A multimodal perspective on the composition of cortical oscillations:frontiers in human neuroscience

An expanding corpus of research details the relationship between functional magnetic resonance imaging (fMRI) measures and neuronal network oscillations. Typically, integratedelectroencephalography(EEG) and fMRI,orparallel magnetoencephalography (MEG) and fMRI are used to draw inference about the consanguinity of BOLD and electrical measurements. However, there is a relative dearth of information about the relationship between E/MEG and the focal networks from which these signals emanate. Consequently, the genesis and composition of E/MEG oscillations requires further clarification. Here we aim to contribute to understanding through a series of parallel measurements of primary motor cortex (M1) oscillations, using human MEG and in-vitro rodent local field potentials. We compare spontaneous activity in the ~10Hz mu and 15-30Hz beta frequency ranges and compare MEG signals with independent and integrated layers III and V(LIII/LV) from in vitro recordings. We explore the mechanisms of oscillatory generation, using specific pharmacological modulation with the GABA-A alpha-1 subunit modulator zolpidem. Finally, to determine the contribution of cortico-cortical connectivity, we recorded in-vitro M1, during an incision to sever lateral connections between M1 and S1 cortices. We demonstrate that frequency distribution of MEG signals appear have closer statistically similarity with signals from integrated rather than independent LIII/LV laminae. GABAergic modulation in both modalities elicited comparable changes in the power of the beta band. Finally, cortico-cortical connectivity in sensorimotor cortex (SMC) appears to directly influence the power of the mu rhythm in LIII. These findings suggest that the MEG signal is an amalgam of outputs from LIII and LV, that multiple frequencies can arise from the same cortical area and that in vitro and MEG M1 oscillations are driven by comparable mechanisms. Finally, corticocortical connectivity is reflected in the power of the SMC mu rhythm. © 2013 Ronnqvist, Mcallister, Woodhall, Stanford and Hall.

Consanguinidade e efeito fundador da mutação G377S da doença de Gaucher em população de Tabuleiro do Norte – Ceará – Brasil

Gaucher’s disease (GD) is caused by a β-glucocerebrosidase deficiency, leading to the accumulation of glucocerebroside in the reticuloendothelial system. The prevalence of GD in Tabuleiro do Norte (TN) (1:4000) is the highest in Brazil. The purpose of this study was to present evidence of consanguinity and founder effect for the G377S mutation (c.1246G>A) among GD patients in TN based on enzyme, molecular and genealogical studies. Between March 2009 and December 2010, 131 subjects at risk for GD (GC in dried blood ≤2.19 nmol/h/ml) and 5 confirmed GD patients from the same community were submitted for molecular analysis to characterize the genetic profile of the population. Based on the enzymatic and molecular analysis, the subjects were classified into three categories: affected (n=5), carrier (n=20) and non-carrier (n=111). All carriers were (G377S/wt). Affected subjects were homozygous (G377S/G377S). The identification of a single mutation in carriers and homozygotes from different generations, the history of the community and the genealogy study suggest that the high prevalence of GD in this population may be due to a combination of consanguinity and founder effect for the G377S mutation

The French Canadian founder population : lessons and insights for genetic epidemiological research

La population canadienne-française a une histoire démographique unique faisant d’elle une population d’intérêt pour l’épidémiologie et la génétique. Cette thèse vise à mettre en valeur les caractéristiques de la population québécoise qui peuvent être utilisées afin d’améliorer la conception et l’analyse d’études d’épidémiologie génétique. Dans un premier temps, nous profitons de la présence d’information généalogique détaillée concernant les Canadiens français pour estimer leur degré d’apparentement et le comparer au degré d’apparentement génétique. L’apparentement génétique calculé à partir du partage génétique identique par ascendance est corrélé à l’apparentement généalogique, ce qui démontre l'utilité de la détection des segments identiques par ascendance pour capturer l’apparentement complexe, impliquant entre autres de la consanguinité. Les conclusions de cette première étude pourront guider l'interprétation des résultats dans d’autres populations ne disposant pas d’information généalogique. Dans un deuxième temps, afin de tirer profit pleinement du potentiel des généalogies canadienne-françaises profondes, bien conservées et quasi complètes, nous présentons le package R GENLIB, développé pour étudier de grands ensembles de données généalogiques. Nous étudions également le partage identique par ascendance à l’aide de simulations et nous mettons en évidence le fait que la structure des populations régionales peut faciliter l'identification de fondateurs importants, qui auraient pu introduire des mutations pathologiques, ce qui ouvre la porte à la prévention et au dépistage de maladies héréditaires liées à certains fondateurs. Finalement, puisque nous savons que les Canadiens français ont accumulé des segments homozygotes, à cause de la présence de consanguinité lointaine, nous estimons la consanguinité chez les individus canadiens-français et nous étudions son impact sur plusieurs traits de santé. Nous montrons comment la dépression endogamique influence des traits complexes tels que la grandeur et des traits hématologiques. Nos résultats ne sont que quelques exemples de ce que nous pouvons apprendre de la population canadienne-française. Ils nous aideront à mieux comprendre les caractéristiques des autres populations de même qu’ils pourront aider la recherche en épidémiologie génétique au sein de la population canadienne-française.

The French Canadian founder population : lessons and insights for genetic epidemiological research

La population canadienne-française a une histoire démographique unique faisant d’elle une population d’intérêt pour l’épidémiologie et la génétique. Cette thèse vise à mettre en valeur les caractéristiques de la population québécoise qui peuvent être utilisées afin d’améliorer la conception et l’analyse d’études d’épidémiologie génétique. Dans un premier temps, nous profitons de la présence d’information généalogique détaillée concernant les Canadiens français pour estimer leur degré d’apparentement et le comparer au degré d’apparentement génétique. L’apparentement génétique calculé à partir du partage génétique identique par ascendance est corrélé à l’apparentement généalogique, ce qui démontre l'utilité de la détection des segments identiques par ascendance pour capturer l’apparentement complexe, impliquant entre autres de la consanguinité. Les conclusions de cette première étude pourront guider l'interprétation des résultats dans d’autres populations ne disposant pas d’information généalogique. Dans un deuxième temps, afin de tirer profit pleinement du potentiel des généalogies canadienne-françaises profondes, bien conservées et quasi complètes, nous présentons le package R GENLIB, développé pour étudier de grands ensembles de données généalogiques. Nous étudions également le partage identique par ascendance à l’aide de simulations et nous mettons en évidence le fait que la structure des populations régionales peut faciliter l'identification de fondateurs importants, qui auraient pu introduire des mutations pathologiques, ce qui ouvre la porte à la prévention et au dépistage de maladies héréditaires liées à certains fondateurs. Finalement, puisque nous savons que les Canadiens français ont accumulé des segments homozygotes, à cause de la présence de consanguinité lointaine, nous estimons la consanguinité chez les individus canadiens-français et nous étudions son impact sur plusieurs traits de santé. Nous montrons comment la dépression endogamique influence des traits complexes tels que la grandeur et des traits hématologiques. Nos résultats ne sont que quelques exemples de ce que nous pouvons apprendre de la population canadienne-française. Ils nous aideront à mieux comprendre les caractéristiques des autres populations de même qu’ils pourront aider la recherche en épidémiologie génétique au sein de la population canadienne-française.

Outcome of Multi-Cystic Dysplastic Kidneys in Children

Background: Renal cystic diseases are important causes of chronic kidney disease (CKD). Objectives: We report the pattern of renal cystic disease in children and evaluate the outcome of children with multicystic dysplastic kidney (MCDK). Patients and Methods: Retrospective study of all children with cystic kidney diseases at King Abdulaziz University hospital from 2006 to 2014. Results: Total of 55 children (30 males); 25 MCDK, 22 polycystic kidney diseases (PKD), 4 nephronophthises and 4 renal cysts. Consanguinity was positive in 96.2%. MCDK and simple renal cyst patients had good renal function while PKD and nephronophthisis developed renal impairment. Most MCKD were diagnosed ante-natally, 16 of them were followed up for 3.4 (1.97) year. Their last creatinine was 33.9 (13.5) umol/L. MCDK was spontaneously involuted at mean age of 2.6 (1.3) years in 56%. Conclusions: MCDK is the commonest cystic renal disease and diagnosed ante-natally in the majority of cases. It has a good prognosis.

Experience of a Single Center in NTBC Use in Management of Hereditary Tyrosinemia Type I in Libya

Background: Hereditary Tyrosinemia type I (HTI) is a metabolic disease caused by deficiency of fumarylacetoacetate hydrolase enzyme. Objectives: This study reports beside its clinical and biochemical presentation, the outcome of NTBC [2- (2-nitro-4-trifloro-methylbenzoyl)-1, 3-cyclohexanedion] treatment of the disease and evaluates its biochemical markers in 16 pediatric Libyan patients. Patients and Methods: The diagnosis was based on presence of high tyrosine levels in blood and succinylacetone in urine. Results: The consanguinity rate was 81.2%, the median age at onset, at diagnosis and at starting treatment were 4.5, 8, and 9.5 months respectively. At presentation hepatomegaly, jaundice, rickets and high gamma glutamyl transferase (GGT) were observed in 87.5% of patients. All patients had extremely high alpha fetoprotein (AFP) and high alkaline phosphatase (ALP) levels. Fifteen patients were treated with NTBC, normalization of PT (Prothrombine time) was achieved in average in 14 days. The other biochemical parameters of liver function (transaminases, GGT, ALP, bilirubin and albumin) took longer to improve and several months to be normalized. Survival rate with NTBC was 86.6%. Patients who started treatment in a median of 3 months post onset observed a fast drop of AFP in 90.6% of patients (P = 0.003). Abnormal liver function and rickets were the common presentations, GGT was an early cholestatic sensitive test. ALP was constantly high even in asymptomatic patients. Conclusions: In HT1 a faster dropping of AFP is a marker of good prognosis.