Leptin modulation of locomotor and emotional behaviors : the role of STAT3 signaling in dopamine neurons

La leptine circule en proportion de la masse graisseuse du corps et la transduction de son signal à travers la forme longue de son récepteur via un certain nombre de voies neurales , y compris MAPK, PI3-K ,AMPK et JAK2 - STAT3 . Il faut noter que STAT3 constitue une voie clée au récepteur de la leptine par laquelle la leptine module l'expression des gènes impliqués dans la régulation du bilan énergétique. La plupart des recherches ont porté sur la fonction du récepteur de la leptine au sein de l' hypothalamus, en particulier la fonction du récepteur de la leptine dans le noyau arqué. Toutefois, les récepteurs de la leptine sont également exprimés sur les neurones dopaminergiques de l'aire tégmentale ventrale et la leptine agit sur cette région du cerveau pour influencer la prise alimentaire, la motivation, la locomotion, l'anxiété et la transmission de la dopamine. De plus, la leptine active la STAT3 dans les dopaminergiques et GABAergiques populations neuronales. Bien que ces résultats contribuent à notre compréhension des multiples actions de la leptine dans le système nerveux central, il reste à résoudre les cellules et la signalisation du récepteur de la leptine qui sont responsables des effets neurocomportementaux de la leptine dans le mésencéphale. Visant à déterminer la contribution de la voie de signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques du mésencéphale, nous avons généré une lignée de souris knockout conditionnel dans lequel l'activation du gène de STAT3 sur son résidu tyrosine 705 ( Tyr 705 ) est absent spécifiquement dans les neurones dopaminergiques. Avec l'utilisation de ce modèle de souris génétique, nous avons évalué l'impact de l'ablation de la signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques sur un certain nombre de fonctions liées à la dopamine, y compris l'alimentation, la locomotion, les comportements liés à la récompense, l'émotion et la libération de dopamine dans le noyau accumbens. Fait intéressant, nous avons observé un dimorphisme sexuel dans le phénotype des souris STAT3DAT-KO. L'activation de la voie de signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques est responsable de l'action de la leptine dans la réduction de la locomotion, récompense liée à l'activité physique, et de l'augmentation de la libération et de la disponibilité de la dopamine chez les souris mâles. Cependant, il ne module pas le comportement émotionnel. D'autre part, les souris femelles STAT3DAT-KO augmentent les niveaux d'anxiété et les niveaux plasmatiques de corticostérone, sans provoquer de changements de la dépression. Cependant, la perte d'activation de STAT3 dans les neurones dopaminergiques ne module pas le comportement locomoteur chez les souris femelles. Notamment, les actions de la leptine dans le mésencéphale pour influencer le comportement alimentaire ne sont pas médiées par l'activation de STAT3 dans les neurones dopaminergiques, considérant que les souris mâles et femelles ont un comportement alimentaire normal. Nos résultats démontrent que la voie de signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques est responsable des effets anxiolytiques de la leptine, et soutient l'hypothèse que la leptine communique l'état d'énergie du corps (i.e. la relation entre la dépense et les apports énergétiques) pour les régions mésolimbiques pour atténuer les effets de motivation et de récompense de plusieurs comportements qui servent à réhabiliter ou à épuiser les réserves d'énergie. En outre, ce travail souligne l'importance d'étudier la modulation de la signalisation de la leptine dans différente types de cellules, afin d'identifier les voies de signalisation et les mécanismes cellulaires impliqués dans les différentes fonctions neuro-comportementales de la leptine.

Étude comparative des projections des neurones dopaminergiques chez deux espèces animales.

Une des voies les plus étudiées dans le contrôle locomoteur est la voie dopaminergique ascendante, vu son importance dans les maladies qui touchent la locomotion, comme la maladie du Parkinson. La substance noire pars compacta (A9; SNc) et l’aire tegmentaire ventrale (A10; VTA) envoient des projections dopaminergiques (DA+) vers les ganglions de la base (GB) qui à leur tour projettent vers la région locomotrice mésencéphalique (RLM), une région de tronc cérébral qui contrôle la locomotion chez les vertébrés. Des terminaisons DA+ au niveau de la RLM ont récemment été découvertes chez le singe. Donc, il semblait intéressant de savoir d’où provenaient ces projections DA+ et si elles étaient maintenues de manière équivalente dans l’évolution des espèces animales. Nous nous sommes donc penchés sur deux espèces animales en particulier, la lamproie et le triton. Dans ce travail, nous avons observé une voie DA+ descendante du tubercule postérieur (PT; homologue à la substance noire pars compacta et à l’aire tegmentaire ventrale chez les mammifères) directement vers la RLM, sans passer par l’intermédiaire des GB. Cette voie DA+ descendante a été observée autant chez la lamproie que chez le triton, à la suite d’injections de marqueurs rétrogrades et de détection immunohistochimique de la tyrosine hydroxylase (TH) ou de la dopamine (DA). La voie DA+ descendante semble donc conservée au cours de l’évolution des espèces vertébrés, bien que l’importance relative de la voie ascendante DA+ semble augmenter au cours de l’évolution.

La force de réaction au sol verticale maximale comme témoin d'effets fonctionnels et structuraux chez des modèles canins d'arthrose : potentiel envers le développement thérapeutique

Les modèles animaux d’arthrose permettent d’évaluer le potentiel d’agents thérapeutiques en phase préclinique de développement. Le présent ouvrage tient compte du chien comme modèle d’arthrose naturelle (chez l’animal de compagnie) ou expérimentale (par sectionnement chirurgical du ligament croisé crânial). Au sein des expérimentations, la force de réaction au sol verticale maximale, mesurée lors de l’analyse cinétique de la locomotion, est proposée comme témoin d’effets fonctionnels et structuraux sur ces modèles d’arthrose. Sur un modèle canin d’arthrose naturelle, le seuil de changement minimal détectable a été déterminé. Les changements au dysfonctionnement locomoteur peuvent désormais être cernés en s’affranchissant de la marge d’erreur inhérente à la mesure de la force verticale maximale. Il en découle l’identification de répondants lors d’essais cliniques entrepris chez le chien arthrosique. Une analyse rétrospective a, par la suite, déterminé un taux de répondants de 62.8% et d’une taille d’effet de 0.7 pour des approches thérapeutiques actuellement proposées aux chiens arthrosiques. Cette analyse détermina également que la démonstration d’une réponse thérapeutique était favorisée en présence d’un fort dysfonctionnement locomoteur. Sur un modèle canin d’arthrose par sectionnement chirurgical du ligament croisé crânial, la force verticale maximale a démontré une relation inverse avec certains types de lésions arthrosiques évaluées à l’aide d’imagerie par résonance magnétique. Également, la sensibilité de la force verticale maximale a été mise en évidence envers la détection d’effets structuraux, au niveau de l’os sous-chondral, par un agent anti-résorptif (le tiludronate) sur ce même modèle. Les expérimentations en contexte d’arthrose naturelle canine permettent de valider davantage les résultats d’essais cliniques contrôlés utilisant la force verticale maximale comme critère d’efficacité fonctionnelle. Des évidences cliniques probantes nécessaires à la pratique d’une médecine basée sur des faits sont ainsi escomptées. En contexte d’arthrose expérimentale, la pertinence d’enregistrer le dysfonctionnement locomoteur est soulignée, puisque ce dernier est en lien avec l’état des structures. En effectuant l’analyse de la démarche, de pair avec l’évaluation des structures, il est escompté de pouvoir établir la répercussion de bénéfices structurels sur l’inconfort articulaire. Cet ouvrage suggère qu’une plateforme d’investigations précliniques, qui combine le modèle canin d’arthrose par sectionnement chirurgical du ligament croisé crânial à un essai clinique chez le chien arthrosique, soit un moyen de cerner des bénéfices structuraux ayant des impacts fonctionnels. Le potentiel inférentiel de ces modèles canins d’arthrose vers l’Homme serait ainsi favorisé en utilisant la force verticale maximale.

Influence de la mécanoréception faciale sur les comportements moteurs chez l’opossum nouveau-né, Monodelphis domestica

L’opossum nait dans un état très immature, mais rampe avec ses membres antérieurs (MA) de l’orifice urogénital de la mère à une tétine, où il s’attache pour poursuivre son développement. Des informations sensorielles sont nécessaires pour guider le nouveau-né vers une tétine et déclencher son attachement. Des expériences précédentes ont montré que le système du trijumeau, dont dépend l’innervation somesthésique du museau, influence les mouvements précoces des MA. Le présent projet vise à déterminer si les mécanorécepteurs faciaux sont fonctionnels et exercent une influence sur les MA. On s’intéresse particulièrement aux cellules de Merkel, un mécanorécepteur épidermique innervé par des fibres à adaptation lente de type I (SA I). Ces cellules ont été localisées sur le pourtour du museau de l’opossum nouveau-né en utilisant un traceur cellulaire, l’AM1-43. Nous avons analysé les réponses musculaires des MA consécutives à l’application de forces calibrées au museau sur des préparations in vitro. Ces réponses sont bilatérales et simultanées, très variables, et leur intensité augmente avec la force de la stimulation. Lors de stimulations répétitives pendant 60 min, les réponses diminuent avec le temps. Le retrait de la peau faciale abolit presque ces réponses. De plus, l’application d’un antagoniste des récepteurs métabotropiques du glutamate, qui affecte l’activité des fibres SA I, ou d’un antagoniste des récepteurs purinergiques les diminue fortement, suggérant une participation des cellules de Merkel. Ces résultats soutiennent que le sens du toucher facial relayé par le système du trijumeau est fonctionnel chez l’opossum nouveau-né et qu’il pourrait influencer les mouvements des MA.

Le rôle de la neurotensine dans l’expression de la sensibilisation dopaminergique induite par un traitement continu aux antipsychotiques

Les médicaments antipsychotiques améliorent les symptômes de la schizophrénie, mais peuvent perdre leur efficacité à long terme en sensibilisant le système dopaminergique. Les mécanismes sous-tendant cette sensibilisation ne sont pas connus. Le neuropeptide neurotensine module le système dopaminergique et est régulé par les antipsychotiques dans le noyau accumbens. Dans cette région, la neurotensine peut avoir des effets anti- et pro-dopaminergiques via les récepteurs NTS1. Nous avions pour hypothèse que la neurotensine du noyau accumbens module l’expression de la sensibilisation dopaminergique induite par les antipsychotiques. Ainsi, nous avons traité par intermittence ou continuellement des rats à l’antipsychotique halopéridol. Seule l’administration continue sensibilise le système dopaminergique et donc sensibilise aux effets locomoteurs de l’amphétamine. Des microinjections de neurotensine dans le noyau accumbens ont diminué l’hyperlocomotion induite par l’amphétamine chez les rats témoins et ceux traités par intermittence aux antipsychotiques. Au contraire, la sensibilisation dopaminergique induite par un traitement continu serait liée à une augmentation des effets pro-dopaminergiques de la neurotensine. Ceci est indépendant d’un changement de densité des récepteurs NTS1 dans le noyau accumbens. Un traitement intermittent n’a pas d’effet sur cette mesure également. De plus, autant un traitement antipsychotique continu qu’intermittent augmentent la transcription de proneurotensine. Donc, seule l’altération de la fonction de la neurotensine du noyau accumbens corrèle avec la sensibilisation dopaminergique. En parallèle, dans le caudé-putamen, un traitement continu augmente la transcription de proneurotensine et un traitement intermittent augmente la densité des récepteurs NTS1. En somme, la neurotensine du noyau accumbens module la sensibilisation dopaminergique induite par les antipsychotiques.

Studies On Cum Acea

Cumacea plays an important role in the marine environment as food for man and comercially important species of fishes . Hence it is desirable to have a better knowledge of the taxonomy, ecology, biology and distribution of the various species of Cumacea. The present work is directed towards the study of the above aspects

Design and Development of 3-DOF Modular Micro Parallel Kinematic Manipulator

This paper presents the research and development of a 3-legged micro Parallel Kinematic Manipulator (PKM) for positioning in micro-machining and assembly operations. The structural characteristics associated with parallel manipulators are evaluated and the PKMs with translational and rotational movements are identified. Based on these identifications, a hybrid 3-UPU (Universal Joint-Prismatic Joint-Universal Joint) parallel manipulator is designed and fabricated. The principles of the operation and modeling of this micro PKM is largely similar to a normal size Stewart Platform (SP). A modular design methodology is introduced for the construction of this micro PKM. Calibration results of this hybrid 3-UPU PKM are discussed in this paper.

Impacto de las cirugías múltiples, en un solo tiempo quirúrgico, sobre el patrón de marcha en niños con parálisis cerebral

Introducción: La Parálisis Cerebral (PC) es la enfermedad neurológica más incapacitante en niños, su historia natural tiende al deterioro motor y funcional. Con este estudio se busca establecer sí las cirugías múltiples de miembros inferiores, en un tiempo quirúrgico, mantienen el nivel motor y funcional. Material y Método: Estudio analítico de cohortes. Se compara un grupo de pacientes sometidos a cirugías múltiples contra un grupo de pacientes no operados, en el Instituto de Ortopedia Infantil Roosevelt. Se evaluaron los pacientes con dos Laboratorios para el Análisis del Movimiento (LAM) y se midieron los desenlaces mediante el cambio en la puntuación del perfil de marcha (GPS) y el nivel funcional motor grueso (GMFCS). Resultados: 109 pacientes cumplieron con los criterios de selección, 67 pacientes fueron sometidos a cirugía y 42 pacientes no. Los pacientes operados mejoraron el GPS promedio (diferencia -1,94; p=0,002) comparado con los pacientes no operados (diferencia 1,74; p=0,001), indicando una mejoría significativa de la cinemática de la marcha. En un modelo de regresión logística predictivo, el paciente que es operado tiene una probabilidad del 78% de mantener su patrón de marcha, mientras que sí no se opera su probabilidad disminuye al 37%. El nivel funcional motor GMFCS no mostró cambios significativos entre los grupos. Discusión: Las cirugías múltiples de miembros inferiores mantienen de manera significativa el patrón de marcha en pacientes con PC. Se destaca el seguimiento de los pacientes mediante el LAM y se sugiere el uso del GPS para valorar resultados en este tipo de pacientes.

Incidência de lesões locomotoras no cavalo, diagnosticadas por raio-x

Na medicina equina, os problemas locomotores estão na origem da maioria das consultas veterinárias, provocando uma enorme preocupação para os proprietários e equitadores e exigindo um grande conhecimento por parte do veterinário. Assim, não são demais os estudos realizados nesta área, que permitem auxiliar os médicos veterinários sempre que se deparam com este tipo de problemas. Uma das ferramentas fundamentais para o diagnóstico das lesões ósseas e articulares nos membros é o raio-X. Desde que este foi tornado portátil, passou a ser um enorme aliado do veterinário, permitindo diagnósticos mais facilitados e imediatos no terreno. O objectivo da presente dissertação, para além de rever a bibliografia descrita acerca da incidência de lesões locomotoras, é também contribuir para a caracterização das lesões mais frequentes na medicina equina na população estudada que envolvam as estruturas óssea e articular dos membros do cavalo. As lesões locomotoras descritas no estudo, foram determinadas após uma observação rigorosa aos diferentes raios-X de 95 cavalos e os dados recolhidos foram tratados através de uma análise estatística utilizando o programa «SPSS®». Existe uma maior incidência de lesões nos membros anteriores quando comparado com os membros posteriores. Tanto o membro anterior direito, como o membro posterior direito são igualmente mais afectados do que os membros esquerdos, havendo também uma elevada distribuição das lesões em ambos os membros anteriores em simultâneo. No membro anterior, a lesão mais frequentemente diagnosticada é a osteoartrite, sendo a luxação uma das lesões menos encontradas. Para o membro posterior, é o esparvão que mais se diagnostica, contrastando com o síndrome podotroclear, que tem uma prevalência baixa. No membro anterior, a 3ª falange é uma das regiões mais afectadas, sendo a ulna uma das regiões menos afectadas. No membro posterior, é a região do curvilhão que representa um dos locais mais propícios a lesão, enquanto a 2ª falange é uma das regiões onde menos frequentemente se diagnosticam lesões no cavalo. Os resultados encontrados estão de acordo com a bibliografia descrita e sugerem a importância da continuidade deste tipo de estudos, nomeadamente abrangendo outras variáveis como a raça, a idade e o tipo de utilização do cavalo e, ainda, a utilização de outros métodos imagiológicos.

Predation in Ground-Nesting Birds: an Experimental Study Using Natural Egg-Color Variation

We tested the hypothesis that cryptically colored eggs would suffer less predation than conspicuous eggs in the ground-nesting red-legged partridge, Alectoris rufa. We used A. rufa as a model species because it has a wide range of natural egg colors, the eggs are widely available from breeding farms, and nests are easily mimicked because they are scrapes containing no vegetation. The study was conducted in the spring of 2001 in forest and fallow fields of central Spain in Castilla La Mancha, Ciudad Real. We used 384 clutches of natural eggs that were white, white spotted, brown, or brown spotted. Within clutches, eggs were consistent in color and size; among clutches, color differences were distributed across habitats. Clutches were checked once after 2 wk of exposure. Cryptic coloration had a survival advantage that was dependent on the local suite of predators. Rodent predation was nonselective with respect to clutch color; however, avian predation was significantly higher for conspicuous clutches. In addition, there was an interaction of landscape and egg color for avian predation. In forest landscapes, the clutches with highest survival were brown spotted, whereas in fallow landscapes, brown and brown spotted clutches had higher survival than white and white potted clutches. Thus, both the predator suite and the landscape had significant effects on the value of cryptic egg coloration. Our study is relevant for conservationists and managers in charge of restocking programs in hunting areas. The release of other partridge species or their hybrids could result in hybridization with wild partridges, potentially leading to nonoptimal clutch pigmentation and reduced survival of the native species. We therefore recommend that local authorities, managers, and conservationists be cautious with the use of alien species and hybrids and release only autochthonous species of partridges within their natural ranges.

Conical sedimentary structures, trace fossils or not? Observations, experiments, and review

Conical sedimentary structures are widespread in the geological column. Those that are mediated by organisms (or organic matter) can be attributed to seven principal processes, which are investigated by experiment and/or field observations: (1) sand collapse into a cavity (decomposed body, open shaft, or gallery), (2) upward (escape) or downward locomotion by an organism through the sediment, (3) upward adjustment (equilibration), (4) casting of coelenterates' excavations, (5) organism-mediated soft-sediment deformation in heterolithic sediment, (6) biodeformational small and large excavations by organisms, and (7) fluid (gas or liquid) escape structures. Footprint loading may also be included. Criteria are given to distinguish between these processes. Dewatering pipes are best recognized by a zone of deformed and fluidized sediment at the base, and association with non-life (lethal) facies. Care must be used in assigning specimens to ichnotaxa, and it is generally necessary to slab, and also to carry out stratinomic investigation in the field.

Neural systems in the visual control of steering

Visual control of locomotion is essential for most mammals and requires coordination between perceptual processes and action systems. Previous research on the neural systems engaged by self-motion has focused on heading perception, which is only one perceptual subcomponent. For effective steering, it is necessary to perceive an appropriate future path and then bring about the required change to heading. Using function magnetic resonance imaging in humans, we reveal a role for the parietal eye fields (PEFs) in directing spatially selective processes relating to future path information. A parietal area close to PEFs appears to be specialized for processing the future path information itself. Furthermore, a separate parietal area responds to visual position error signals, which occur when steering adjustments are imprecise. A network of three areas, the cerebellum, the supplementary eye fields, and dorsal premotor cortex, was found to be involved in generating appropriate motor responses for steering adjustments. This may reflect the demands of integrating visual inputs with the output response for the control device.

3D path planning with novel multiple 2D layered approach for complex human-robot interaction

Navigating cluttered indoor environments is a difficult problem in indoor service robotics. The Acroboter concept, a novel approach to indoor locomotion, represents unique opportunity to avoid obstacles in indoor environments by navigating the ceiling plane. This mode of locomotion requires the ability to accurately detect obstacles, and plan 3D trajectories through the environment. This paper presents the development of a resilient object tracking system, as well as a novel approach to generating 3D paths suitable for such robot configurations. Distributed human-machine interfacing allowing simulation previewing of actions is also considered in the developed system architecture.

Techniques for image analysis of movement of juveniles of root-knot nematodes encumbered with Pasteuria penetrans spores

Root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) are the most significant plant-parasitic nematodes that damage many crops all over the world. The free-living second stage juvenile (J2) is the infective stage that enters plants. The J2s move in the soil water films to reach the root zone. The bacterium Pasteuria penetrans is an obligate parasite of root-knot nematodes, is cosmopolitan, frequently encountered in many climates and environmental conditions and is considered promising for the control of Meloidogyne spp. The infection potential of P. penetrans to nematodes is well studied but not the attachment effects on the movement of root-knot nematode juveniles, image analysis techniques were used to characterize movement of individual juveniles with or without P. penetrans spores attached to their cuticles. Methods include the study of nematode locomotion based on (a) the centroid body point, (b) shape analysis and (c) image stack analysis. All methods proved that individual J2s without P. penetrans spores attached have a sinusoidal forward movement compared with those encumbered with spores. From these separate analytical studies of encumbered and unencumbered nematodes, it was possible to demonstrate how the presence of P. penetrans spores on a nematode body disrupted the normal movement of the nematode.

Auditory distraction eliminates retrieval induced forgetting: implications for the processing of unattended sound

The Retrieval-Induced Forgetting (RIF) paradigm includes three phases: (a) study/encoding of category exemplars, (b) practicing retrieval of a sub-set of those category exemplars, and (c) recall of all exemplars. At the final recall phase, recall of items that belong to the same categories as those items that undergo retrieval-practice, but that do not undergo retrieval-practice, is impaired. The received view is that this is because retrieval of target category-exemplars (e.g., ‘Tiger’ in the category Four-legged animal) requires inhibition of non-target category-exemplars (e.g., ‘Dog’ and ‘Lion’) that compete for retrieval. Here, we used the RIF paradigm to investigate whether ignoring auditory items during the retrieval-practice phase modulates the inhibitory process. In two experiments, RIF was present when retrieval-practice was conducted in quiet and when conducted in the presence of spoken words that belonged to a category other than that of the items that were targets for retrieval-practice. In contrast, RIF was abolished when words that either were identical to the retrieval-practice words or were only semantically related to the retrieval-practice words were presented as background speech. The results suggest that the act of ignoring speech can reduce inhibition of the non-practiced category-exemplars, thereby eliminating RIF, but only when the spoken words are competitors for retrieval (i.e., belong to the same semantic category as the to-be-retrieved items).