels of stress, ultimately reducing risk for anxiety disorders.
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Mode of access: Internet.
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Bibliography: p. 556-676.