Les interactions vestibulo-corticales qui sous-tendent le contrôle de la posture chez les sujets sains

Le système vestibulaire et le cortex moteur participent au contrôle de la posture, mais la nature de leurs interactions est peu documentée. Afin de caractériser les interactions vestibulo-corticales qui sous-tendent le contrôle de l’équilibre en position debout, l’activité électromyographique (EMG) du soléaire (SOL), du tibial antérieur (TA) et du péronier long (PERL) de la jambe droite a été enregistrée chez 14 sujets sains. La stimulation galvanique vestibulaire (GVS) a été appliquée avec la cathode derrière l’oreille droite ou gauche à différents intervalles inter-stimulus (ISIs) avant ou après la stimulation magnétique transcrânienne induisant des potentiels moteurs évoqués (MEPs) au niveau des muscles enregistrés. Lorsque que la cathode était à droite, une inhibition des MEPs a été observée au niveau du SOL à un ISI de 40 et 130 ms et une facilitation des MEPS a été observée au niveau TA à un ISI de 110 ms. Lorsque la cathode était à gauche, une facilitation des MEPs a été observée au niveau du SOL, du TA et du PERL à un ISI de 50, -10 et 0 ms respectivement. L’emplacement de ces interactions sur l’axe neural a été estimé en fonction des ISIs et en comparant l’effet de la GVS sur les MEPs à son effet sur l’EMG de base et sur le réflexe-H. Selon ces analyses, les modulations observées peuvent avoir lieu au niveau spinal ou au niveau supraspinal. Ces résultats suggèrent que les commandes de la voie corticospinale peuvent être modulées par le système vestibulaire à différents niveaux de l’axe neuronal.

Les interactions vestibulo-corticales qui sous-tendent le contrôle de la posture chez les sujets sains

Le système vestibulaire et le cortex moteur participent au contrôle de la posture, mais la nature de leurs interactions est peu documentée. Afin de caractériser les interactions vestibulo-corticales qui sous-tendent le contrôle de l’équilibre en position debout, l’activité électromyographique (EMG) du soléaire (SOL), du tibial antérieur (TA) et du péronier long (PERL) de la jambe droite a été enregistrée chez 14 sujets sains. La stimulation galvanique vestibulaire (GVS) a été appliquée avec la cathode derrière l’oreille droite ou gauche à différents intervalles inter-stimulus (ISIs) avant ou après la stimulation magnétique transcrânienne induisant des potentiels moteurs évoqués (MEPs) au niveau des muscles enregistrés. Lorsque que la cathode était à droite, une inhibition des MEPs a été observée au niveau du SOL à un ISI de 40 et 130 ms et une facilitation des MEPS a été observée au niveau TA à un ISI de 110 ms. Lorsque la cathode était à gauche, une facilitation des MEPs a été observée au niveau du SOL, du TA et du PERL à un ISI de 50, -10 et 0 ms respectivement. L’emplacement de ces interactions sur l’axe neural a été estimé en fonction des ISIs et en comparant l’effet de la GVS sur les MEPs à son effet sur l’EMG de base et sur le réflexe-H. Selon ces analyses, les modulations observées peuvent avoir lieu au niveau spinal ou au niveau supraspinal. Ces résultats suggèrent que les commandes de la voie corticospinale peuvent être modulées par le système vestibulaire à différents niveaux de l’axe neuronal.

A prática do Tai-Chi como nova fronteira terapêutica da fisioterapia na melhoria da capacidade funcional do idoso

Projeto de Graduação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Licenciada em Fisioterapia

Design and implementation of an optimal motion cueing algorithm for the Stuttgart Driving Simulator

Driving simulators emulate a real vehicle drive in a virtual environment. One of the most challenging problems in this field is to create a simulated drive as real as possible to deceive the driver's senses and cause the believing to be in a real vehicle. This thesis first provides an overview of the Stuttgart driving simulator with a description of the overall system, followed by a theoretical presentation of the commonly used motion cueing algorithms. The second and predominant part of the work presents the implementation of the classical and optimal washout algorithms in a Simulink environment. The project aims to create a new optimal washout algorithm and compare the obtained results with the results of the classical washout. The classical washout algorithm, already implemented in the Stuttgart driving simulator, is the most used in the motion control of the simulator. This classical algorithm is based on a sequence of filters in which each parameter has a clear physical meaning and a unique assignment to a single degree of freedom. However, the effects on human perception are not exploited, and each parameter must be tuned online by an engineer in the control room, depending on the driver's feeling. To overcome this problem and also consider the driver's sensations, the optimal washout motion cueing algorithm was implemented. This optimal control-base algorithm treats motion cueing as a tracking problem, forcing the accelerations perceived in the simulator to track the accelerations that would have been perceived in a real vehicle, by minimizing the perception error within the constraints of the motion platform. The last chapter presents a comparison between the two algorithms, based on the driver's feelings after the test drive. Firstly it was implemented an off-line test with a step signal as an input acceleration to verify the behaviour of the simulator. Secondly, the algorithms were executed in the simulator during a test drive on several tracks.

Static postural balance study in patients with vestibular disorders using a three dimensional eletromagnetic sensor system

The vestibular-ocular reflex assessment is important, but not enough. Tridimensional electromagnetic sensor systems represent a new method to assess posturography. Aim: To assess body sway in healthy subjects who had positive Dix Hallpike and Epley maneuvers and with other vestibular dysfunctions by means of a three-dimensional system. Study design: Prospective. Materials and Methods: We had 23 healthy women, 15 with peripheral vestibular dysfunction found upon caloric test and 10 with positive Epley and Dix Hallpike maneuvers. All tests performed in the following positions: open and closed eyes on stable and unstable surfaces. Results: With the Eyes Open and on a stable surface, p < 0.01 between the control group and the one with peripheral vestibular dysfunction in all variables, except the a-p maximum, full speed and mediolateral trajectory velocity, which had a p < 0.01 between the group with vestibular dysfunction and controls in all positions. The group with positive Epley and Dix Hallpike maneuvers had p < 0.01 at full speed and in its components in the x and y in positions with open and eyes closed on an unstable surface. Conclusion: The tridimensional electromagnetic sensors system was able to generate reliable information about body sway in the study volunteers.

Effects of electrotactile vestibular substitution on rehabilitation of patients with bilateral vestibular loss

The present study evaluated the effectiveness of electrotactile tongue biofeedback (BrainPort (R)) as a sensory substitute for the vestibular apparatus in patients with bilateral vestibular loss (BVL) who did not have a good response to conventional vestibular rehabilitation (VR). Seven patients with BVL were trained to use the device. Stimulation on the surface of the tongue was created by a dynamic pattern of electrical pulses and the patient was able to adjust the intensity of stimulation and spatially centralize the stimulus on the electrode array. Patients were directed to continuously adjust head orientation and to maintain the stimulus pattern at the center of the array. Postural tasks that present progressive difficulties were given during the use of the device. Pre- and post-treatment distribution of the sensory organization test (SOT) composite score showed an average value of 38.3 +/- 8.7 and 59.9 +/- 11.3, respectively, indicating a statistically significant improvement (p = 0.01). Electrotactile tongue biofeedback significantly improved the postural control of the study group, even if they had not improved with conventional VR. The electrotactile tongue biofeedback system was able to supply additional information about head position with respect to gravitational vertical orientation in the absence of vestibular input, improving postural control. Patients with BVL can integrate electrotactile information in their postural control in order to improve stability after conventional VR. These results were obtained and verified not only by the subjective questionnaire but also by the SOT composite score. The limitations of the study are the small sample size and short duration of the follow-up. The current findings show that the sensory substitution mediated by electrotactile tongue biofeedback may contribute to the improved balance experienced by these patients compared to VR. (C) 2010 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Vestibular rehabilitation with biofeedback in patients with central imbalance

Central Nervous System disorders may cause important functional unbalance in the maintenance of balance and posture. There is no effective rehabilitation for these symptoms until now. Objective: The aim of this paper is to evaluate the use of tongue electrotactile stimulation on patients with central imbalance using BrainPort. Materials and Methods: This is a prospective case series study. We evaluated 8 patients with central imbalance, 6 men and 2 women, with mean age of 67.75 years. The patients were submitted to Computed Dynamic Posturography (CDP) and then received 18 sessions of electrotactile stimulation by BrainPort (R) device for 20 minutes, twice a day. Then they were submitted to a new CDP test and to a self-perception scale to assess symptom remission, partial improvement and no improvement at all. Results: 75% of the patients reported being more stable. There was no improvement in the balance control of the mass center in these patients. Conclusion: The patients were able to use the electrotactile stimulus to improve their balance control.

Changes in D-serine levels and localization during postnatal development of the rat vestibular nuclei.

The patterns of development of the vestibular nuclei (VN) and their main connections involving glutamate neurotransmission offer a good model for studying the function of the glial-derived neuromodulator D-serine in synaptic plasticity. In this study we show that D-serine is present in the VN and we analyzed its distribution and the levels of expression of serine racemase and D-amino acid oxidase (D-AAO) at different stages of postnatal (P) development. From birth to P21, high levels of D-serine were detected in glial cells and processes in all parts of the VN. This period corresponded to high expression of serine racemase and low expression of D-AAO. On the other hand, in the mature VN D-serine displayed very low levels and was mainly localized in neuronal cell bodies and dendrites. This drop of D-serine in adult stages corresponded to an increasing expression of D-AAO at mature stages. High levels of glial D-serine during the first 3 weeks of postnatal development correspond to an intense period of plasticity and synaptogenesis and maturation of VN afferents, suggesting that D-serine could be involved in these phenomena. These results demonstrate for the first time that changes in D-serine levels and distribution occur during postnatal development in the central nervous system. The strong decrease of D-serine levels and the glial-to-neuronal switch suggests that D-serine may have distinct functional roles depending on the developmental stage of the vestibular network.

Horizontal vestibulo-ocular reflex dynamics in acute vestibular neuritis and viral labyrinthitis: evidence of otolith-canal interaction.

OBJECTIVE: To evaluate the dynamic properties of the horizontal vestibulo-ocular reflex (h-VOR) in the acute stage of two common labyrinthine diseases that provoke severe attacks of vertigo with spontaneous nystagmus: vestibular neuritis (vestibular loss alone) and viral labyrinthitis (cochleovestibular loss). MATERIAL AND METHODS: Sixty-three patients were investigated: 42 were diagnosed with vestibular neuritis and 21 with viral labyrinthitis. The h-VOR function was evaluated by conventional caloric and impulsive testing. A simplified model of vestibular function was used to analyze the vestibulo-ocular response to rotational stimulation. RESULTS: The results showed a significant difference in h-VOR characteristics between the two pathologies. Patients with vestibular neuritis exhibited a strong horizontal semicircular canal deficit, but no h-VOR asymmetry between the two rotational directions. In contrast, patients with viral labyrinthitis demonstrated moderate canal paresis and a marked h-VOR deficit in rotation toward the affected ear. CONCLUSION: These findings support the hypothesis that the h-VOR dynamic asymmetry that occurs after an acute unilateral inner ear lesion is not due to canal dysfunction alone, but involves complex adaptive changes in the central VOR that may implicate the otolith system. Based on histopathologic and clinical differences in the two pathologies reported in the literature, we postulate that this otolith-canal interaction is mainly linked to the loss of saccular function.

Studies on the exaggerated inflammatory response caused by streptococcus suis at systemic and central nervous system levels

Streptococcus suis de type 2 est un microorganisme pathogène d’importance chez le porc. Il est la cause de différentes pathologies ayant comme caractéristique commune la méningite. C’est également un agent émergeant de zoonose : des cas cliniques humains ont récemment été rapportés en Asie. Cependant, la pathogénèse de S. suis n’est pas encore complètement élucidée. Jusqu’à présent, la réponse pro-inflammatoire initiée par S. suis n’a été étudiée qu’in vitro. L’étude du choc septique et de la méningite requiert toujours des modèles expérimentaux appropriés. Au cours de cette étude, nous avons développé un modèle in vivo d’infection chez la souris qui utilise la voie d’inoculation intra-péritonéale. Ce modèle a servi à l’étude de la réponse pro-inflammatoire associée à ce pathogène, tant au niveau systémique qu’au niveau du système nerveux central (SNC). Il nous a également permis de déterminer si la sensibilité aux infections à S. suis pouvait être influencée par des prédispositions génétiques de l’hôte. Le modèle d’infection par S. suis a été mis au point sur des souris de lignée CD1. Les résultats ont démontré une bactériémie élevée pendant les trois jours suivant l’infection. Celle-ci était accompagnée d’une libération rapide et importante de différentes cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-6, IL-12p40/p70, IFN-ɣ) et de chémokines (KC, MCP-1 and RANTES), qui ont entraîné un choc septique et la mort de 20 % des animaux. Ensuite, pour confirmer le rôle de l’inflammation sur la mortalité et pour déterminer si les caractéristiques génétiques de l’hôte pouvaient influencer la réponse inflammatoire et l’issue de la maladie, le modèle d’infection a été étendu à deux lignées murines consanguines différentes considérées comme résistante : la lignée C57BL/6 (B6), et sensible : la lignée A/J. Les résultats ont démontré une importante différence de sensibilité entre les souris A/J et les souris B6, avec un taux de mortalité atteignant 100 % à 20 h post-infection (p.i.) pour la première lignée et de seulement 16 % à 36 h p.i. pour la seconde. La quantité de bactéries dans le sang et dans les organes internes était similaire pour les deux lignées. Donc, tout comme dans la lignée CD1, la bactériémie ne semblait pas être liée à la mort des souris. La différence entre les taux de mortalité a été attribuée à un choc septique non contrôlé chez les souris A/J infectées par S. suis. Les souris A/J présentaient des taux exceptionnellement élevés de TNF-α, IL-12p40/p70, IL-1β and IFN- γ, significativement supérieurs à ceux retrouvés dans la lignée B6. Par contre, les niveaux de chémokines étaient similaires entre les lignées, ce qui suggère que leur influence est limitée dans le développement du choc septique dû à S. suis. Les souris B6 avaient une production plus élevée d’IL-10, une cytokine anti-inflammatoire, ce qui suppose que la cascade cytokinaire pro-inflammatoire était mieux contrôlée, entraînant un meilleur taux de survie. Le rôle bénéfique potentiel de l’IL-10 chez les souris infectées par S. suis a été confirmé par deux approches : d’une part en bloquant chez les souris B6 le récepteur cellulaire à l’IL-10 (IL-10R) par un anticorps monoclonal anti-IL-10R de souris et d’autre part en complémentant les souris A/J avec de l’IL-10 de souris recombinante. Les souris B6 ayant reçu le anticorps monoclonal anti-IL-10R avant d’être infectées par S. suis ont développé des signes cliniques aigus similaires à ceux observés chez les souris A/J, avec une mortalité rapide et élevée et des taux de TNF-α plus élevés que les souris infectées non traitées. Chez les souris A/J infectées par S. suis, le traitement avec l’IL-10 de souris recombinante a significativement retardé l’apparition du choc septique. Ces résultats montrent que la survie au choc septique dû à S. suis implique un contrôle très précis des mécanismes pro- et anti-inflammatoires et que la réponse anti-inflammatoire doit être activée simultanément ou très rapidement après le début de la réponse pro-inflammatoire. Grâce à ces expériences, nous avons donc fait un premier pas dans l’identification de gènes associés à la résistance envers S. suis chez l’hôte. Une des réussites les plus importantes du modèle d’infection de la souris décrit dans ce projet est le fait que les souris CD1 ayant survécu à la septicémie présentaient dès 4 jours p.i. des signes cliniques neurologiques clairs et un syndrome vestibulaire relativement similaires à ceux observés lors de méningite à S. suis chez le porc et chez l’homme. L’analyse par hybridation in situ combinée à de l’immunohistochimie des cerveaux des souris CD1 infectées a montré que la réponse inflammatoire du SNC débutait avec une augmentation significative de la transcription du Toll-like receptor (TLR)2 et du CD14 dans les microvaisseaux cérébraux et dans les plexus choroïdes, ce qui suggère que S. suis pourrait se servir de ces structures comme portes d’entrée vers le cerveau. Aussi, le NF-κB (suivi par le système rapporteur de l’activation transcriptionnelle de IκBα), le TNF-α, l’IL-1β et le MCP-1 ont été activés, principalement dans des cellules identifiées comme de la microglie et dans une moindre mesure comme des astrocytes. Cette activation a également été observée dans différentes structures du cerveau, principalement le cortex cérébral, le corps calleux, l’hippocampe, les plexus choroïdes, le thalamus, l’hypothalamus et les méninges. Partout, cette réaction pro-inflammatoire était accompagnée de zones extensives d’inflammation et de nécrose, de démyélinisation sévère et de la présence d’antigènes de S. suis dans la microglie. Nous avons mené ensuite des études in vitro pour mieux comprendre l’interaction entre S. suis et la microglie. Pour cela, nous avons infecté des cellules microgliales de souris avec la souche sauvage virulente (WT) de S. suis, ainsi qu’avec deux mutants isogéniques, un pour la capsule (CPS) et un autre pour la production d’hémolysine (suilysine). Nos résultats ont montré que la capsule était un important mécanisme de résistance à la phagocytose pour S. suis et qu’elle modulait la réponse inflammatoire, en dissimulant les composants pro-inflammatoires de la paroi bactérienne. Par contre, l’absence d’hémolysine, qui est un facteur cytotoxique potentiel, n’a pas eu d’impact majeur sur l’interaction de S. suis avec la microglie. Ces études sur les cellules microgliales ont permis de confirmer les résultats obtenus précédemment in vivo. La souche WT a induit une régulation à la hausse du TLR2 ainsi que la production de plusieurs médiateurs pro-inflammatoires, dont le TNF-α et le MCP-1. S. suis a induit la translocation du NF-kB. Cet effet était plus rapide dans les cellules stimulées par le mutant déficient en CPS, ce qui suggère que les composants de la paroi cellulaire représentent de puissants inducteurs du NF-kB. De plus, la souche S. suis WT a stimulé l’expression de la phosphotyrosine, de la PKC et de différentes cascades liées à l’enzyme mitogen-activated protein kinase (MAPK). Cependant, les cellules microgliales infectées par le mutant déficient en CPS ont montré des profils de phosphorylation plus forts et plus soutenus que celles infectées par le WT. Finalement, la capsule a aussi modulé l’expression de l’oxyde nitrique synthétase inductible (iNOS) induite par S. suis et par la production subséquente d’oxyde nitrique par la microglie. Ceci pourrait être lié in vivo à la neurotoxicité et à la vasodilatation. Nous pensons que ces résultats contribueront à une meilleure compréhension des mécanismes sous-tendant l’induction de l’inflammation par S. suis, ce qui devrait permettre, d’établir éventuellement des stratégies plus efficaces de lutte contre la septicémie et la méningite. Enfin, nous pensons que ce modèle expérimental d’infection chez la souris pourra être utilisé dans l’étude de la pathogénèse d’autres bactéries ayant le SNC pour cible.

Trajetória social de alunos de um curso pré-vestibular popular

The aim of the research that originated this article was the analysis of the social trajectory of students from a public preparatory course and the verification of their expectations about higher education. Data collection was based on a questionnaire with open and closed-ended questions and a semi-structured interview, based on the models used by Muzzetti (1997). Data were analyzed by the elaboration of thematic charts. Based on the researches conducted by Pierre Bourdieu (1997, 2007), this research concluded that the students understand that schooling is, besides being a viable alternative in the search for social ascension, the redeeming of social ills. Profession choice based on natural talent or divine gift generate expectations which attest the lack of knowledge about the school system by students and their parents, which is reinforced by the belief in opportunity equality.

O vestibular da UNESP: sobre acesso à educação superior e o currículo de geografia na educação básica (2006-2012)

Pós-graduação em Geografia - IGCE

A new method to analyze the subjective visual vertical in patients with bilateral vestibular dysfunction

OBJECTIVE: The aim of this study was to assess the subjective visual vertical in patients with bilateral vestibular dysfunction and to propose a new method to analyze subjective visual vertical data in these patients. METHODS: Static subjective visual vertical tests were performed in 40 subjects split into two groups. Group A consisted of 20 healthy volunteers, and Group B consisted of 20 patients with bilateral vestibular dysfunction. Each patient performed six measurements of the subjective visual vertical test, and the mean values were calculated and analyzed. RESULTS: Analyses of the numerical values of subjective visual vertical deviations (the conventional method of analysis) showed that the mean deviation was 0.326 +/- 1.13 degrees in Group A and 0.301 +/- 1.87 degrees in Group B. However, by analyzing the absolute values of the subjective visual vertical (the new method of analysis proposed), the mean deviation became 1.35 +/- 0.48 degrees in Group A and 2.152 +/- 0.93 degrees in Group B. The difference in subjective visual vertical deviations between groups was statistically significant (p < 0.05) only when the absolute values and the range of deviations were considered. CONCLUSION: An analysis of the absolute values of the subjective visual vertical more accurately reflected the visual vertical misperception in patients with bilateral vestibular dysfunction.

Caloric vestibular stimulation modulates affective control and mood

BACKGROUND: Clinical evidence suggests a link between vestibular dysfunctions and mood disorders. No study has yet investigated mood and affective control during vestibular stimulation in healthy participants. OBJECTIVE: We predicted a modulating effect of caloric vestibular stimulation (CVS) on affective control measured in an affective Go/NoGo task (AGN). METHODS: Thirty-two participants performed an AGN task while they were exposed to cold left or right ear CVS (20 °C) and sham stimulation (37 °C). In each block, either positive or negative pictures (taken from the International Affective Picture System) were defined as targets. Participants had to respond to targets (Go), and withhold responses to distractors (NoGo). RESULTS: The sensitivity index d' (hits - false alarms) was used to measure affective control. Affective control improved during right ear CVS when viewing positive stimuli (P = .005), but decreased during left ear CVS when compared to sham stimulation (P = .009). CVS had a similar effect on positive mood ratings (Positive and Negative Affect Schedule). Positive mood ratings decreased during left ear CVS when compared to sham stimulation, but there was no effect after right ear CVS. DISCUSSION: The results suggest that CVS, depending on side of stimulation, has a modulating effect on mood and affective control. The results complement previous findings in manic patients and provide new evidence for the clinical potential of CVS.

Frameless linac-based (Novalis TX) stereotactic treatment for vestibular schwannoma that extend distally into the iac (Internal Acoustic Canal): an analysis of the dose to the cochlea

Objectives: We compare the dose parameters between 3 different radiosurgery delivery techniques which may have an impact on cochlea function. Methods: Five patients with unilateral vestibular schwannoma (VS) were selected for this study. Planning procedure was carried out using the BrainLAB® iPlan planning system v. 4.5. For each patient three different planning techniques were used: dynamic arc (DA) with 5 arcs per plan, hybrid arc (HA) with 5 arcs per plan and IMRT with 8 fields per plan. For each technique, two plans were generated with different methods: with the first method (PTV coverage) it was the goal to fully cover the PTV with at least 12 Gy (normalization: 12 Gy covered 99% of the PTV) and with the second method (cochlea sparing) it was the goal to spare the cochlea (normalization: 12 Gy covers 50% of the PTV/V4Gy of cochlea lower than 1%). Plan evaluation was done considering target volume and coverage (conformity and homogeneity) and OAR constraints (mean (Dmean) and maximum dose (Dmax) to cochlea, Dmax to brainstem and cochlea). The total number of monitor units (MU) was analyzed. Results: The median tumor volume was 0.95 cm³ (range, 0.86-3 cm³). The median PTV was 1.44 cm³ (range, 1-3.5 cm³). The median distance between the tumor and the cochlea's modiulus was 2.7 mm (range, 1.8-6.3 mm). For the PTV coverage method, when we compared the cochlear dose in VS patients planned with DA, HA and IMRT, there were no significant differences in Dmax (p = 0.872) and in Dmean (p= 0.860). We found a significant correlation (p< 0.05) between the target volume and the cochlear Dmean for all plans with Pearson's coefficient correlation of 0.90, 0.92 and 0.94 for the DA, HA and IMRT techniques, respectively. For the cochlea sparing method, when we compared the cochlear dose in VS patients planned with DA, HA and IMRT, there were no significant differences in Dmax (p = 0.310) and in Dmean (p= 0.275). However, in this group the V4Gy of the ipsilateral cochlea represents less than 1%. When using the HA or IMRT technique, the homogeneity and conformity in the PTV, but also the number of MUs were increased in comparison to the DA technique. Conclusion: VS tumors that extend distally into the IAC had an equivalent sparing of cochlea with DA approach compared with the HA and IMRT techniques. Disclosure: No significant relationships.