Getting in touch: segregated somatosensory what and where pathways in humans revealed by electrical neuroimaging.

Whether the somatosensory system, like its visual and auditory counterparts, is comprised of parallel functional pathways for processing identity and spatial attributes (so-called what and where pathways, respectively) has hitherto been studied in humans using neuropsychological and hemodynamic methods. Here, electrical neuroimaging of somatosensory evoked potentials (SEPs) identified the spatio-temporal mechanisms subserving vibrotactile processing during two types of blocks of trials. What blocks varied stimuli in their frequency (22.5 Hz vs. 110 Hz) independently of their location (left vs. right hand). Where blocks varied the same stimuli in their location independently of their frequency. In this way, there was a 2x2 within-subjects factorial design, counterbalancing the hand stimulated (left/right) and trial type (what/where). Responses to physically identical somatosensory stimuli differed within 200 ms post-stimulus onset, which is within the same timeframe we previously identified for audition (De Santis, L., Clarke, S., Murray, M.M., 2007. Automatic and intrinsic auditory "what" and "where" processing in humans revealed by electrical neuroimaging. Cereb Cortex 17, 9-17.). Initially (100-147 ms), responses to each hand were stronger to the what than where condition in a statistically indistinguishable network within the hemisphere contralateral to the stimulated hand, arguing against hemispheric specialization as the principal basis for somatosensory what and where pathways. Later (149-189 ms) responses differed topographically, indicative of the engagement of distinct configurations of brain networks. A common topography described responses to the where condition irrespective of the hand stimulated. By contrast, different topographies accounted for the what condition and also as a function of the hand stimulated. Parallel, functionally specialized pathways are observed across sensory systems and may be indicative of a computationally advantageous organization for processing spatial and identity information.

Automatic top-down processing explains common left occipito-temporal responses to visual words and objects.

Previous studies have demonstrated that a region in the left ventral occipito-temporal (LvOT) cortex is highly selective to the visual forms of written words and objects relative to closely matched visual stimuli. Here, we investigated why LvOT activation is not higher for reading than picture naming even though written words and pictures of objects have grossly different visual forms. To compare neuronal responses for words and pictures within the same LvOT area, we used functional magnetic resonance imaging adaptation and instructed participants to name target stimuli that followed briefly presented masked primes that were either presented in the same stimulus type as the target (word-word, picture-picture) or a different stimulus type (picture-word, word-picture). We found that activation throughout posterior and anterior parts of LvOT was reduced when the prime had the same name/response as the target irrespective of whether the prime-target relationship was within or between stimulus type. As posterior LvOT is a visual form processing area, and there was no visual form similarity between different stimulus types, we suggest that our results indicate automatic top-down influences from pictures to words and words to pictures. This novel perspective motivates further investigation of the functional properties of this intriguing region.

Impaired left ventricular function as a predictive factor for mid-term survival in octogenarians after primary coronary artery bypass surgery.

BACKGROUND: The impact of preoperative impaired left ventricular ejection fraction (EF) in octogenarians following coronary bypass surgery on short-term survival was evaluated in this study. METHODS: A total of 147 octogenarians (mean age 82.1 ± 1.9 years) with coronary artery diseases underwent elective coronary artery bypass graft between January 2000 and December 2009. Patients were stratified into: Group I (n = 59) with EF >50%, Group II (n = 59) with 50% > EF >30% and in Group III (n = 29) with 30% > EF. RESULTS: There was no difference among the three groups regarding incidence of COPD, renal failure, congestive heart failure, diabetes, and preoperative cerebrovascular events. Postoperative atrial fibrillation was the sole independent predictive factor for in-hospital mortality (odds ratio (OR), 18.1); this was 8.5% in Group I, 15.3% in Group II and 10.3% in Group III. Independent predictive factors for mortality during follow up were: decrease of EF during follow-up for more that 5% (OR, 5.2), usage of left internal mammary artery as free graft (OR, 18.1), and EF in follow-up lower than 40% (OR, 4.8). CONCLUSIONS: The results herein suggest acceptable in-hospital as well short-term mortality in octogenarians with impaired EF following coronary artery bypass grafting (CABG) and are comparable to recent literature where the mortality of younger patients was up to 15% and short-term mortality up to 40%, respectively. Accordingly, we can also state that in an octogenarian cohort with impaired EF, CABG is a viable treatment with acceptable mortality.

Verbal emotional memory in a case with left amygdala damage.

The amygdala nuclei appear to be critically implicated in emotional memory. However, in most studies, encoding and consolidation processes cannot be analyzed separately. We thus studied the verbal emotional memory in a young woman with a ganglioglioma of the left amygdala and analyzed its impact (1) on each step of the memory process (encoding, retrieval, and recognition) (2) on short- and long-term consolidation (1-hour and 1-week delay) and (3) on processing of valence (positive and negative items compared to neutral words). Results showed emotional encoding impairments and, after encoding was controlled for, emotional long-term consolidation. Finally, although the negative words were not acknowledged as emotionally arousing by the patient, these words were specifically poorly encoded, recalled, and consolidated. Our data suggest that separate cerebral networks support the processing of emotional versus neutral stimuli.

Determinants of left ventricular mass as measured by Doppler echocardiography in pre-adolescents

This study examined factors contributing to the differences in left ventricular mass as measured by Doppler echocardiography in children. Fourteen boys (10.3 ± 0.3 years of age) and 1 1 girls (10.5 ± 0.4 years of age) participated in the study. Height and weight were measured, and relative body fat was determined from the measurement of skinfold thickness according to Slaughter et al. (1988). Lean Body Mass was then calculated by subtracting the fat mass from the total body mass. Sexual maturation was self-assessed using the stages of sexual maturation by Tanner (1962). Both pubic hair development and genital (penis or breast for boys and girls respectively) development were used to determine sexual maturation. Carotid Pulse pressure was assessed by applanation tomometry in the left carotid artery. Cardiac mass was measured by Doppler Echocardiography. Images of cardiac structures were taken using B-Mode and were then translated to M- Mode. The dimensions at the end diastole were obtained at the onset of the QRS complex of the electrocardiogram in a plane through a standard position. Measurements included: (a) the diameter of the left ventricle at the end diastole was measured from the septum edge to the endocardium mean border, (b) the posterior wall was measured as the distance from to anterior wall to the epicardium surface, and (c) the interventricular septum was quantified as the distance from the surface of the left ventricle border to the right ventricle septum surface. Systolic time measurements were taken at the peak of the T-wave of the electrocardiogram. Each measurement was taken three to five times before averaging. Average values were used to calculate cardiac mass using the following equation (Deveraux et al. 1986). Weekly physical activity metabolic equivalent was calculated using a standardize activity questionnaire (Godin and Shepard, 1985) and peakV02 was measured on a cycloergometer. There were no significant differences in cardiovascular mesurements between boys and girls. Left ventricular mass was correlated (p<0.05) with size, maturation, peakV02 and physical activity metabolic equivalent. In boys, lean body mass alone explained 36% of the variance in left ventricular mass while weight was the single strongest predictor of left ventricular mass (R =0.80) in girls. Lean body mass, genital developemnt and physical activity metabolic equivalent together explained 46% and 81% in boys and girls, respectively. However, the combination of lean body mass, genital development and peakV02 (ml kgLBM^ min"') explained up to 84% of the variance in left ventricular mass in girls, but added nothing in boys. It is concluded that left ventricular mass was not statistically different between pre-adolescent boys and girls suggesting that hormonal, and therefore, body size changes in adolescence have a main effect on cardiac development and its final outcome. Although body size parameters were the strongest correlates of left ventricular mass in this pre-adolescent group of children, to our knowledge, this is the first study to report that sexual maturation, as well as physical activity and fitness, are also strong associated with left ventricular mass in pre-adolescents, especially young females. Arterial variables, such as systolic blood pressure and carotid pulse pressure, are not strong determinants of left ventricular mass in this pre-adolescent group. In general, these data suggest that although there is no gender differences in the absolute values of left ventricular mass, as children grow, the factors that determine cardiac mass differ between the genders, even in the same pre-adolescent age.

Viability interactions between the left and right arms of the second chromosome of Drosophila melanogaster

Inter and intrachromosomal viability interactions have been detected in a few experimental studies. Computer simulations and analytical models have led to postulation of nonadditivity of gene action. This study reports evidence of strong nonadditive interactions between the arms of the metacentric second chromosome of Drosophila melanogaster. Mean viability for 40 homozygous lines of the second chromosomes was 0.720+0.265 • Mean viability for 40 half homozygous second chromosomes was 0.928!O.)10 • Significant heterogeneity among and within lines was found in both groups of chromosomes, as well as a highly significant viability difference between the two groups. Comparison of observed viabilities with the expected values, according to the theories of additive and multi - plicative gene action. was made for both groups. Highly significant departures from the expected values were found for over 90% of the lines in both groups of chromosomes, for both additive and multiplicative models of gene action.

Dr. Vernon Stauffer [left] on the California Christian College campus, Los Angeles, California, 1921

Dr. Vernon Stauffer [left], Dean and Professor of New Testament and Church History and unidentified on the California Christian College campus [later Chapman College], Los Angeles, California, 1921.

Left ventricular structure in children with developmental coordination disorder

Developmental coordination disorder (p-DCD) is a neuro-developmental disorder featuring impairment in developing motor coordination. This study examined left ventricular mass (LVM) in children with p-DCD (n=63) and controls (n=63). LVM was measured using echocardiography. Body composition was determined using BOD POD and peak oxygen uptake (peak V02) was measured by a progressive exercise test. Height, weight and blood pressure were also measured. LVM was not significantly elevated in p-DCD compared to controls. Peak V02 was lower and SBP, BMI, HR, and BF(%) were significantly higher in p-DCD. They also demonstrated elevated stroke volume (SV), cardiac output (CO), end-diastolic volume, and ventricular diameter in diastole. In regression analyses, p-DCD was a significant predictor of SV and CO after accounting for height, FFM, V02FFM, and sex. These differences in children with p-DCD indicate obesity related changes in the left ventricle and may represent early stages of developing hypertrophy of the left ventricle.

Letter to S.D. Woodruff from George H. Gillespie who says that Mackenzie has left many books and papers in the office

Letter to S.D. Woodruff from George H. Gillespie who says that Mackenzie has left many books and papers in the office. Mr. Gillespie makes inquiries about the purchase and license of Long Point. The letterhead on this document is “Gillespie and Powis, Commission Merchants, Brokers and Co., Hamilton, Ont.” (3 pages, handwritten), Apr. 30, 1878.

The left atrial ganglionated plexus : its function and pathways relative to atrial fibrillation surgery

Le système nerveux autonome cardiaque est devenu une cible dans les thérapies ablatives de la fibrillation auriculaire. Nous avons étudié les voies de communication et la fonction des plexus ganglionnaires (PG) de l'oreillette gauche (PGOG) afin de clarifier la validité physiopathologique des méthodes de détection et des thérapies impliquant ces groupes de neuronnes. Méthodes: Vingt-deux chiens ont subi une double thoracotomie et ont été instrumentés avec des plaques auriculaires épidcardiques de multiélectrodes. Une stimulation électrique (2 mA, 15 Hz) des PGOG a été réalisée à l'état basal et successivement après: 1) une décentralisation vagale, 2) l'ablation par radiofréquence des plexus péri-aortiques et de la veine cave supérieure (Ao/VCS) et 3) l'ablation du PG de l'oreillette droite (PGOD). Ces procédures de dénervation ont été réalisées suivant une séquence antérograde (n = 17) ou rétrograde (n = 5). Résultats: Chez 17 des 22 animaux, la stimulation des PGOG a induit une bradycardie sinusale (149 ± 34 bpm vs 136 ± 28 bpm, p < 0.002) et des changements de repolarization (ΔREPOL) auriculaires isointégrales. Dans le groupe des ablations antérogrades, les réponses aux stimulations vagales ont été supprimées suite à la décentralisation vagale chez un seul animal, par l'ablation des plexus Ao/VCS dans 4 cas et par l'ablation du PGOG dans 5 autres animaux. Des changements ont persisté tout au long chez 2 chiens. La valeur de surface des ΔREPOL a diminué avec les dénervations séquentielles, passant de 365 ± 252 mm2 en basale à 53 ± 106 mm2 après l'ablation du PGOD (p < 0.03). Dans le groupe de dénervation rétrograde, les changements de repolarisation et chronotropiques ont été supprimés suite à l'ablation du PGOD chez deux chiens et suite à l'ablation Ao/VCS chez trois. La valeur de surface du ΔREPOL a aussi diminué après l'ablation du PGOD (269±144mm2 vs 124±158mm2, p<0.05). Conclusion: Les PGOD sont identifiables en préablation par la réponse bradycardique à la stimulation directe dans la plupart des cas. Le PGOD semble former la principale, mais non la seule, voie de communication avec le nœud sinusal. Ces résultats pourraient avoir des implications dans le traitement de la FA par méthodes ablatives.

Liberation from Below : the Caribbean Conference Committee of Montreal and the global new left

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Réponse auditive oscillatoire chez le non-voyant : investigation par magnétoencéphalographie

Les personnes non-voyantes montrent dans les différents aspects de leurs vies qu’elles sont capables de s’adapter à la privation visuelle en utilisant les capacités intactes comme l’ouï ou le toucher. Elles montrent qu’elles peuvent bien évoluer dans leur environnement en absence de vision et démontrent même des fois des habiletés supérieures à celles des personnes voyantes. La recherche de ces dernières décennies s’est beaucoup intéressée aux capacités adaptatives des non-voyants surtout avec l’avènement des nouvelles techniques d’imagerie qui ont permis d’investiguer des domaines qui ne l’étaient pas ou l’étaient difficilement avant. Les capacités supérieures des non voyants dans l’utilisation plus efficace des informations auditives et tactiles semblent avoir leur base neuronale dans le dans le cortex visuel désafférenté, qui continu à être fonctionnel après la privation sensorielle et s’en trouve recruté pour le traitement de stimulations dites intermodales : auditives, tactiles et même montre une implication dans des processus de plus haut niveau, comme la mémoire ou le langage. Cette implication fonctionnelle intermodale résulte de la plasticité du cortex visuel c'est-à-dire sa capacité à changer sa structure, sa fonction et d’adapter ses interactions avec les autres systèmes en l’absence de vision. La plasticité corticale n’est pas exclusive au cortex visuel mais est un état permanent de tout le cerveau. Pour mesurer l’activité du cortex visuel des non voyants, une mesure d’excitabilité de ses neurones consiste à mesurer le temps de recouvrement de l’onde N1 en potentiels évoqués, qui est plus rapide chez les non voyants dans la modalité auditive. En effet, les réponses en potentiels et champs évoqués ont été utilisés en EEG/MEG pour mettre en évidence des changements plastiques dans le cortex visuel des non-voyants pour le traitement de stimuli dans les modalités auditives et tactiles. Ces réponses étaient localisées dans les régions postérieures chez les non voyants contrairement aux contrôles voyants. Un autre type de réponse auditive a reçu moins d’intérêt dans la recherche concernant la réorganisation fonctionnelle en relation avec la privation sensorielle, il s’agit de la réponse auditive oscillatoire (Auditory Steady-State Response ASSR). C’est une réponse qui a l’avantage d’osciller au rythme de stimulation et d’être caractérisé par une réponse des aires auditives étiquetée à la fréquence de stimulation. Cette étiquette se présente sous la forme qu’un pic d’énergie spectrale important qui culmine aux fréquences présentes dans la stimulation. Elle a également l’avantage d’être localisée dans les régions auditives primaires, de là tout changement de localisation de cette réponse chez des non voyants en faveur des régions visuelles pourrait être considéré comme une évidence de la réorganisation fonctionnelle qui s’opère après une privation sensorielle précoce. Le but de cette thèse est donc d’utiliser la réponse oscillatoire à l’écoute des sons modulés en amplitude (MA) pour mettre en évidence les corrélats de la réorganisation fonctionnelle dans le cortex visuel des non-voyants précoces. La modulation de la réponse auditive dans les régions visuelles nous permettra de montrer qu’une réorganisation est possible chez les non-voyants pour ce traitement intermodal. La première étude est une validation du paradigme expérimental «frequency tagged sounds». Il s’agit de montrer qu’une tâche de détection de changement dans la stimulation, permet de moduler la réponse ASSR aux sons modulés en amplitude en vue de l’utiliser dans les études chez les non voyants et dans les conditions d’une privation visuelle transitoire (avec les yeux bandés). Un groupe de sujets voyants ont réalisé une tâche de détection de changement dans la stimulation les yeux ouverts dans deux conditions : écoute active qui consiste à détecter un changement dans la fréquence porteuse de la modulation en appuyant avec l’index droit sur un bouton de réponse et une condition d’écoute passive. Les sons étaient présentés en écoute monaurale et dichotique. Les résultats ont montré une différence significative à l’occurrence du changement dans la stimulation en écoute dichotique seulement. Les schémas de plus grande réponse controlatérale et de suppression binaurale décrit dans la littérature ont été confirmés. La deuxième étude avait pour but de mettre en évidence une réorganisation rapide de la réponse ASSR chez un groupe de sujets voyants dans les conditions de privation visuelle transitoire de courte durée, par bandage des yeux pendant six heures. Le même protocole expérimental que la première étude a été utilisé en écoute active seulement. Les résultats montrent que dans ces conditions une modulation de la réponse corticale en écoute dichotique dans les régions visuelles est possible. Ces sources d’activité occipitale adoptent une propriété du cortex auditif qui est le battement binaural, c'est-à-dire l’oscillation de la réponse ASSR à la différence des fréquences présentées dans chaque oreille. Cet effet est présent chez la moitié des sujets testés. La représentation corticale des sources occipitales évolue durant la période de privation et montre un déplacement des sources d’activité dans la direction antéropostérieure à la fin de la période de privation. La troisième étude a permis de comparer le traitement de la réponse ASSR dans un groupe de non-voyants congénitaux à un groupe de voyants contrôles, pour investiguer les corrélats de la réorganisation fonctionnelle de cette réponse après une privation sensorielle de longue durée c'est-à-dire chez des non voyants congénitaux. Les résultats montrent des différences significatives dans la représentation spectrale de la réponse entre les deux groupes avec néanmoins des activations temporales importantes aussi bien chez les non voyants que chez les contrôles voyants. Des sources distribuées ont été localisées dans les régions associatives auditives dans les deux groupes à la différence des non voyants où il y avait en plus l’implication des régions temporales inférieures, connues comme étant activées par la vision des objets chez les voyants et font partie de la voie visuelle du quoi. Les résultats présentés dans le cadre de cette thèse vont dans le sens d’une réorganisation rapide de la réponse auditive oscillatoire après une privation visuelle transitoire de courte durée par l’implication des régions visuelles dans le traitement de la réponse ASSR par l’intermédiaire du démasquage de connections existantes entre le cortex visuel et le cortex auditif. La privation visuelle de longue durée, elle conduit à des changements plastiques, d’une part intra modaux par l’extension de l’activité aux régions temporales supérieures et médianes. D’autre part, elle induit des changements inter modaux par l’implication fonctionnelle des régions temporales inférieures visuelles dans le traitement des sons modulés en amplitude comme objets auditifs alors qu’elles sont normalement dédiées au traitement des objets visuels. Cette réorganisation passe probablement par les connections cortico-corticales.

Effets des variations œstrogéniques féminines sur les potentiels évoqués cognitifs durant une tâche de rotation mentale

Il apparaît, suite aux résultats de plusieurs études comportementales et d’imagerie cérébrale, que les hormones gonadiques peuvent moduler le fonctionnement cérébral chez la femme. Les asymétries cérébrales fonctionnelles (ACFs), en particulier, changeraient en fonction du niveau de progestérone et d’œstrogène. On a également observé que lorsque le taux d’œstrogène est bas, les performances aux tâches impliquant l’hémisphère droit sont améliorées. Par contre, les preuves de l’action physiologique de ces deux hormones sur le cerveau ne sont pas très nombreuses. Le peu d’études d’électrophysiologie cognitive qui ont porté sur les effets du cycle menstruel ont rapporté que la composante P300 y serait sensible. Aucune n’a cependant utilisé une tâche d’habileté spatiale ou de rotation mentale qui sont connues pour impliquer davantage l’hémisphère droit. Le but de la présente étude est de documenter les changements électrocorticaux reliés aux variations hormonales lors d’une tâche de rotation mentale. Notre hypothèse de départ est que le taux d’œstrogène influencera l’activité électrocorticale et la latéralisation. Les potentiels évoqués cognitifs ont été comparés chez les mêmes femmes (n=12) lors d’une tâche de rotation mentale, répétée à deux périodes du cycle menstruel. Nos résultats démontrent que la condition de rotation induit une latéralisation de l’activité pariétale, vers l’hémisphère gauche, quand le niveau d’œstrogène est bas. Par contre, lorsque le niveau d’œstrogène est élevé, il n’y a aucune latéralisation. Par ailleurs, nous avons observé une augmentation de l’amplitude de la P300 lors du niveau oestrogénique élevé. En conclusion, les fluctuations oestrogéniques du cycle menstruel ont un impact sur la latéralisation de l’activité électrocorticale, lors d’un effort de rotation mentale.

Doppler vortography : detection and quantification of the vortices in the left ventricle

Nous proposons une nouvelle méthode pour quantifier la vorticité intracardiaque (vortographie Doppler), basée sur l’imagerie Doppler conventionnelle. Afin de caractériser les vortex, nous utilisons un indice dénommé « Blood Vortex Signature (BVS) » (Signature Tourbillonnaire Sanguine) obtenu par l’application d’un filtre par noyau basé sur la covariance. La validation de l’indice BVS mesuré par vortographie Doppler a été réalisée à partir de champs Doppler issus de simulations et d’expériences in vitro. Des résultats préliminaires obtenus chez des sujets sains et des patients atteints de complications cardiaques sont également présentés dans ce mémoire. Des corrélations significatives ont été observées entre la vorticité estimée par vortographie Doppler et la méthode de référence (in silico: r2 = 0.98, in vitro: r2 = 0.86). Nos résultats suggèrent que la vortographie Doppler est une technique d’échographie cardiaque prometteuse pour quantifier les vortex intracardiaques. Cet outil d’évaluation pourrait être aisément appliqué en routine clinique pour détecter la présence d’une insuffisance ventriculaire et évaluer la fonction diastolique par échocardiographie Doppler.