Congenital Nystagmus Gene FRMD7 Is Necessary for Establishing a Neuronal Circuit Asymmetry for Direction Selectivity.

Neuronal circuit asymmetries are important components of brain circuits, but the molecular pathways leading to their establishment remain unknown. Here we found that the mutation of FRMD7, a gene that is defective in human congenital nystagmus, leads to the selective loss of the horizontal optokinetic reflex in mice, as it does in humans. This is accompanied by the selective loss of horizontal direction selectivity in retinal ganglion cells and the transition from asymmetric to symmetric inhibitory input to horizontal direction-selective ganglion cells. In wild-type retinas, we found FRMD7 specifically expressed in starburst amacrine cells, the interneuron type that provides asymmetric inhibition to direction-selective retinal ganglion cells. This work identifies FRMD7 as a key regulator in establishing a neuronal circuit asymmetry, and it suggests the involvement of a specific inhibitory neuron type in the pathophysiology of a neurological disease. VIDEO ABSTRACT.

Proposta i aplicació pràctica per la millora de la velocitat amb canvi de direcció en un equip aleví de futbol femení

L’objectiu del present estudi es realitzar una proposta i una aplicació pràctica per comprovar els efectes d’entrenament que genera sobre la velocitat amb el canvi de direcció. Per poder dur a terme la investigació, es van reunir a 11 jugadores (11.25 ± 0.79 d’edat) d’un mateix equip que competeixen a la categoria aleví. Es va crear un grup experimental (GEX) format per sis jugadores, el qual va ser sotmès al programa d’entrenament juntament al realitzat habitualment amb el seu equip. Els exercicis realitzats en el programa eren de pliometria amb salts a tanques petites i a bancs, circuits de carreres amb canvis de direcció i exercicis pliomètrics de baix impacte mitjançant un treball de peus coordinatius a l’escala de coordinació, tot això, alternat amb els jocs tradicionals de persecució i oposició. Es va crear un segon grup, anomenat grup control (GC) format per cinc jugadores, les quals només van realitzar el seu treball de futbol habitual amb el seu equip. Els protocols d’avaluació van ser el Test Illinois i el T-Test abans de l’inici del programa i després de l’aplicació pràctica amb el grup experimental. Es va establir un nivell de significació de p<0.05. Els resultats al final de l’estudi van mostrar que el grup GEX va millorar de manera estadísticament significativa en els dos tests, tot i això, el grup GC va obtenir una millora encara més significativa que el GEX en el Test Illinois. Això ens demostra que el programa d’entrenament realitzat es més efectiu en T-Test que no pas en el Test Ilinois.

Distinct roles of NMDA receptors at different stages of granule cell development in the adult brain.

NMDA receptor (NMDAR)-dependent forms of synaptic plasticity are thought to underlie the assembly of developing neuronal circuits and to play a crucial role in learning and memory. It remains unclear how NMDAR might contribute to the wiring of adult-born granule cells (GCs). Here we demonstrate that nascent GCs lacking NMDARs but rescued from apoptosis by overexpressing the pro-survival protein Bcl2 were deficient in spine formation. Insufficient spinogenesis might be a general cause of cell death restricted within the NMDAR-dependent critical time window for GC survival. NMDAR loss also led to enhanced mushroom spine formation and synaptic AMPAR activity throughout the development of newborn GCs. Moreover, similar elevated synapse maturation in the absence of NMDARs was observed in neonate-generated GCs and CA1 pyramidal neurons. Together, these data suggest that NMDAR operates as a molecular monitor for controlling the activity-dependent establishment and maturation rate of synaptic connections between newborn neurons and others.

Impact of T cell receptor affinity on the molecular mechanisms modulating CD8 T cell signalling and function against NY-ESO-1 tumour antigen

It is well established that cytotoxic T lymphocytes play a pivotal role in the protection against intracellular pathogens and tumour cells. Such protective immune responses rely on the specific T cell receptor (TCR)-mediated recognition by CD8 T cells of small antigenic peptides presented in the context of class-I Major Histocompatibility Complex molecules (pMHCs) on the surface of infected or malignant cells. The strength (affinity/avidity) of this interaction is a major correlate of protection. Although tumour-reactive CD8 T cells can be observed in cancer patients, anti-tumour immune responses are often ineffective in controlling or eradicating the disease due to the relative low TCR affinity of these cells. To overcome this limitation, tumour-specific CD8 T cells can be genetically modified to express TCRs of improved binding strength against a defined tumour antigen before adoptive cell transfer into cancer patients. We previously generated a panel of TCRs specific for the cancer-testis antigen NY-ESO-l,57.165 with progressively increased affinities for the pMHC complex, thus providing us with a unique tool to investigate the causal link between the surface expression of such TCRs and T cell activation and function. We recently demonstrated that anti-tumour CD8 T cell reactivity could only be improved within physiological affinity limits, beyond which drastic functional declines were observed, suggesting the presence of multiple regulatory mechanisms limiting T cell activation and function in a TCR affinity-dependent manner. The overarching goal of this thesis was (i) to assess the precise impact of TCR affinity on T cell activation and signalling at the molecular level and (ii) to gain further insights on the mechanisms that regulate and delimitate maximal/optimized CD8 T cell activation and signalling. Specifically, by combining several technical approaches we characterized the activation status of proximal (i.e. CD3Ç, Lek, and ZAP-70) and distal (i.e. ERK1/2) signalling molecules along the TCR affinity gradient. Moreover, we assessed the extent of TCR downmodulation, a critical step for initial T cell activation. CD8 T cells engineered with the optimal TCR affinity variants showed increased activation levels of both proximal and distal signalling molecules when compared to the wild-type T cells. Our analyses also highlighted the "paradoxical" status of tumour-reactive CD8 T cells bearing very high TCR affinities, which retained strong proximal signalling capacity and TCR downmodulation, but were unable to propagate signalling distally (i.e. pERKl/2), resulting in impaired cell-mediated functions. Importantly, these very high affinity T cells displayed maximal levels of SHP-1 and SHP-2 phosphatases, two negative regulatory molecules, and this correlated with a partial pERKl/2 signalling recovery upon pharmacological SHP-l/SHP-2 inhibition. These findings revealed the putative presence of inhibitory regulators of the TCR signalling cascade acting very rapidly following tumour-specific stimulation. Moreover, the very high affinity T cells were only able to transiently express enhanced proximal signalling molecules, suggesting the presence of an additional level of regulation that operates through the activation of negative feedback loops over time, limiting the duration of the TCR-mediated signalling. Overall, the determination of TCR-pMHC binding parameters eliciting optimal CD8 T cell activation, signalling, and effector function while guaranteeing high antigen specificity, together with the identification of critical regulatory mechanisms acting proximally in the TCR signalling cascade, will directly contribute to optimize and support the development of future TCR-based adoptive T cell strategies for the treatment of malignant diseases. -- Les lymphocytes T CD8 cytotoxiques jouent un rôle prédominant dans la protection contre les pathogènes intracellulaires et les cellules tumorales. Ces réponses immunitaires dépendent de la spécificité avec laquelle les récepteurs T (TCR) des lymphocytes CD8 reconnaissent les peptides antigéniques présentés par les molécules du complexe Majeur de Histocompatibilité de classe I (pCMH) à la surface des cellules infectées ou malignes. La force (ou affinité/avidité) de l'interaction du TCR-pCMH est un corrélat majeur de protection. Les réponses immunitaires sont cependant souvent inefficaces et ne permettent pas de contrôler ou d'éliminer les cellules tumorales chez les patients atteint du cancer, et ce à cause de la relative faible reconnaissance des TCRs exprimés par les lymphocytes T CD8 envers les antigènes tumoraux. Afin de surmonter cette limitation, les cellules T anti-tumorales peuvent être génétiquement modifiées en les dotant de TCRs préalablement optimisés afin d'augmenter leur reconnaissance ou affinité contre les antigènes tumoraux, avant leur ré¬infusion dans le patient. Nous avons récemment généré des cellules T CD8 exprimant un panel de TCRs spécifiques pour l'antigène tumoral NY-ESO-l157.16J avec des affinités croissantes, permettant ainsi d'investiguer la causalité directe entre l'affinité du TCR-pCMH et la fonction des cellules T CD8. Nous avons démontré que la réactivité anti-tumorale pouvait être améliorée en augmentant l'affinité du TCR dans une intervalle physiologique, mais au delà duquel nous observons un important déclin fonctionnel. Ces résultats suggèrent la présence de mécanismes de régulation limitant l'activation des cellules T de manière dépendante de l'affinité du TCR. Le but de cette thèse a été (i) de définir l'impact précis de l'affinité du TCR sur l'activation et la signalisation des cellules T CD8 au niveau moléculaire et (ii) d'acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes qui régulent et délimitent l'activation et la signalisation maximale des cellules T CD8 optimisées. Spécifiquement, en combinant plusieurs approches technologiques, nous avons caractérisé l'état d'activation de différentes protéines de la voie de signalisation proximale (CD3Ç, Lek et ZAP-70) et distale (ERK1/2) le long du gradient d'affinité du TCR, ainsi que l'internalisation du TCR, une étape clef dans l'activation initiale des cellules T. Les lymphocytes T CD8 exprimant des TCRs d'affinité optimale ont montré des niveaux d'activation augmentés des molécules proximales et distales par rapport aux cellules de type sauvage (wild-type). Nos analyses ont également mis en évidence un paradoxe chez les cellules T CD8 équipées avec des TCRs de très haute affinité. En effet, ces cellules anti-tumorales sont capables d'activer leurs circuits biochimiques au niveau proximal et d'internaliser efficacement leur TCR, mais ne parviennent pas à propager les signaux biochimiques dépendants du TCR jusqu'au niveau distal (via phospho-ERKl/2), avec pour conséquence une limitation de leur capacité fonctionnelle. Finalement, nous avons démontré que SHP-1 et SHP-2, deux phosphatases avec des propriétés régulatrices négatives, étaient majoritairement exprimées dans les cellules T CD8 de très hautes affinités. Une récupération partielle des niveaux d'activation de ERK1/2 a pu être observée après l'inhibition pharmacologique de ces phosphatases. Ces découvertes révèlent la présence de régulateurs moléculaires qui inhibent le complexe de signalisation du TCR très rapidement après la stimulation anti-tumorale. De plus, les cellules T de très hautes affinités ne sont capables d'activer les molécules de la cascade de signalisation proximale que de manière transitoire, suggérant ainsi un second niveau de régulation via l'activation de mécanismes de rétroaction prenant place progressivement au cours du temps et limitant la durée de la signalisation dépendante du TCR. En résumé, la détermination des paramètres impliqués dans l'interaction du TCR-pCMH permettant l'activation de voies de signalisation et des fonctions effectrices optimales ainsi que l'identification des mécanismes de régulation au niveau proximal de la cascade de signalisation du TCR contribuent directement à l'optimisation et au développement de stratégies anti-tumorales basées sur l'ingénierie des TCRs pour le traitement des maladies malignes.

Etude in vitro de l'activité électrique du tissu nerveux obtenu par culture de biopsies cérébrales humaines adultes

Récemment encore, la neuro-genèse chez le primate adulte était supposée limitée aux régions précises que sont le bulbe olfactif, la zone sous-granulaire de l'hippocampe et la région sous- ventriculaire. Depuis lors, des cellules neurales progénitrices distribuées dans l'ensemble du cortex du primate adulte furent mises en évidence. Cultivées in vitro, ces cellules forment des écosystèmes cellulaires nerveux constitués de progéniteurs neuronaux, d'astrocytes et d'oligo- dendrocytes. Transplantés sur un modèle de primate parkinsonien, certains progéniteurs complètent leur différentiation en neurones matures et développent des propriétés neuro- trophiques et neuro-protectrices. Injectées aux environs d'une lésion cérébrale, ces cellules offrent un bénéfice fonctionnel et comportemental significatif. Le présent projet mesure l'activité électro-physiologique du tissu nerveux obtenu par culture de biopsies corticales humaines adultes, de sorte à déterminer son aptitude à intégrer l'information. Des biopsies corticales humaines adultes furent cultivées in vitro avec succès sur un support Micro-Electrode-Array. Cette technologie permet l'acquisition d'enregistrements électro- physiologiques à l'échelle des circuits, au sein d'un tissu maintenu en culture. En parallèle, une mesure de l'activité à l'échelle cellulaire fut obtenue par l'application du Patch Clamp à des cellules cultivées sur un support de verre. Malgré une culture prolongée et l'induction d'une différentiation neuronale, aucune activité électro-physiologique significative ne put être démontrée. Une analyse phénotypique à un stade intermédiaire de culture montra l'expression prometteuse du marqueur neuronal précoce β-Tubulin-III. Cependant, après l'induction d'une différenciation neuronale, la surprenante co-expression de marqueurs astroglial (GFAP) et neuronal (MAP2) fut constatée. Le silence électro-physiologique issu des enregistrements sur MEA peut être l'oeuvre d'un isolement des cellules électriquement actives, et d'un défaut d'organisation en réseau. Une interposition de tissu glial entre neurones et électrodes peut également absorber le signal. Par ailleurs, les cellules enregistrées par Patch Clamp furent déterminées selon le seul critère morphologique ; leur nature exacte demeure inconnue. Les analyses phénotypiques laissent supposer l'entrée dans une voie de maturation neuronale par l'expression du marqueur β- Tubulin-III. Toutefois le phénotype exprimé au terme du processus de culture reste incertain. Des facteurs de maturation ou environnementaux semblent faire défaut à la complétion d'une différentiation neuronale. La culture de neurones bien différenciés et électriquement actifs appelle de nouvelles études in vivo, ainsi qu'une analyse fine des voies intracellulaires de maturation.

El cervell té mecanismes per a les metàfores

Al cervell li costa entendre i generar metàfores. Comprendre el llenguatge figuratiu implica necessàriament la utilització simultània de diversos circuits neurals, que han d"extreure informació no literal a partir de paraules que tanmateix també tenen un significat concret. Per entendre aquesta facultat exclusivament humana, Nira Mashal i els seus col·laboradors, de la Universitat Ben-Ilan de Ramat Gan i del centre de salut mental Aviv-Brull de Tel Aviv, a Israel, han monitoritzat el funcionament del cervell en un grup de voluntaris mentre comprenien metàfores o expressions literals, i l"han comparat amb el de malalts d"esquizofrènia, una patologia que es caracteritza, entre altres aspectes, per la incapacitat d"entendre-les.

Monitoisioisen muuntajan parametrien mittaus

Tässä kandidaatintyössä on tarkoitus määrittää monitoisioisen muuntajan yksivaiheisen sijaiskytkentä ja sen parametrit käyttämällä perinteisiä mittausmenetelmiä. Näihin kuuluvat tyhjäkäynti-, oikosulku- sekä tasajännitekoe. Muuntajasta on tehty simulointimalli, jota varten sijaiskytkennän parametreja tarvitaan.

Process variability-aware proactive reconfiguration technique for mitigating aging effects in nanos scale SRAM lifetime

Postprint (published version)

Disseny de cel·les digitals paramètriques per a electrònica impresa

L’objectiu d’aquest treball és el disseny i la implementació d’un conjunt de cel·les definides de forma paramètrica, i orientades a l’àmbit tecnològic emergent de l’electrònica impresa. L’ús de cel·les paramètriques en aquest entorn tecnològic poc madur, ha de permetre que els dissenys s’adaptin als canvis de regles de disseny de les tecnologies en aquest cas per estils de disseny PMOS.

Propulsor pneumático versátil e isento de pulsação para sistemas de análise em fluxo

Aquarium air pumps are proposed and evaluated as pneumatic liquid propulsion devices for flow injection and continuos flow analysis (FIA and CFA) systems. This kind of pump is widely available at a very low cost and it can sustain a pressure around of 4 psi (0.28 bar) indefinitely. By applying this air pressure onto a solution contained in a reservoir flask, it is possible to reach flow rates of up to 12.5 mL min-1 for circuits comprising reactors, made from 0.8 i.d. tubing with a length of 100 cm. The precise adjustment of flow rate below the maximum one can be made with a simplified needle valve or inserting in series a short length of capillary tube. The absence of flow pulsation is a definite advantage in comparison with peristaltic pumps, especially when amperometric detection is elected, as confirmed experimentally in FIA and CF applications.

Model per a la creació d'un itinerari cultural : seguint els passos de Mossé Ben Nahman

El present estudi analitza una part de la bibliografia existent sobre els itineraris culturals, recollint les aportacions de major rellevància i elaborant un model propi per a la elaboració d’aquests. Fer notori el fet que s’afegeixen també nocions que orienten a la seva gestió i control. Tanmateix, es fa una proposta d’itinerari basada en un personatge històric, Mossé Ben Nahman, i el seu lligam amb les ciutats de Girona i Barcelona. Destacar la rellevància de les temàtiques tractades, ja que ambdues es troben presents en estudis i projectes en curs, esdevenint subjectes en període d’expansió i anàlisi

Lifestyles positius i reserva cognitiva : Implicacions cognitives, clíniques i biològiques

La reserva cognitiva és un concepte hipotètic actual que sembla presentar la clau per a fer front al repte de les malalties neurodegeneratives. Aquesta es defineix com aquelles capacitats funcionals del cervell que ajuden a la persona a tolerar un major dany cerebral sense presentar manifestació clínica al respecte. La estreta relació del concepte amb els hàbits positius de les persones (lifestyles) la converteix en una variable independent per a la intervenció, prevenció i promoció de la salut. Els canvis morfològics del cervell i la consolidació de circuits neuronals més robustos i eficients semblen explicar els mecanismes de funcionament de la reserva cognitiva. Aquesta revisió defineix el concepte de reserva cognitiva i els models que l'expliquen, troba formes de mesurar-la i representar-la, i evidencia la seva relació amb els lifestyles positius mitjançant estudis epidemiològics i de neuroimatge, per tal de comprendre millor el concepte i enfocar-lo en una línia futura d'investigació.

Theory of surface noise under Coulomb correlations between carriers and surface states

We present a theory of the surface noise in a nonhomogeneous conductive channel adjacent to an insulating layer. The theory is based on the Langevin approach which accounts for the microscopic sources of fluctuations originated from trapping¿detrapping processes at the interface and intrachannel electron scattering. The general formulas for the fluctuations of the electron concentration, electric field as well as the current-noise spectral density have been derived. We show that due to the self-consistent electrostatic interaction, the current noise originating from different regions of the conductive channel appears to be spatially correlated on the length scale correspondent to the Debye screening length in the channel. The expression for the Hooge parameter for 1/f noise, modified by the presence of Coulomb interactions, has been derived

Microcontroller-based interface circuit for inductive sensors

This work proposes a fully-digital interface circuit for the measurement of inductive sensors using a low-cost microcontroller (µC) and without any intermediate active circuit. Apart from the µC and the sensor, the circuit just requires an external resistor and a reference inductance so that two RL circuits with a high-pass filter (HPF) topology are formed. The µC appropriately excites such RL circuits in order to measure the discharging time of the voltage across each inductance (i.e. sensing and reference) and then it uses such discharging times to estimate the sensor inductance. Experimental tests using a commercial µC show a non-linearity error (NLE) lower than 0.5%FSS (Full-Scale Span) when measuring inductances from 1 mH to 10 mH, and from 10 mH to 100 mH.