Growing up with bilateral hippocampal atrophy: from childhood to teenage.

The respective roles of the medial temporal lobe (MTL) structures in memory are controversial. Some authors put forward a modular account according to which episodic memory and recollection-based processes are crucially dependent on the hippocampal formation whereas semantic acquisition and familiarity-based processes rely on the adjacent parahippocampal gyri. Others defend a unitary view. We report the case of VJ, a boy with developmental amnesia of most likely perinatal onset diagnosed at the age of 8. Magnetic resonance imaging (MRI), including quantitative volumetric measurements of the hippocampal formation and of the entorhinal, perirhinal, and temporopolar cortices, showed severe, bilateral atrophy of the hippocampal formation, fornix and mammillary bodies; by contrast, the perirhinal cortex was within normal range and the entorhinal and temporopolar cortex remained within two standard deviations (SDs) from controls' mean. We examined the development of his semantic knowledge from childhood to teenage as well as his recognition and cued recall memory abilities. On tasks tapping semantic memory, VJ increased his raw scores across years at the same rate as children from large standardisation samples, except for one task; he achieved average performance, consistent with his socio-educational background. He performed within normal range on 74% of recognition tests and achieved average to above average scores on 42% of them despite very severe impairment on 82% of episodic recall tasks. Both faces and landscapes-scenes gave rise to above average scores when tested with coloured stimuli. Cued recall, although impaired, was largely superior to free recall. This case supports a modular account of the MTL with episodic, but not semantic memory depending on the hippocampal formation. Furthermore, the overall pattern of findings is consistent with evidence from both brain-damaged and neuroimaging studies indicating that recollection requires intact hippocampal formation and familiarity relies, at least partly, on the adjacent temporal lobe cortex.

Functional independence within the self-memory system: new insights from two cases of developmental amnesia.

Neuropsychological and neuroimaging data suggest that the self-memory system can be fractionated into three functionally independent systems processing personal information at several levels of abstraction, including episodic memories of one's life (episodic autobiographical memory, EAM), semantic knowledge of facts about one's life (semantic autobiographical memory, SAM), and semantic knowledge of one's personality [conceptual self, (CS)]. Through the study of two developmental amnesic patients suffering of neonatal brain injuries, we explored how the different facets of the self-memory system develop when growing up with bilateral hippocampal atrophy. Neuropsychological evaluations showed that both of them suffered from dramatic episodic learning disability with no sense of recollection (Remember/Know procedure), whereas their semantic abilities differed, being completely preserved (Valentine) or not (Jocelyn). Magnetic resonance imaging, including quantitative volumetric measurements of the hippocampus and adjacent (entorhinal, perirhinal, and temporopolar) cortex, showed severe bilateral atrophy of the hippocampus in both patients, with additional atrophy of adjacent cortex in Jocelyn. Exploration of EAM and SAM according to lifetime periods covering the entire lifespan (TEMPAu task, Piolino et al., 2009) showed that both patients had marked impairments in EAM, as they lacked specificity, details and sense of recollection, whereas SAM was completely normal in Valentine, but impaired in Jocelyn. Finally, measures of patients' CS (Tennessee Self-Concept Scale, Fitts and Warren, 1996), checked by their mothers, were generally within normal range, but both patients showed a more positive self-concept than healthy controls. These two new cases support a modular account of the medial-temporal lobe with episodic memory and recollection depending on the hippocampus, and semantic memory and familiarity on adjacent cortices. Furthermore, they highlight developmental episodic and semantic functional independence within the self-memory system suggesting that SAM and CS may be acquired without episodic memories.

Cognitive anatomy of the temporal lobe: Effect of personality in population with mild cognitive impairment & Functional specialization for memory systems in healthy individuals.

Résumé: L'impact de la maladie d'Alzheimer (MA) est dévastateur pour la vie quotidienne de la personne affectée, avec perte progressive de la mémoire et d'autres facultés cognitives jusqu'à la démence. Il n'existe toujours pas de traitement contre cette maladie et il y a aussi une grande incertitude sur le diagnostic des premiers stades de la MA. La signature anatomique de la MA, en particulier l'atrophie du lobe temporal moyen (LTM) mesurée avec la neuroimagerie, peut être utilisée comme un biomarqueur précoce, in vivo, des premiers stades de la MA. Toutefois, malgré le rôle évident du LMT dans les processus de la mémoire, nous savons que les modèles anatomiques prédictifs de la MA basés seulement sur des mesures d'atrophie du LTM n'expliquent pas tous les cas cliniques. Au cours de ma thèse, j'ai conduit trois projets pour comprendre l'anatomie et le fonctionnement du LMT dans (1) les processus de la maladie et dans (2) les processus de mémoire ainsi que (3) ceux de l'apprentissage. Je me suis intéressée à une population avec déficit cognitif léger (« Mild Cognitive Impairment », MCI), à risque pour la MA. Le but du premier projet était de tester l'hypothèse que des facteurs, autres que ceux cognitifs, tels que les traits de personnalité peuvent expliquer les différences interindividuelles dans le LTM. De plus, la diversité phénotypique des manifestations précliniques de la MA provient aussi d'une connaissance limitée des processus de mémoire et d'apprentissage dans le cerveau sain. L'objectif du deuxième projet porte sur l'investigation des sous-régions du LTM, et plus particulièrement de leur contribution dans différentes composantes de la mémoire de reconnaissance chez le sujet sain. Pour étudier cela, j'ai utilisé une nouvelle méthode multivariée ainsi que l'IRM à haute résolution pour tester la contribution de ces sous-régions dans les processus de familiarité (« ou Know ») et de remémoration (ou « Recollection »). Finalement, l'objectif du troisième projet était de tester la contribution du LTM en tant que système de mémoire dans l'apprentissage et l'interaction dynamique entre différents systèmes de mémoire durant l'apprentissage. Les résultats du premier projet montrent que, en plus du déficit cognitif observé dans une population avec MCI, les traits de personnalité peuvent expliquer les différences interindividuelles du LTM ; notamment avec une plus grande contribution du neuroticisme liée à une vulnérabilité au stress et à la dépression. Mon étude a permis d'identifier un pattern d'anormalité anatomique dans le LTM associé à la personnalité avec des mesures de volume et de diffusion moyenne du tissu. Ce pattern est caractérisé par une asymétrie droite-gauche du LTM et un gradient antéro-postérieur dans le LTM. J'ai interprété ce résultat par des propriétés tissulaires et neurochimiques différemment sensibles au stress. Les résultats de mon deuxième projet ont contribué au débat actuel sur la contribution des sous-régions du LTM dans les processus de familiarité et de remémoration. Utilisant une nouvelle méthode multivariée, les résultats supportent premièrement une dissociation des sous-régions associées aux différentes composantes de la mémoire. L'hippocampe est le plus associé à la mémoire de type remémoration et le cortex parahippocampique, à la mémoire de type familiarité. Deuxièmement, l'activation correspondant à la trace mnésique pour chaque type de mémoire est caractérisée par une distribution spatiale distincte. La représentation neuronale spécifique, « sparse-distributed», associée à la mémoire de remémoration dans l'hippocampe serait la meilleure manière d'encoder rapidement des souvenirs détaillés sans interférer les souvenirs précédemment stockés. Dans mon troisième projet, j'ai mis en place une tâche d'apprentissage en IRM fonctionnelle pour étudier les processus d'apprentissage d'associations probabilistes basé sur le feedback/récompense. Cette étude m'a permis de mettre en évidence le rôle du LTM dans l'apprentissage et l'interaction entre différents systèmes de mémoire comme la mémoire procédurale, perceptuelle ou d'amorçage et la mémoire de travail. Nous avons trouvé des activations dans le LTM correspondant à un processus de mémoire épisodique; les ganglions de la base (GB), à la mémoire procédurale et la récompense; le cortex occipito-temporal (OT), à la mémoire de représentation perceptive ou l'amorçage et le cortex préfrontal, à la mémoire de travail. Nous avons également observé que ces régions peuvent interagir; le type de relation entre le LTM et les GB a été interprété comme une compétition, ce qui a déjà été reporté dans des études récentes. De plus, avec un modèle dynamique causal, j'ai démontré l'existence d'une connectivité effective entre des régions. Elle se caractérise par une influence causale de type « top-down » venant de régions corticales associées avec des processus de plus haut niveau venant du cortex préfrontal sur des régions corticales plus primaires comme le OT cortex. Cette influence diminue au cours du de l'apprentissage; cela pourrait correspondre à un mécanisme de diminution de l'erreur de prédiction. Mon interprétation est que cela est à l'origine de la connaissance sémantique. J'ai également montré que les choix du sujet et l'activation cérébrale associée sont influencés par les traits de personnalité et des états affectifs négatifs. Les résultats de cette thèse m'ont amenée à proposer (1) un modèle expliquant les mécanismes possibles liés à l'influence de la personnalité sur le LTM dans une population avec MCI, (2) une dissociation des sous-régions du LTM dans différents types de mémoire et une représentation neuronale spécifique à ces régions. Cela pourrait être une piste pour résoudre les débats actuels sur la mémoire de reconnaissance. Finalement, (3) le LTM est aussi un système de mémoire impliqué dans l'apprentissage et qui peut interagir avec les GB par une compétition. Nous avons aussi mis en évidence une interaction dynamique de type « top -down » et « bottom-up » entre le cortex préfrontal et le cortex OT. En conclusion, les résultats peuvent donner des indices afin de mieux comprendre certains dysfonctionnements de la mémoire liés à l'âge et la maladie d'Alzheimer ainsi qu'à améliorer le développement de traitement. Abstract: The impact of Alzheimer's disease is devastating for the daily life of the affected patients, with progressive loss of memory and other cognitive skills until dementia. We still lack disease modifying treatment and there is also a great amount of uncertainty regarding the accuracy of diagnostic classification in the early stages of AD. The anatomical signature of AD, in particular the medial temporal lobe (MTL) atrophy measured with neuroimaging, can be used as an early in vivo biomarker in early stages of AD. However, despite the evident role of MTL in memory, we know that the derived predictive anatomical model based only on measures of brain atrophy in MTL does not explain all clinical cases. Throughout my thesis, I have conducted three projects to understand the anatomy and the functioning of MTL on (1) disease's progression, (2) memory process and (3) learning process. I was interested in a population with mild cognitive impairment (MCI), at risk for AD. The objective of the first project was to test the hypothesis that factors, other than the cognitive ones, such as the personality traits, can explain inter-individual differences in the MTL. Moreover, the phenotypic diversity in the manifestations of preclinical AD arises also from the limited knowledge of memory and learning processes in healthy brain. The objective of the second project concerns the investigation of sub-regions of the MTL, and more particularly their contributions in the different components of recognition memory in healthy subjects. To study that, I have used a new multivariate method as well as MRI at high resolution to test the contribution of those sub-regions in the processes of familiarity and recollection. Finally, the objective of the third project was to test the contribution of the MTL as a memory system in learning and the dynamic interaction between memory systems during learning. The results of the first project show that, beyond cognitive state of impairment observed in the population with MCI, the personality traits can explain the inter-individual differences in the MTL; notably with a higher contribution of neuroticism linked to proneness to stress and depression. My study has allowed identifying a pattern of anatomical abnormality in the MTL related to personality with measures of volume and mean diffusion of the tissue. That pattern is characterized by right-left asymmetry in MTL and an anterior to posterior gradient within MTL. I have interpreted that result by tissue and neurochemical properties differently sensitive to stress. Results of my second project have contributed to the actual debate on the contribution of MTL sub-regions in the processes of familiarity and recollection. Using a new multivariate method, the results support firstly a dissociation of the subregions associated with different memory components. The hippocampus was mostly associated with recollection and the surrounding parahippocampal cortex, with familiarity type of memory. Secondly, the activation corresponding to the mensic trace for each type of memory is characterized by a distinct spatial distribution. The specific neuronal representation, "sparse-distributed", associated with recollection in the hippocampus would be the best way to rapidly encode detailed memories without overwriting previously stored memories. In the third project, I have created a learning task with functional MRI to sudy the processes of learning of probabilistic associations based on feedback/reward. That study allowed me to highlight the role of the MTL in learning and the interaction between different memory systems such as the procedural memory, the perceptual memory or priming and the working memory. We have found activations in the MTL corresponding to a process of episodic memory; the basal ganglia (BG), to a procedural memory and reward; the occipito-temporal (OT) cortex, to a perceptive memory or priming and the prefrontal cortex, to working memory. We have also observed that those regions can interact; the relation type between the MTL and the BG has been interpreted as a competition. In addition, with a dynamic causal model, I have demonstrated a "top-down" influence from cortical regions associated with high level cortical area such as the prefrontal cortex on lower level cortical regions such as the OT cortex. That influence decreases during learning; that could correspond to a mechanism linked to a diminution of prediction error. My interpretation is that this is at the origin of the semantic knowledge. I have also shown that the subject's choice and the associated brain activation are influenced by personality traits and negative affects. Overall results of this thesis have brought me to propose (1) a model explaining the possible mechanism linked to the influence of personality on the MTL in a population with MCI, (2) a dissociation of MTL sub-regions in different memory types and a neuronal representation specific to each region. This could be a cue to resolve the actual debates on recognition memory. Finally, (3) the MTL is also a system involved in learning and that can interact with the BG by a competition. We have also shown a dynamic interaction of « top -down » and « bottom-up » types between the pre-frontal cortex and the OT cortex. In conclusion, the results could give cues to better understand some memory dysfunctions in aging and Alzheimer's disease and to improve development of treatment.

Neuropsychological dysfunction related to earlier occupational exposure to mercury vapor

We assessed the neuropsychological test performances of 26 patients (mean age = 41.5 ± 6.1 years; mean years of education = 9.8 ± 1.8; 20 males) diagnosed with chronic occupational mercurialism who were former workers at a fluorescent lamp factory. They had been exposed to elemental mercury for an average of 10.2 ± 3.8 years and had been away from this work for 6 ± 4.7 years. Mean urinary mercury concentrations 1 year after cessation of work were 1.8 ± 0.9 µg/g creatinine. Twenty control subjects matched for age, gender, and education (18 males) were used for comparison. Neuropsychological assessment included attention, inhibitory control, verbal and visual memory, verbal fluency, manual dexterity, visual-spatial function, executive function, and semantic knowledge tests. The Beck Depression Inventory and the State and Trait Inventory were used to assess depression and anxiety symptoms, respectively. The raw score for the group exposed to mercury indicated slower information processing speed, inferior performance in psychomotor speed, verbal spontaneous recall memory, and manual dexterity of the dominant hand and non-dominant hand (P < 0.05). In addition, the patients showed increased depression and anxiety symptoms (P < 0.001). A statistically significant correlation (Pearson) was demonstrable between mean urinary mercury and anxiety trait (r = 0.75, P = 0.03). The neuropsychological performances of the former workers suggest that occupational exposure to elemental mercury has long-term effects on information processing and psychomotor function, with increased depression and anxiety also possibly reflecting the psychosocial context.

Les bases cognitives et cérébrales du traitement sémantique des personnes célèbres : étude chez le jeune adulte et la personne âgée saine, atteinte de TCL, ou de dépression.

Les connaissances que nous avons sur les personnes familières et célèbres représentent un des grands domaines de la mémoire sémantique. Elles ont une valeur sociale importante puisqu'elles nous permettent de reconnaître et d'identifier les personnes que nous connaissons et de les distinguer de personnes que nous ne connaissons pas. La présente thèse comporte deux volets : le premier volet porte sur l’étude des substrats cérébraux du traitement sémantique sur les personnes célèbres chez le jeune adulte, alors que le deuxième volet porte sur l’étude des connaissances sémantiques sur les personnes célèbres chez la personne âgée sans troubles cognitifs, atteinte d’un Trouble cognitif léger de type amnésique (TCLa), d’un Trouble cognitif léger de type amnésique avec symptômes dépressifs (TCLa-D) ou de dépression tardive. Plus précisément, ce dernier volet étudie la relation entre les troubles sémantiques et la présence de symptômes dépressifs. Le premier volet a donc pour objectif d’explorer en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) les substrats cérébraux sous-tendant le traitement sémantique de visages célèbres comparé au traitement perceptif (Article 1). Le rôle des régions temporales postérieures (occipito-temporales) dans le traitement perceptif des visages est aujourd’hui bien établi. Les lobes temporaux antérieurs (LTA) semblent avoir un rôle particulièrement important dans l’identification des visages familiers et connus, mais le rôle précis de cette région dans le traitement sémantique des visages connus demeure encore mal compris. Le premier article met ainsi en lumière les régions corticales impliquées dans le processus de reconnaissance de visages, soit du traitement perceptif au traitement sémantique qui nous permet d’identifier et de retrouver des informations biographiques sur le visage qui nous est présenté. Les présents résultats appuient le modèle proposé par Haxby et collègues (2000) selon lequel la région des lobes temporaux antérieurs (LTA) soit associée au traitement sémantique des visages de personnes célèbres. Quant au deuxième volet, il a pour objectif d’étudier au niveau comportemental l’intégrité des connaissances sémantiques biographiques spécifiques et générales chez des personnes âgées sans troubles cognitifs, atteinte d’un TCLa ou d’un TCLa avec symptômes dépressifs (TCLa-D) ou de dépression tardive. (Article 2). La dépression a été jugée comme étant un facteur interdépendant pouvant jouer un rôle dans la variabilité de la présentation clinique des individus TCLa. En effet, il semble que la présence de symptômes dépressifs influence le profil cognitif des individus TCLa, surtout en ce qui à trait aux fonctions exécutives et à la mémoire épisodique. Cependant, aucune étude n’a à ce jour étudié l’impact des symptômes dépressifs sur la mémoire sémantique des personnes célèbres chez les individus TCLa. Les présents résultats indiquent que les individus TCLa montrent des déficits pour le traitement sémantique des personnes célèbres, et que ces déficits sont modulés par la présence d’une symptomatologie dépressive. La dépression à elle seule ne peut toutefois engendrer des déficits sémantiques puisque le groupe ayant une dépression tardive n’a démontré aucune atteinte de la mémoire sémantique. Les implications théoriques et cliniques de ces résultats seront discutées, ainsi que les limites et perspectives futures.

Substrats neuronaux du traitement visuel et sémantique des mots dans le vieillissement normal : apports de la MEG

Bien que l’on ait longtemps considéré que les substrats cérébraux de la mémoire sémantique (MS) demeuraient intacts au cours du vieillissement normal (VN), en raison d’une préservation de la performance des personnes âgées à des épreuves sémantiques, plusieurs études récentes suggèrent que des modifications cérébrales sous-tendant le traitement sémantique opèrent au cours du vieillissement. Celles-ci toucheraient principalement les régions responsables des aspects exécutifs du traitement sémantique, impliqués dans les processus de recherche, de sélection et de manipulation stratégique de l’information sémantique. Cependant, les mécanismes spécifiques régissant la réorganisation cérébrale du traitement sémantique au cours du VN demeurent méconnus, notamment en raison de divergences méthodologiques entre les études. De plus, des données de la littérature suggèrent que des modifications cérébrales associées au vieillissement pourraient également avoir lieu en relation avec les aspects perceptifs visuels du traitement des mots. Puisque le processus de lecture des mots représente un processus interactif et dynamique entre les fonctions perceptuelles de bas niveau et les fonctions de plus haut niveau tel que la MS, il pourrait exister des modifications liées à l’âge au plan des interactions cérébrales entre les aspects perceptifs et sémantiques du traitement des mots. Dans son ensemble, l’objectif de la présente thèse était de caractériser les modifications cérébrales ainsi que le décours temporel du signal cérébral qui sont associés au traitement sémantique ainsi qu’au traitement perceptif des mots en lien avec le VN, ainsi que les relations et les modulations entre les processus sémantiques et perceptifs au cours du VN, en utilisant la magnétoencéphalographie (MEG) comme technique d’investigation. Dans un premier temps (chapitre 2), les patrons d’activation cérébrale d’un groupe de participants jeunes et d’un groupe de participants âgés sains ont été comparés alors qu’ils effectuaient une tâche de jugement sémantique sur des mots en MEG, en se concentrant sur le signal autour de la N400, une composante associée au traitement sémantique. Les résultats démontrent que des modifications cérébrales liées à l’âge touchent principalement les structures impliquées dans les aspects exécutifs du traitement sémantique. Une activation plus importante du cortex préfrontal inférieur (IPC) a été observée chez les participants jeunes que chez les participants âgés, alors que ces derniers activaient davantage les régions temporo-pariétales que les jeunes adultes. Par ailleurs, le lobe temporal antérieur (ATL) gauche, considéré comme une région centrale et amodale du traitement sémantique, était également davantage activé par les participants âgés que par les jeunes adultes. Dans un deuxième temps (chapitre 3), les patrons d’activation cérébrale d’un groupe de participants jeunes et d’un groupe de participants âgés sains ont été comparés en se concentrant sur le signal associé au traitement perceptif visuel, soit dans les 200 premières millisecondes du traitement des mots. Les résultats montrent que des modifications cérébrales liées à l’âge touchent le gyrus fusiforme mais aussi le réseau sémantique, avec une plus grande activation pour le groupe de participants âgés, malgré une absence de différence d’activation dans le cortex visuel extrastrié entre les deux groupes. Les implications théoriques des résultats de ces deux études sont ensuite discutées, et les limites et perspectives futures sont finalement adressées (chapitre 4).

Distributional semantics and machine learning for statistical machine translation

[EU]Lan honetan semantika distribuzionalaren eta ikasketa automatikoaren erabilera aztertzen dugu itzulpen automatiko estatistikoa hobetzeko. Bide horretan, erregresio logistikoan oinarritutako ikasketa automatikoko eredu bat proposatzen dugu hitz-segiden itzulpen- probabilitatea modu dinamikoan modelatzeko. Proposatutako eredua itzulpen automatiko estatistikoko ohiko itzulpen-probabilitateen orokortze bat dela frogatzen dugu, eta testuinguruko nahiz semantika distribuzionaleko informazioa barneratzeko baliatu ezaugarri lexiko, hitz-cluster eta hitzen errepresentazio bektorialen bidez. Horretaz gain, semantika distribuzionaleko ezagutza itzulpen automatiko estatistikoan txertatzeko beste hurbilpen bat lantzen dugu: hitzen errepresentazio bektorial elebidunak erabiltzea hitz-segiden itzulpenen antzekotasuna modelatzeko. Gure esperimentuek proposatutako ereduen baliagarritasuna erakusten dute, emaitza itxaropentsuak eskuratuz oinarrizko sistema sendo baten gainean. Era berean, gure lanak ekarpen garrantzitsuak egiten ditu errepresentazio bektorialen mapaketa elebidunei eta hitzen errepresentazio bektorialetan oinarritutako hitz-segiden antzekotasun neurriei dagokienean, itzulpen automatikoaz haratago balio propio bat dutenak semantika distribuzionalaren arloan.

Sometimes they use it, sometimes they don’t: an epistemological discussion of L2 morphological production and its use as a competence measurement

The main goal of all approaches to adult second language acquisition (SLA) is to accurately describe and explain the overall acquisition process. To accomplish this, SLA researchers must come to agree on some key issues. In this commentary, I defend the necessity of the competence/performance distinction and how this relates to why an examination of morphological production presents challenges for SLA research. I suggest that such a methodology is meaningful only when it is dovetailed with procedures that test for related syntactic/semantic knowledge.

Selecting object pairs for action: is the active object always first?

Perception is linked to action via two routes: a direct route based on affordance information in the environment and an indirect route based on semantic knowledge about objects. The present study explored the factors modulating the recruitment of the two routes, in particular which factors affecting the selection of paired objects. In Experiment 1, we presented real objects among semantically related or unrelated distracters. Participants had to select two objects that can interact. The presence of distracters affected selection times, but not the semantic relations of the objects with the distracters. Furthermore, participants first selected the active object (e.g. teaspoon) with their right hand, followed by the passive object (e.g. mug), often with their left hand. In Experiment 2, we presented pictures of the same objects with no hand grip, congruent or incongruent hand grip. Participants had to decide whether the two objects can interact. Action decisions were faster when the presentation of the active object preceded the presentation of the passive object, and when the grip was congruent. Interestingly, participants were slower when the objects were semantically but not functionally related; this effect increased with congruently gripped objects. Our data showed that action decisions in the presence of strong affordance cues (real objects, pictures of congruently gripped objects) relied on sensory-motor representation, supporting the direct route from perception-to-action that bypasses semantic knowledge. However, in the case of weak affordance cues (pictures), semantic information interfered with action decisions, indicating that semantic knowledge impacts action decisions. The data support the dual-route account from perception-to-action.

Hippocampus Is Place of Interaction between Unconscious and Conscious Memories.

Recent evidence suggests that humans can form and later retrieve new semantic relations unconsciously by way of hippocampus-the key structure also recruited for conscious relational (episodic) memory. If the hippocampus subserves both conscious and unconscious relational encoding/retrieval, one would expect the hippocampus to be place of unconscious-conscious interactions during memory retrieval. We tested this hypothesis in an fMRI experiment probing the interaction between the unconscious and conscious retrieval of face-associated information. For the establishment of unconscious relational memories, we presented subliminal (masked) combinations of unfamiliar faces and written occupations ("actor" or "politician"). At test, we presented the former subliminal faces, but now supraliminally, as cues for the reactivation of the unconsciously associated occupations. We hypothesized that unconscious reactivation of the associated occupation-actor or politician-would facilitate or inhibit the subsequent conscious retrieval of a celebrity's occupation, which was also actor or politician. Depending on whether the reactivated unconscious occupation was congruent or incongruent to the celebrity's occupation, we expected either quicker or delayed conscious retrieval process. Conscious retrieval was quicker in the congruent relative to a neutral baseline condition but not delayed in the incongruent condition. fMRI data collected during subliminal face-occupation encoding confirmed previous evidence that the hippocampus was interacting with neocortical storage sites of semantic knowledge to support relational encoding. fMRI data collected at test revealed that the facilitated conscious retrieval was paralleled by deactivations in the hippocampus and neocortical storage sites of semantic knowledge. We assume that the unconscious reactivation has pre-activated overlapping relational representations in the hippocampus reducing the neural effort for conscious retrieval. This finding supports the notion of synergistic interactions between conscious and unconscious relational memories in a common, cohesive hippocampal-neocortical memory space.

Verb generation in patients with focal frontal lesions: A neuropsychological test of neuroimaging findings

What are the neural bases of semantic memory? Traditional beliefs that the temporal lobes subserve the retrieval of semantic knowledge, arising from lesion studies, have been recently called into question by functional neuroimaging studies finding correlations between semantic retrieval and activity in left prefrontal cortex. Has neuroimaging taught us something new about the neural bases of cognition that older methods could not reveal or has it merely identified brain activity that is correlated with but not causally related to the process of semantic retrieval? We examined the ability of patients with focal frontal lesions to perform a task commonly used in neuroimaging experiments, the generation of semantically appropriate action words for concrete nouns, and found evidence of the necessity of the left inferior frontal gyrus for certain components of the verb generation task. Notably, these components did not include semantic retrieval per se.

Análisis del uso de métodos de similitud léxica con conocimiento semántico superficial para mapear la información de enfermería en español

Uno de los problemas actuales en el dominio de la salud es reutilizar y compartir la información clínica entre profesionales, ya que ésta se encuentra escrita usando terminologías específicas. Una posible solución es usar un recurso de conocimiento común sobre el que mapear la información existente. Nuestro objetivo es comprobar si la adición de conocimiento semántico superficial puede mejorar los mapeados establecidos. Para ello experimentamos con un conjunto de etiquetas de NANDA-I y con un conjunto de descripciones de SNOMED-CT en castellano. Los resultados obtenidos en los experimentos muestran que la inclusión de conocimiento semántico superficial mejora significativamente el mapeado léxico entre los dos recursos estudiados.

The anatomical and functional correlates of category-specificity

The dramatic effects of brain damage can provide some of the most interesting insights into the nature of normal cognitive performance. In recent years a number of neuropsychological studies have reported a particular form of cognitive impairment where patients have problems recognising objects from one category but remain able to recognise those from others. The most frequent ‘category-specific’ pattern is an impairment identifying living things, compared to nonliving things. The reverse pattern of dissociation, i.e., an impairment recognising and naming nonliving things relative to living things, has been reported albeit much less frequently. The objective of the work carried out in this thesis was to investigate the organising principles and anatomical correlates of stored knowledge for categories of living and nonliving things. Three complementary cognitive neuropsychological research techniques were employed to assess how, and where, this knowledge is represented in the brain: (i) studies of normal (neurologically intact) subjects, (ii) case-studies of neurologically impaired patients with selective deficits in object recognition, and (iii) studies of the anatomical correlates of stored knowledge for living and nonliving things on the brain using magnetoencephalography (MEG). The main empirical findings showed that semantic knowledge about living and nonliving things is principally encoded in terms of sensory and functional features, respectively. In two case-study chapters evidence was found supporting the view that category-specific impairments can arise from damage to a pre-semantic system, rather than the assumption often made that the system involved must be semantic. In the MEG study, rather than finding evidence for the involvement of specific brain areas for different object categories, it appeared that, when subjects named and categorised living and nonliving things, a non-differentiated neural system was involved.

Integration and querying of heterogeneous, autonomous, distributed database systems

Today, databases have become an integral part of information systems. In the past two decades, we have seen different database systems being developed independently and used in different applications domains. Today's interconnected networks and advanced applications, such as data warehousing, data mining & knowledge discovery and intelligent data access to information on the Web, have created a need for integrated access to such heterogeneous, autonomous, distributed database systems. Heterogeneous/multidatabase research has focused on this issue resulting in many different approaches. However, a single, generally accepted methodology in academia or industry has not emerged providing ubiquitous intelligent data access from heterogeneous, autonomous, distributed information sources. ^ This thesis describes a heterogeneous database system being developed at High-performance Database Research Center (HPDRC). A major impediment to ubiquitous deployment of multidatabase technology is the difficulty in resolving semantic heterogeneity. That is, identifying related information sources for integration and querying purposes. Our approach considers the semantics of the meta-data constructs in resolving this issue. The major contributions of the thesis work include: (i) providing a scalable, easy-to-implement architecture for developing a heterogeneous multidatabase system, utilizing Semantic Binary Object-oriented Data Model (Sem-ODM) and Semantic SQL query language to capture the semantics of the data sources being integrated and to provide an easy-to-use query facility; (ii) a methodology for semantic heterogeneity resolution by investigating into the extents of the meta-data constructs of component schemas. This methodology is shown to be correct, complete and unambiguous; (iii) a semi-automated technique for identifying semantic relations, which is the basis of semantic knowledge for integration and querying, using shared ontologies for context-mediation; (iv) resolutions for schematic conflicts and a language for defining global views from a set of component Sem-ODM schemas; (v) design of a knowledge base for storing and manipulating meta-data and knowledge acquired during the integration process. This knowledge base acts as the interface between integration and query processing modules; (vi) techniques for Semantic SQL query processing and optimization based on semantic knowledge in a heterogeneous database environment; and (vii) a framework for intelligent computing and communication on the Internet applying the concepts of our work. ^

Integration and querying of heterogeneous, autonomous, distributed database systems

Today, databases have become an integral part of information systems. In the past two decades, we have seen different database systems being developed independently and used in different applications domains. Today's interconnected networks and advanced applications, such as data warehousing, data mining & knowledge discovery and intelligent data access to information on the Web, have created a need for integrated access to such heterogeneous, autonomous, distributed database systems. Heterogeneous/multidatabase research has focused on this issue resulting in many different approaches. However, a single, generally accepted methodology in academia or industry has not emerged providing ubiquitous intelligent data access from heterogeneous, autonomous, distributed information sources. This thesis describes a heterogeneous database system being developed at Highperformance Database Research Center (HPDRC). A major impediment to ubiquitous deployment of multidatabase technology is the difficulty in resolving semantic heterogeneity. That is, identifying related information sources for integration and querying purposes. Our approach considers the semantics of the meta-data constructs in resolving this issue. The major contributions of the thesis work include: (i.) providing a scalable, easy-to-implement architecture for developing a heterogeneous multidatabase system, utilizing Semantic Binary Object-oriented Data Model (Sem-ODM) and Semantic SQL query language to capture the semantics of the data sources being integrated and to provide an easy-to-use query facility; (ii.) a methodology for semantic heterogeneity resolution by investigating into the extents of the meta-data constructs of component schemas. This methodology is shown to be correct, complete and unambiguous; (iii.) a semi-automated technique for identifying semantic relations, which is the basis of semantic knowledge for integration and querying, using shared ontologies for context-mediation; (iv.) resolutions for schematic conflicts and a language for defining global views from a set of component Sem-ODM schemas; (v.) design of a knowledge base for storing and manipulating meta-data and knowledge acquired during the integration process. This knowledge base acts as the interface between integration and query processing modules; (vi.) techniques for Semantic SQL query processing and optimization based on semantic knowledge in a heterogeneous database environment; and (vii.) a framework for intelligent computing and communication on the Internet applying the concepts of our work.