Depolarization induced suppression of excitation and the emergence of ultra-slow rhythms in neural networks

Ultra-slow fluctuations (0.01-0.1 Hz) are a feature of intrinsic brain activity of as yet unclear origin. We propose a candidate mechanism based on retrograde endocannabinoid signaling in a synaptically coupled network of excitatory neurons. This is known to cause depolarization-induced suppression of excitation (DISE), which we model phenomenologically. We construct emergent network oscillations in a globally coupled network and show that for strong synaptic coupling DISE can lead to a synchronized population burst at the frequencies of resting brain rhythms.

Suppression of HIV-1 viral load after multiple changes in high active antiretroviral therapy: A case report

High active antiretroviral therapy (HAART) can reduce plasma viremia to levels below the limit of detection, leading to adequate immune recovery and clinical stability in most HIV-1-infected patients. However, the virus persists in reservoirs, and free virions can be found in the plasma. We report here the case of an HIV-infected patient diagnosed in 1999, who exhibited good adherence to medication and HAART efficacy after multiple protocol changes. In this study, we describe the clinical features, chronological changes in HIV viral load and CD4+ T-cell count, and treatment outcomes of multiple combinations of antiretrovirals (ARV).The patient presented cycles of viral load during treatment ranging from undetectable, low, and intermediate HIV-1 RNA levels, to levels above the limits of quantification. A therapeutic regimen intensified with raltegravir (RAL) promoted constant depletion of HIV viral load and an increase in CD4+ T-cells. The report shows that enhanced HAART efficacy using RAL can reduce HIV viral load.

Hydroxylases regulate intestinal fibrosis through the suppression of ERK mediated TGF-β1 signaling

Fibrosis is a complication of chronic inflammatory disorders such as inflammatory bowel disease (IBD), a condition which has limited therapeutic options and often requires surgical intervention. Pharmacologic inhibition of oxygen-sensing prolyl hydroxylases (PHD), which confer oxygen-sensitivity upon the hypoxia inducible factor (HIF) pathway, has recently been shown to have therapeutic potential in colitis, although the mechanisms involved remain unclear. Here, we investigated the impact of hydroxylase inhibition on inflammation-driven fibrosis in a murine colitis model. Mice exposed to dextran sodium sulfate followed by period of recovery developed intestinal fibrosis characterized by alterations in the pattern of collagen deposition and infiltration of activated fibroblasts. Treatment with the hydroxylase inhibitor dimethyloxalylglycine (DMOG) ameliorated fibrosis. TGF-β1 is a key regulator of fibrosis which acts through the activation of fibroblasts. Hydroxylase inhibition reduced TGF-β1-induced expression of fibrotic markers in cultured fibroblasts suggesting a direct role for hydroxylases in TGF-β1 signalling. This was at least in part due to inhibition of non-canonical activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) signalling. In summary, pharmacologic hydroxylase inhibition ameliorates intestinal fibrosis, through suppression of TGF-β1-dependent ERK activation in fibroblasts. We hypothesize that in addition to previously reported immunosupressive effects, hydroxylase inhibitors independently suppress pro-fibrotic pathways

Weakly-constrained codes for suppression of patterning effects in digital communications

We propose weakly-constrained stream and block codes with tunable pattern-dependent statistics and demonstrate that the block code capacity at large block sizes is close to the the prediction obtained from a simple Markov model published earlier. We demonstrate the feasibility of the code by presenting original encoding and decoding algorithms with a complexity log-linear in the block size and with modest table memory requirements. We also show that when such codes are used for mitigation of patterning effects in optical fibre communications, a gain of about 0.5dB is possible under realistic conditions, at the expense of small redundancy (≈10%). © 2010 IEEE

Visual suppression in intermittent exotropia during binocular alignment.

PURPOSE To investigate the cortical mechanisms that prevent diplopia in intermittent exotropia (X(T)) during binocular alignment (orthotropia). METHODS The authors studied 12 X(T) patients aged 5 to 22 years. Seventy-five percent had functional stereo vision with stereoacuity similar to that of 12 age-matched controls (0.2-3.7 min arc). Identical face images were presented to the two eyes for 400 ms. In one eye, the face was presented at the fovea; in the other, offset along the horizontal axis with up to 12° eccentricity. The task was to indicate whether one or two faces were perceived. RESULTS All X(T) patients showed normal diplopia when the nonfoveal face was presented to nasal hemiretina, though with a slightly larger fusional range than age-matched controls. However, 10 of 12 patients never experienced diplopia when the nonfoveal face was presented to temporal hemiretina (i.e., when the stimulus simulated exodeviation). Patients showed considerable variability when the single image was perceived. Some patients suppressed the temporal stimulus regardless of which eye viewed it, whereas others suppressed a particular eye even when it viewed the foveal stimulus. In two patients, the simulated exodeviation might have triggered a shift from normal to anomalous retinal correspondence. CONCLUSIONS Antidiplopic mechanisms in X(T) can be reliably triggered by purely retinal information during orthotropia, but the nature of these mechanisms varies between patients.

Le principe québécois de l'impartageabilité de la réserve des coopératives non financières: discussion critique autour du maintien ou de la suppression

La réserve générale interdite de partage entre les membres est un avoir obligatoire, impartageable tout au long de l’existence de la coopérative et sujet à la «dévolution désintéressée en cas de liquidation ou de dissolution». Cette réserve fonctionne comme un levier de soutien au développement de la coopérative et du mouvement coopératif dans son ensemble. Le principe de l’impartageabilité de la réserve est l’interdiction faite à toutes les coopératives du Québec de partager la réserve générale entre tous les membres et l’interdiction de la diminuer, notamment par l’attribution d’une ristourne tout au long de l’existence de la coopérative. En effet, l’impartageabilité de la réserve se fonde sur l’idée que la coopérative n’a pas pour but l’accumulation des capitaux afin de les répartir entre les membres, mais il s’agit de la création d’un capital collectif qui bénéficie à tous les adhérents présents et futurs. Si le concept de l’impartageabilité de la réserve interdit donc le partage de la réserve tout au long de l’existence de la coopérative, cette même interdiction prend le nom de la dévolution désintéressée de l’actif net au moment de la disparition de la coopérative. Cette dévolution désintéressée signifie l’interdiction faite à toutes les coopératives non financières de partager le solde de l’actif lors de la disparition (dissolution ou liquidation) de la coopérative à l’exception des coopératives agricoles qui peuvent décider dans ce cas, de distribuer le solde de l’actif aux membres sans qu’on sache les raisons de cette exception. Par ailleurs, l’impartageabilité de la réserve est considérée comme un simple inconvénient juridique pour les membres et a connu quelques réécritures dans les législations sur les coopératives sans qu’on connaisse vraiment les raisons de ces modifications. L’objectif de notre thèse est d’engager une discussion critique autour du questionnement central suivant : au regard du cadre juridique actuel sur les coopératives, le principe de l’impartageabilité de la réserve doit être maintenu comme tel dans la Loi sur les coopératives, ou être tout simplement supprimé, comme dans la société par actions, où il est inexistant sans que cette suppression ne porte atteinte à la notion juridique de la coopérative? Plus précisément, quel est ce cadre juridique et quels sont les motifs qui peuvent plaider en faveur du maintien ou de la suppression du principe de l’impartageabilité de la réserve? Pour répondre à cette question, cette thèse se divise en deux parties. La première partie explore le cadre juridique des coopératives non financières au Québec en comparaison avec certains concepts juridiques issus d’autres législations. Elle étudie les fondements juridiques sous-jacents à l’impartageabilité de la réserve en droit québécois des coopératives non financières. La deuxième partie réalise une discussion critique autour de l’histoire du principe de l’impartageabilité de la réserve (ch. 3), des différents arguments juridiques disponibles (ch. 4) et d’hypothèses articulées autour des effets concrets disponibles (ch. 5). Elle explore ces dimensions au soutien du maintien ou non de l’impartageabilité de la réserve de la législation actuelle sur les coopératives non financières. Bien que la recherche effectuée conduise à une réponse nuancée, l'ensemble des résultats milite plutôt en faveur du maintien du principe de l'impartageabilité de la réserve. Au préalable, l’observation des fondements juridiques des concepts sous-jacents à l’impartageabilité de la réserve en droit québécois des coopératives non financières a permis de comprendre les concepts sous-jacents à ce principe avant de répondre à la question autour de son maintien ou de sa suppression de la législation actuelle sur les coopératives. La discussion réalisée a permis de souligner l’importance d’une réalité de base assez évidente : ce principe permet de préserver la réserve, utile au développement de la coopérative et du mouvement coopératif dans son ensemble. De plus, ce principe de l’impartageabilité de la réserve s’inscrit dans le cadre de la vocation sociale de la coopérative, qui n’a pas pour but la maximisation du profit pécuniaire. L’impartageabilité de la réserve s’inscrit également dans le cadre de la cohérence du droit québécois des coopératives avec la notion de coopérative telle que définie par le mouvement coopératif québécois et l’ACI tout en répondant aux finalités historiques d’équité entre les générations et de solidarité. Enfin, même si la discussion des arguments tirés des illustrations de données comptables et de quelques entretiens réalisés avec certains membres actifs du mouvement coopératif ne permet pas de mener à toute conclusion ferme, il ressort que l’impartageabilité de la réserve ne freinerait pas la tendance à la hausse des investissements et du chiffre d’affaires des coopératives non financières. Cette interdiction constituerait même un mécanisme d’autofinancement de la coopérative et un symbole de solidarité.

Harnessing bacterial signals for suppression of biofilm formation in the nosocomial fungal pathogen Aspergillus fumigatus

Faced with the continued emergence of antibiotic resistance to all known classes of antibiotics, a paradigm shift in approaches toward antifungal therapeutics is required. Well characterized in a broad spectrum of bacterial and fungal pathogens, biofilms are a key factor in limiting the effectiveness of conventional antibiotics. Therefore, therapeutics such as small molecules that prevent or disrupt biofilm formation would render pathogens susceptible to clearance by existing drugs. This is the first report describing the effect of the Pseudomonas aeruginosa alkylhydroxyquinolone interkingdom signal molecules 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone and 2-heptyl-4-quinolone on biofilm formation in the important fungal pathogen Aspergillus fumigatus. Decoration of the anthranilate ring on the quinolone framework resulted in significant changes in the capacity of these chemical messages to suppress biofilm formation. Addition of methoxy or methyl groups at the C5–C7 positions led to retention of anti-biofilm activity, in some cases dependent on the alkyl chain length at position C2. In contrast, halogenation at either the C3 or C6 positions led to loss of activity, with one notable exception. Microscopic staining provided key insights into the structural impact of the parent and modified molecules, identifying lead compounds for further development.

Le principe québécois de l'impartageabilité de la réserve des coopératives non financières: discussion critique autour du maintien ou de la suppression

La réserve générale interdite de partage entre les membres est un avoir obligatoire, impartageable tout au long de l’existence de la coopérative et sujet à la «dévolution désintéressée en cas de liquidation ou de dissolution». Cette réserve fonctionne comme un levier de soutien au développement de la coopérative et du mouvement coopératif dans son ensemble. Le principe de l’impartageabilité de la réserve est l’interdiction faite à toutes les coopératives du Québec de partager la réserve générale entre tous les membres et l’interdiction de la diminuer, notamment par l’attribution d’une ristourne tout au long de l’existence de la coopérative. En effet, l’impartageabilité de la réserve se fonde sur l’idée que la coopérative n’a pas pour but l’accumulation des capitaux afin de les répartir entre les membres, mais il s’agit de la création d’un capital collectif qui bénéficie à tous les adhérents présents et futurs. Si le concept de l’impartageabilité de la réserve interdit donc le partage de la réserve tout au long de l’existence de la coopérative, cette même interdiction prend le nom de la dévolution désintéressée de l’actif net au moment de la disparition de la coopérative. Cette dévolution désintéressée signifie l’interdiction faite à toutes les coopératives non financières de partager le solde de l’actif lors de la disparition (dissolution ou liquidation) de la coopérative à l’exception des coopératives agricoles qui peuvent décider dans ce cas, de distribuer le solde de l’actif aux membres sans qu’on sache les raisons de cette exception. Par ailleurs, l’impartageabilité de la réserve est considérée comme un simple inconvénient juridique pour les membres et a connu quelques réécritures dans les législations sur les coopératives sans qu’on connaisse vraiment les raisons de ces modifications. L’objectif de notre thèse est d’engager une discussion critique autour du questionnement central suivant : au regard du cadre juridique actuel sur les coopératives, le principe de l’impartageabilité de la réserve doit être maintenu comme tel dans la Loi sur les coopératives, ou être tout simplement supprimé, comme dans la société par actions, où il est inexistant sans que cette suppression ne porte atteinte à la notion juridique de la coopérative? Plus précisément, quel est ce cadre juridique et quels sont les motifs qui peuvent plaider en faveur du maintien ou de la suppression du principe de l’impartageabilité de la réserve? Pour répondre à cette question, cette thèse se divise en deux parties. La première partie explore le cadre juridique des coopératives non financières au Québec en comparaison avec certains concepts juridiques issus d’autres législations. Elle étudie les fondements juridiques sous-jacents à l’impartageabilité de la réserve en droit québécois des coopératives non financières. La deuxième partie réalise une discussion critique autour de l’histoire du principe de l’impartageabilité de la réserve (ch. 3), des différents arguments juridiques disponibles (ch. 4) et d’hypothèses articulées autour des effets concrets disponibles (ch. 5). Elle explore ces dimensions au soutien du maintien ou non de l’impartageabilité de la réserve de la législation actuelle sur les coopératives non financières. Bien que la recherche effectuée conduise à une réponse nuancée, l'ensemble des résultats milite plutôt en faveur du maintien du principe de l'impartageabilité de la réserve. Au préalable, l’observation des fondements juridiques des concepts sous-jacents à l’impartageabilité de la réserve en droit québécois des coopératives non financières a permis de comprendre les concepts sous-jacents à ce principe avant de répondre à la question autour de son maintien ou de sa suppression de la législation actuelle sur les coopératives. La discussion réalisée a permis de souligner l’importance d’une réalité de base assez évidente : ce principe permet de préserver la réserve, utile au développement de la coopérative et du mouvement coopératif dans son ensemble. De plus, ce principe de l’impartageabilité de la réserve s’inscrit dans le cadre de la vocation sociale de la coopérative, qui n’a pas pour but la maximisation du profit pécuniaire. L’impartageabilité de la réserve s’inscrit également dans le cadre de la cohérence du droit québécois des coopératives avec la notion de coopérative telle que définie par le mouvement coopératif québécois et l’ACI tout en répondant aux finalités historiques d’équité entre les générations et de solidarité. Enfin, même si la discussion des arguments tirés des illustrations de données comptables et de quelques entretiens réalisés avec certains membres actifs du mouvement coopératif ne permet pas de mener à toute conclusion ferme, il ressort que l’impartageabilité de la réserve ne freinerait pas la tendance à la hausse des investissements et du chiffre d’affaires des coopératives non financières. Cette interdiction constituerait même un mécanisme d’autofinancement de la coopérative et un symbole de solidarité.

Percutaneous insertion of Dual Growth Rods using a new mobile bearing implant

Growth rods are commonly used for the treatment of scoliosis in the immature spine. Many variations have been proposed but breakage of implants is a common problem. Growth rod insertion commonly involves large exposures at initial insertion followed by multiple smaller procedures for lengthening. We present our early experiences using a percutaneous technique of insertion of a new titanium mobile bearing implant (Medtronic Inc). The implant allows some rotatory motion in the middle of the construct thus reducing construct stresses and thus possibly reducing rod breakage risk. Based on this small initial series with 12 months follow-up, percutaneous insertion of growth rods using the new implant is a safe and reliable technique although the infection rate in our sample was of note. This may be related to the titanium wear and inflammation seen in the soft tissues at time of operation and visualised on histology. No implants have required removal due to infection, and all infections were treated with debridement at next lengthening and suppressive antibiotics. Propionibacterium is one of the commonest infections seen with spinal implants and sometimes does not respond to simple antibiotic suppression. The technique allows preservation of the soft tissues until definitive fusion is needed and may lead to a decrease in hospital stay. The implant is low profile and seems to offer advantages over other systems on the market. Further follow up is needed to look at longer term outcomes with this new implant type.

Translating tissue engineering technology platforms into cancer research

Technology platforms originally developed for tissue engineering applications produce valuable models that mimic three-dimensional (3D) tissue organization and function to enhance the understanding of cell/tissue function under normal and pathological situations. These models show that when replicating physiological and pathological conditions as closely as possible investigators are allowed to probe the basic mechanisms of morphogenesis, differentiation and cancer. Significant efforts investigating angiogenetic processes and factors in tumorigenesis are currently undertaken to establish ways of targeting angiogenesis in tumours. Anti-angiogenic agents have been accepted for clinical application as attractive targeted therapeutics for the treatment of cancer. Combining the areas of tumour angiogenesis, combination therapies and drug delivery systems is therefore closely related to the understanding of the basic principles that are applied in tissue engineering models. Studies with 3D model systems have repeatedly identified complex interacting roles of matrix stiffness and composition, integrins, growth factor receptors and signalling in development and cancer. These insights suggest that plasticity, regulation and suppression of these processes can provide strategies and therapeutic targets for future cancer therapies. The historical perspective of the fields of tissue engineering and controlled release of therapeutics, including inhibitors of angiogenesis in tumours is becoming clearly evident as a major future advance in merging these fields. New delivery systems are expected to greatly enhance the ability to deliver drugs locally and in therapeutic concentrations to relevant sites in living organisms. Investigating the phenomena of angiogenesis and anti-angiogenesis in 3D in vivo models such as the Arterio-Venous (AV) loop mode in a separated and isolated chamber within a living organism adds another significant horizon to this perspective and opens new modalities for translational research in this field.

Beating the urge : implications of research into substance-related desires

Despite the advent of improved pharmacological treatments to alleviate substance-related desires, psychological approaches will continue to be required. However, the current psychological treatment that most specifically focuses on desires and their management—cue exposure (CE)—has not lived up to its original promise. This paper argues that current psychological approaches to desire do not adequately incorporate our knowledge about the factors that trigger, maintain, and terminate episodes of desire. It asserts that the instigation and maintenance of desires involve both associative and elaborative processes. Understanding the processes triggering the initiation of intrusive thoughts may assist in preventing some episodes, but occasional intrusions will be inevitable. A demonstration of the ineffectiveness of thought suppression may discourage its use as a coping strategy for desire-related intrusions, and mindfulness meditation plus cognitive therapy may help in accepting their occurrence and letting them go. Competing tasks may be used to reduce elaboration of desires, and competing sensory images may have particular utility. The application of these procedures during episodes that are elicited in the clinic may allow the acquisition of more effective strategies to address desires in the natural environment.

Establishment of a mouse model of colitis and its use to evaluate the anti-inflammatory effects of two ghrelin peptides

Ghrelin is a gut-brain peptide hormone that induces appetite, stimulates the release of growth hormone, and has recently been shown to ameliorate inflammation. Recent studies have suggested that ghrelin may play a potential role in inflammation-related diseases such as inflammatory bowel diseases (IBD). A previous study with ghrelin in the TNBS mouse model of colitis demonstrated that ghrelin treatment decreased the clinical severity of colitis and inflammation and prevented the recurrence of disease. Ghrelin may be acting at the immunological and epithelial level as the ghrelin receptor (GHSR) is expressed by immune cells and intestinal epithelial cells. The current project investigated the effect of ghrelin in a different mouse model of colitis using dextran sodium sulphate (DSS) – a luminal toxin. Two molecular weight forms of DSS were used as they give differing effects (5kDa and 40kDa). Ghrelin treatment significantly improved clinical colitis scores (p=0.012) in the C57BL/6 mouse strain with colitis induced by 2% DSS (5kDa). Treatment with ghrelin suppressed colitis in the proximal colon as indicated by reduced accumulative histopathology scores (p=0.03). Whilst there was a trend toward reduced scores in the mid and distal colon in these mice this did not reach significance. Ghrelin did not affect histopathology scores in the 40kDa model. There was no significant effect on the number of regulatory T cells or TNF-α secretion from cultured lymph node cells from these mice. The discovery of C-terminal ghrelin peptides, for example, obestatin and the peptide derived from exon 4 deleted proghrelin (Δ4 preproghrelin peptide) have raised questions regarding their potential role in biological functions. The current project investigated the effect of Δ4 peptide in the DSS model of colitis however no significant suppression of colitis was observed. In vitro epithelial wound healing assays were also undertaken to determine the effect of ghrelin on intestinal epithelial cell migration. Ghrelin did not significantly improve wound healing in these assays. In conclusion, ghrelin treatment displays a mild anti-inflammatory effect in the 5kDa DSS model. The potential mechanisms behind this effect and the disparity between these results and those published previously will be discussed.