Identification de composé sensibilisant préférentiellement les cellules exprimant les protéines E6 et E7 du VPH à l'irradiation

Le cancer du col utérin (CCU) est dans plus de 99% des cas provoqué par une infection avec le virus du papillome humain (VPH), dont le potentiel oncogénique réside dans l'expression des proto-oncogènes viraux E6/E7. Le potentiel carcinogénique de ces protéines virales réside essentiellement dans leurs actions sur les produits des gènes suppresseurs de tumeur p53 et RB. Les produits de ces gènes, p53 et Rb, font parti des voies de signalisation de réponse aux dommages de l'ADN cellulaire (RDA) et leur perte entraine une perte de fonctionnalité qui mène à une instabilité génomique. À long terme et en présence de d'autres facteurs ceux-ci mèneront au développement d'un cancer. Les protéines E6 et E7 sont constitutivement exprimées dans les cellules du CCU ainsi que dans les cellules de tout autre cancer induit par le VPH et seulement dans ces dernières. La prise en charge des cas avancés de ces cancers se fait principalement par radiothérapie et chimiothérapie concomitante. La chimio-radiothérapie utilisée en traitement est efficace mais résulte en un taux élevé de morbidité et un nombre important de patientes récidiveront. Nous proposons que l'exploitation de l'expression spécifique d’E6 et d’E7 dans les cellules du CCU permette d’envisager une stratégie de létalité synthétique afin d'amplifier l'effet létal de l'irradiation sur les cellules CCU. Ceci permettrait potentiellement d'augmenter l'efficacité du traitement et de diminuer les récidives, ainsi que la morbidité liée au traitement. En s'appuyant sur cette hypothèse, notre objectif est d’identifier des composés dont l'action seule ou couplée à l'irradiation provoquerait préférentiellement la mort des cellules exprimant les protéines E6 et E7 du VPH. Les cellules testées comprennent des cellules isogéniques humaines issues de kératinocytes normaux que nous avons modifiées séquentiellement pour obtenir les modifications associées aux cellules CCU (hTERT, E6 et E7), ainsi que les lignées de cellules de CCU HeLa et CaSki .Nous avons procédé à la mise au point et à la validation du protocole de criblage et des méthodes d’évaluation de la sensibilisation, qui se définit comme une perte de viabilité, un arrêt ou ralentissement de la croissance, par détection d’ATP ainsi que par coloration d’ADN génomique au DRAQ5. Suite à un criblage ciblé impliquant des inhibiteurs connus de la voie de réparation des dommages à l’ADN, nous avons identifié l’inhibiteur de mdm2, Nutlin-3, comme étant un composé sensibilisant et radio-sensibilisant préférentiellement les cellules exprimant E6 et E7 du VPH. La Nutlin-3 a été testée sur des cellules HEKn-hTERT-E6-E7, des cellules CaSki et HeLa. L’effet de sensibilisation et de radio-sensibilisation a été confirmé dans ces trois lignées. Tel que suggéré par son action sur mdmd2, la Nutlin-3 permet la stabilisation de p53 dans les cellules HEKn-hTERT-E6-E7 et CaSki et sa réactivation dans les lignées cellulaires HeLa et CaSki. Malgré cette stabilisation de p53, de façon surprenante, l’effet de la Nutlin-3 sur la sensibilisation et la radio-sensibilisation des cellules HeLa et CaSki semble indépendant de p53, tel qu’observé en utilisant des cellules HeLa-GSE et CaSki-GSE dont le p53 est déficient. In vivo la Nutlin-3a montre dans un essai préliminaire l’inhibition de la croissance tumorale des xénogreffes HeLa chez des souris RAG2γc. Ce résultat reste à confirmer avec un essai impliquant un nombre d’échantillons plus grand. À plus long terme, nous comptons étudier l’implication de mdm2 dans l’effet de sensibilisant de la Nutlin-3 dans les cellules CCUs, ainsi que les autres cibles pouvant être impliquées dans la création de cet effet sensibilisant observé.

Identification and characterization of new biomarkers in aggressive subtypes of breast cancer

En 2015, la récidive tumorale et les métastases du cancer du sein demeurent une cause importante de décès à travers le monde. Toutefois, ces cancers sont souvent hétérogènes car en dépit d’un phénotype similaire, l’évolution clinique et la réponse au traitement peuvent varier considérablement. Il y a donc un intérêt évident à identifier et à caractériser de nouveaux biomarqueurs pour permettre classer les tumeurs mammaires dans des sous-groupes plus homogènes. Notre hypothèse est que chaque cancer mammaire possède des caractéristiques distinctes au plan des altérations du génome et des profils d’expression géniques et que ces changements se traduisent cliniquement par une prédisposition à former des métastases ou à répondre ou non à la chimiothérapie et aux thérapies ciblées. Dans le cadre de nos travaux, nous nous sommes intéressés aux sous-types agressifs de tumeurs mammaires et notamment les cancers de type triple négatif. Nous avons aussi tenté d’identifier des marqueurs capables de distinguer l’une de l’autre les tumeurs de type luminal A et luminal B. Pour ce faire, nous avons d’abord utilisé une stratégie in silico à partir de données publiques (micro-puces d’ADN et séquençage de l’ARN). Nous avons ensuite construit sept micro-matrices tissulaires (TMA) provenant de tissus mammaires normaux et tumoraux fixés à la formaline et enrobés en paraffine. Ces outils nous ont permis d’évaluer par immunohistochimie les niveaux d’expression différentielle des marqueurs suivants : ANXA1, MMP-9, DP103 et MCM2. Ceux-ci ont été comparés aux marqueurs usuels du cancer du sein (ER, PR, HER2, CK5/6 et FOXA1) et corrélés aux données cliniques (survie globale et métastase). Nos résultats indiquent que ces nouveaux marqueurs jouent un rôle important dans l’évolution clinique défavorable des tumeurs de haut grade. Dans un premier article nous avons montré que l’expression d’ANXA1 est dérégulée dans les cancers de type triple-négatif et aussi, dans une certaine mesure, dans les tumeurs HER2+. Nous croyons qu’ANXA1 permet de mieux comprendre le processus d’hétérogénéité tumorale et facilite l’identification des tumeurs de haut grade. Nous proposons également qu’ d’ANXA1 stimule la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) et la formation des métastases. Dans un second temps, nous avons montré que les niveaux d’expression de MMP-9 reflètent la différenciation cellulaire et corrèlent avec les sous-types de cancers mammaires ayant un mauvais pronostic. Nous estimons que MMP-9 permet de mieux comprendre et d’identifier les tumeurs mammaires à haut risque. De fait, la surexpression de MMP-9 est associée à une augmentation des métastases, une récidive précoce et une diminution de la survie globale. Dans le cadre d’un troisième article, nous avons montré que la surexpression du marqueur de prolifération MCM2 s’observe dans les cancers triple-négatifs, HER2+ et Luminal B par comparaison aux cancers luminal A (p< 0.0001). Nos résultats suggèrent qu’en utilisant un seuil de 40% de noyaux marqués, nous pourrions distinguer l’une de l’autre les tumeurs de type luminal A et luminal B. Cela dit, avant de pouvoir envisager l’utilisation de ce marqueur en clinique, une étude de validation sur une nouvelle cohorte de patientes s’impose. En somme, les résultats de nos travaux suggèrent qu’ANXA1, MMP-9 et MCM2 sont des marqueurs intéressants pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la progression tumorale et le développement des métastases. À terme, ces nouveaux marqueurs pourraient être utilisés seuls ou en combinaison avec d’autres gènes candidats pour permettre le développement de trousses « multigènes » ou d’essais protéomiques multiplex pour prédire l’évolution clinique des cancers mammaires.

Role of the Protein Tyrosine Kinase 7 gene in human neural tube defects

Les anomalies du tube neural (ATN) sont des anomalies développementales où le tube neural reste ouvert (1-2/1000 naissances). Afin de prévenir cette maladie, une connaissance accrue des processus moléculaires est nécessaire. L’étiologie des ATN est complexe et implique des facteurs génétiques et environnementaux. La supplémentation en acide folique est reconnue pour diminuer les risques de développer une ATN de 50-70% et cette diminution varie en fonction du début de la supplémentation et de l’origine démographique. Les gènes impliqués dans les ATN sont largement inconnus. Les études génétiques sur les ATN chez l’humain se sont concentrées sur les gènes de la voie métabolique des folates du à leur rôle protecteur dans les ATN et les gènes candidats inférés des souris modèles. Ces derniers ont montré une forte association entre la voie non-canonique Wnt/polarité cellulaire planaire (PCP) et les ATN. Le gène Protein Tyrosine Kinase 7 est un membre de cette voie qui cause l’ATN sévère de la craniorachischisis chez les souris mutantes. Ptk7 interagit génétiquement avec Vangl2 (un autre gène de la voie PCP), où les doubles hétérozygotes montrent une spina bifida. Ces données font de PTK7 comme un excellent candidat pour les ATN chez l’humain. Nous avons re-séquencé la région codante et les jonctions intron-exon de ce gène dans une cohorte de 473 patients atteints de plusieurs types d’ATN. Nous avons identifié 6 mutations rares (fréquence allélique <1%) faux-sens présentes chez 1.1% de notre cohorte, dont 3 sont absentes dans les bases de données publiques. Une variante, p.Gly348Ser, a agi comme un allèle hypermorphique lorsqu'elle est surexprimée dans le modèle de poisson zèbre. Nos résultats impliquent la mutation de PTK7 comme un facteur de risque pour les ATN et supporte l'idée d'un rôle pathogène de la signalisation PCP dans ces malformations.

Identification des corrélats neuronaux associés à la clôture perceptive des objets : une étude en potentiels évoqués

La capacité du système visuel humain à compléter une image partiellement dévoilée et à en dériver une forme globale à partir de ses fragments visibles incomplets est un phénomène qui suscite, jusqu’à nos jours, l’intérêt de nombreux scientifiques œuvrant dans différents milieux de recherche tels que l’informatique, l’ingénierie en intelligence artificielle, la perception et les neurosciences. Dans le cadre de la présente thèse, nous nous sommes intéressés spécifiquement sur les substrats neuronaux associés à ce phénomène de clôture perceptive. La thèse actuelle a donc pour objectif général d’explorer le décours spatio-temporel des corrélats neuronaux associés à la clôture perceptive au cours d’une tâche d’identification d’objets. Dans un premier temps, le premier article visera à caractériser la signature électrophysiologique liée à la clôture perceptive chez des personnes à développement typique dans le but de déterminer si les processus de clôture perceptive reflèteraient l’interaction itérative entre les mécanismes de bas et de haut-niveau et si ceux-ci seraient sollicités à une étape précoce ou tardive lors du traitement visuel de l’information. Dans un deuxième temps, le second article a pour objectif d’explorer le décours spatio-temporel des mécanismes neuronaux sous-tendant la clôture perceptive dans le but de déterminer si les processus de clôture perceptive des personnes présentant un trouble autistique se caractérisent par une signature idiosyncrasique des changements d’amplitude des potentiels évoqués (PÉs). En d’autres termes, nous cherchons à déterminer si la clôture perceptive en autisme est atypique et nécessiterait davantage la contribution des mécanismes de bas-niveau et/ou de haut-niveau. Les résultats du premier article indiquent que le phénomène de clôture perceptive est associé temporellement à l’occurrence de la composante de PÉs N80 et P160 tel que révélé par des différences significatives claires entre des objets et des versions méconnaissables brouillées. Nous proposons enfin que la clôture perceptive s’avère un processus de transition reflétant les interactions proactives entre les mécanismes neuronaux œuvrant à apparier l’input sensoriel fragmenté à une représentation d’objets en mémoire plausible. Les résultats du second article révèlent des effets précoces de fragmentation et d’identification obtenus au niveau de composantes de potentiels évoqués N80 et P160 et ce, en toute absence d’effets au niveau des composantes tardives pour les individus avec autisme de haut niveau et avec syndrome d’Asperger. Pour ces deux groupes du trouble du spectre autistique, les données électrophysiologiques suggèrent qu’il n’y aurait pas de pré-activation graduelle de l’activité des régions corticales, entre autres frontales, aux moments précédant et menant vers l’identification d’objets fragmentés. Pour les participants autistes et avec syndrome d’Asperger, les analyses statistiques démontrent d’ailleurs une plus importante activation au niveau des régions postérieures alors que les individus à développement typique démontrent une activation plus élevée au niveau antérieur. Ces résultats pourraient suggérer que les personnes du spectre autistique se fient davantage aux processus perceptifs de bas-niveau pour parvenir à compléter les images d’objets fragmentés. Ainsi, lorsque confrontés aux images d’objets partiellement visibles pouvant sembler ambiguës, les individus avec autisme pourraient démontrer plus de difficultés à générer de multiples prédictions au sujet de l’identité d’un objet qu’ils perçoivent. Les implications théoriques et cliniques, les limites et perspectives futures de ces résultats sont discutées.

Identification des résidus essentiels à l’interaction du récepteur CXCR7 avec ses ligands SDF-1 et ITAC

Les chimiokines sont des petites protéines secrétées dont la fonction principale est la stimulation de la migration de cellules immunitaires vers différents organes et tissus. Elles sont souvent impliquées lors des maladies inflammatoires, auto-immunes et des cancers. Ainsi, les chimiokines et leurs récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont la cible pharmacologique de plusieurs molécules, actuellement testées en essais cliniques. Nous avons pris comme modèle, lors de notre étude, le récepteur atypique CXCR7. Ce récepteur est dit atypique, car il ne signalise pas via la voie classique des protéines G, mais plutôt via la voie de la β-arrestine. CXCR7 est impliqué dans de nombreux cancers, favorise la progression métastatique et est un co-récepteur pour le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). Cependant, aucune donnée sur son mode de liaison avec ses ligands CXCL11/ITAC et CXCL12/SDF-1 n’existe à date. Nous pensons que cette information est essentielle pour le développement efficace d’agonistes et d’antagonistes, et nous nous sommes intéressés à identifier les résidus essentiels à la liaison des deux ligands de CXCR7 et à son activation par ces derniers. Pour cela, nous avons créé une série de mutants par substitution ou délétion d’acides aminés de la partie N-terminale, des boucles extracellulaires et des domaines transmembranaires du récepteur. Nous avons testé leur marquage en surface cellulaire par cytométrie en flux, leur liaison des deux ligands par expériences de radio-liaison, et leur capacité à recruter la β-arrestine en réponse aux ligands par essais BRET. Les résultats obtenus ont permis d’identifier des résidus importants à l’interaction des systèmes CXCR7/SDF-1 et CXCR7-ITAC et suggèrent des modes de liaison à CXCR7 différents entre ITAC et SDF-1. Tout comme la liaison d’ITAC à son autre récepteur CXCR3, sa liaison à CXCR7 suivrait le mode conventionnel de liaison en deux étapes des récepteurs de chimiokines. Cependant, la liaison de SDF-1 à CXCR7 suivrait un autre mode de liaison, contrairement à sa liaison à son autre récepteur, CXCR4.

Tamizaje neonatal para fibrosis quística en una muestra de la ciudad de Bogotá

La Fibrosis Quística es la enfermedad autosómica recesiva mas frecuente en caucásicos. En Colombia no se conoce la incidencia de la enfermedad, pero investigaciones del grupo de la Universidad del Rosario indican que podría ser relativamente alta. Objetivo: Determinar la incidencia de afectados por Fibrosis Quística en una muestra de recién nacidos de la ciudad de Bogotá. Metodología: Se analizan 8.297 muestras de sangre de cordón umbilical y se comparan tres protocolos de tamizaje neonatal: TIR/TIR, TIR/DNA y TIR/DNA/TIR. Resultados: El presente trabajo muestra una incidencia de 1 en 8.297 afectados en la muestra analizada. Conclusiones: Dada la relativamente alta incidencia demostrada en Bogotá, se justifica la implementación de Tamizaje Neonatal para Fibrosis Quística en Colombia.

Identification, characterization and antigenicity of the Plasmodium vivax rhoptry neck protein 1 (PvRON1)

Background: Plasmodium vivax malaria remains a major health problem in tropical and sub-tropical regions worldwide. Several rhoptry proteins which are important for interaction with and/or invasion of red blood cells, such as PfRONs, Pf92, Pf38, Pf12 and Pf34, have been described during the last few years and are being considered as potential anti-malarial vaccine candidates. This study describes the identification and characterization of the P. vivax rhoptry neck protein 1 (PvRON1) and examine its antigenicity in natural P. vivax infections. Methods: The PvRON1 encoding gene, which is homologous to that encoding the P. falciparum apical sushi protein (ASP) according to the plasmoDB database, was selected as our study target. The pvron1 gene transcription was evaluated by RT-PCR using RNA obtained from the P. vivax VCG-1 strain. Two peptides derived from the deduced P. vivax Sal-I PvRON1 sequence were synthesized and inoculated in rabbits for obtaining anti-PvRON1 antibodies which were used to confirm the protein expression in VCG-1 strain schizonts along with its association with detergent-resistant microdomains (DRMs) by Western blot, and its localization by immunofluorescence assays. The antigenicity of the PvRON1 protein was assessed using human sera from individuals previously exposed to P. vivax malaria by ELISA. Results: In the P. vivax VCG-1 strain, RON1 is a 764 amino acid-long protein. In silico analysis has revealed that PvRON1 shares essential characteristics with different antigens involved in invasion, such as the presence of a secretory signal, a GPI-anchor sequence and a putative sushi domain. The PvRON1 protein is expressed in parasite's schizont stage, localized in rhoptry necks and it is associated with DRMs. Recombinant protein recognition by human sera indicates that this antigen can trigger an immune response during a natural infection with P. vivax. Conclusions: This study shows the identification and characterization of the P. vivax rhoptry neck protein 1 in the VCG-1 strain. Taking into account that PvRON1 shares several important characteristics with other Plasmodium antigens that play a functional role during RBC invasion and, as shown here, it is antigenic, it could be considered as a good vaccine candidate. Further studies aimed at assessing its immunogenicity and protection-inducing ability in the Aotus monkey model are thus recommended.

Identification of resilience factors in rail engineering work

This paper discusses an ongoing project that aims at improving the potential for resilience of a system responsible for the planning of rail engineering work delivery. It focuses on the use of a human factors based approach as a way to achieve this end. In particular, the paper discusses the initial data collected by means of interviews and how this process gave way to a two fold goal: Understanding how the planning process works in reality and identifying any critical aspects of the system from a Resilience Engineering perspective. Given the nature of the process under study, information flows and communication issues have been given particular attention throughout the data collection and analysis stages. Initial data confirms that the planning process is greatly reliant on the capability of people using their knowledge and skills to communicate in a dynamic informational environment. Finally, the added value of the interviews is discussed from a human factors perspective and as a mean towards the aim of better understanding resilience in rail engineering planning.

Characterization and identification of mixed-metal phosphates in soils: the application, of Raman spectroscopy

The development of protocols for the identification of metal phosphates in phosphate-treated, metal-contaminated soils is a necessary yet problematical step in the validation of remediation schemes involving immobilization of metals as phosphate phases. The potential for Raman spectroscopy to be applied to the identification of these phosphates in soils has yet to be fully explored. With this in mind, a range of synthetic mixed-metal hydroxylapatites has been characterized and added to soils at known concentrations for analysis using both bulk X-ray powder diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. Mixed-metal hydroxylapatites in the binary series Ca-Cd, Ca-Pb, Ca-Sr and Cd-Pb synthesized in the presence of acetate and carbonate ions, were characterized using a range of analytical techniques including XRD, analytical scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (IR), inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-AES) and Raman spectroscopy. Only the Ca-Cd series displays complete solid solution, although under the synthesis conditions of this study the Cd-5(PO4)(3)OH end member could not be synthesized as a pure phase. Within the Ca-Cd series the cell parameters, IR active modes and Raman active bands vary linearly as a function of Cd content. X-ray diffraction and extended X-ray absorption fine structure spectroscopy (EXAFS) suggest that the Cd is distributed across both the Ca(1) and Ca(2) sites, even at low Cd concentrations. In order to explore the likely detection limits for mixed-metal phosphates in soils for XRD and Raman spectroscopy, soils doped with mixed-metal hydroxylapatites at concentrations of 5, 1 and 0.5 wt.% were then studied. X-ray diffraction could not confirm unambiguously the presence or identity of mixed-metal phosphates in soils at concentrations below 5 wt.%. Raman spectroscopy proved a far more sensitive method for the identification of mixed-metal hydroxylapatites in soils, which could positively identify the presence of such phases in soils at all the dopant concentrations used in this study. Moreover, Raman spectroscopy could also provide an accurate assessment of the degree of chemical substitution in the hydroxylapatites even when present in soils at concentrations as low as 0.1%.

Host-symbiont interactions of the primary endosymbiont of human head and body lice

The first mycetome was discovered more than 340 yr ago in the human louse. Despite the remarkable biology and medical and social importance of human lice, its primary endosymbiont has eluded identification and characterization. Here, we report the host-symbiont interaction of the mycetomic bacterium of the head louse Pediculus humanus capitis and the body louse P. h. humanus. The endosymbiont represents a new bacterial lineage in the -Proteobacteria. Its closest sequenced relative is Arsenophonus nasoniae, from which it differs by more than 10%. A. nasoniae is a male-killing endosymbiont of jewel wasps. Using microdissection and multiphoton confocal microscopy, we show the remarkable interaction of this bacterium with its host. This endosymbiont is unique because it occupies sequentially four different mycetomes during the development of its host, undergoes three cycles of proliferation, changes in length from 2–4 µm to more than 100 µm, and has two extracellular migrations, during one of which the endosymbionts have to outrun its host’s immune cells. The host and its symbiont have evolved one of the most complex interactions: two provisional or transitory mycetomes, a main mycetome and a paired filial mycetome. Despite the close relatedness of body and head lice, differences are present in the mycetomic provisioning and the immunological response.—Perotti, M. A., Allen, J. M., Reed, D. L., Braig, H. R. Host-symbiont interactions of the primary endosymbiont of human head and body lice.

Concentrations of parabens in human breast tumours

Parabens are used as preservatives in many thousands of cosmetic, food and pharmaceutical products to which the human population is exposed. Although recent reports of the oestrogenic properties of parabens have challenged current concepts of their toxicity in these consumer products, the question remains as to whether any of the parabens can accumulate intact in the body from the long-term, low-dose levels to which humans are exposed. Initial studies reported here show that parabens can be extracted from human breast tissue and detected by thin-layer chromatography. More detailed studies enabled identification and measurement of mean concentrations of individual parabens in samples of 20 human breast tumours by high-pressure liquid chromatography followed by tandem mass spectrometry. The mean concentration of parabens in these 20 human breast tumours was found to be 20.6 +/- 4.2 ng g(-1) tissue. Comparison of individual parabens showed that methylparaben was present at the highest level (with a mean value of 12.8 +/- 2.2 ng g(-1) tissue) and represents 62% of the total paraben recovered in the extractions. These studies demonstrate that parabens can be found intact in the human breast and this should open the way technically for more detailed information to be obtained on body burdens of parabens and in particular whether body burdens are different in cancer from those in normal tissues. Copyright (C) 2004 John Wiley Sons, Ltd.

Genistein blocks homocysteine-induced alterations in the proteome of human endothelial cells

Dietary isoflavones from soy are suggested to protect endothelial cells from damaging effects of endothelial stressors and thereby to prevent atherosclerosis. In search of the molecular targets of isoflavone action, we analyzed the effects of the major soy isoflavone, genistein, on changes in protein expression levels induced by the endothelial stressor homocysteine (Hcy) in EA.hy 926 endothelial cells. Proteins from cells exposed for 24 h to 25 mu M Hcy alone or in combination with 2.5 mu M genistein were separated by two-dimensional gel electrophoresis and those with altered spot intensities were identified by peptide mass fingerprinting, Genistein reversed Hcy-induced changes of proteins involved in metabolism, detoxification, and gene regulation: and some of those effects can be linked functionally to the antiatherosclerotic properties of the soy isoflavone. Alterations of steady-state levels of cytoskeletal proteins by genistein suggested an effect oil apoptosis. As a matter of fact genistein caused inhibition of Hcy-mediated apoptotic cell death as indicated by inhibition of DNA fragmentation and chromatin condensation. In conclusion, proteome analysis allows the rapid identification of cellular target proteins of genistein action in endothelial cells exposed to the endothelial stressor Hcy and therefore enables the identification of molecular pathways of its antiatherosclerotic action

Identification of Parkinson’s disease tremor onset using artificial neural networks

In this paper we consider the possibility of using an artificial neural network to accurately identify the onset of Parkinson’s Disease tremors in human subjects. Data for the network is obtained by means of deep brain implantation in the human brain. Results presented have been obtained from a practical study (i.e. real not simulated data) but should be regarded as initial trials to be discussed further. It can be seen that a tuned artificial neural network can act as an extremely effective predictor in these circumstances.

A question of identity - wiring in the human

This paper discusses the RFID implants for identification via a sensor network. Brain-computer implants linked in to a wireless network. Biometric identification via body sensors is also discussed. The use of a network as a means for remote and distance monitoring of humans opens up a range of potential uses. Where implanted identification is concerned this immediately offers high security access to specific areas by means of only an RFID device. If a neural implant is employed then clearly the information exchanged with a network can take on a much richer form, allowing for identification and response to an individual's needs based on the signals apparent on their nervous system.

Development and experimental identification of a biomechanical model of the trunk for functional electrical stimulation control in paraplegia

Objectives. Theoretic modeling and experimental studies suggest that functional electrical stimulation (FES) can improve trunk balance in spinal cord injured subjects. This can have a positive impact on daily life, increasing the volume of bimanual workspace, improving sitting posture, and wheelchair propulsion. A closed loop controller for the stimulation is desirable, as it can potentially decrease muscle fatigue and offer better rejection to disturbances. This paper proposes a biomechanical model of the human trunk, and a procedure for its identification, to be used for the future development of FES controllers. The advantage over previous models resides in the simplicity of the solution proposed, which makes it possible to identify the model just before a stimulation session ( taking into account the variability of the muscle response to the FES). Materials and Methods. The structure of the model is based on previous research on FES and muscle physiology. Some details could not be inferred from previous studies, and were determined from experimental data. Experiments with a paraplegic volunteer were conducted in order to measure the moments exerted by the trunk-passive tissues and artificially stimulated muscles. Data for model identification and validation also were collected. Results. Using the proposed structure and identification procedure, the model could adequately reproduce the moments exerted during the experiments. The study reveals that the stimulated trunk extensors can exert maximal moment when the trunk is in the upright position. In contrast, previous studies show that able-bodied subjects can exert maximal trunk extension when flexed forward. Conclusions. The proposed model and identification procedure are a successful first step toward the development of a model-based controller for trunk FES. The model also gives information on the trunk in unique conditions, normally not observable in able-bodied subjects (ie, subject only to extensor muscles contraction).