Search for Rapid Changes in the Visible-Light Corona during the 21 June 2001 Total Solar Eclipse

Some 8000 images obtained with the Solar Eclipse Coronal Imaging System (SECIS) fast-frame CCD camera instrument located at Lusaka, Zambia, during the total eclipse of 21 June 2001 have been analysed to search for short-period oscillations in intensity that could be a signature of solar coronal heating mechanisms by MHD wave dissipation. Images were taken in white-light and Fe xiv green-line (5303 ) channels over 205 seconds (frame rate 39 s(-1)), approximately the length of eclipse totality at this location, with a pixel size of four arcseconds square. The data are of considerably better quality than those that we obtained during the 11 August 1999 total eclipse (Rudawy et al.: Astron. Astrophys. 416, 1179, 2004), in that the images are much better exposed and enhancements in the drive system of the heliostat used gave a much improved image stability. Classical Fourier and wavelet techniques have been used to analyse the emission at 29 518 locations, of which 10 714 had emission at reasonably high levels, searching for periodic fluctuations with periods in the range 0.1 -aEuro parts per thousand 17 seconds (frequencies 0.06 -aEuro parts per thousand 10 Hz). While a number of possible periodicities were apparent in the wavelet analysis, none of the spatially and time-limited periodicities in the local brightness curves was found to be physically important. This implies that the pervasive Alfv,n wave-like phenomena (Tomczyk et al.: Science 317, 1192, 2007) using polarimetric observations with the Coronal Multi-Channel Polarimeter (CoMP) instrument do not give rise to significant oscillatory intensity fluctuations.

Pulsed extremely low-frequency magnetic fields stimulate microvesicle release from human monocytic leukaemia cells

Microvesicles are released from cell surfaces constitutively during early apoptosis or upon activation with various stimuli including sublytic membrane attack complex (MAC). This study shows that an alternating current, pulsed, extremely low-frequency electromagnetic field (0.3 μT at 10 Hz, 6 V AC) induced transient plasma membrane damage that allowed calcium influx. This in turn caused a release of stimulated microvesicles (sMV). When extracellular calcium was chelated with EGTA, sMV biogenesis initiated by ELFMF was markedly reduced and the reduction was less than when the stimulation was the deposition of sublytic MAC. This suggested that pulsed ELFMF resulted in transcellular membrane pores causing organelles to leak additional calcium into the cytoplasm (which EGTA would not chelate) which itself can lead to sMV release.

Efeitos de Uma Sessão de Exercício Físico Associado à Microcorrente Abdominal na Seleção do Substrato Energético

Introdução: A acumulação de gordura na região abdominal acarreta um maior risco para a saúde. Objetivo(s): Analisar o efeito de um protocolo de uma sessão de exercício físico aeróbio associada à eletrolipólise no tecido adiposo da região abdominal nos valores do consumo e proporção dos substratos energéticos. É ainda objetivo avaliar as diferenças no consumo e proporção dos substratos energéticos, com o mesmo protocolo, no sexo feminino e no sexo masculino. Métodos: 38 participantes foram distribuídos aleatoriamente por dois grupos, o grupo experimental (9 feminino e 9 masculino) e o grupo placebo (11 feminino e 9 masculino). Ambos os grupos foram avaliados através das medidas antropométricas e foram sujeitos aos dois protocolos do estudo, o de microcorrente com aplicação 2 frequências (25 e 10Hz), 20 minutos cada, e o de exercício aeróbio a 45-55% frequência cardíaca de reserva. Contudo, no grupo placebo a microcorrente foi realizada sem intensidade. Para obtenção dos valores do consumo e proporção dos substratos foi utilizado o K4b2 durante o exercício físico. Resultados: Não se verificaram diferenças significativas nas quantidades de ácidos gordos, glucose e no quociente respiratório entre os grupos (ρ> 0,05). No entanto, parece haver uma tendência para um maior consumo de ácidos gordos após a aplicação da microcorrente durante o exercício físico. Conclusão: Os resultados deste estudo indicam que uma sessão de eletrolipólise associada ao exercício físico aeróbio não parece ser suficiente para influenciar a quantidade do consumo e a proporção dos substratos energéticos numa amostra de indivíduos jovens de ambos os sexos.

Effect of rufinamide on gating properties of voltage-gated sodium channel Na(v)1.7

Background: Voltage-gated sodium channels (Nav1.x) are important players in chronic pain. A particular interest has grown in Nav1.7, expressed in nociceptors, since mutations in its gene are associated to two inherited pain syndromes or insensitivity to pain. Rufinamide, a drug used to treat refractory epilepsy such as the Lennox-Gastaut syndrome, has been shown to reduce the number of action potentials in cortical neurons without completely blocking Na channels. Aim: The goal of this study was to investigate the effect of rufinamide on Nav1.7 current. Methods and results: Whole-cell patch clamp experiments were performed using HEK293 cells stably expressing Nav1.7. Rufinamide significantly decreased peak sodium current by 28.3, 21.2 and 12.5% at concentrations of 500, 100 and 50μM respectively (precise EC50 could not be calculated since higher rufinamide concentrations could not be achieved in physiological buffer solution). No significant difference on the V1/2 of voltage-dependence of activation was seen; however a shift in the steady-state inactivation curve was observed (-82.6 mV to -88.8 mV and -81.8 to -87.6 mV for 50 and 100 μM rufinamide respectively, p <0.005). Frequency-dependent inhibition of Nav1.7 was also influenced by the drug. One hundred μM rufinamide reduced the peak sodium current (in % of the peak current taken at the first sweep of a train of 50) from 90.8 to 80.8% (5Hz), 88.7 to 71.8% (10 Hz), 69.1 to 49.2% (25 Hz) and 22.3 to 9.8% (50 Hz) (all p <0.05). Onset of fast inactivation was not influenced by the drug since no difference in the time constant of current decay was observed. Conclusion: In the concentration range of plasma level in human treated for epilepsy, 15 μM, rufinamide only minimally blocks Nav1.7. However, it stabilizes the inactivated state and exerts frequencydependent inhibition of Nav1.7. These pharmacological properties may be of use in reducing ectopic discharges as a causal and symptom related contributor of neuropathic pain syndrome.

Task-Dependent Oscillatory Brain Activity During Oculomotor Delayed Response Task

This study used three Oculomotor Delayed Response (ODR) tasks to investigate the unique cognitive demands during the delay period. Changes in alpha power were used to index cognitive efforts during the delay period. Continuous EEGs from 25 healthy young adults (18-34 years) were recorded using dense electrode array. The data was analyzed by 6-cycle Morlet wavelet decompositions in the frequency range of 2-30 Hz to create time- frequency decompositions for four midline electrode sites. The 99% confidence intervals using the bootstrapped 20% trimmed mean of the 10 Hz frequency were used to examine the differences among conditions. Compared to two Memory conditions (Match and Non-Match), Control condition yielded significant differences in all frequencies over the entire trial period, suggesting a cognitive state difference. Compared to Match condition, the Non–Match condition had lower alpha activity during the delay period at each midline electrode site reflecting the higher cognitive effort required.

Étude de l'EEG quantifié en éveil et en sommeil chez des adolescents présentant un trouble anxieux

Les troubles anxieux sont parmi les troubles psychiatriques les plus souvent diagnostiqués chez les adolescents. Ces troubles sont souvent accompagnés de nombreuses comorbidités, dont des difficultés de sommeil. L’objectif principal de cette thèse est de caractériser l’activité corticale à l’éveil et pendant le sommeil à l’aide de l’EEG quantifié chez une population d’adolescents présentant un trouble anxieux, et de la comparer à un groupe témoin d’adolescents. Dans un second temps, on cherche à savoir si l’activité EEG des patients anxieux corrèle avec différentes mesures cliniques. Deux études permettent de répondre à ces objectifs, une première portant sur l’activité EEG au cours de l’éveil, et une seconde portant sur l’activité EEG au cours du sommeil (SL et SP). La première étude démontre que l’activité EEG des deux groupes ne présente pas de différence à l’EEG le soir. Par contre, le matin, les patients anxieux présentent une activité significativement supérieure à celle des contrôles aux électrodes centrales (0,75-10 Hz et 13-20 Hz) ainsi qu’aux électrodes occipitales (2,5-7,75 Hz). Dans la seconde étude, nous avons analysé l’activité EEG absolue et relative en SL et en SP. Nous avons trouvé une activité absolue significativement supérieure à l’EEG de la région centrale chez les participants du groupe anxieux : en SLP (stades 3 et 4) sur l’ensemble des bandes de fréquence, en stade 2 sur les bandes de fréquence thêta, alpha et beta seulement. Finalement, en SP, les différences sont trouvées en alpha et beta, et non en thêta et delta. Les résultats obtenus à ces deux études suggèrent la présence de mécanismes de synchronisation et de filtrage inadéquats au niveau de la boucle thalamo-corticale, entraînant une hypervigilance du SNC. Quant aux corrélations entre l’activité EEG et les mesures cliniques, les résultats obtenus dans les deux études révèlent que les fréquences lentes (thêta et delta) de l’activité d’éveil le matin corrèlent à la fois avec l’anxiété de trait et d’état et les fréquences rapides (Alpha et Beta) de l’EEG du sommeil corrèlent sélectivement avec l’anxiété d’état. Il semble donc exister un lien entre les mesures cliniques et l’activité EEG. Une hausse d’activité EEG pourrait être un indicateur de la sévérité accrue des symptômes anxieux.

L'élastographie ultrasonore dynamique vasculaire : une nouvelle modalité d'imagerie non-invasive pour la caractérisation mécanique de la thrombose veineuse

L’accident thromboembolique veineux, tel que la thrombose veineuse profonde (TVP) ou thrombophlébite des membres inférieurs, est une pathologie vasculaire caractérisée par la formation d’un caillot sanguin causant une obstruction partielle ou totale de la lumière sanguine. Les embolies pulmonaires sont une complication mortelle des TVP qui surviennent lorsque le caillot se détache, circule dans le sang et produit une obstruction de la ramification artérielle irriguant les poumons. La combinaison d’outils et de techniques d’imagerie cliniques tels que les règles de prédiction cliniques (signes et symptômes) et les tests sanguins (D-dimères) complémentés par un examen ultrasonographique veineux (test de compression, écho-Doppler), permet de diagnostiquer les premiers épisodes de TVP. Cependant, la performance de ces outils diagnostiques reste très faible pour la détection de TVP récurrentes. Afin de diriger le patient vers une thérapie optimale, la problématique n’est plus basée sur la détection de la thrombose mais plutôt sur l’évaluation de la maturité et de l’âge du thrombus, paramètres qui sont directement corrélées à ses propriétés mécaniques (e.g. élasticité, viscosité). L’élastographie dynamique (ED) a récemment été proposée comme une nouvelle modalité d’imagerie non-invasive capable de caractériser quantitativement les propriétés mécaniques de tissus. L’ED est basée sur l’analyse des paramètres acoustiques (i.e. vitesse, atténuation, pattern de distribution) d’ondes de cisaillement basses fréquences (10-7000 Hz) se propageant dans le milieu sondé. Ces ondes de cisaillement générées par vibration externe, ou par source interne à l’aide de la focalisation de faisceaux ultrasonores (force de radiation), sont mesurées par imagerie ultrasonore ultra-rapide ou par résonance magnétique. Une méthode basée sur l’ED adaptée à la caractérisation mécanique de thromboses veineuses permettrait de quantifier la sévérité de cette pathologie à des fins d’amélioration diagnostique. Cette thèse présente un ensemble de travaux reliés au développement et à la validation complète et rigoureuse d’une nouvelle technique d’imagerie non-invasive élastographique pour la mesure quantitative des propriétés mécaniques de thromboses veineuses. L’atteinte de cet objectif principal nécessite une première étape visant à améliorer les connaissances sur le comportement mécanique du caillot sanguin (sang coagulé) soumis à une sollicitation dynamique telle qu’en ED. Les modules de conservation (comportement élastique, G’) et de perte (comportement visqueux, G’’) en cisaillement de caillots sanguins porcins sont mesurés par ED lors de la cascade de coagulation (à 70 Hz), et après coagulation complète (entre 50 Hz et 160 Hz). Ces résultats constituent les toutes premières mesures du comportement dynamique de caillots sanguins dans une gamme fréquentielle aussi étendue. L’étape subséquente consiste à mettre en place un instrument innovant de référence (« gold standard »), appelé RheoSpectris, dédié à la mesure de la viscoélasticité hyper-fréquence (entre 10 Hz et 1000 Hz) des matériaux et biomatériaux. Cet outil est indispensable pour valider et calibrer toute nouvelle technique d’élastographie dynamique. Une étude comparative entre RheoSpectris et la rhéométrie classique est réalisée afin de valider des mesures faites sur différents matériaux (silicone, thermoplastique, biomatériaux, gel). L’excellente concordance entre les deux technologies permet de conclure que RheoSpectris est un instrument fiable pour la mesure mécanique à des fréquences difficilement accessibles par les outils actuels. Les bases théoriques d’une nouvelle modalité d’imagerie élastographique, nommée SWIRE (« shear wave induced resonance dynamic elastography »), sont présentées et validées sur des fantômes vasculaires. Cette approche permet de caractériser les propriétés mécaniques d’une inclusion confinée (e.g. caillot sanguin) à partir de sa résonance (amplification du déplacement) produite par la propagation d’ondes de cisaillement judicieusement orientées. SWIRE a également l’avantage d’amplifier l’amplitude de vibration à l’intérieur de l’hétérogénéité afin de faciliter sa détection et sa segmentation. Finalement, la méthode DVT-SWIRE (« Deep venous thrombosis – SWIRE ») est adaptée à la caractérisation de l’élasticité quantitative de thromboses veineuses pour une utilisation en clinique. Cette méthode exploite la première fréquence de résonance mesurée dans la thrombose lors de la propagation d’ondes de cisaillement planes (vibration d’une plaque externe) ou cylindriques (simulation de la force de radiation par génération supersonique). DVT-SWIRE est appliquée sur des fantômes simulant une TVP et les résultats sont comparés à ceux donnés par l’instrument de référence RheoSpectris. Cette méthode est également utilisée avec succès dans une étude ex vivo pour l’évaluation de l’élasticité de thromboses porcines explantées après avoir été induites in vivo par chirurgie.

Information utile à la catégorisation du sexe des visages

La présente thèse avait pour mandat d’examiner la question suivante : quels sont les indices visuels utilisés pour catégoriser le sexe d’un visage et comment sont-ils traités par le cerveau humain? La plupart des études examinant l’importance de certaines régions faciales pour la catégorisation du sexe des visages présentaient des limites quant à leur validité externe. L’article 1 visait à investiguer l’utilisation des indices achromatiques et chromatiques (sur l’axe xy) dans un contexte de plus grande validité externe. Pour ce faire, nous avons utilisé la technique Bubbles afin d’échantillonner l’espace xy de visages en couleurs n’ayant subi aucune transformation. Afin d’éviter les problèmes liés à la grande répétition des mêmes visages, nous avons utilisé un grand nombre de visages (c.-à-d. 300 visages caucasiens d’hommes et de femmes) et chaque visage n’a été présenté qu’une seule fois à chacun des 30 participants. Les résultats indiquent que la région des yeux et des sourcils—probablement dans le canal blanc-noir—est l’indice le plus important pour discriminer correctement le genre des visages; et que la région de la bouche—probablement dans le canal rouge-vert—est l’indice le plus important pour discriminer rapidement et correctement le genre des visages. Plusieurs études suggèrent qu’un indice facial que nous n’avons pas étudié dans l’article 1—les distances interattributs—est crucial à la catégorisation du sexe. L’étude de Taschereau et al. (2010) présente toutefois des données allant à l’encontre de cette hypothèse : les performances d’identification des visages étaient beaucoup plus faibles lorsque seules les distances interattributs réalistes étaient disponibles que lorsque toutes les autres informations faciales à l’exception des distances interattributs réalistes étaient disponibles. Quoi qu’il en soit, il est possible que la faible performance observée dans la condition où seules les distances interattributs étaient disponibles soit explicable non par une incapacité d’utiliser ces indices efficacement, mais plutôt par le peu d’information contenue dans ces indices. L’article 2 avait donc comme objectif principal d’évaluer l’efficacité—une mesure de performance qui compense pour la faiblesse de l’information disponible—des distances interattributs réalistes pour la catégorisation du sexe des visages chez 60 participants. Afin de maximiser la validité externe, les distances interattributs manipulées respectaient la distribution et la matrice de covariance observées dans un large échantillon de visages (N=515). Les résultats indiquent que les efficacités associées aux visages ne possédant que de l’information au niveau des distances interattributs sont un ordre de magnitude plus faibles que celles associées aux visages possédant toute l’information que possèdent normalement les visages sauf les distances interattributs et donnent le coup de grâce à l’hypothèse selon laquelle les distances interattributs seraient cuciale à la discrimination du sexe des visages. L’article 3 avait pour objectif principal de tester l’hypothèse formulée à la fin de l’article 1 suivant laquelle l’information chromatique dans la région de la bouche serait extraite très rapidement par le système visuel lors de la discrimination du sexe. Cent douze participants ont chacun complété 900 essais d’une tâche de discrimination du genre pendant laquelle l’information achromatique et chromatique des visages était échantillonnée spatiotemporellement avec la technique Bubbles. Les résultats d’une analyse présentée en Discussion seulement confirme l’utilisation rapide de l’information chromatique dans la région de la bouche. De plus, l’utilisation d’un échantillonnage spatiotemporel nous a permis de faire des analyses temps-fréquences desquelles a découlé une découverte intéressante quant aux mécanismes d’encodage des informations spatiales dans le temps. Il semblerait que l’information achromatique et chromatique à l’intérieur d’une même région faciale est échantillonnée à la même fréquence par le cerveau alors que les différentes parties du visage sont échantillonnées à des fréquences différentes (entre 6 et 10 Hz). Ce code fréquentiel est compatible avec certaines évidences électrophysiologiques récentes qui suggèrent que les parties de visages sont « multiplexées » par la fréquence d’oscillations transitoires synchronisées dans le cerveau.

Simultaneous determination of nonlinear optical and thermo-optic parameters of liquid samples

The authors apply the theory of photothermal lens formation and also that of pure optical nonlinearity to account for the phase modulation in a beam as it traverses a nonlinear medium. It is used to simultaneously determine the nonlinear optical refraction and the thermo-optic coefficient. They demonstrate this technique using some metal phthalocyanines dissolved in dimethyl sulfoxide, irradiated by a Q-switched Nd:YAG laser with 10 Hz repetition rate and a pulse width of 8 ns. The mechanism for reverse saturable absorption in these materials is also discussed.

Spectral dependence of third order nonlinear optical susceptibility of zinc phthalocyanine

Wavelength dependence of saturable absorption (SA) and reverse saturable absorption (RSA) of zinc phthalocyanine was studied using 10 Hz, 8 ns pulses from a tunable laser, in the wavelength range of 520–686 nm, which includes the rising edge of the Q band in the electronic absorption spectrum. The nonlinear response is wavelength dependent and switching from RSA to SA has been observed as the excitation wavelength changes from the low absorption window region to higher absorption regime near the Q band. The SA again changes back to RSA when we further move over to the infrared region. Values of the imaginary part of third order susceptibility are calculated for various wavelengths in this range. This study is important in identifying the spectral range over which the nonlinear material acts as RSA based optical limiter.

Spectral dependence of third order nonlinear optical susceptibility of zinc phthalocyanine

Wavelength dependence of saturable absorption (SA) and reverse saturable absorption (RSA) of zinc phthalocyanine was studied using 10 Hz, 8 ns pulses from a tunable laser, in the wavelength range of 520–686 nm, which includes the rising edge of the Q band in the electronic absorption spectrum. The nonlinear response is wavelength dependent and switching from RSA to SA has been observed as the excitation wavelength changes from the low absorption window region to higher absorption regime near the Q band. The SA again changes back to RSA when we further move over to the infrared region. Values of the imaginary part of third order susceptibility are calculated for various wavelengths in this range. This study is important in identifying the spectral range over which the nonlinear material acts as RSA based optical limiter.

Effect of heat on rheology of gluten fractions from flours with different bread-making quality

Flours from wheat varieties of differing bread-making quality were fractionated using a sequential salt precipitation technique. The gluten fractions in the different varieties varied in the proportion of HMW, LMW glutenins and gliadins. Their rheological behaviour was examined using constant strain (2%) small deformation oscillation tests over frequencies ranging from 0.005 to 10 Hz, before and after heating at 90 degrees C. The fractions containing a higher proportion of HMW glutenins were associated with a predominantly elastic character, whereas fractions containing mostly gliadins exhibited a viscous-like behaviour. The frequency dependent rheological behaviour of fractions containing HMW proteins was less susceptible to heat, and their elastic character was maintained after heating, whereas the rheology of intermediate fractions and fractions containing mostly gliadins was more susceptible to heating, indicating a rapid change from viscous to elastic behaviour after heating. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Does high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation produce residual and/or cumulative effects within an experimental session?

A common procedure for studying the effects on cognition of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is to deliver rTMS concurrent with task performance, and to compare task performance on these trials versus on trials without rTMS. Recent evidence that TMS can have effects on neural activity that persist longer than the experimental session itself, however, raise questions about the assumption of the transient nature of rTMS that underlies many concurrent (or "online") rTMS designs. To our knowledge, there have been no studies in the cognitive domain examining whether the application of brief trains of rTMS during specific epochs of a complex task may have effects that spill over into subsequent task epochs, and perhaps into subsequent trials. We looked for possible immediate spill-over and longer-term cumulative effects of rTMS in data from two studies of visual short-term delayed recognition. In 54 subjects, 10-Hz rTMS trains were applied to five different brain regions during the 3-s delay period of a spatial task, and in a second group of 15 subjects, electroencephalography (EEG) was recorded while 10-Hz rTMS was applied to two brain areas during the 3-s delay period of both spatial and object tasks. No evidence for immediate effects was found in the comparison of the memory probe-evoked response on trials that were vs. were not preceded by delay-period rTMS. No evidence for cumulative effects was found in analyses of behavioral performance, and of EEG signal, as a function of task block. The implications of these findings, and their relation to the broader literature on acute vs. long-lasting effects of rTMS, are considered.

NeMo: a platform for neural modelling of spiking neurons using GPUs

Simulating spiking neural networks is of great interest to scientists wanting to model the functioning of the brain. However, large-scale models are expensive to simulate due to the number and interconnectedness of neurons in the brain. Furthermore, where such simulations are used in an embodied setting, the simulation must be real-time in order to be useful. In this paper we present NeMo, a platform for such simulations which achieves high performance through the use of highly parallel commodity hardware in the form of graphics processing units (GPUs). NeMo makes use of the Izhikevich neuron model which provides a range of realistic spiking dynamics while being computationally efficient. Our GPU kernel can deliver up to 400 million spikes per second. This corresponds to a real-time simulation of around 40 000 neurons under biologically plausible conditions with 1000 synapses per neuron and a mean firing rate of 10 Hz.

CO2 emission estimation in the urban environment: measurement of the CO2 storage term

Eddy covariance has been used in urban areas to evaluate the net exchange of CO2 between the surface and the atmosphere. Typically, only the vertical flux is measured at a height 2–3 times that of the local roughness elements; however, under conditions of relatively low instability, CO2 may accumulate in the airspace below the measurement height. This can result in inaccurate emissions estimates if the accumulated CO2 drains away or is flushed upwards during thermal expansion of the boundary layer. Some studies apply a single height storage correction; however, this requires the assumption that the response of the CO2 concentration profile to forcing is constant with height. Here a full seasonal cycle (7th June 2012 to 3rd June 2013) of single height CO2 storage data calculated from concentrations measured at 10 Hz by open path gas analyser are compared to a data set calculated from a concurrent switched vertical profile measured (2 Hz, closed path gas analyser) at 10 heights within and above a street canyon in central London. The assumption required for the former storage determination is shown to be invalid. For approximately regular street canyons at least one other measurement is required. Continuous measurements at fewer locations are shown to be preferable to a spatially dense, switched profile, as temporal interpolation is ineffective. The majority of the spectral energy of the CO2 storage time series was found to be between 0.001 and 0.2 Hz (500 and 5 s respectively); however, sampling frequencies of 2 Hz and below still result in significantly lower CO2 storage values. An empirical method of correcting CO2 storage values from under-sampled time series is proposed.