Über den Einfluss von Neuropeptid Y auf die Amplitude und die Entladungsrate axonterminaler Aktionspotenziale retinaler Ganglienzellen der Klasse R2 und R3 im Tectum opticum während visueller Stimulation der Rotbauchunke Bombina orientalis

Neuropeptid Y (NPY) ist ein potenter Neurotransmitter im zentralen und peripheren Nervensystem der Mammalia. Es ist an der Regulation einer Vielzahl von physiologischen Prozessen beteiligt und scheint auch im retino-tectalen Transfer des visuellen Systems von Anuren eine zentrale Funktion einzunehmen. Die Retina bildet die erste Funktionseinheit bei der Verarbeitung visuellen Inputs. Für die Weiterverarbeitung sind primär das Tectum opticum (TO) und das Praetectum verantwortlich. Es gilt als wahrscheinlich, dass der praetecto-tectale Transfer durch NPY inhibitorisch moduliert wird und damit wesentlichen Einfluss auf die visuelle Mustererkennung und die Dämpfung der tectalen Erregungsausbreitung hat. Die Applikation von NPY auf die Tectumoberfläche schwächt die anfängliche Erregungswelle visuell evozierter Feldpotenziale stark ab und NPY könnte somit Einfluss auf die Axonendknoten retinaler Ganglienzellen des Typs R2, R3 und auch R4 haben. Es können jedoch keine detaillierten Aussagen gemacht werden welche Neuronen in welchem Umfang daran beteiligt sind. Im Rahmen meiner Arbeit, sollte der Einfluss von NPY auf die Spike-Amplitude und die Spike-Rate retinaler Ganglienzellen R2 und R3 bei Bombina orientalis analysiert werden, da diese den größten Input bei der visuellen Mustererkennung liefern und unterschiedliche Funktionen in diesem neuronalen Netzwerk haben. Hierzu wurden visuell evozierte Aktionspotenziale von R2 und R3 Neuronen im TO von Bombina orientalis abgeleitet und mit Hilfe der Analysesoftware Spike 2 bearbeitet und analysiert. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Spike-Amplituden der R2 Neuronen 20 min nach NPY Applikation auf die Tectumoberfläche reduziert werden. Nach einer Erholungsphase 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Wiederanstieg der Spike-Amplituden gemessen werden, 20 min nach Beenden der NPY-Applikation kam es zu einem Abfall der Spike-Amplituden dessen Ursache unbekannt ist. Ob es ein Artefakt ist oder ob es sich hierbei um einen spezifischen Effekt von R2 Neuronen handelt muss noch geklärt werden. Die Spike-Amplituden der R3 Neuronen waren bereits 10 min nach NPY-Applikation reduziert, ein weitere Abfall der Spike-Amplituden konnte nicht verzeichnet werden. 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Anstieg der Spike-Amplituden verzeichnet werden, der sich stetig fortsetzte. Bei beiden Neuronentypen wurden 20 min nach Beenden der NPY-Applikation Spike-Amplituden nahe der Ausgangsamplitudenhöhe gemessen. Aufgrund des Verlaufes der R3 Neuronen ist davon auszugehen, dass die Feldpotenziale eher durch R3 Neuronen als durch R2 Neuronen beeinflusst werden, da er dem der Feldpotenziale gleicht. Auch bei der Untersuchung der Spike-Raten konnte eine Beeinflussung durch NPY nachgewiesen werden. Die R2 Neuronen zeigten 10 min nach NPY-Applikation einen Abfall der Spike-Raten der sich nach 20 min weiter fortsetzte. 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Wiederanstieg der Spike-Raten verzeichnet werden der sich stetig fortsetzte, die Werte blieben jedoch deutlich unter den gemessenen Ausgangswerten ohne eine NPY-Beeinflussung. Bei den R3 Neuronen konnte ein Abfall der Spike-Raten deutlich zeitverzögert nachgewiesen werden. 20 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Anstieg der Spike-Rate verzeichnet werden, jedoch gab es keine signifikanten Unterschiede der Spike-Raten zu den Werten ohne NPY-Beeinflussung. Der Vergleich der R2 und R3 Neuronen zeigt, dass bei den der R2 Neuronen ein schnellerer Effekt von NPY nachweisbar ist als die den R3 Neuronen. Aufgrund der von mir nachgewiesene NPY-induzierte Spike-Amplitudenabnahme retinaler R2 und R3 Neuronen muss davon ausgegangen werden, dass die Reduktion der Feldpotential durch NPY eher auf den Einfluss anderer Neuronen als R2 und R3 Neuronen zurückzuführen ist. Weder bei den R2 noch bei den R3 Neuronen konnte eine so schnelle und so starke Beeinflussung der Spike- Amplituden verzeichnet werden. Weiterhin zeigen meine Ergebnisse neuronale Bestätigung der von Funke 2005 beschrieben geringeren Strahlungsintensität sowie der geringeren Glukosemetabolisierung bei der 14C-2-Desoxyglukose Technik. Dies ist in der Form nur auf den Einfluss von R2 und R3 Neuronen zurückzuführen. Die von mir erzielten Ergebnisse stützen die Hypothese, dass NPY den retino-tectalen Signaltransfer inhibitorisch steuert einhergehend mit einer reduzierten Ausschüttung des praetectotectalen Transmitters Glutamat und weisen darauf hin, dass NPY über zwei verschiedene second-messenger vermittelte Prozesse diesen Signaltransfer steuert. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass diese nachhaltige Beeinflussung der visuellen Informationsverarbeitung durch NPY bei Bombina orientalis einem phylogenetisch basalen Vertreter der Anuren nachgewiesen werden konnte. Dies lässt den Schluss zu, dass solche grundlegenden neurochemischen Effekte des retino-tectalen Informationsgefüges evolutionär konserviert sind.

Electrocutaneous Stimulation: Principles, Applications and Challenges

IRR Poster 2012

"Genome-Wide Linkage in a Highly Consanguineous Pedigree Reveals Two Novel Loci on Chromosome 7 for Non-Syndromic Familial Premature Ovarian Failure"

Background: The human condition known as Premature Ovarian Failure (POF) is characterized by loss of ovarian function before the age of 40. A majority of POF cases are sporadic, but 10–15% are familial, suggesting a genetic origin of the disease. Although several causal mutations have been identified, the etiology of POF is still unknown for about 90% of the patients. Methodology/Principal Findings: We report a genome-wide linkage and homozygosity analysis in one large consanguineous Middle-Eastern POF-affected family presenting an autosomal recessive pattern of inheritance. We identified two regions with a LODmax of 3.26 on chromosome 7p21.1-15.3 and 7q21.3-22.2, which are supported as candidate regions by homozygosity mapping. Sequencing of the coding exons and known regulatory sequences of three candidate genes (DLX5, DLX6 and DSS1) included within the largest region did not reveal any causal mutations. Conclusions/Significance: We detect two novel POF-associated loci on human chromosome 7, opening the way to the identification of new genes involved in the control of ovarian development and function.

Senescence-associated β-galactosidase activity in the in vitro ovarian stromal fibroblasts

Introduction: A growing biological research field is the cellular senescence, a mechanism that has been associated, under certain circumstances, with malignant transformation. Given the high incidence of ovarian cancer and its main origin from the ovarian surface epithelium, as well as the possibility that an epithelial-mesenchymal transition occurs, we evaluated both the in vitro growth of stromal fibroblasts from the ovarian cortex and their β-galactosidase activity at pH 6, enzyme whose expression is considered as a marker of replicative senescence. Methods: 48 samples of ovarian cortical fibroblasts from donors without a history of cancer were serially cultured until the end of their replicative life. β-galactosidase activity at pH 6 was quantified in each passage by the chemiluminiscent method. As control, we used ovarian epithelial cell cultures from the same donors. The enzyme activity was also evaluated in fibroblasts previously induced to senescence by exposure to hydrogen peroxide. Results: The analysis of the enzyme activity and the replicative capacity taken together showed that the fibroblast cultures reached the senescent state at passages 4-5, as what happened with the control epithelial cells. Fibroblasts induced to senescence showed high variability in the values of enzymatic activity. Conclusions: The similarity between both types of cells in reaching the senescent state deserves to be taken into account in relation to the epithelialmesenchymal transition that has been proposed to explain their behavior in the genesis of cancer arising from ovarian surface epithelium. Low β-galactosidase activity values at pH 6 would suggest possible inactivation of the response pathways to oxidative stress.

Transcutaneous electrical nerve stimulation and primary dysmenorrhea: a case report

Primary dysmenorrhea is pelvic pain during the menstrual cycle. The A delta and C fibers aresensitized by the increased release of prostaglandins and leukotrienes, thus causing pain. TransElectric Nerve Stimulation (TENS) is a physiotherapeutic strategy that mitigatespain sensation. Objective: The aim of this paper is to present six cases of women in childbearingage who were diagnosed with primary dysmenorrhea and received transcutaneous electricnerve stimulation. Materials and methods: A type of study, case report, was conducted with sixwomen between 15 and 25 years of age with medical diagnosis of primary dysmenorrhea. Weassessed pain intensity utilizing the visual analogue pain scale and located the pain by usinga pain test map. Results: Pain intensity decreased in all treated women. Conclusion: Transcutaneouselectric nerve stimulation (TENS) is a physiotherapeutic strategy that mitigates painsensation. We conclude that high frequency TENSis a safe noninvasive modality to achievereduction of pain in primary dysmenorrhea.

Brilliant activities for stretching gifted and talented children : open-ended mental stimulation activities.

Manual que ayuda a padres y profesores a prestar a los niños superdotados y con talento la estimulación mental que necesitan. En la primera parte se hacen comentarios, teorías, por ejemplo, la taxonomía de Bloom, y conceptos relacionados con la creatividad, el aprendizaje y la enseñanza. La segunda parte ofrece una selección de actividades para toda la clase: rompecabezas y ejercicios entretenidos de matemáticas. La tercera parte proporciona entretenimientos de composición abierta, ejercicios independientes para los alumnos. Todas las actividades son fotocopiables. Aunque escrito principalmente para alumnos excepcionales hasta la edad de once años, este recurso presenta enfoques e ideas que pueden aplicarse a cualquier alumno y a cualquier situación de enseñanza.

Real-Time software control of neural stimulation in a closed loop Animat system

A recent area for investigation into the development of adaptable robot control is the use of living neuronal networks to control a mobile robot. The so-called Animat paradigm comprises a neuronal network (the ‘brain’) connected to an external embodiment (in this case a mobile robot), facilitating potentially robust, adaptable robot control and increased understanding of neural processes. Sensory input from the robot is provided to the neuronal network via stimulation on a number of electrodes embedded in a specialist Petri dish (Multi Electrode Array (MEA)); accurate control of this stimulation is vital. We present software tools allowing precise, near real-time control of electrical stimulation on MEAs, with fast switching between electrodes and the application of custom stimulus waveforms. These Linux-based tools are compatible with the widely used MEABench data acquisition system. Benefits include rapid stimulus modulation in response to neuronal activity (closed loop) and batch processing of stimulation protocols.

Bilateral high-frequency stimulation of the subthalamic nucleus on attentional performance: transient deleterious effects and enhanced motivation in both intact and parkinsonian rats.

It is now well established that subthalamic nucleus high-frequency stimulation (STN HFS) alleviates motor problems in Parkinson's disease. However, its efficacy for cognitive function remains a matter of debate. The aim of this study was to assess the effects of STN HFS in rats performing a visual attentional task. Bilateral STN HFS was applied in intact and in bilaterally dopamine (DA)-depleted rats. In all animals, STN HFS had a transient debilitating effect on all the variables measured in the task. In DA-depleted rats, STN HFS did not alleviate the deficits induced by the DA lesion such as omissions and latency to make correct responses, but induced perseverative approaches to the food magazine, an indicator of enhanced motivation. In sham-operated controls, STN HFS significantly reduced accuracy and induced perseverative behaviour, mimicking partially the effects of bilateral STN lesions in the same task. These results are in line with the hypothesis that STN HFS only partially mimics inactivation of STN produced by lesioning and confirm the motivational exacerbation induced by STN inactivation.

S6K1 is acetylated at lysine 516 in response to growth factor stimulation

The 70kDa ribosomal protein S6 kinase 1 (S6K1) plays important roles in the regulation of protein synthesis, cell growth and metabolism. S6K1 is activated by the phosphorylation of multiple serine and threonine residues in response to stimulation by a variety of growth factors and cytokines. In addition to phosphorylation, we have recently shown that S6K1 is also targeted by lysine acetylation. Here, using tandem mass spectrometry we have mapped acetylation of S6K1 to lysine 516, a site close to the C-terminus of the kinase that is highly conserved amongst vertebrate S6K1 orthologues. Using acetyl-specific K516 antibodies, we show that acetylation of endogenous S6K1 at this site is potently induced upon growth factor stimulation. Although S6K1 acetylation and phosphorylation are both induced by growth factor stimulation, these events appear to be functionally independent. Indeed, experiments using inhibitors of S6K1 activation and exposure of cells to various stresses indicate that S6K1 acetylation can occur in the absence of phosphorylation and vice versa. We propose that K516 acetylation may serve to modulate important kinase-independent functions of S6K1 in response to growth factor signalling.

Peptides generated ex vivo from serum proteins by tumor-specific exopeptidases are not useful biomarkers in ovarian cancer

BACKGROUND: The serum peptidome may be a valuable source of diagnostic cancer biomarkers. Previous mass spectrometry (MS) studies have suggested that groups of related peptides discriminatory for different cancer types are generated ex vivo from abundant serum proteins by tumor-specific exopeptidases. We tested 2 complementary serum profiling strategies to see if similar peptides could be found that discriminate ovarian cancer from benign cases and healthy controls. METHODS: We subjected identically collected and processed serum samples from healthy volunteers and patients to automated polypeptide extraction on octadecylsilane-coated magnetic beads and separately on ZipTips before MALDI-TOF MS profiling at 2 centers. The 2 platforms were compared and case control profiling data analyzed to find altered MS peak intensities. We tested models built from training datasets for both methods for their ability to classify a blinded test set. RESULTS: Both profiling platforms had CVs of approximately 15% and could be applied for high-throughput analysis of clinical samples. The 2 methods generated overlapping peptide profiles, with some differences in peak intensity in different mass regions. In cross-validation, models from training data gave diagnostic accuracies up to 87% for discriminating malignant ovarian cancer from healthy controls and up to 81% for discriminating malignant from benign samples. Diagnostic accuracies up to 71% (malignant vs healthy) and up to 65% (malignant vs benign) were obtained when the models were validated on the blinded test set. CONCLUSIONS: For ovarian cancer, altered MALDI-TOF MS peptide profiles alone cannot be used for accurate diagnoses.