Transforming neural computations and representing time

Motifs of neural circuitry seem surprisingly conserved over different areas of neocortex or of paleocortex, while performing quite different sensory processing tasks. This apparent paradox may be resolved by the fact that seemingly different problems in sensory information processing are related by transformations (changes of variables) that convert one problem into another. The same basic algorithm that is appropriate to the recognition of a known odor quality, independent of the strength of the odor, can be used to recognize a vocalization (e.g., a spoken syllable), independent of whether it is spoken quickly or slowly. To convert one problem into the other, a new representation of time sequences is needed. The time that has elapsed since a recent event must be represented in neural activity. The electrophysiological hallmarks of cells that are involved in generating such a representation of time are discussed. The anatomical relationships between olfactory and auditory pathways suggest relevant experiments. The neurophysiological mechanism for the psychophysical logarithmic encoding of time duration would be of direct use for interconverting olfactory and auditory processing problems. Such reuse of old algorithms in new settings and representations is related to the way that evolution develops new biochemistry.

Bioenergetic scaling: metabolic design and body-size constraints in mammals.

The cytosolic phosphorylation ratio ([ATP]/[ADP][P(i)]) in the mammalian heart was found to be inversely related to body mass with an exponent of -0.30 (r = 0.999). This exponent is similar to -0.25 calculated for the mass-specific O2 consumption. The inverse of cytosolic free [ADP], the Gibbs energy of ATP hydrolysis (delta G'ATP), and the efficiency of ATP production (energy captured in forming 3 mol of ATP per cycle along the mitochondrial respiratory chain from NADH to 1/2 O2) were all found to scale with body mass with a negative exponent. On the basis of scaling of the phosphorylation ratio and free cytosolic [ADP], we propose that the myocardium and other tissues of small mammals represent a metabolic system with a higher driving potential (a higher delta G'ATP from the higher [ATP]/[ADP][P(i)]) and a higher kinetic gain [(delta V/Vmax)/delta [ADP]] where small changes in free [ADP] produce large changes in steady-state rates of O2 consumption. From the inverse relationship between mitochondrial efficiency and body size we calculate that tissues of small mammals are more efficient than those of large mammals in converting energy from the oxidation of foodstuffs to the bond energy of ATP. A higher efficiency also indicates that mitochondrial electron transport is not the major site for higher heat production in small mammals. We further propose that the lower limit of about 2 g for adult endotherm body size (bumblebee-bat, Estrucan shrew, and hummingbird) may be set by the thermodynamics of the electron transport chain. The upper limit for body size (100,000-kg adult blue whale) may relate to a minimum delta G'ATP of approximately 55 kJ/mol for a cytoplasmic phosphorylation ratio of 12,000 M-1.

The structure of Ascaris hemoglobin domain I at 2.2 A resolution: molecular features of oxygen avidity.

The perienteric hemoglobin of the parasitic nematode Ascaris has an exceptionally high affinity for oxygen. It is an octameric protein containing two similar heme-binding domains per subunit, but recombinant constructs expressing a single, monomeric heme-binding domain (domain 1; D1) retain full oxygen avidity. We have solved the crystal structure of D1 at 2.2 A resolution. Analysis of the structure reveals a characteristic globin fold and illuminates molecular features involved in oxygen avidity of Ascaris perienteric hemoglobin. A strong hydrogen bond between tyrosine at position 10 in the B helix (tyrosine-B10) and the distal oxygen of the ligand, combined with a weak hydrogen bond between glutamine-E7 and the proximal oxygen, grips the ligand in the binding pocket. A third hydrogen bond between these two amino acids appears to stabilize the structure. The B helix of D1 is displaced laterally by 2.5 A when compared with sperm whale myoglobin. This shifts the tyrosine-B10 hydroxyl far enough from liganded oxygen to form a strong hydrogen bond without steric hindrance. Changes in the F helix compared with myoglobin contribute to a tilted heme that may also be important for oxygen affinity.

Relações entre comportamento vocal, imunidade e níveis plasmáticos de corticosterona e testosterona em sapos (Rhinella granulosa)

A exibição do comportamento vocal em muitas espécies de anfíbios anuros é relacionada aos níveis de hormônios esteroides gonadais e interrenais. Esses hormônios poderiam mediar a relação entre intensidade de sinais e imunidade, pois estão envolvidos no desenvolvimento das características sexuais secundárias, comportamento de corte e mobilização de reservas energéticas durante a atividade reprodutiva, enquanto apresentam também efeitos imunomoduladores. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi explorar as relações entre comportamento reprodutivo, imunidade e níveis plasmáticos de testosterona e corticosterona em machos do sapo do semiárido brasileiro, Rhinella granulosa, em atividade reprodutiva e após manipulação hormonal. A precipitação foi o principal determinante ambiental para o aumento dos níveis de testosterona e corticosterona circulantes em machos de R. granulosa, estimulando o comportamento de vocalização. As relações fisiológicas encontradas indicam que os altos níveis plasmáticos de testosterona nos primeiros dias após a chuva devem promover o início do turno vocal, porém a corticosterona deve modular o esforço de vocalização. De forma geral, a exacerbação do comportamento vocal de R. granulosa tem efeitos negativos sobre a imunocompetência, porém alguns indivíduos que apresentam maiores concentrações plasmáticas de corticosterona apresentam concomitantemente alto esforço vocal e alta imunidade. De acordo, a aplicação transdérmica de corticosterona promoveu elevação aguda dos níveis plasmáticos deste glicocorticoide, bem como um aumento da função imune. Assim, apesar de a atenção principal ser comumente colocada no papel da testosterona na mediação de sinais honestos, nossos resultados corroboram a importância da corticosterona na mediação da expressão do comportamento de corte e imunocompetência em machos R. granulosa

Influência do LPS e do zinco na interação mãe e filhote

O comportamento materno consiste em um conjunto de mudanças comportamentais e fisiológicas, exercidas pelos indivíduos adultos em torno dos indivíduos reprodutivamente imaturos, garantindo sua sobrevivência e a propagação de sua espécie. A interação mãe e filhote é tida tipicamente como simbiótica. Os filhotes quando separados da mãe sinalizam para serem recolhidos através de dicas olfativas, visuais e da vocalização que representa uma forma de comunicação filhote e mãe. O modelo de febre clássico e amplamente empregado envolve a utilização do lipopolissacarídeo (LPS), principal componente da parede celular de bactérias Gram-Negativas. Além da febre, as infecções apresentam uma cadeia de respostas não especificas do hospedeiro que se sabe estarem envolvidos em muitas das funções vitais, incluindo a resposta imune estas incluem a hipozinquemia. Sendo assim, fêmeas virgens, gestantes e lactantes receberam LPS (100 µg/kg, i.p.) e foram tratadas com zinco (2 mg/kg, s.c.) O peso corporal, consumo de água, ração, e a temperatura corporal foram medidas por noventa e seis horas, duas horas após a administração do LPS. No quinto dia de lactação foram observados o comportamento maternal, a atividade geral em campo aberto e a vocalização ultrassônica nos filhotes. No dia do desmame os filhotes dessas fêmeas receberam um desafio com LPS (50 µg/kg, i.p.) e duas horas após a administração, foram observados a atividade geral em campo aberto, e o burst e fagocitose de neutrófilos. Observamos que: 1) Em ratas virgens, gestantes e lactantes, a exposição ao LPS e o tratamento com zinco modificou de forma específica a temperatura e peso corporal, consumo de água e ração e a atividade geral observadas em campo aberto; 2) No período de lactação, houve redução da latência para busca do primeiro filhote. Na prole das fêmeas lactantes verificou-se que: 3) Houve alteração no padrão de vocalização dos filhotes; 4) houve alteração na atividade geral observada em campo aberto e no burst e fagocitose de neutrófilos no vigésimo primeiro dia pós natal, após um desafio com a endotoxina, Assim, os resultados indicam que a administração de LPS e o tratamento com zinco têm seus efeitos modulados conforme o estágio fisiológico em que a fêmea se encontra, e interfere com a interação mãe/filhote, resultando em efeitos de curto e longo prazo sobre o comportamento dos filhotes. A partir deste trabalho, a possibilidade da exposição de mães à endotoxina bacteriana e da modulação de seus efeitos pelo zinco programar as respostas inflamatórias dos filhos torna-se factível

Cetáceos en la Reserva Marina de las Islas Columbretes (Mediterráneo noroccidental): 20 años de avistamientos oportunistas

En el presente trabajo se recopilan veinte años de observaciones realizadas por los servicios de vigilancia de la Reserva Marina y Reserva Natural de las Islas Columbretes, así como aquellas notificadas por embarcaciones de recreo y pesca, desde la creación de la reserva en 1990. Las observaciones fueron realizadas durante todo el año en el interior de la Reserva Marina e inmediaciones. Por avistamiento se ha anotado la especie, el tamaño de grupo, hora y situación aproximada. Para cada especie se ha analizado la presencia a lo largo de los meses del año, la distancia a las islas y el tamaño de los grupos. Se han obtenido datos de un total de 366 observaciones y 4928 individuos. La especie más frecuente ha sido el delfín mular Tursiops truncatus con el 71 % de las observaciones totales, seguida por el rorcual común Balaenoptera physalus (20 %), delfín listado Stenella coeruleoalba (5 %), delfín común Delphinus delphis (1.4 %), y con porcentajes inferiores al 1%: calderón común Globicephala melas, calderón gris Grampus griseus, cachalote Physeter catodon y orca Orcinus orca. La presencia constante de delfín mular en la Reserva Marina durante estos 20 años es una evidencia de que la protección de estas aguas ha contribuido a la conservación de esta especie en la zona. Por otra parte, las observaciones de rorcual común al este de la Reserva Marina indican la existencia de una zona de paso de los individuos en su migración latitudinal.

Traditional beluga drives of the Iñupiat of Kotzebue Sound, Alaska / Charles V. Lucier, James W. VanStone.

n.s. no.25(1995)

Concentrations of perfluorinated carboxylic acids (PFCAs) and sulfonic acids (PFSAs) in liver samples of different marine mammals (1984-2009)

Temporal variations in concentrations of perfluorinated carboxylic acids (PFCAs) and sulfonic acids (PFSAs), including perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoate (PFOA) structural isomers, were examined in livers of pilot whale (Globicephala melas), ringed seal (Phoca hispida), minke whale (Balaenoptera acutorostrata), harbor porpoise (Phocoena phocoena), hooded seal (Cystophora cristata), Atlantic white-sided dolphin (Lagenorhynchus acutus) and in muscle tissue of fin whales (Balaenoptera physalus). The sampling spanned over 20 years (1984-2009) and covered a large geographical area of the North Atlantic and West Greenland. Liver and muscle samples were homogenized, extracted with acetonitrile, cleaned up using hexane and solid phase extraction (SPE), and analyzed by liquid chromatography with negative electrospray tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). In general, the levels of the long-chained PFCAs (C9-C12) increased whereas the levels of PFOS remained steady over the studied period. The PFOS isomer pattern in pilot whale liver was relatively constant over the sampling years. However, in ringed seals there seemed to be a decrease in linear PFOS (L-PFOS) with time, going from 91% in 1984 to 83% in 2006.

Two songs /

For voice and piano.

A rose will fade : song /

For voice and piano.

The Warwick Ciborium

4 39/64 in.x 7 3/4 in.; copper alloy, gold, enamel

Madame Adam (Juliette Lamber), la grande Française;

Mode of access: Internet.

The France I know /

Mode of access: Internet.

French novelists of to-day.

Includes bibliographies.