Association between the oxytocin receptor (OXTR) gene and mesolimbic responses to rewards.

BACKGROUND: There has been significant progress in identifying genes that confer risk for autism spectrum disorders (ASDs). However, the heterogeneity of symptom presentation in ASDs impedes the detection of ASD risk genes. One approach to understanding genetic influences on ASD symptom expression is to evaluate relations between variants of ASD candidate genes and neural endophenotypes in unaffected samples. Allelic variations in the oxytocin receptor (OXTR) gene confer small but significant risk for ASDs for which the underlying mechanisms may involve associations between variability in oxytocin signaling pathways and neural response to rewards. The purpose of this preliminary study was to investigate the influence of allelic variability in the OXTR gene on neural responses to monetary rewards in healthy adults using functional magnetic resonance imaging (fMRI). METHODS: The moderating effects of three single nucleotide polymorphisms (SNPs) (rs1042778, rs2268493 and rs237887) of the OXTR gene on mesolimbic responses to rewards were evaluated using a monetary incentive delay fMRI task. RESULTS: T homozygotes of the rs2268493 SNP demonstrated relatively decreased activation in mesolimbic reward circuitry (including the nucleus accumbens, amygdala, insula, thalamus and prefrontal cortical regions) during the anticipation of rewards but not during the outcome phase of the task. Allelic variation of the rs1042778 and rs237887 SNPs did not moderate mesolimbic activation during either reward anticipation or outcomes. CONCLUSIONS: This preliminary study suggests that the OXTR SNP rs2268493, which has been previously identified as an ASD risk gene, moderates mesolimbic responses during reward anticipation. Given previous findings of decreased mesolimbic activation during reward anticipation in ASD, the present results suggest that OXTR may confer ASD risk via influences on the neural systems that support reward anticipation.

Programas de tertulia política en Twitter: un modelo neurocomunicativo de análisis del discurso

En este trabajo aplicamos a la red social Twitter un modelo de análisis del discurso político y mediático desarrollado en publicaciones previas, que permite hacer compatible el estudio de los datos discursivos con propuestas explicativas surgidas a propósito de la comunicación política (neurocomunicación) y de la comunicación digital (la red como quinto estado, convergencia, inteligencia colectiva). Asumimos que hay categorías del encuadre discursivo (frame) que pueden ser tratadas como indicadores de habilidades cognitivas y comunicativas. Analizamos estas categorías agrupándolas en tres dimensiones fundamentales: la intencional (ilocutividad del tuit, encuadre interpretativo de las etiquetas), referencial (temas, protagonistas), e interactiva (alineamiento estructural, predictibilidad; marcas de intertextualidad y dialogismo; afiliación partidista). El corpus consta de 4116 tuits: 3000 tuits pertenecientes a los programas Al Rojo Vivo (La Sexta: A3 Media), Las Mañanas Cuatro (Cuatro: Mediaset) y Los Desayunos de TVE (RTVE), 1116 tuits de seguidores de los programas, que corresponden a 45 tuits de cada programa. Los resultados confirman que el modelo permite establecer diferentes perfiles de subjetividad política en las cuentas de Twitter.

Pratiques parentales coercitives, anxiété et traitement de la peur chez les jeunes en bonne santé: corrélats neuronaux, biologiques, physiologiques et comportementaux

L’adversité tôt dans la vie est associée au développement de symptômes anxieux pouvant perdurer jusqu’à l’âge adulte (Casey et el, 2010, Pine 2003). Des études chez l’adulte suggèrent que ces liens pourraient être associés à des altérations du « circuit de la peur » qui inclut l’amygdale, l’hippocampe antérieur, l’insula et le cortex préfrontal (Marek, 2013, Etkin & Wager, 2007). Ceci a cependant peu été étudié chez les jeunes. L’objectif principal de cette thèse était de définir les corrélats comportementaux, physiologiques, biologiques et neuronaux du traitement de la peur chez les jeunes en bonne santé, en lien ou non avec un historique d’adversité -- sous la forme de pratiques parentales coercitives -- et d’anxiété. D’abord, puisque nous nous intéressions aux pratiques parentales coercitives chroniques, nous avons examiné leur évolution et facteurs de risque, en nous concentrant sur la période de 17 à 72 mois. Un total de 2045 dyades mère-enfant ont été incluses dans une analyse de courbe de croissance latente. Nous avons démontré que la coercition maternelle suit une évolution non linéaire durant cette période et atteint un sommet à 42 mois. Les facteurs de risque relatifs à l’enfant et à la mère, mesurés à 17 mois, permettent de prédire les niveaux de coercition à 42 mois. Finalement, les prédicteurs relatifs à l’enfant et l’efficacité maternelle prédisent l’évolution des pratiques parentales coercitives entre 17 et 72 mois. Ensuite, afin de définir une méthodologie solide pour étudier le traitement de la peur chez des jeunes, nous avons adapté une tâche développée par Lau et ses collaborateurs (2008), employant des visages féminins comme stimuli. Le sexe des participants et des visages employés comme stimuli pouvant potentiellement moduler le traitement de la peur (Kret & de Gelder, 2012; McClure, 2000), nous avons étudié leurs influences respectives sur les réponses électrodermales et subjectives de peur durant le conditionnement et l’extinction de la peur chez 117 jeunes. Nous avons démontré que les stimuli féminins suscitent des réponses davantage comparables entre les garçons et les filles que les stimuli masculins. De plus, nous avons observé un effet du « même sexe », caractérisé par un conditionnement différentiel uniquement face aux stimuli du même sexe que le participant. Finalement, nous avons exploré les différences individuelles et conjointes associées aux différents niveaux de pratiques parentales coercitives et d’anxiété en termes de réponses de peur et d’activité cérébrale, durant le conditionnement et l’extinction de la peur chez 84 jeunes. Nous avons démontré que la coercition est spécifiquement associée au fonctionnement du lobe temporal médian et aux interactions entre l’amygdale et l’insula, durant le conditionnement. Durant l’extinction, les niveaux d’anxiété étaient associés à des différences spécifiques d’activation du gyrus cingulaire antérieur (GCA) dorsal. Enfin, les pratiques parentales coercitives et l’anxiété interagissent et viennent moduler la connectivité fonctionnelle amygdale - GCA rostral, l’activation d’une sous-région du GCA dorsal et les réponses subjectives de peur. Ces résultats ajoutent une pièce au casse-tête des neurosciences développementales et fournissent des pistes intéressantes pour le développement d’interventions futures.

Facteurs de risque de développement de troubles intériorisés : études en Imagerie par Résonance Magnétique structurelle

Plusieurs facteurs de risque de développement de troubles intériorisés, tels que les troubles d’anxiété et de l’humeur, ont été identifiés dans la littérature. Les deux plus importants facteurs de risques regroupent l’adversité vécue durant l’enfance (par exemple la maltraitance) et le risque parental (c’est-à-dire la présence d’un trouble intériorisé chez l’un ou les deux parents). Ces facteurs de risque ont été liés à des changements neuroanatomiques similaires à ceux observés en lien avec les troubles intériorisés. Ainsi, en présence de ces facteurs de risque, des anomalies anatomiques pourraient laisser présager l’apparition prochaine d’une symptomatologie de troubles intériorisés chez des individus encore asymptomatiques. Chez les quelques populations de jeunes investiguées, les participants présentaient des comorbidités et/ou étaient sous médication, ce qui rend difficile l’interprétation des atteintes cérébrales observées. Ce travail de thèse s’est intéressé aux liens entre ces deux facteurs de risque et les substrats neuroanatomiques associés à chacun d’eux, chez des adolescents asymptomatiques et n’étant sous aucune médication. Une première étude a examiné le lien entre le niveau de pratiques parentales coercitives et le niveau de symptômes d’anxiété, mesurés de manière longitudinale depuis la naissance, et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 2). Une deuxième étude a examiné le lien entre le risque parental de développer des troubles d’anxiété et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 3). Une troisième étude s’est intéressée au lien entre le risque parental de développer un trouble de dépression ou un trouble bipolaire et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 4). Les résultats démontrent des différences de volume et/ou d’épaisseur corticale dans plusieurs structures clés impliquées dans le traitement et la régulation des émotions. C’est le cas du cortex préfrontal, de l’amygdale, de l’hippocampe et du striatum. Ces résultats suggèrent que certaines des différences neuroanatomiques observées dans les troubles intériorisés peuvent être présentes avant que le trouble ne se manifeste, et représenter des marqueurs neuronaux du risque de développer le trouble. Les implications théoriques et les limites de ces trois études sont finalement discutées dans le Chapitre 5.

Classifying Child Maltreatment by Brain Imaging Data

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-08

Renal Drug Transporters – Clinical Significance and Role in Drug-Drug Interactions

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-07

The interplay between social motivation, social experience, and developmental neural specialization for social perception

From birth, infants preferentially attend to human motion, which allows them to learn to interpret other peoples’ facial expressions and mental states. Evidence from adults shows that selectivity of the amygdala and the posterior superior temporal sulcus (pSTS) to biological motion correlates with social network size. Social motivation—one’s desire to orient to the social world, to seek and find reward in social interaction, and to maintain social relationships—may also contribute to neural specialization for biological motion and to social network characteristics. The current study aimed to determine whether neural selectivity for biological motion relates to social network characteristics, and to gain preliminary evidence as to whether social motivation plays a role in this relation. Findings suggest that neural selectivity for biological motion in the pSTS is positively related to social network size in middle childhood and that this relation is moderated by social motivation.

Low spatial frequency filtering modulates early brain processing of affective complex pictures

Recent research on affective processing has suggested that low spatial frequency information of fearful faces provide rapid emotional cues to the amygdala, whereas high spatial frequencies convey fine-grained information to the fusiform gyrus, regardless of emotional expression. In the present experiment, we examined the effects of low (LSF, <15 cycles/image width) and high spatial frequency filtering (HSF, >25 cycles/image width) on brain processing of complex pictures depicting pleasant, unpleasant, and neutral scenes. Event-related potentials (ERP), percentage of recognized stimuli and response times were recorded in 19 healthy volunteers. Behavioral results indicated faster reaction times in response to unpleasant LSF than to unpleasant HSF pictures. Unpleasant LSF pictures and pleasant unfiltered pictures also elicited significant enhancements of P1 amplitudes at occipital electrodes as compared to neutral LSF and unfiltered pictures, respectively; whereas no significant effects of affective modulation were found for HSF pictures. Moreover, mean ERP amplitudes in the time between 200 and 500ms post-stimulus were significantly greater for affective (pleasant and unpleasant) than for neutral unfiltered pictures; whereas no significant affective modulation was found for HSF or LSF pictures at those latencies. The fact that affective LSF pictures elicited an enhancement of brain responses at early, but not at later latencies, suggests the existence of a rapid and preattentive neural mechanism for the processing of motivationally relevant stimuli, which could be driven by LSF cues. Our findings confirm thus previous results showing differences on brain processing of affective LSF and HSF faces, and extend these results to more complex and social affective pictures.

Ionic composition of endolymph in teleosts: Origin and importance of endolymph alkalinity

Ionic (Na+, K+, Cl-, PO43-, pH), total CO2, total calcium and protein concentrations in the plasma and endolymph of the inner ear were compared in trout Oncorhynchus mykiss and turbot Scophthalmus maximus. In both species, saccular endolymph was characterized by high levels of K+ and total CO2 and in trout by an alkaline pH, The kinetic characteristics of proton secretion across the saccular epithelium of trout were investigated using a titration technique in which isolated saccules were mounted as closed sacs. The rate of proton secretion depends strongly on the pH of the Ringer's solution and secretion stops at a pH below 7.2, Proton secretion is driven by an energy-dependent mechanism involving basolateral ouabain-sensitive Na+/K+ exchangers. Proton secretion was partially inhibited by acetazolamide and completely inhibited in Na+-free Ringer or in the presence of 1 mmol l(-1) amiloride. A cellular model stressing the importance of proton exchange through the saccular epithelium is proposed to explain the regulation of endolymph pH, a crucial factor for the deposition of otolith calcium.

Pratiques parentales coercitives, anxiété et traitement de la peur chez les jeunes en bonne santé: corrélats neuronaux, biologiques, physiologiques et comportementaux

L’adversité tôt dans la vie est associée au développement de symptômes anxieux pouvant perdurer jusqu’à l’âge adulte (Casey et el, 2010, Pine 2003). Des études chez l’adulte suggèrent que ces liens pourraient être associés à des altérations du « circuit de la peur » qui inclut l’amygdale, l’hippocampe antérieur, l’insula et le cortex préfrontal (Marek, 2013, Etkin & Wager, 2007). Ceci a cependant peu été étudié chez les jeunes. L’objectif principal de cette thèse était de définir les corrélats comportementaux, physiologiques, biologiques et neuronaux du traitement de la peur chez les jeunes en bonne santé, en lien ou non avec un historique d’adversité -- sous la forme de pratiques parentales coercitives -- et d’anxiété. D’abord, puisque nous nous intéressions aux pratiques parentales coercitives chroniques, nous avons examiné leur évolution et facteurs de risque, en nous concentrant sur la période de 17 à 72 mois. Un total de 2045 dyades mère-enfant ont été incluses dans une analyse de courbe de croissance latente. Nous avons démontré que la coercition maternelle suit une évolution non linéaire durant cette période et atteint un sommet à 42 mois. Les facteurs de risque relatifs à l’enfant et à la mère, mesurés à 17 mois, permettent de prédire les niveaux de coercition à 42 mois. Finalement, les prédicteurs relatifs à l’enfant et l’efficacité maternelle prédisent l’évolution des pratiques parentales coercitives entre 17 et 72 mois. Ensuite, afin de définir une méthodologie solide pour étudier le traitement de la peur chez des jeunes, nous avons adapté une tâche développée par Lau et ses collaborateurs (2008), employant des visages féminins comme stimuli. Le sexe des participants et des visages employés comme stimuli pouvant potentiellement moduler le traitement de la peur (Kret & de Gelder, 2012; McClure, 2000), nous avons étudié leurs influences respectives sur les réponses électrodermales et subjectives de peur durant le conditionnement et l’extinction de la peur chez 117 jeunes. Nous avons démontré que les stimuli féminins suscitent des réponses davantage comparables entre les garçons et les filles que les stimuli masculins. De plus, nous avons observé un effet du « même sexe », caractérisé par un conditionnement différentiel uniquement face aux stimuli du même sexe que le participant. Finalement, nous avons exploré les différences individuelles et conjointes associées aux différents niveaux de pratiques parentales coercitives et d’anxiété en termes de réponses de peur et d’activité cérébrale, durant le conditionnement et l’extinction de la peur chez 84 jeunes. Nous avons démontré que la coercition est spécifiquement associée au fonctionnement du lobe temporal médian et aux interactions entre l’amygdale et l’insula, durant le conditionnement. Durant l’extinction, les niveaux d’anxiété étaient associés à des différences spécifiques d’activation du gyrus cingulaire antérieur (GCA) dorsal. Enfin, les pratiques parentales coercitives et l’anxiété interagissent et viennent moduler la connectivité fonctionnelle amygdale - GCA rostral, l’activation d’une sous-région du GCA dorsal et les réponses subjectives de peur. Ces résultats ajoutent une pièce au casse-tête des neurosciences développementales et fournissent des pistes intéressantes pour le développement d’interventions futures.

Facteurs de risque de développement de troubles intériorisés : études en Imagerie par Résonance Magnétique structurelle

Plusieurs facteurs de risque de développement de troubles intériorisés, tels que les troubles d’anxiété et de l’humeur, ont été identifiés dans la littérature. Les deux plus importants facteurs de risques regroupent l’adversité vécue durant l’enfance (par exemple la maltraitance) et le risque parental (c’est-à-dire la présence d’un trouble intériorisé chez l’un ou les deux parents). Ces facteurs de risque ont été liés à des changements neuroanatomiques similaires à ceux observés en lien avec les troubles intériorisés. Ainsi, en présence de ces facteurs de risque, des anomalies anatomiques pourraient laisser présager l’apparition prochaine d’une symptomatologie de troubles intériorisés chez des individus encore asymptomatiques. Chez les quelques populations de jeunes investiguées, les participants présentaient des comorbidités et/ou étaient sous médication, ce qui rend difficile l’interprétation des atteintes cérébrales observées. Ce travail de thèse s’est intéressé aux liens entre ces deux facteurs de risque et les substrats neuroanatomiques associés à chacun d’eux, chez des adolescents asymptomatiques et n’étant sous aucune médication. Une première étude a examiné le lien entre le niveau de pratiques parentales coercitives et le niveau de symptômes d’anxiété, mesurés de manière longitudinale depuis la naissance, et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 2). Une deuxième étude a examiné le lien entre le risque parental de développer des troubles d’anxiété et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 3). Une troisième étude s’est intéressée au lien entre le risque parental de développer un trouble de dépression ou un trouble bipolaire et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 4). Les résultats démontrent des différences de volume et/ou d’épaisseur corticale dans plusieurs structures clés impliquées dans le traitement et la régulation des émotions. C’est le cas du cortex préfrontal, de l’amygdale, de l’hippocampe et du striatum. Ces résultats suggèrent que certaines des différences neuroanatomiques observées dans les troubles intériorisés peuvent être présentes avant que le trouble ne se manifeste, et représenter des marqueurs neuronaux du risque de développer le trouble. Les implications théoriques et les limites de ces trois études sont finalement discutées dans le Chapitre 5.

THE INFLUENCE OF MOTIVATION ON EMOTION REGULATION AND MOTOR PERFORMANCE: EXAMINATION OF A NEURO-AFFECTIVE MODEL

Mental stress is known to disrupt the execution of motor performance and can lead to decrements in the quality of performance, however, individuals have shown significant differences regarding how fast and well they can perform a skilled task according to how well they can manage stress and emotion. The purpose of this study was to advance our understanding of how the brain modulates emotional reactivity under different motivational states to achieve differential performance in a target shooting task that requires precision visuomotor coordination. In order to study the interactions in emotion regulatory brain areas (i.e. the ventral striatum, amygdala, prefrontal cortex) and the autonomic nervous system, reward and punishment interventions were employed and the resulting behavioral and physiological responses contrasted to observe the changes in shooting performance (i.e. shooting accuracy and stability of aim) and neuro-cognitive processes (i.e. cognitive load and reserve) during the shooting task. Thirty-five participants, aged 18 to 38 years, from the Reserve Officers’ Training Corp (ROTC) at the University of Maryland were recruited to take 30 shots at a bullseye target in three different experimental conditions. In the reward condition, $1 was added to their total balance for every 10-point shot. In the punishment condition, $1 was deducted from their total balance if they did not hit the 10-point area. In the neutral condition, no money was added or deducted from their total balance. When in the reward condition, which was reportedly most enjoyable and least stressful of the conditions, heart rate variability was found to be positively related to shooting scores, inversely related to variability in shooting performance and positively related to alpha power (i.e. less activation) in the left temporal region. In the punishment (and most stressful) condition, an increase in sympathetic response (i.e. increased LF/HF ratio) was positively related to jerking movements as well as variability of placement (on the target) in the shots taken. This, coupled with error monitoring activity in the anterior cingulate cortex, suggests evaluation of self-efficacy might be driving arousal regulation, thus affecting shooting performance. Better performers showed variable, increasing high-alpha power in the temporal region during the aiming period towards taking the shot which could indicate an adaptive strategy of engagement. They also showed lower coherence during hit shots than missed shots which was coupled with reduced jerking movements and better precision and accuracy. Frontal asymmetry measures revealed possible influence of the prefrontal lobe in driving this effect in reward and neutral conditions. The possible interactions, reasons behind these findings and implications are discussed.

Galanin interacts with Neuropeptide Y Y1 receptor in the dentate gyrus of the hippocampus through GALR2/NPYY1R heterodimers

We have shown Galanin(GAL) and Neuropeptide Y Y1(NPYY1) interactions at behavioural, cellular and receptor levels through GALR2/NPYY1R heterodimers in the amygdala. The aim of this work was to analyze GAL/NPYY1R interactions in the Dentate Gyrus(DG) of the Hippocampus, using autoradiographic, in situ hybridization and in situ proximity ligation assay(PLA). Rats(n=6) were sacrificed 15 minutes or 5 hours after icv injections of GAL(3nmol) and DG sections were incubated with NPYY1R agonist [I125]-[Leu31,Pro34]PYY(25 pM) or NPYY1R-33PdATP specific probe, for autoradiography and in situ hybridization respectively. Autoradiograms were analyzed using NIH image analysis system and Student’s unpaired t-test was used. For PLA, DG sections were incubated with anti-GALR2 Rabbit(1:100) and anti-NPYY1R Goat(1:200). PLA signals were detected with PLA PLUS or MINUS probes for rabbit or goat/mouse antibodies. PLA signals were visualized by using a confocal microscope Leica TCS-SL confocal microscope(Leica). We observed that GAL significant increased the NPYY1R agonist [I125]-[Leu31,Pro34]PYY binding in the DG by 20% (p<0,05) and the NPYY1R mRNA expression in the granular layer of DG by 31% (p<0,001). Moreover, PLA-positive red clusters were found specifically in the polymorphic layer and subgranular zone of the DG. No PLA clusters were observed neither in the molecular layer of the DG nor in the corpus callosum, an area that seems to lack of GALR2 receptor. These results demonstrate a novel mechanism of interaction between GAL and NPY1R in the DG at receptor level, probably involving the formation of GALR2/NPYY1R heteroreceptor complexes. Study supported by Junta de Andalucia CVI6476.

Phosphate uptake and phosphate transporter expression during immune cell proliferation in in vitro and ex vivo leukemic murine models

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, Departamento de Medicina e Ciências Biomédicas, Universidade do Algarve, 2015

Absence of LPA1 receptor results in altered pattern of limbic activation after tail suspension test

Stress serves as an adaptive mechanism and helps organisms to cope with life-threatening situations. However, individual vulnerability to stress and dysregulation of this system may precipitate stress-related disorders such as depression. The neurobiological circuitry in charge of dealing with stressors has been widely studied in animal models. Recently our group has demonstrated a role for lysophosphatidic acid (LPA) through the LPA1 receptor in vulnerability to stress, in particular the lack of this receptor relates to robust decrease of adult hippocampal neurogenesis and induction of anxious and depressive states. Nevertheless, the specific abnormalities in the limbic circuit in reaction to stress remains unclear. The aim of this study is to examine the differences in the brain activation pattern in the presence or absence of LPA1 receptor after acute stress. For this purpose, we have studied the response of maLPA1-null male mice and normal wild type mice to an intense stressor: Tail Suspension Test. Activation induced by behaviour of brain regions involved in mood regulation was analysed by stereological quantification of c-Fos immunoreactive positive cells. We also conducted multidimensional scaling analysis in order to unravel coativation between structures. Our results revealed hyperactivity of stress-related structures such as amygdala and paraventricular nucleus of the hypothalamus in the knockout model and different patterns of coactivation in both genotypes using a multidimensional map. This data provides further evidence to the engagement of the LPA1 receptors in stress regulation and sheds light on different neural pathways under normal and vulnerability conditions that can lead to mood disorders.