Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Tourette's syndrome and associated disorders: a systematic review

To compile data on Tourette's syndrome (TS), tics and associated disorders. METHODS: A systematic review of the literature was conducted using the 5S levels of organization of healthcare research evidence (systems, summaries, synopses, syntheses, studies), based on the model described by Haynes. The search keywords were Tourette, tics and comorbidity, which were cross-referenced. Studies provided by publishers and articles being processed on July 31, 2013, were also included. RESULTS: Of all studies retrieved during the search, 64 were selected because they analyzed the epidemiology, clinical features and etiopathogenesis of TS and its comorbidities. TS is classified as a hyperkinetic movement disorder, and at least 90% of the patients have neuropsychiatric comorbidities, of which attention deficit hyperactivity and obsessive-compulsive disorders are the most common. The syndrome is clinically heterogeneous and has been associated with a dysfunction of cortico-striatal-thalamic-cortical circuits involving various neurotransmitters. Although its genetic etiology has been widely studied, other factors may be important to understand this syndrome and its associated disorders. CONCLUSIONS: TS is a neurodevelopmental disorder that results from the impact of stress factors on a vulnerable biological substrate during the critical periods of neurodevelopment. The study of TS and its comorbidities may contribute, at different levels, to the understanding of several neuropsychiatric disorders of clinical and therapeutic relevance.

The ins of the striatum: Utilizing chemogenetics to define the contribution of cortical and thalamic afferents during addiction behaviors

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Diagnostic potential of structural neuroimaging for depression from a multi-ethnic community sample

Background At present, we do not have any biological tests which can contribute towards a diagnosis of depression. Neuroimaging measures have shown some potential as biomarkers for diagnosis. However, participants have generally been from the same ethnic background while the applicability of a biomarker would require replication in individuals of diverse ethnicities. Aims We sought to examine the diagnostic potential of the structural neuroanatomy of depression in a sample of a wide ethnic diversity. Method Structural magnetic resonance imaging (MRI) scans were obtained from 23 patients with major depressive disorder in an acute depressive episode (mean age: 39.8 years) and 20 matched healthy volunteers (mean age: 38.8 years). Participants were of Asian, African and Caucasian ethnicity recruited from the general community. Results Structural neuroanatomy combining white and grey matter distinguished patients from controls at the highest accuracy of 81% with the most stable pattern being at around 70%. A widespread network encompassing frontal, parietal, occipital and cerebellar regions contributed towards diagnostic classification. Conclusions These findings provide an important step in the development of potential neuroimaging-based tools for diagnosis as they demonstrate that the identification of depression is feasible within a multi-ethnic group from the community. Declaration of interests C.H.Y.F. has held recent research grants from Eli Lilly and Company and GlaxoSmithKline. L.M. is a former employee and stockholder of Eli Lilly and Company.

Contrôle cortical et postural des muscles multifides : Influence de la lombalgie chronique, des exercices et de la neurostimulation périphérique

La lombalgie chronique (LC) représente de nos jours un fardeau individuel et sociétal énorme. Le contrôle du tronc est complexe, il dépend de l’intégration des afférences périphériques et de l’interaction des régions cérébrales impliquées dans la matrice de la douleur. Les individus souffrant de lombalgie présentent des désordres de contrôle moteur de la colonne vertébrale et une modification de la plasticité du cerveau. Ces altérations semblent réversibles et peuvent être améliorées par différents exercices prescrits en physiothérapie. Par contre, même si les exercices diminuent la douleur, l’effet n’en demeure pas moins modeste. L’utilisation de la neurostimulation magnétique périphérique (rPMS) qui génère des informations sensorielles (entre autres proprioceptives cohérentes avec le contrôle des muscles) et qui agit donc sur l’excitabilité cérébrale et les mécanismes de plasticité pourrait potentialiser les gains atteints grâce aux exercices. L’objectif principal de la thèse est de mieux comprendre le contrôle cortical et postural des muscles du tronc, l’influence de la lombalgie chronique, des exercices et de de la neurostimulation périphérique. La série d’études proposée dans la thèse vise à (i) comprendre les changements présents au niveau du contrôle cortico-moteur des muscles multifides et des ajustements posturaux anticipatoires en lombalgie chronique (étude 1) ainsi que l’influence du côté de la douleur lombaire (étude 2); (ii) déterminer quel type d’exercice utilisé en physiothérapie (global ou isométrique) influence la plasticité corticale (étude 3) et; (iii) déterminer si l’ajout de rPMS potentialise ces effets (étude 4). Les données présentées dans la thèse confirment que les individus avec LC présentent des différences dans le fonctionnement du cortex moteur primaire par rapport aux individus en santé. De plus, le côté de la douleur semble influencer différemment l’excitabilité de base du M1. Enfin, nous avons démontré que l’exercice isométrique agissait de façon spécifique sur la plasticité du M1, ainsi que sur les ajustements posturaux anticipatoires, et que l’ajout des rPMS à l’exercice diminue immédiatement la douleur et modifie le contrôle des muscles multifides. D’autres études sont nécessaires pour confirmer le bénéfice des rPMS chez des populations souffrant de douleur chronique et pour un éventuel transfert clinique.

Cerebrotendinous xanthomatosis with bradyphrenia and psychiatric disorders: a case with 18F-FDG PET imaging and a literature review

Background and Objectives: Cerebrotendinous xanthomatosis (CTX) is a rare autosomal recessive lipid-storage disease caused by mutations in the CYP27A1. The purpose of this study is to determine the clinical characteristics, neuroimaging and mutation detect in a family with CTX systematically. Methods: Collecting history materials and detecting the routine clinical biochemical tests and imaging examination, and for the first time taking the whole body positron emission tomography (PET)-CT examination for probed in the world to research abnormal metabolism activities in CTX. To observe the effect of treatment with chenodeoxycholic acid (CDCA) and stains before and after the intervention, using serum lipid level detection and neuropsychological evaluation. Genetic testing was carried out to screen the nine exons and exon-intron boundaries about 200-300bq of CYP27A1. Results: A 37-year-old woman with typical clinical characteristics of CTX. Magnetic resonance imaging (MRI) of brain showed bilateral lesions in the dentate nucleus of the cerebellum, then, PET images revealed multiple abnormal hypermetabolism areas at distal tendon, and multifocal areas of hypometabolism in bilateral sides of cerebellar hemispheres, the frontal lobe and temporal lobe. Histopathology reveals accumulation of xanthoma cells and dispersed lipid crystal clefts in xanthomas. In genetic analysis, it shown an insertion of cytosine (77-78insC) located in the first exon of CYP27A1 in the proband. Conclusions: We found that a Chinese patient presented a typical clinical feature of CTX along with clear correlation on both structural and functional imaging had a novel mutation in the CYP27A1 gene.

Tourette's syndrome and associated disorders: a systematic review

To compile data on Tourette's syndrome (TS), tics and associated disorders. METHODS: A systematic review of the literature was conducted using the 5S levels of organization of healthcare research evidence (systems, summaries, synopses, syntheses, studies), based on the model described by Haynes. The search keywords were Tourette, tics and comorbidity, which were cross-referenced. Studies provided by publishers and articles being processed on July 31, 2013, were also included. RESULTS: Of all studies retrieved during the search, 64 were selected because they analyzed the epidemiology, clinical features and etiopathogenesis of TS and its comorbidities. TS is classified as a hyperkinetic movement disorder, and at least 90% of the patients have neuropsychiatric comorbidities, of which attention deficit hyperactivity and obsessive-compulsive disorders are the most common. The syndrome is clinically heterogeneous and has been associated with a dysfunction of cortico-striatal-thalamic-cortical circuits involving various neurotransmitters. Although its genetic etiology has been widely studied, other factors may be important to understand this syndrome and its associated disorders. CONCLUSIONS: TS is a neurodevelopmental disorder that results from the impact of stress factors on a vulnerable biological substrate during the critical periods of neurodevelopment. The study of TS and its comorbidities may contribute, at different levels, to the understanding of several neuropsychiatric disorders of clinical and therapeutic relevance.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

A novel mutation of AFG3L2 might cause dominant optic atrophy in patients with mild intellectual disability

International audience

Neuroradiological findings expand the phenotype of OPA1-related mitochondrial dysfunction

International audience

Friedreich Ataxia

Friedreich's ataxia (FRDA) is the most common autosomal recessive hereditary ataxia in Caucasians. Neurological symptoms dominate the clinical picture. The underlying neuropathology affects the dorsal root ganglia, the spinal cord, and the deep cerebellar nuclei. In addition, most cases present a hypertrophic cardiomyopathy that may cause premature death. Other problems include a high risk of diabetes, skeletal abnormalities such as kyphoscoliosis, and pes cavus. Most patients carry a homozygous expansion of GAA trinucleotide repeat within the first intron of the FXN gene, leading to repressed transcription through epigenetic mechanisms. The encoded protein, frataxin, is localized in mitochondria and participates in the biogenesis of iron-sulfur clusters. Frataxin deficiency leads to mitochondrial dysfunction, altered iron metabolism, and oxidative damage. Thanks to progress in understanding pathogenesis and to the development of animal and cellular models, therapies targeted to correct frataxin deficiency or its downstream consequences are being developed and tested in clinical trials.

Friedreich Ataxia

Friedreich ataxia (FRDA) is an autosomal recessive disease characterized by progressive neurological and cardiac abnormalities. It has a prevalence of around 2×10⁵ in whites, accounting for more than one-third of the cases of recessively inherited ataxia in this ethnic group. FRDA may not exist in nonwhite populations.The first symptoms usually appear in childhood, but age of onset may vary from infancy to adulthood. Atrophy of sensory and cerebellar pathways causes ataxia, dysarthria, fixation instability, deep sensory loss, and loss of tendon reflexes. Corticospinal degeneration leads to muscular weakness and extensor plantar responses. A hypertrophic cardiomyopathy may contribute to disability and cause premature death. Other common problems include kyphoscoliosis, pes cavus, and, in 10% of patients, diabetes mellitus.The FRDA gene (FXN) encodes a small mitochondrial protein, frataxin, which is produced in insufficient amounts in the disease, as a consequence of the epigenetic silencing of the gene triggered by a GAA triplet repeat expansion in the first intron of the gene. Frataxin deficiency results in impaired iron-sulfur cluster biogenesis in mitochondria, in turn leading to widespread dysfunction of iron-sulfur center containing enzymes (in particular respiratory complexes I, II and III, and aconitase), impaired iron metabolism, oxidative stress, and mitochondrial dysfunction. Therapy aims to restore frataxin levels or to correct the consequences of its deficiency.

Identification of telomere dysfunction in Friedreich ataxia.

Background: Friedreich ataxia (FRDA) is a progressive inherited neurodegenerative disorder caused by mutation of the FXN gene, resulting in decreased frataxin expression, mitochondrial dysfunction and oxidative stress. A recent study has identified shorter telomeres in FRDA patient leukocytes as a possible disease biomarker. Results: Here we aimed to investigate both telomere structure and function in FRDA cells. Our results confirmed telomere shortening in FRDA patient leukocytes and identified similar telomere shortening in FRDA patient autopsy cerebellar tissues. However, FRDA fibroblasts showed significantly longer telomeres at early passage, occurring in the absence of telomerase activity, but with activation of an alternative lengthening of telomeres (ALT)-like mechanism. These cells also showed accelerated telomere shortening as population doubling increases. Furthermore, telomere dysfunction-induced foci (TIF) analysis revealed that FRDA fibroblasts have dysfunctional telomeres. Conclusions: Our finding of dysfunctional telomeres in FRDA cells provides further insight into FRDA molecular disease mechanisms, which may have implications for future FRDA therapy.

Different Kinds of Paraneoplastic Syndromes in Childhood Neuroblastoma

Background: Clinical presentations of paraneoplastic syndromes in neuroblastoma may multiply. Review of the clinical data and the literature on this syndrome may help in the diagnosis of neuroblastoma. Objectives: In order to make more accurate diagnosis, we reviewed the clinical data and the literature on this syndrome. Patients and Methods: Between April 2007 and April 2012, 68 children were diagnosed with neuroblastoma or ganglioneuroblastoma in our institution, 9 of which presented exclusively with paraneoplastic syndromes and were not treated with chemotherapy prior to diagnosis. After the diagnosis, all patients received chemotherapy and operation on NB97 protocol. Results: Among 68 pediatric patients with neuroblastoma or ganglioneuroblastoma, 4 (5.9%) patients suffered from neurological complications at diagnosis, 2 (2.9%) patients had digestive tract disorders, 2 (2.9%) patients had immune diseases, and 1 (1.5%) suffered from hematological disorder (without bone marrow involvement). All paraneoplastic syndrome patients achieved complete remission on paraneoplastic syndrome before completion of chemotherapy. Conclusions: Neuroblastoma may present with a range of non-specific neurologic symptoms in addition to the well-known opsoclonus-myoclonus syndrome and cerebellar ataxia. In any case, the presence of unexplained neurologic manifestations and other common clinical presentations such as rash, constipation, diarrhea, and especially immune disorders in an otherwise healthy child had raised the possibility of paraneoplastic syndrome due to the presence of an undiagnosed tumor.

Clustering of tau-immunoreactive pathology in chronic traumatic encephalopathy

Chronic traumatic encephalopathy (CTE) is a neurodegenerative disorder which may result from repetitive brain injury. A variety of tau-immunoreactive pathologies are present, including neurofibrillary tangles (NFT), neuropil threads (NT), dot-like grains (DLG), astrocytic tangles (AT), and occasional neuritic plaques (NP). In tauopathies, cellular inclusions in the cortex are clustered within specific laminae, the clusters being regularly distributed parallel to the pia mater. To determine whether a similar spatial pattern is present in CTE, clustering of the tau-immunoreactive pathology was studied in the cortex, hippocampus, and dentate gyrus in 11 cases of CTE and 7 cases of Alzheimer’s disease neuropathologic change (ADNC) without CTE. In CTE: (1) all aspects of tau-immunoreactive pathology were clustered and the clusters were frequently regularly distributed parallel to the tissue boundary, (2) clustering was similar in two CTE cases with minimal co-pathology compared with cases with associated ADNC or TDP-43 proteinopathy, (3) in a proportion of cortical gyri, estimated cluster size was similar to that of cell columns of the cortico-cortical pathways, and (4) clusters of the tau-immunoreactive pathology were infrequently spatially correlated with blood vessels. The NFT and NP in ADNC without CTE were less frequently randomly or uniformly distributed and more frequently in defined clusters than in CTE. Hence, the spatial pattern of the tau-immunoreactive pathology observed in CTE is typical of the tauopathies but with some distinct differences compared to ADNC alone. The spread of pathogenic tau along anatomical pathways could be a factor in the pathogenesis of the disease.