Paired associative transcranial alternating current stimulation increases the excitability of corticospinal projections in humans

Many types of non-invasive brain stimulation alter corticospinal excitability (CSE). Paired associative stimulation (PAS) has attracted particular attention as its effects ostensibly adhere to Hebbian principles of neural plasticity. In prototypical form, a single electrical stimulus is directed to a peripheral nerve in close temporal contiguity with transcranial magnetic stimulation delivered to the contralateral primary motor cortex (M1). Repeated pairing of the two discrete stimulus events (i.e. association) over an extended period either increases or decreases the excitability of corticospinal projections from M1, contingent on the interstimulus interval. We studied a novel form of associative stimulation, consisting of brief trains of peripheral afferent stimulation paired with short bursts of high frequency (≥80 Hz) transcranial alternating current stimulation (tACS) over contralateral M1. Elevations in the excitability of corticospinal projections to the forearm were observed for a range of tACS frequency (80, 140 and 250 Hz), current (1, 2 and 3 mA) and duration (500 and 1000 ms) parameters. The effects were at least as reliable as those brought about by PAS or transcranial direct current stimulation. When paired with tACS, muscle tendon vibration also induced elevations of CSE. No such changes were brought about by the tACS or peripheral afferent stimulation alone. In demonstrating that associative effects are expressed when the timing of the peripheral and cortical events is not precisely circumscribed, these findings suggest that multiple cellular pathways may contribute to a long term potentiation-type response. Their relative contributions will differ depending on the nature of the induction protocol that is used.

Interhemispheric inhibition of corticospinal projections to forearm muscles

OBJECTIVE: Interhemispheric inhibition (IHI) is typically examined via responses elicited in intrinsic hand muscles. As the cortical representations of proximal and distal muscles in the upper limb are distinguished in terms of their inter-hemispheric projections, we sought to determine whether the IHI parameters established for the hand apply more generally.

METHODS: We investigated IHI at 5 different conditioning stimulus (CS) intensities and a range of short-latency inter-stimulus intervals (ISIs) in healthy participants. Conditioning and test stimuli were delivered over the M1 representation of the right and left flexor carpi radialis respectively.

RESULTS: IHI increased as a function of CS intensity, and was present for ISIs between 7 and 15ms. Inhibition was most pronounced for the 10ms ISI at all CS intensities.

CONCLUSIONS: The range of parameters for which IHI is elicited in projections to the forearm is similar to that reported for the hand. The specific utility lies in delineation of stimulus parameters that permit both potentiation and attenuation of IHI to be assessed.

SIGNIFICANCE: In light of evidence that there is a greater density of callosal projections between cortical areas that represent proximal muscles than between those corresponding to distal limb muscles, and in view of the assumption that variations in functional connectivity to which such differences give rise may have important implications for motor behavior, it is critical to determine whether processes mediating the expression of IHI depend on the effector that is studied. This issue is of further broad significance given the practical utility of movements generated by muscles proximal to the wrist in the context of upper limb rehabilitation.

The macroeconomic impact of non-communicable diseases in China and India: Estimates, projections, and comparisons

This study provides estimates of the macroeconomic impact of non-communicable diseases (NCDs) inChina and India for the period 2012–2030. Our estimates are derived using the World Health Organization’sEPIC model of economic growth, which focuses on the negative effects of NCDs on labor supply andcapital accumulation. We present results for the five main NCDs (cardiovascular disease, cancer, chronicrespiratory disease, diabetes, and mental health). Our undiscounted estimates indicate that the cost ofthe five main NCDs will total USD 23.03 trillion for China and USD 4.58 trillion for India (in 2010 USD).For both countries, the most costly domain is cardiovascular disease. Our analyses also reveal that thecosts are much larger in China than in India mainly because of China’s higher and steeper income trajectory,and to a lesser extent its older population. Rough calculations also indicate that WHO’s best buys foraddressing the challenge of NCDs are highly cost-beneficial

Characteristics of Corticospinal Projections to the Intrinsic Hand Muscles in Skilled Harpists.

The process of learning to play a musical instrument necessarily alters the functional organisation of the cortical motor areas that are involved in generating the required movements. In the case of the harp, the demands placed on the motor system are quite specific. During performance, all digits with the sole exception of the little finger are used to pluck the strings. With a view to elucidating the impact of having acquired this highly specialized musical skill on the characteristics of corticospinal projections to the intrinsic hand muscles, focal transcranial magnetic stimulation (TMS) was used to elicit motor evoked potentials (MEPs) in three muscles (of the left hand): abductor pollicis brevis (APB); first dorsal interosseous (FDI); and abductor digiti minimi (ADM) in seven harpists. Seven non-musicians served as controls. With respect to the FDI muscle–which moves the index finger, the harpists exhibited reliably larger MEP amplitudes than those in the control group. In contrast, MEPs evoked in the ADM muscle–which activates the little finger, were smaller in the harpists than in the non-musicians. The locations on the scalp over which magnetic stimulation elicited discriminable responses in ADM also differed between the harpists and the non-musicians. This specific pattern of variation in the excitability of corticospinal projections to these intrinsic hand muscles exhibited by harpists is in accordance with the idiosyncratic functional demands that are imposed in playing this instrument.

Cortical 3D face and object recognition using 2D projections

Empirical studies concerning face recognition suggest that faces may be stored in memory by a few canonical representations. In cortical area V1 exist double-opponent colour blobs, also simple, complex and end-stopped cells which provide input for a multiscale line/edge representation, keypoints for dynamic feature routine, and saliency maps for Focus-of-Attention.

Pathfinding of corticothalamic axons relies on a rendezvous with thalamic projections.

Major outputs of the neocortex are conveyed by corticothalamic axons (CTAs), which form reciprocal connections with thalamocortical axons, and corticosubcerebral axons (CSAs) headed to more caudal parts of the nervous system. Previous findings establish that transcriptional programs define cortical neuron identity and suggest that CTAs and thalamic axons may guide each other, but the mechanisms governing CTA versus CSA pathfinding remain elusive. Here, we show that thalamocortical axons are required to guide pioneer CTAs away from a default CSA-like trajectory. This process relies on a hold in the progression of cortical axons, or waiting period, during which thalamic projections navigate toward cortical axons. At the molecular level, Sema3E/PlexinD1 signaling in pioneer cortical neurons mediates a "waiting signal" required to orchestrate the mandatory meeting with reciprocal thalamic axons. Our study reveals that temporal control of axonal progression contributes to spatial pathfinding of cortical projections and opens perspectives on brain wiring.

Examining current facilitative practices and projections of activity-based physical education degree programs regarding the participation of individuals with disabilties /

Individuals with disabiliiies are increasingly accessing post secondary education opportunities to further develop their educational and career goals. This study examines the current facilitative practices of Canadian university activity-based physical education degree programs on the participation of individuals with disabilities. A critical orientation and descriptive/interpretative approach allows insight into unique stories and experiences of physical education practitioners and special needs professionals as they attempt to provide equitable educational experiences within a least restrictive environment. Leading practitioners are used to triangulate and strengthen the validity of the data while providing direction and advocacy for future development and inclusion of individuals with disabilities. The study concludes with seven recommendations, each providing university activity-based physical education degree programs with viable opportunities for helping create equitable opportunities for individuals with disabilities.

Comparaisons de projections des niveaux d'incapacité de la population canadienne de 65 ans et plus en 2031

Le vieillissement de la population canadienne prévisible dans les prochaines années entrainera d’importants changements au point de vue social. L’un d’eux est l’augmentation fulgurante du nombre d’aînés en état d’incapacité. Utilisant le modèle de microsimulation LifePaths, cette recherche compare deux projections, ayant des méthodologies différentes, du nombre d’individus en incapacité de 65 ans et plus vivant en ménage privé en 2031. La première méthode utilise le module d’incapacité de LifePaths pour générer les individus en incapacité tandis que la seconde méthode utilise plutôt une régression logistique ordonnée pour les obtenir. Les projections du nombre d’individus en état d’incapacité des deux méthodes nous permettent une comparaison entre ces résultats. Suite à l’élaboration de tableaux et de graphiques permettant de tracer un portait de la situation, cette recherche essaie de démystifier les sources possibles à l’origine de ces différences. Les résultats montrent d’importantes différences entre les projections, spécifiquement pour les individus en état d’incapacité sévère. De plus, lorsqu’on s’intéresse aux variables d’intérêts, on remarque que les différences de projections d’effectifs sont importantes chez les hommes et les gens mariés. Par contre, lorsque les proportions sont analysées, c’est plutôt le groupe d’âges 80 ans et plus ainsi que les projections pour la province du Québec qui créent problème. Ces différences sont attribuables aux caractéristiques d’un modèle de microsimulation, aux populations de départ ainsi qu’aux paramètres définis. Les résultats démontrés dans cette recherche mettent en garde sur les travaux étudiant le nombre d’individus en incapacité dans le futur. Nos deux méthodes ayant des résultats différents, nous ne pouvons pas conclure avec certitude quelle sera la situation dans le futur.

Projections anatomiques des bulbes olfactifs chez la lamproie

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Étude comparative des projections des neurones dopaminergiques chez deux espèces animales.

Une des voies les plus étudiées dans le contrôle locomoteur est la voie dopaminergique ascendante, vu son importance dans les maladies qui touchent la locomotion, comme la maladie du Parkinson. La substance noire pars compacta (A9; SNc) et l’aire tegmentaire ventrale (A10; VTA) envoient des projections dopaminergiques (DA+) vers les ganglions de la base (GB) qui à leur tour projettent vers la région locomotrice mésencéphalique (RLM), une région de tronc cérébral qui contrôle la locomotion chez les vertébrés. Des terminaisons DA+ au niveau de la RLM ont récemment été découvertes chez le singe. Donc, il semblait intéressant de savoir d’où provenaient ces projections DA+ et si elles étaient maintenues de manière équivalente dans l’évolution des espèces animales. Nous nous sommes donc penchés sur deux espèces animales en particulier, la lamproie et le triton. Dans ce travail, nous avons observé une voie DA+ descendante du tubercule postérieur (PT; homologue à la substance noire pars compacta et à l’aire tegmentaire ventrale chez les mammifères) directement vers la RLM, sans passer par l’intermédiaire des GB. Cette voie DA+ descendante a été observée autant chez la lamproie que chez le triton, à la suite d’injections de marqueurs rétrogrades et de détection immunohistochimique de la tyrosine hydroxylase (TH) ou de la dopamine (DA). La voie DA+ descendante semble donc conservée au cours de l’évolution des espèces vertébrés, bien que l’importance relative de la voie ascendante DA+ semble augmenter au cours de l’évolution.

Parental projections of developmental outcome, quality of life and coping in children who require neonatal intensive care

Aux soins intensifs néonataux, les professionnels et les parents évaluent le pronostic du développement et de la qualité de vie (QdV). Le but de cette thèse est de comprendre comment les parents prédisent la QdV future de leurs enfants. Cette étude qualitative basée sur la théorisation ancrée comprend dix entrevues avec des parents. Les résultats indiquent que le pronostic développemental influence les prédictions parentales de QdV, mais il n’est pas suffisant, car la QdV est multidimensionnelle. Les parents utilisent des mécanismes d’adaptation pour gérer la maladie et l’hospitalisation de leur enfant. Ceux qui pensent qu’ils, et leur enfant, seront capables de s’adapter à un mauvais état développemental, prévoient une QdV réévaluée. Le pronostic neuro-développemental et la QdV future ne sont pas facilement estimés et les professionnels doivent en être conscients. Aider les parents à identifier des mécanismes d’adaptation peut les amener à estimer un meilleur pronostic de la QdV.

Origine des projections sensorimotrices dans des sous-régions du cortex moteur primaire chez le singe capucin.

Certaines études ont démontrés que les connexions entre l’aire prémotrice ventrale (PMv) et la région de la main du cortex moteur primaire (M1) sont distribuées non-uniformément, ciblant des sous-régions spécifiques dans M1. Dans la présente étude nous avons voulu développer ces résultats en étudiant la distribution au sein de M1 des projections corticales issues de PMv, l’aire prémotrice dorsale (PMd), l’aire motrice supplémentaire (SMA) et les aires pariétales 1, 2 et 5. Pour se faire, nous avons combiné des approches électrophysiologiques et anatomiques chez trois singes naïfs du Nouveau Monde (Cebus apella) pour examiner l’organisation et la spécificité topographique des projections corticales dans M1. Nos résultats indiquent que quatre sous-régions à l’intérieur de la région dédiée à la main reçoivent des inputs prédominants de différentes aires sensorimotrices. Ces résultats suggèrent que des sous-régions de M1 puissent avoir des fonctions spécifiques pour le contrôle moteur de la main et des doigts.

Rural community in the Mediterranean Region in 2030 : projections and future scenarios : climate change and social change. ' Comunidades rurales en 2030 : proyecciones y escenarios futuros : cambio climático y cambio social.

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