Sensibilidade à mudança de trajetória de deformação no aço TWIP980

Resultante dos avanços tecnológicos, conseguiu-se obter um aço que elimina o paradigma de se aliar alta ductilidade e resistência mecânica. Assim foi desenvolvido durante a última década o aço TWIP, deformação induzida por maclação, tendo como principal mecanismo de deformação a maclação. Este presente trabalho teve como principal objetivo caraterizar o aço TWIP980 em três temáticas diferentes: química, mecânica e microestrutura. Na primeira temática, a química, esta teve como objetivo encontrar a designação do aço TWIP em estudo. Sendo apenas conhecida a direção de laminação, RD, e a empresa que forneceu as chapas, a POSCO, o objetivo era obter a sua designação. Através da comparação das curvas de tração encontradas para o material em estudo, e conjuntamente, com as diversas curvas de tração de vários aços TWIP da empresa POSCO, realizou-se a comparação. Visto ter-se ficado reduzido a dois possíveis aços TWIP, foi através de uma análise à composição química, EDS - Espectroscopia da energia dispersa por raios-X, que se concluiu que o aço em estudo era o TWIP980. Na caraterização mecânica, e através de ensaios de tração, foram estudadas propriedades como: o módulo de elasticidade, tensão limite elástico, ductilidade, anisotropia, coeficiente de encruamento e Poisson. Estas propriedades foram estudas para três mudanças na trajetória de deformação e quatro pré-deformações em estudo. Assim estudou-se a alteração de trajetória para os ângulos a 0º, 45º e 90º em relação a RD, para as deformações de engenharia de 0%, 10%, 20% e 30%. Por último, na análise à microestrutura, esta teve como objetivo obter valores para o tamanho de grão e de macla bem como as suas orientações cristalográficas. Também a densidade de deslocações e maclação para cada uma das 4 pré-deformações esteve em estudo. Estes parâmetros foram obtidos através de microscopia ótica, eletrónica de varrimento, MEV e eletrónica de transmissão, MET.

Orexin/hypocretin role in reward: implications for opioid and other addictions

Addiction is a devastating disorder that affects 15.3 million people worldwide. While prevalent, few effective treatments exist. Orexin receptors have been proposed as a potential target for anti-craving medications. Orexins, also known as hypocretins, are neuropeptides produced in neurons of the lateral and dorsomedial hypothalamus and perifornical area, which project widely throughout the brain. The absence of orexins in rodents and humans leads to narcolepsy. However, orexins also have an established role in reward seeking. This review will discuss some of the original studies describing the roles of the orexins in reward seeking as well as specific works that were presented at the 2013 International Narcotics Research Conference. Orexin signalling can promote drug-induced plasticity of glutamatergic synapses onto dopamine neurons of the ventral tegmental area (VTA), a brain region implicated in motivated behaviour. Additional evidence suggests that orexin signalling can also promote drug seeking by initiating an endocannabinoid-mediated synaptic depression of GABAergic inputs to the VTA, and thereby disinhibiting dopaminergic neurons. Orexin neurons co-express the inhibitory opioid peptide dynorphin. It has been proposed that orexin in the VTA may not mediate reward per se, but rather occludes the ‘anti-reward’ effects of dynorphin. Finally, orexin signalling in the prefrontal cortex and the central amygdala is implicated in reinstatement of reward seeking. This review will highlight recent work describing the role of orexin signalling in cellular processes underlying addiction-related behaviours and propose novel hypotheses for the mechanisms by which orexin signalling may impart drug seeking.

A neuronal topography of visual and acoustic fear conditioning within the amygdala

The lateral amygdala (LA) receives information from auditory and visual sensory modalities, and uses this information to encode lasting memories that predict threat. One unresolved question about the amygdala is how multiple memories, derived from different sensory modalities, are organized at the level of neuronal ensembles. We previously showed that fear conditioning using an auditory conditioned stimulus (CS) was spatially allocated to a stable topography of neurons within the dorsolateral amygdala (LAd) (Bergstrom et al, 2011). Here, we asked how fear conditioning using a visual CS is topographically organized within the amygdala. To induce a lasting fear memory trace we paired either an auditory (2 khz, 55 dB, 20 s) or visual (1 Hz, 0.5 s on/0.5 s off, 35 lux, 20 s) CS with a mild foot shock unconditioned stimulus (0.6 mA, 0.5 s). To detect learning-induced plasticity in amygdala neurons, we used immunohistochemistry with an antibody for phosphorylated mitogen-activated protein kinase (pMAPK). Using a principal components analysis-based approach to extract and visualize spatial patterns, we uncovered two unique spatial patterns of activated neurons in the LA that were associated with auditory and visual fear conditioning. The first spatial pattern was specific to auditory cued fear conditioning and consisted of activated neurons topographically organized throughout the LAd and ventrolateral nuclei (LAvl) of the LA. The second spatial pattern overlapped for auditory and visual fear conditioning and was comprised of activated neurons located mainly within the LAvl. Overall, the density of pMAPK labeled cells throughout the LA was greatest in the auditory CS group, even though freezing in response to the visual and auditory CS was equivalent. There were no differences detected in the number of pMAPK activated neurons within the basal amygdala nuclei. Together, these results provide the first basic knowledge about the organizational structure of two different fear engrams within the amygdala and suggest they are dissociable at the level of neuronal ensembles within the LA

Modularity of auditory spatial representations

Abstract : Auditory spatial functions are of crucial importance in everyday life. Determining the origin of sound sources in space plays a key role in a variety of tasks including orientation of attention, disentangling of complex acoustic patterns reaching our ears in noisy environments. Following brain damage, auditory spatial processing can be disrupted, resulting in severe handicaps. Complaints of patients with sound localization deficits include the inability to locate their crying child or being over-loaded by sounds in crowded public places. Yet, the brain bears a large capacity for reorganization following damage and/or learning. This phenomenon is referred as plasticity and is believed to underlie post-lesional functional recovery as well as learning-induced improvement. The aim of this thesis was to investigate the organization and plasticity of different aspects of auditory spatial functions. Overall, we report the outcomes of three studies: In the study entitled "Learning-induced plasticity in auditory spatial representations" (Spierer et al., 2007b), we focused on the neurophysiological and behavioral changes induced by auditory spatial training in healthy subjects. We found that relatively brief auditory spatial discrimination training improves performance and modifies the cortical representation of the trained sound locations, suggesting that cortical auditory representations of space are dynamic and subject to rapid reorganization. In the same study, we tested the generalization and persistence of training effects over time, as these are two determining factors in the development of neurorehabilitative intervention. In "The path to success in auditory spatial discrimination" (Spierer et al., 2007c), we investigated the neurophysiological correlates of successful spatial discrimination and contribute to the modeling of the anatomo-functional organization of auditory spatial processing in healthy subjects. We showed that discrimination accuracy depends on superior temporal plane (STP) activity in response to the first sound of a pair of stimuli. Our data support a model wherein refinement of spatial representations occurs within the STP and that interactions with parietal structures allow for transformations into coordinate frames that are required for higher-order computations including absolute localization of sound sources. In "Extinction of auditory stimuli in hemineglect: space versus ear" (Spierer et al., 2007a), we investigated auditory attentional deficits in brain-damaged patients. This work provides insight into the auditory neglect syndrome and its relation with neglect symptoms within the visual modality. Apart from contributing to a basic understanding of the cortical mechanisms underlying auditory spatial functions, the outcomes of the studies also contribute to develop neurorehabilitation strategies, which are currently being tested in clinical populations.

Codage de l’information visuelle par la plasticité et la synchronisation des réponses neuronales dans le cortex visuel primaire du chat

Les systèmes sensoriels encodent l’information sur notre environnement sous la forme d’impulsions électriques qui se propagent dans des réseaux de neurones. Élucider le code neuronal – les principes par lesquels l’information est représentée dans l’activité des neurones – est une question fondamentale des neurosciences. Cette thèse constituée de 3 études (E) s’intéresse à deux types de codes, la synchronisation et l’adaptation, dans les neurones du cortex visuel primaire (V1) du chat. Au niveau de V1, les neurones sont sélectifs pour des propriétés comme l’orientation des contours, la direction et la vitesse du mouvement. Chaque neurone ayant une combinaison de propriétés pour laquelle sa réponse est maximale, l’information se retrouve distribuée dans différents neurones situés dans diverses colonnes et aires corticales. Un mécanisme potentiel pour relier l’activité de neurones répondant à des items eux-mêmes reliés (e.g. deux contours appartenant au même objet) est la synchronisation de leur activité. Cependant, le type de relations potentiellement encodées par la synchronisation n’est pas entièrement clair (E1). Une autre stratégie de codage consiste en des changements transitoires des propriétés de réponse des neurones en fonction de l’environnement (adaptation). Cette plasticité est présente chez le chat adulte, les neurones de V1 changeant d’orientation préférée après exposition à une orientation non préférée. Cependant, on ignore si des neurones spatialement proches exhibent une plasticité comparable (E2). Finalement, nous avons étudié la dynamique de la relation entre synchronisation et plasticité des propriétés de réponse (E3). Résultats principaux — (E1) Nous avons montré que deux stimuli en mouvement soit convergent soit divergent élicitent plus de synchronisation entre les neurones de V1 que deux stimuli avec la même direction. La fréquence de décharge n’était en revanche pas différente en fonction du type de stimulus. Dans ce cas, la synchronisation semble coder pour la relation de cocircularité dont le mouvement convergent (centripète) et divergent (centrifuge) sont deux cas particuliers, et ainsi pourrait jouer un rôle dans l’intégration des contours. Cela indique que la synchronisation code pour une information qui n’est pas présente dans la fréquence de décharge des neurones. (E2) Après exposition à une orientation non préférée, les neurones changent d’orientation préférée dans la même direction que leurs voisins dans 75% des cas. Plusieurs propriétés de réponse des neurones de V1 dépendent de leur localisation dans la carte fonctionnelle corticale pour l’orientation. Les comportements plus diversifiés des 25% de neurones restants sont le fait de différences fonctionnelles que nous avons observé et qui suggèrent une localisation corticale particulière, les singularités, tandis que la majorité des neurones semblent situés dans les domaines d’iso-orientation. (E3) Après adaptation, les paires de neurones dont les propriétés de réponse deviennent plus similaires montrent une synchronisation accrue. Après récupération, la synchronisation retourne à son niveau initial. Par conséquent, la synchronisation semble refléter de façon dynamique la similarité des propriétés de réponse des neurones. Conclusions — Cette thèse contribue à notre connaissance des capacités d’adaptation de notre système visuel à un environnement changeant. Nous proposons également des données originales liées au rôle potentiel de la synchronisation. En particulier, la synchronisation semble capable de coder des relations entre objets similaires ou dissimilaires, suggérant l’existence d’assemblées neuronales superposées.

Terapias no farmacológicas en el manejo del dolor en neonatos pretérmino. revisión sistemática de la literatura

Antecedentes El dolor en neonatos ha sido un problema poco explorado. Se ha propuesto el uso de las terapias no farmacológicas para su tratamiento, sin embargo existen pocas aproximaciones sistemáticas para la evaluación de su eficacia. Objetivos Determinar la eficacia de las terapias no farmacológicas en el manejo del dolor en neonatos pretérmino a través de una revisión sistemática. Metodología Se realizó una revisión sistemática de la literatura para evaluar la eficacia de las terapias no farmacológicas en el manejo del dolor en el recién nacido petérmino. La búsqueda se realizó a través de las bases de datos Embase, Cochrane, Bireme y Embase. Se identificaron estudios publicados inglés y español. Se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo. Resultados Se incluyeron 10 ensayos clínicos. La solución de sacarosa administrada por vía oral mostró reducir la intensidad del dolor en el recién nacido. La intubación y toma de muestras facilitada por el cuidador mostró también reducir la intensidad del dolor. Conclusión Se recomienda la administración solución de sacarosa y acompañamiento del cuidador durante los procedimientos como medidas para reducir el dolor en el recién nacido pretérmino.

The Ca(v)2.3 calcium channel antagonist SNX-482 reduces dorsal horn neuronal responses in a rat model of chronic neuropathic pain

Neuropathic pain is a difficult state to treat, characterized by alterations in sensory processing that can include allodynia (touch-evoked pain). Evidence exists for nerve damage-induced plasticity in both transmission and modulatory systems, including changes in voltage-dependent calcium channel (VDCC) expression and function; however, the role of Ca(v)2.3 calcium channels has not clearly been defined. Here, the effects of SNX-482, a selective Ca(v)2.3 antagonist, on sensory transmission at the spinal cord level have been investigated in the rat. The spinal nerve ligation (SNL) model of chronic neuropathic pain [Kim & Chung, (1992) Pain, 50, 355-363] was used to induce mechanical allodynia, as tested on the ipsilateral hindpaw. In vivo electrophysiological measurements of dorsal horn neuronal responses to innocuous and noxious electrical and natural stimuli were made after SNL and compared to sham-operated animals. Spinal SNX-482 (0.5-4 mu g/50 mu L) exerted dose-related inhibitions of noxious C-fibre- and A delta-fibre-mediated neuronal responses in conditions of neuropathy, but not in sham-operated animals. Measures of spinal cord hyperexcitability and nociception were most susceptible to SNX-482. In contrast, non-noxious A beta-mediated responses were not affected by SNX-482. Moreover, responses to innocuous mechanical and also thermal stimuli were more sensitive to SNX-482 in SNL than control animals. This study is the first to demonstrate an antinociceptive role for SNX-482-sensitive channels in dorsal horn neurons during neuropathy. These data are consistent with plasticity in Ca(V)2.3 calcium channel expression and suggest a potential selective target to reduce nociceptive transmission during conditions of nerve damage.

NEONATAL HANDLING AND THE MATERNAL ODOR PREFERENCE IN RAT PUPS: INVOLVEMENT OF MONOAMINES AND CYCLIC AMP RESPONSE ELEMENT-BINDING PROTEIN PATHWAY IN THE OLFACTORY BULB

Early-life environmental events, such as the handling procedure, can induce long-lasting alterations upon several behavioral and neuroendocrine systems. However, the changes within the pups that could be causally related to the effects in adulthood are still poorly understood. In the present study, we analyzed the effects of neonatal handling on behavioral (maternal odor preference) and biochemical (cyclic AMP response element-binding protein (CREB) phosphorylation, noradrenaline (NA), and serotonin (5-HT) levels in the olfactory bulb (OB)) parameters in 7-day-old male and female rat pups. Repeated handling (RH) abolished preference for the maternal odor in female pups compared with nonhandled (NH) and the single-handled (SH) ones, while in RH males the preference was not different than NH and SH groups. In both male and female pups, RH decreased NA activity in the OB, but 5-HT activity increased only in males. Since preference for the maternal odor involves the synergic action of NA and 5-HT in the OB, the maintenance of the behavior in RH males could be related to the increased 5-HT activity, in spite of reduction in the NA activity in the OB. RH did not alter CREB phosphorylation in the OB of both male and females compared with NH pups. The repeated handling procedure can affect the behavior of rat pups in response to the maternal odor and biochemical parameters related to the olfactory learning mechanism. Sex differences were already detected in 7-day-old pups. Although the responsiveness of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis to stressors is reduced in the neonatal period, environmental interventions may impact behavioral and biochemical mechanisms relevant to the animal at that early age. (C) 2009 IBRO. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION OF DUAL AND MULTIPHASE STEELS APPLIED TO AUTOMOTIVE INDUSTRY

TRIP (Transformation Induced Plasticity) and DP (Dual-Phase) steels are written in a new series of steels which present excellent mechanical properties. As for microstructure aspect, TRIP steels consist on a ferrite matrix with a second phase dispersion of other constituents, such as bainite, martensite and retained austenite, while dual-phase steels consist on martensite dispersion in a ferrite matrix. In order to identify the different microconstituents present in these materials, microstructure characterization techniques by optical microscopy (using different etchants: LePera, Heat-Tinting and Nital) and scanning electron microscopy were carried out. This being so, microstructures were correlated with mechanical properties of materials, determined by means of tensile tests. It is concluded that steels assisted by TRIP effect have a strength and elongation relation higher than the dual-phase one. With microstructure characterization, it was observed phases present in these materials microstructure.

Avaliação de fração volumétrica de austenita retida e martensita em aço trip 800 utilizando três métodos diferentes

In the second half of the last century the automobile industries suffered from the petroleum crisis caused mainly by the wars in the Middle East. These crises led the automakers rethink their vehicles. One of the most important events after that was the adoption of new steels by the industry. One example is the TRIP steels (Transformationinduced plasticity). It is known that the macroscopic behavior of a material is strongly dependent on its microstructure and therefore the quantitative metallography is important to understand and relate the material properties to its microstructure. In this work, different specimens of TRIP steels were etched using LePera reagent. The obtained images were analyzed using digital processing. Using the ImageJ software the methods threshold and watershed were studied as well as a comparison with the ASTM E562 standard. The methods were compared and finally the morphological characteristics and volumetric fraction of the retained austenite and martensite phases were analyzed. The results showed that the threshold led to a higher number of identified grains with lower mean area and total area fraction than the watershed method and ASTM standard

Theta burst TMS increases cerebral blood flow in the primary motor cortex during motor performance as assessed by arterial spin labeling (ASL)

Theta burst stimulation (TBS) is a novel variant of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), which induces changes in neuronal excitability persisting up to 1h. When elicited in the primary motor cortex, such physiological modulations might also have an impact on motor behavior. In the present study, we applied TBS in combination with pseudo continuous arterial spin labeling (pCASL) in order to address the question of whether TBS effects are measurable by means of changes in physiological parameters such as cerebral blood flow (CBF) and if TBS-induced plasticity can modify motor behavior. Twelve right-handed healthy subjects were stimulated using an inhibitory TBS protocol at subthreshold stimulation intensity targeted over the right motor cortex. The control condition consisted of within-subject Sham treatment in a crossover design. PCASL was performed before (pre TBS/pre Sham) and immediately after treatment (post TBS/post Sham). During the pCASL runs, the subjects performed a sequential fingertapping task with the left hand at individual maximum speed. There was a significant increase of CBF in the primary motor cortex after TBS, but not after Sham. It is assumed that inhibitory TBS induced a "local virtual lesion" which leads to the mobilization of more neuronal resources. There was no TBS-specific modulation in motor behavior, which might indicate that acute changes in brain plasticity caused by TBS are immediately compensated. This compensatory reaction seems to be observable at the metabolic, but not at the behavioral level.

Neural change following different memory training approaches in very preterm born children - A pilot study.

OBJECTIVE There is mixed evidence regarding neural change following cognitive training. Brain activation increase, decrease, or a combination of both may occur. We investigated training-induced neural change using two different memory training approaches. METHODS Very preterm born children (aged 7-12 years) were randomly allocated to a memory strategy training, an intensive working memory practice or a waiting control group. Before and immediately after the trainings and the waiting period, brain activation during a visual working memory task was measured using fMRI and cognitive performance was assessed. RESULTS Following both memory trainings, there was a significant decrease of fronto-parietal brain activation and a significant increase of memory performance. In the control group, no neural or performance change occurred after the waiting period. CONCLUSION These pilot data point towards a training-related decrease of brain activation, independent of the training approach. Our data highlight the high training-induced plasticity of the child's brain during development.

Plasticité du cortex visuel: «homéodynamie» des connexions neuronales et modèle d’effets d’antidépresseurs

Les informations sensorielles sont traitées dans le cortex par des réseaux de neurones co-activés qui forment des assemblées neuronales fonctionnelles. Le traitement visuel dans le cortex est régit par différents aspects des caractéristiques neuronales tels que l’aspect anatomique, électrophysiologique et moléculaire. Au sein du cortex visuel primaire, les neurones sont sélectifs à divers attributs des stimuli tels que l’orientation, la direction, le mouvement et la fréquence spatiale. Chacun de ces attributs conduit à une activité de décharge maximale pour une population neuronale spécifique. Les neurones du cortex visuel ont cependant la capacité de changer leur sélectivité en réponse à une exposition prolongée d’un stimulus approprié appelée apprentissage visuel ou adaptation visuelle à un stimulus non préférentiel. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’investiguer les mécanismes neuronaux qui régissent le traitement visuel durant une plasticité induite par adaptation chez des animaux adultes. Ces mécanismes sont traités sous différents aspects : la connectivité neuronale, la sélectivité neuronale, les propriétés électrophysiologiques des neurones et les effets des drogues (sérotonine et fluoxétine). Le modèle testé se base sur les colonnes d’orientation du cortex visuel primaire. La présente thèse est subdivisée en quatre principaux chapitres. Le premier chapitre (A) traite de la réorganisation du cortex visuel primaire suite à une plasticité induite par adaptation visuelle. Le second chapitre (B) examine la connectivité neuronale fonctionnelle en se basant sur des corrélations croisées entre paires neuronales ainsi que sur des corrélations d’activités de populations neuronales. Le troisième chapitre (C) met en liaison les aspects cités précédemment (les effets de l’adaptation visuelle et la connectivité fonctionnelle) aux propriétés électrophysiologiques des neurones (deux classes de neurones sont traitées : les neurones à décharge régulière et les neurones à décharge rapide ou burst). Enfin, le dernier chapitre (D) a pour objectif l’étude de l’effet du couplage de l’adaptation visuelle à l’administration de certaines drogues, notamment la sérotonine et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Méthodes En utilisant des enregistrements extracellulaires d’activités neuronales dans le cortex visuel primaire (V1) combinés à un processus d’imagerie cérébrale optique intrinsèque, nous enregistrons l’activité de décharge de populations neuronales et nous examinons l’activité de neurones individuels extraite des signaux multi-unitaires. L’analyse de l’activité cérébrale se base sur différents algorithmes : la distinction des propriétés électrophysiologiques des neurones se fait par calcul de l’intervalle de temps entre la vallée et le pic maximal du potentiel d’action (largeur du potentiel d’action), la sélectivité des neurones est basée sur leur taux de décharge à différents stimuli, et la connectivité fonctionnelle utilise des calculs de corrélations croisées. L’utilisation des drogues se fait par administration locale sur la surface du cortex (après une craniotomie et une durotomie). Résultats et conclusions Dans le premier chapitre, nous démontrons la capacité des neurones à modifier leur sélectivité après une période d’adaptation visuelle à un stimulus particulier, ces changements aboutissent à une réorganisation des cartes corticales suivant un patron spécifique. Nous attribuons ce résultat à la flexibilité de groupes fonctionnels de neurones qui étaient longtemps considérés comme des unités anatomiques rigides. En effet, nous observons une restructuration extensive des domaines d’orientation dans le but de remodeler les colonnes d’orientation où chaque stimulus est représenté de façon égale. Ceci est d’autant plus confirmé dans le second chapitre où dans ce cas, les cartes de connectivité fonctionnelle sont investiguées. En accord avec les résultats énumérés précédemment, les cartes de connectivité montrent également une restructuration massive mais de façon intéressante, les neurones utilisent une stratégie de sommation afin de stabiliser leurs poids de connectivité totaux. Ces dynamiques de connectivité sont examinées dans le troisième chapitre en relation avec les propriétés électrophysiologiques des neurones. En effet, deux modes de décharge neuronale permettent la distinction entre deux classes neuronales. Leurs dynamiques de corrélations distinctes suggèrent que ces deux classes jouent des rôles clés différents dans l’encodage et l’intégration des stimuli visuels au sein d’une population neuronale. Enfin, dans le dernier chapitre, l’adaptation visuelle est combinée avec l’administration de certaines substances, notamment la sérotonine (neurotransmetteur) et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Ces deux substances produisent un effet similaire en facilitant l’acquisition des stimuli imposés par adaptation. Lorsqu’un stimulus non optimal est présenté en présence de l’une des deux substances, nous observons une augmentation du taux de décharge des neurones en présentant ce stimulus. Nous présentons un modèle neuronal basé sur cette recherche afin d’expliquer les fluctuations du taux de décharge neuronale en présence ou en absence des drogues. Cette thèse présente de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’adaptation des neurones du cortex visuel primaire adulte dans le but de changer leur sélectivité dans un environnement d’apprentissage. Nous montrons qu’il y a un parfait équilibre entre leurs habiletés plastiques et leur dynamique d’homéostasie.

Plasticité du cortex visuel: «homéodynamie» des connexions neuronales et modèle d’effets d’antidépresseurs

Les informations sensorielles sont traitées dans le cortex par des réseaux de neurones co-activés qui forment des assemblées neuronales fonctionnelles. Le traitement visuel dans le cortex est régit par différents aspects des caractéristiques neuronales tels que l’aspect anatomique, électrophysiologique et moléculaire. Au sein du cortex visuel primaire, les neurones sont sélectifs à divers attributs des stimuli tels que l’orientation, la direction, le mouvement et la fréquence spatiale. Chacun de ces attributs conduit à une activité de décharge maximale pour une population neuronale spécifique. Les neurones du cortex visuel ont cependant la capacité de changer leur sélectivité en réponse à une exposition prolongée d’un stimulus approprié appelée apprentissage visuel ou adaptation visuelle à un stimulus non préférentiel. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’investiguer les mécanismes neuronaux qui régissent le traitement visuel durant une plasticité induite par adaptation chez des animaux adultes. Ces mécanismes sont traités sous différents aspects : la connectivité neuronale, la sélectivité neuronale, les propriétés électrophysiologiques des neurones et les effets des drogues (sérotonine et fluoxétine). Le modèle testé se base sur les colonnes d’orientation du cortex visuel primaire. La présente thèse est subdivisée en quatre principaux chapitres. Le premier chapitre (A) traite de la réorganisation du cortex visuel primaire suite à une plasticité induite par adaptation visuelle. Le second chapitre (B) examine la connectivité neuronale fonctionnelle en se basant sur des corrélations croisées entre paires neuronales ainsi que sur des corrélations d’activités de populations neuronales. Le troisième chapitre (C) met en liaison les aspects cités précédemment (les effets de l’adaptation visuelle et la connectivité fonctionnelle) aux propriétés électrophysiologiques des neurones (deux classes de neurones sont traitées : les neurones à décharge régulière et les neurones à décharge rapide ou burst). Enfin, le dernier chapitre (D) a pour objectif l’étude de l’effet du couplage de l’adaptation visuelle à l’administration de certaines drogues, notamment la sérotonine et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Méthodes En utilisant des enregistrements extracellulaires d’activités neuronales dans le cortex visuel primaire (V1) combinés à un processus d’imagerie cérébrale optique intrinsèque, nous enregistrons l’activité de décharge de populations neuronales et nous examinons l’activité de neurones individuels extraite des signaux multi-unitaires. L’analyse de l’activité cérébrale se base sur différents algorithmes : la distinction des propriétés électrophysiologiques des neurones se fait par calcul de l’intervalle de temps entre la vallée et le pic maximal du potentiel d’action (largeur du potentiel d’action), la sélectivité des neurones est basée sur leur taux de décharge à différents stimuli, et la connectivité fonctionnelle utilise des calculs de corrélations croisées. L’utilisation des drogues se fait par administration locale sur la surface du cortex (après une craniotomie et une durotomie). Résultats et conclusions Dans le premier chapitre, nous démontrons la capacité des neurones à modifier leur sélectivité après une période d’adaptation visuelle à un stimulus particulier, ces changements aboutissent à une réorganisation des cartes corticales suivant un patron spécifique. Nous attribuons ce résultat à la flexibilité de groupes fonctionnels de neurones qui étaient longtemps considérés comme des unités anatomiques rigides. En effet, nous observons une restructuration extensive des domaines d’orientation dans le but de remodeler les colonnes d’orientation où chaque stimulus est représenté de façon égale. Ceci est d’autant plus confirmé dans le second chapitre où dans ce cas, les cartes de connectivité fonctionnelle sont investiguées. En accord avec les résultats énumérés précédemment, les cartes de connectivité montrent également une restructuration massive mais de façon intéressante, les neurones utilisent une stratégie de sommation afin de stabiliser leurs poids de connectivité totaux. Ces dynamiques de connectivité sont examinées dans le troisième chapitre en relation avec les propriétés électrophysiologiques des neurones. En effet, deux modes de décharge neuronale permettent la distinction entre deux classes neuronales. Leurs dynamiques de corrélations distinctes suggèrent que ces deux classes jouent des rôles clés différents dans l’encodage et l’intégration des stimuli visuels au sein d’une population neuronale. Enfin, dans le dernier chapitre, l’adaptation visuelle est combinée avec l’administration de certaines substances, notamment la sérotonine (neurotransmetteur) et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Ces deux substances produisent un effet similaire en facilitant l’acquisition des stimuli imposés par adaptation. Lorsqu’un stimulus non optimal est présenté en présence de l’une des deux substances, nous observons une augmentation du taux de décharge des neurones en présentant ce stimulus. Nous présentons un modèle neuronal basé sur cette recherche afin d’expliquer les fluctuations du taux de décharge neuronale en présence ou en absence des drogues. Cette thèse présente de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’adaptation des neurones du cortex visuel primaire adulte dans le but de changer leur sélectivité dans un environnement d’apprentissage. Nous montrons qu’il y a un parfait équilibre entre leurs habiletés plastiques et leur dynamique d’homéostasie.

Substantial changes in the genetic basis of tadpole morphology of Rana lessonae in the presence of predators

Predator-induced morphological plasticity is a model system for investigating phenotypic plasticity in an ecological context. We investigated the genetic basis of the predator-induced plasticity in Rana lessonae by determining the pattern of genetic covariation of three morphological traits that were found to be induced in a predatory environment. Body size decreased and tail dimensions increased when reared in the presence of preying dragonfly larvae. Genetic variance in body size increased by almost an order of magnitude in the predator environment, and the first genetic principal component was found to be highly significantly different between the two environments. The across environment genetic correlation for body size was significantly below 1 indicating that different genes contributed to this trait in the two environments. Body size may therefore be able to respond to selection independently in the two environments to some extent.