Brain activity during episodic retrieval of autobiographical and laboratory events: an fMRI study using a novel photo paradigm.

Functional neuroimaging studies of episodic memory retrieval generally measure brain activity while participants remember items encountered in the laboratory ("controlled laboratory condition") or events from their own life ("open autobiographical condition"). Differences in activation between these conditions may reflect differences in retrieval processes, memory remoteness, emotional content, retrieval success, self-referential processing, visual/spatial memory, and recollection. To clarify the nature of these differences, a functional MRI study was conducted using a novel "photo paradigm," which allows greater control over the autobiographical condition, including a measure of retrieval accuracy. Undergraduate students took photos in specified campus locations ("controlled autobiographical condition"), viewed in the laboratory similar photos taken by other participants (controlled laboratory condition), and were then scanned while recognizing the two kinds of photos. Both conditions activated a common episodic memory network that included medial temporal and prefrontal regions. Compared with the controlled laboratory condition, the controlled autobiographical condition elicited greater activity in regions associated with self-referential processing (medial prefrontal cortex), visual/spatial memory (visual and parahippocampal regions), and recollection (hippocampus). The photo paradigm provides a way of investigating the functional neuroanatomy of real-life episodic memory under rigorous experimental control.

A Diffusion MRI Tractography Connectome of the Mouse Brain and Comparison with Neuronal Tracer Data.

Interest in structural brain connectivity has grown with the understanding that abnormal neural connections may play a role in neurologic and psychiatric diseases. Small animal connectivity mapping techniques are particularly important for identifying aberrant connectivity in disease models. Diffusion magnetic resonance imaging tractography can provide nondestructive, 3D, brain-wide connectivity maps, but has historically been limited by low spatial resolution, low signal-to-noise ratio, and the difficulty in estimating multiple fiber orientations within a single image voxel. Small animal diffusion tractography can be substantially improved through the combination of ex vivo MRI with exogenous contrast agents, advanced diffusion acquisition and reconstruction techniques, and probabilistic fiber tracking. Here, we present a comprehensive, probabilistic tractography connectome of the mouse brain at microscopic resolution, and a comparison of these data with a neuronal tracer-based connectivity data from the Allen Brain Atlas. This work serves as a reference database for future tractography studies in the mouse brain, and demonstrates the fundamental differences between tractography and neuronal tracer data.

The nervous system of Amphilina foliacea (Platyhelminthes, Amphilinidea). An immunocytochemical, ultrastructural and spectrofluorometrical study

The nervous system of young and adult Amphilina foliacea was studied with immunocytochemical, electron microscopical and spectrofluorometrical methods. The general neuroanatomy is described in detail. New data on the structure and development of the brain were obtained. The 5-HT and GYIRFamide-immunoreactivities occur in separate sets of neurones. The innervation of the reproductive organs is described. The fine structure of 2 types of neurones in the CNS, a sensory neurone, a 'glial' cell type, the neuropile and the synapses are described. The level of 5-HT varies between 0.074 and 0.461 mug/g wet weight. This is the first detailed study of the nervous system of A. foliacea. Earlier data on the structure of the nervous system in A. foliacea published in Russian are introduced into the discussion. The study provides data that can be used when considering the phylogenetic position of Amphilinidea.

THE GULL-TAPEWORM, DIPHYLLOBOTHRIUM-DENDRITICUM AND NEUROPEPTIDE-F - AN IMMUNOCYTOCHEMICAL STUDY

Neuropeptide F (Moniezia expansa) immunoreactivity (NPF-IR) has been detected in the nervous system of plerocercoid and adult stages of the gull-tapeworm Diphyllobothrium dendriticum, using immunocytochemical methodology. The application of the antiserum for this authentic flatworm neuropeptide to whole-mounts and frozen sections of the worm has resulted in new information about its neuroanatomy. Thus, at regular intervals, transverse nerves extend from the main nerve cords laterally, joining the longitudinal lateral minor cords in the cortical parenchyma. In the adult worm, the transverse nerves are located at the posterior border of each proglottis. The medullary parenchyma lacks NPF-IR. The NPF-immunoreactive cell bodies are bi- to multipolar and preferentially located in the peripheral nervous system, in close association with the holdfast musculature of the scolex and the extensive body musculature. NPF-IR was observed in the innervation to the muscular ducts of the reproductive system. The pattern of NPF-IR was compared with that recorded for RFamide- and 5-HT-IR and double-immunostaining has revealed separate populations of serotoninergic and peptidergic neurones.

Neurophobia among general practice trainees: The evidence, perceived causes and solutions

Introduction

As general practice (GP) is the main source of referrals to neurologists, neurology education for GP trainees is important. We investigated the existence of neurophobia, contributing factors and potential prevention strategies among GP trainees.

In a questionnaire survey interest, knowledge, confidence and perceived difficulty in neurology were compared with different medical specialties. Reasons for difficulty with neurology, postgraduate neurology education experience, learning methods and suggested teaching improvements were examined.

Of 205 GP trainees, 118 (58%) completed the questionnaire. Threshold analyses justified categorical intervals for the Likert responses. Trainees recorded poorer knowledge (p < 0.001), less confidence (p < 0.001) and more perceived difficulty (p < 0.001) with neurology than with any other medical specialty. GP trainees had less interest in neurology than any other medical specialty (Duncan test, p < 0.001). There was a similar gradation in difficulty and confidence perception across medical specialties. Hospital and community-based neurology teaching was graded as “poor” or “very poor” by over 60% of GP trainees. There were multiple perceived causes of neurophobia, including neuroanatomy and poor quality teaching. More organised clinical teaching and referral guidance were suggested to address GP neurophobia.

Neurophobia is common among GP trainees in Northern Ireland. GP trainees have clear and largely uniform ideas on improving their neurology education. GP training posts should reflect the importance of neurology within the GP curriculum.

A new sensory organ in "primitive" molluscs (Polyplacophora Lepidopleurida), and its context in the nervous system of chitons

Introduction: Chitons (Polyplacophora) are molluscs considered to have a simple nervous system without cephalisation. The position of the class within Mollusca is the topic of extensive debate and neuroanatomical characters can provide new sources of phylogenetic data as well as insights into the fundamental biology of the organisms. We report a new discrete anterior sensory structure in chitons, occurring throughout Lepidopleurida, the order of living chitons that retains plesiomorphic characteristics.

Results: The novel "Schwabe organ" is clearly visible on living animals as a pair of streaks of brown or purplish pigment on the roof of the pallial cavity, lateral to or partly covered by the mouth lappets. We describe the histology and ultrastructure of the anterior nervous system, including the Schwabe organ, in two lepidopleuran chitons using light and electron microscopy. The oesophageal nerve ring is greatly enlarged and displays ganglionic structure, with the neuropil surrounded by neural somata. The Schwabe organ is innervated by the lateral nerve cord, and dense bundles of nerve fibres running through the Schwabe organ epithelium are frequently surrounded by the pigment granules which characterise the organ. Basal cells projecting to the epithelial surface and cells bearing a large number of ciliary structures may be indicative of sensory function. The Schwabe organ is present in all genera within Lepidopleurida (and absent throughout Chitonida) and represents a novel anatomical synapomorphy of the clade.

Conclusions: The Schwabe organ is a pigmented sensory organ, found on the ventral surface of deep-sea and shallow water chitons; although its anatomy is well understood, its function remains unknown. The anterior commissure of the chiton oesophagial nerve ring can be considered a brain. Our thorough review of the chiton central nervous system, and particularly the sensory organs of the pallial cavity, provides a context to interpret neuroanatomical homology and assess this new sense organ.

Substance P, récepteurs NK1 et neurones à sérotonine : relations anatomiques et fonctionnelles dans le noyau raphe dorsalis

Nous avons étudié les relations anatomiques entre les systèmes de neurotransmission à substance P (SP) et à sérotonine (5-hydroxytryptamine, 5-HT) dans le noyau du raphé dorsal (NRD) du rongeur, afin de mieux comprendre les interactions entre ces systèmes durant la régulation de l’humeur. Le NRD reçoit une innervation SP provenant de l’habenula, et le blocage pharmacologique des récepteurs neurokinine-1 (rNK1) de la SP aurait des effets antidépresseurs. Chez le rongeur, le traitement par les antagonistes des rNK1 s’accompagne d’une désensibilisation des autorécepteurs 5-HT1A de la 5-HT et d’une hausse de l’activité des neurones 5-HT dans le NRD, suggérant des interactions locales entre ces deux systèmes. Dans un premier temps, nous avons démontré par doubles marquages immunocytochimiques en microscopies optique, confocale et électronique, la présence du rNK1 dans une sous-population de neurones 5-HT du NRD caudal. Lors de l’analyse en microscopie électronique, nous avons pu constater que les rNK1 étaient principalement cytoplasmiques dans les neurones 5-HT et membranaires sur les neurones non 5-HT du noyau. Grâce à d’autres doubles marquages, nous avons aussi pu identifier les neurones non-5-HT porteurs de rNK1 comme étant GABAergiques. Nous avons ensuite combiné l’immunomarquage de la SP avec celui du rNK1, dans le but d’examiner les relations entre les terminaisons (varicosités *) axonales SP et les neurones 5-HT (pourvus de rNK1 cytoplasmiques du NRD caudal. En simple marquage de la SP, nous avons pu estimer à 41% la fréquence avec laquelle les terminaisons SP font synapse. Dans le matériel doublement marqué pour la SP et son récepteur, les terminaisons SP ont été fréquemment retrouvées en contact direct ou à proximité des dendrites munies de rNK1 cytoplasmiques, mais toujours éloignées des dendrites à rNK1 membranaires. Pour tester l’hypothèse d’une internalisation soutenue des rNK1 par la SP dans les neurones 5-HT, nous avons ensuite examiné la localisation subcellulaire du récepteur chez le rat traité avec un antagoniste du rNK1, le RP67580. La densité du marquage des rNK1 a été mesurée dans le cytoplasme et sur la membrane des deux types de dendrites (5-HT: rNK1 cytoplasmiques; non 5-HT: rNK1 membranaires). Une heure après une injection unique de l’antagoniste, la distribution du rNK1 est apparue inchangée dans les deux types de neurones (5-HT et non 5-HT). Par contre, après un traitement quotidien de 7 ou 21 jours avec l’antagoniste, nous avons mesuré une augmentation significative des densités cytoplasmique et membranaire du rNK1 dans les neurones 5-HT, sans aucun changement dans les neurones non 5-HT. Ces traitements ont aussi augmenté l’expression du gène rNK1 dans le NRD. Enfin, nous avons mesuré une hausse de la densité membranaire du rNK1 dans les neurones 5-HT, sans hausse de densité cytoplasmique, par suite d’une lésion bilatérale de l’habenula. Ces résultats confortent l’hypothèse d’une activation et d’une internalisation soutenues des rNK1 par la SP dans les neurones 5-HT du NRD caudal. Ils suggèrent aussi que le trafic des rNK1 dans les neurones 5-HT du NRD représente un mécanisme cellulaire en contrôle de l’activation du système 5-HT par les afférences SP en provenance de l’habenula.

Étude de l'activité spontanée dans la moëlle épinière de l'oppossum Monodelphis domestica en développement

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

Récepteur EphA7 : expression régionale dans le cerveau et localisation ultrastructurale dans l’hippocampe chez le rat et la souris adultes

Bourse de maîtrise du Groupe de recherche sur le système nerveux central GRSNC, (2009,2010) Bourse d’études supérieures du Canada Frederick Banting et Charles Best, IRSC Instituts de recherche en santé du Canada, (2011)

Les modes de conceptualisation métaphorique en neuroanatomie : étude de la description anatomique du cervelet et de la moelle spinale

La présente étude s’inscrit dans une lignée de travaux de recherche en traductologie réalisés dans un cadre de sémantique cognitive et visant à dégager les modes de conceptualisation métaphorique dans les domaines de spécialité, et plus précisément dans les sciences biomédicales. Notre étude se concentre sur les modes de conceptualisation métaphorique utilisés en neuroanatomie en français, en anglais et en allemand, dans une perspective d’application à la traduction. Nous nous penchons plus spécifiquement sur la description anatomique de deux structures du système nerveux central : la moelle spinale et le cervelet. Notre objectif est de repérer et de caractériser les indices de conceptualisation métaphorique (ICM). Notre méthode s'appuie sur un corpus trilingue de textes de référence traitant de ces structures et fait appel à une annotation sémantique en langage XML, ce qui autorise une interrogation des corpus annotés au moyen du langage XQuery. Nous mettons en évidence que les ICM jouent un rôle prédominant dans la phraséologie et les dénominations propres à la description anatomique du système nerveux, comme c'est le cas en biologie cellulaire et en anatomie des muscles, des nerfs périphériques et des vaisseaux sanguins. Sous l’angle lexical, il faut distinguer les ICM prédicatifs, les ICM non prédicatifs ainsi que les ICM quasi prédicatifs. La plupart des modes de conceptualisation métaphorique préalablement repérés en biologie cellulaire et en anatomie sont également présents dans le domaine plus spécifique de la neuroanatomie. Certains ICM et modes de conceptualisation sont toutefois spécifiques à des éléments des régions étudiées. Par ailleurs, les modes de conceptualisation métaphorique en français, en anglais et en allemand sont semblables, mais sont exprimés par des réseaux lexicaux d'ICM dont la richesse varie. De plus, la composition nominale étant une des caractéristiques de l'allemand, la forme linguistique des ICM présente des caractéristiques spécifiques. Nos résultats mettent en évidence la richesse métaphorique de la neuroanatomie. Cohérents avec les résultats des études antérieures, ils enrichissent cependant la typologie des ICM et soulignent la complexité, sur les plans lexical et cognitif, de la métaphore conceptuelle.

Origine des projections sensorimotrices dans des sous-régions du cortex moteur primaire chez le singe capucin.

Certaines études ont démontrés que les connexions entre l’aire prémotrice ventrale (PMv) et la région de la main du cortex moteur primaire (M1) sont distribuées non-uniformément, ciblant des sous-régions spécifiques dans M1. Dans la présente étude nous avons voulu développer ces résultats en étudiant la distribution au sein de M1 des projections corticales issues de PMv, l’aire prémotrice dorsale (PMd), l’aire motrice supplémentaire (SMA) et les aires pariétales 1, 2 et 5. Pour se faire, nous avons combiné des approches électrophysiologiques et anatomiques chez trois singes naïfs du Nouveau Monde (Cebus apella) pour examiner l’organisation et la spécificité topographique des projections corticales dans M1. Nos résultats indiquent que quatre sous-régions à l’intérieur de la région dédiée à la main reçoivent des inputs prédominants de différentes aires sensorimotrices. Ces résultats suggèrent que des sous-régions de M1 puissent avoir des fonctions spécifiques pour le contrôle moteur de la main et des doigts.

La représentation auditive motrice reflétée par la négativité de discordance chez l’enfant présentant un trouble du spectre de l’autisme

Il est maintenant bien établi que le cerveau humain est doté d’un système de neurones qui s’active tant à la perception qu’à l’exécution d’une action. Les neurones miroirs, ainsi que le système qu’ils forment avec des structures adjacentes appelées système neurones miroirs (SNM), ont été relié à la compréhension d’action et pourrait être impliqué dans les fonctions sociales de haut niveau tel que l’empathie et l’imitation. Dans la foulée spéculative reliant le SNM à la sphère sociale, le dysfonctionnement de ce système a rapidement gagné intérêt dans la genèse des anomalies du domaine social chez les personnes présentant le Trouble du spectre de l’autisme (TSA). Néanmoins, l’hypothèse voulant que le dysfonctionnement social des TSA repose sur une atteinte du SNM est controversée. En effet, les études soutenant cette hypothèse nécessitent des fonctions cognitives et sociales qui peuvent contribuer à l’obtention de résultats atypiques, telles que la compréhension des consignes, l’attention sur des stimuli sociaux ou la réalisation d’acte moteur. Récemment, un protocole auditif de négativité de discordance (MMN) utilisant des stimuli reliés à l’action humaine a été utilisé pour mesurer l’activité du SNM. Cette technique semble prometteuse dans la mesure où elle ne nécessite pas de capacités attentionnelles ou langagières, elle est brève et demande un montage minimal d’électrodes. Le premier article avait comme objectif principal de mesurer la validité de convergence du protocole MMN relié à l’action avec celui du rythme mu, le protocole le plus utilisé pour enregistrer l’activité miroir à l’aide de l’électroencéphalographie (EEG). Les modes de stimulation ont été délivrées en bloc successif à un groupe de 12 adultes en santé. Alors que les deux techniques ont modulé efficacement les régions fronto-centrales et centrales respectivement, mais ne sont pas corrélées, nous avons conclu qu’il est possible 2 qu’elles mesurent des aspects différents du SNM. Le deuxième article avait comme objectif principal de mesurer l’activité du SNM à l’aide du protocole MMN relié à l’action chez 10 enfants présentant un TSA ainsi que chez 12 enfants neurotypiques dans la même tranche d’âge (5-7ans). Chez les enfants TSA, nous avons montré un patron de latence inversée, comparativement aux enfants du groupe contrôle; ils traitaient plus rapidement les sons contrôles que les sons reliés à l’action humaine, alors que la tendance inverse était observée chez les contrôles. De plus, bien que les deux groupes différaient quant aux sons d’action, ils ne différaient pas quant aux sons contrôles. Quant à l’amplitude, les enfants TSA se distinguaient du groupe contrôle par une amplitude restreinte du son d’action provenant de la bouche. Par ailleurs, les mesures neurophysiologiques et neuropsychologiques n’étaient pas corrélées. En sommes, basé sur la prémisse que ce protocole MMN pourrait mesurer l’activité du SNM, cette thèse a comme but d’améliorer les connaissances quant à son utilisation chez l’adulte et l’enfant neurotypique ainsi que chez l’enfant TSA. Celui-ci pourrait ultimement être utilisé comme un biomarqueur potentiel du TSA.

Qui utilise 10% de son cerveau?

Ce texte examine la croyance largement répandue selon laquelle les humains n'utiliseraient que 10 % de leur cerveau. Le texte comprend quatre parties. Les deux premières parties évaluent l'ampleur du «mythe du 10 %» et en retracent les origines. La troisième partie montre que cette croyance n'est nullement justifiée en passant successivement en revue les connaissances concernant l'anatomie et la physiologie du cerveau, la plasticité cérébrale ainsi que des données sur l'évolution. La dernière partie évoque quelques raisons de la persistance du mythe du 10 %.

Segmentation of Brain Tissue from Magnetic Resonance Images

Segmentation of medical imagery is a challenging problem due to the complexity of the images, as well as to the absence of models of the anatomy that fully capture the possible deformations in each structure. Brain tissue is a particularly complex structure, and its segmentation is an important step for studies in temporal change detection of morphology, as well as for 3D visualization in surgical planning. In this paper, we present a method for segmentation of brain tissue from magnetic resonance images that is a combination of three existing techniques from the Computer Vision literature: EM segmentation, binary morphology, and active contour models. Each of these techniques has been customized for the problem of brain tissue segmentation in a way that the resultant method is more robust than its components. Finally, we present the results of a parallel implementation of this method on IBM's supercomputer Power Visualization System for a database of 20 brain scans each with 256x256x124 voxels and validate those against segmentations generated by neuroanatomy experts.