Cathelicidin LL-37:a defense molecule with a potential role in psoriasis pathogenesis

Epidermal keratinocytes produce and secrete antimicrobial peptides (AMPs) that subsequently form a chemical shield on the skin surface. Cathelicidins are one family of AMPs in skin with various further immune functions. Consequently, dysfunction of these peptides has been implicated in the pathogenesis of inflammatory skin disease. In particular, the cathelicidin LL-37 is overexpressed in inflamed skin in psoriasis, binds to extracellular self-DNA released from dying cells and converts self-DNA in a potent stimulus for plasmacytoid dendritic cells (pDCs). Subsequently, pDCs secrete type I interferons and trigger an auto-inflammatory cascade. Paradoxically, therapies targeting the vitamin D pathway such as vitamin D analogues or UVB phototherapy ameliorate cutaneous inflammation in psoriasis but strongly induce cathelicidin expression in skin at the same time. Current evidence now suggests that self-DNA present in the cytosol of keratinocytes is also pro-inflammatory active and triggers IL-1β secretion in psoriatic lesions through the AIM2 inflammasome. This time, however, binding of LL-37 to self-DNA neutralizes DNA-mediated inflammation. Hence, cathelicidin LL-37 shows contrasting roles in skin inflammation in psoriasis and might serve as a target for novel therapies for this chronic skin disease.

Exploring molecular recognition pathways within a family of gelators with different hydrogen bonding motifs

We report the synthesis of a family of gelators in which alkyl chains are connected to the amino groups of L-lysine methyl ester using a range of different hydrogen bonding linking groups (carbamate, amide, urea, thiourea and diacylhydrazine) using simple synthetic methodology based on isocyanate or acid chloride chemistry. The ability of these compounds to gelate organic solvents such as toluene or cyclohexane can be directly related to the ability of the linking group to form intermolecular hydrogen bonds. In general terms, the ability to structure solvents can be considered as: thiourea <carbamate <amide <urea similar to diacylhydrazine. This process has been confirmed by thermal measurements, scanning electron microscopy (SEM) and infrared and circular dichroism spectroscopies. By deprotecting the methyl ester group, we have demonstrated that a balance between hydrophobic and hydrophilic groups is essential-if the system has too much hydrophilicity (e. g., diacylhydrazine, urea) it will not form gels due to low solubility in the organic media. However, the less effective gelators based on amide and carbamate linkages are enhanced by converting the methyl ester to a carboxylic acid. Furthermore, subsequent mixing of the acid with a second component (diaminododecane) further enhances the ability to form networks, and, in the case of the amide, generates a two-component gel, which can immobilise a wide range of solvents of industrial interest including petrol and diesel (fuel oils), olive oil and sunflower oil (renewable food oils) and ethyl laurate, isopropyl myristate and isopropyl palmitate (oils used in pharmaceutical formulation). The gels are all thermoreversible, and may therefore be useful in controlled release/formulation applications.

Dendrons with spermine surface groups as potential building blocks for nonviral vectors in gene therapy

This paper investigates a series of dendrons based on the Newkome dendritic scaffold that displays a naturally occurring polyamine (spermine) on their surface. These dendrons have previously been shown to interact with DNA in a generation dependent manner with the more highly branched dendrons exhibiting a strong multivalency effect for the spermine surface groups. In this paper, we investigate the ability of these dendrons to transfect DNA into cells (human breast carcinoma cells, MDA-MB-231, and murine myoblast cells, C2C12) as determined by the luciferase assay. Although the dendrons are unable to transfect DNA in their own right, they are capable of delivering DNA in vitro when administered with chloroquine, which assists with escape from endocytic vesicles. The cytotoxicity of the dendrons was determined using the XTT assay, and it was shown that the dendrons were nontoxic either alone or in the presence of DNA. However, when administered with DNA and chloroquine, the most highly branched dendron did exhibit some cytotoxicity. This paper elucidates the relationship between in vitro transfection efficiency and toxicity. While transfection efficiencies are modest, the low toxicity of the dendrons, both in their own right, and in the presence of DNA, provides encouragement that this type of building block, which has a relatively high affinity for DNA, will provide a useful starting point for the further synthetic development of more effective gene transfection agents.

Effects of thyroxine treatment on histology and behavior using the methimazole model of congenital hypothyroidism in the rat

The timing of thyroxine (T4) replacement treatment in congenital hypothyroidism (CH) has been suggested to be important for optimizing cognitive recovery in humans; however this has not been fully established using modern animal models of CH. Consequently, the current studies investigated the ameliorating effects of postnatal T4 treatment on neuropathology and behavior in CH rats. Rat dams were administered methimazole to produce CH offspring, then brain tissue from male CH pups was analyzed to determine the effects of postnatal (P3, P7, P14 and P21) T4 treatment on hippocampal dendritic branching and the expression of nerve growth factor (NGF). Two operant behavioral procedures were employed to confirm and extend previous findings obtained using this model, and to investigate timelines for instigating T4 treatment on improved behavioral outcomes. T4 treatment initiated at P14 was protective of a reduction in dendritic branching in the hippocampus, and initiated at P7 was protective of a reduction of NGF expression in the fimbria of the hippocampus. Induction of CH did not affect the acquisition of simple operant response rules but had a significant effect on the acquisition of complex operant rules subsequently imposed. Furthermore, T4 treatment initiated at P3 protected learning deficits seen following the imposition of complex operant response rules. These findings indicate T4 treatment initiated at P7 is sufficient for the protection of hippocampal NGF expression and dendritic branching but for the protection of complex behavioral abilities T4 treatment is necessary prior to or approximating P3.

Intracellular survival of Burkholderia cepacia complex in phagocytic cells

Burkholderia cepacia complex (Bcc) species are a group of Gram-negative opportunistic pathogens that infect the airways of cystic fibrosis patients, and occasionally they infect other immunocompromised patients. Bcc bacteria display high-level multidrug resistance, and chronically persist in the infected host while eliciting robust inflammatory responses. Studies using macrophages, neutrophils and dendritic cells, combined with advances to genetically manipulate these bacteria have increased our understanding of the molecular mechanisms of virulence in these pathogens and the molecular details of cell-host responses triggering inflammation. This article discusses our current view of the intracellular survival of B. cenocepacia within macrophages.

Primary airway epithelial cell culture and asthma in children-lessons learnt and yet to come

Until recently the airway epithelial cell (AEC) was considered a simple barrier that prevented entry of inhaled matter into the lung parenchyma. The AEC is now recognized as having an important role in the inflammatory response of the respiratory system to inhaled exposures, and abnormalities of these responses are thought to be important to asthma pathogenesis. This review first explores how the challenges of studying nasal and bronchial AECs in children have been addressed and then summarizes the results of studies of primary AEC function in children with and without asthma. There is good evidence that nasal AECs may be a suitable surrogate for the study of certain aspects of bronchial AEC function, although bronchial AECs remain the gold standard for asthma research. There are consistent differences between children with and without asthma for nasal and bronchial AEC mediator release following exposure to a range of pro-inflammatory stimulants including interleukins (IL)-1β, IL-4, and IL-13. However, there are inconsistencies between studies, e.g., release of IL-6, an important pro-inflammatory cytokine, is not increased in children with asthma relative to controls in all studies. Future work should expand current understanding of the "upstream" signalling pathways in AEC, study AEC from children before the onset of asthma symptoms and in vitro models should be developed that replicate the in vivo status more completely, e.g., co-culture with dendritic cells. AECs are difficult to obtain from children and collaboration between centers is expected to yield meaningful advances in asthma understanding and ultimately help deliver novel therapies. 

Molecular mechanisms of virulence of Burkholderia cepacia complex bacteria: Survival in Phagocytic Cells

Burkholderia cepacia complex (Bcc) species are a group of Gram-negative opportunistic pathogens that chronically infect the airways of cystic fibrosis patients, but they can also infect patients with various types of immunosuppressive disorders. Bcc members are multidrug resistant bacteria that have the ability to persist in the infected host and also elicit robust inflammatory responses. Studies using macrophages, neutrophils and dendritic cells, combined with dramatic advances in the ability to genetically manipulate these microorganisms have contributed to increase our understanding of the molecular mechanisms of virulence in these pathogens and the molecular details of the cell host responses triggering inflammation. This chapter reviews our understanding of the pathogenic mechanisms used by Bcc to establish an intracellular niche in phagocytic cells and modulate host cell responses that ultimately end up in cell death and a proinflammatory response.

Ultraviolet irradiation for the prevention of graft-versus-host disease and graft rejection in bone marrow transplantation

This review describes an approach to the prevention of graft-versus-host disease (GVHD) and graft rejection following allogeneic BMT that differs from conventional methods. Ultraviolet (UV) irradiation inhibits the proliferative responses of lymphoid cells to mitogens and alloantigens by inactivation of T lymphocytes and dendritic cells, and in animal models this can prevent both GVHD and graft rejection. It is important that the marrow repopulating capacity of haemopoietic stem cells is not damaged by the irradiation process. We have found that polymorphic microsatellite markers are a sensitive way of assessing the impact of UV irradiation on chimerism after BMT in rodents.

Targeting the complement system for the management of retinal inflammatory and degenerative diseases

The retina, an immune privileged tissue, has specialized immune defense mechanisms against noxious insults that may exist in diseases such as age-related macular degeneration (AMD), diabetic retinopathy (DR), uveoretinitis and glaucoma. The defense system consists of retinal innate immune cells (including microglia, perivascular macrophages, and a small population of dendritic cells) and the complement system. Under normal aging conditions, retinal innate immune cells and the complement system undergo a low-grade activation (parainflammation) which is important for retinal homeostasis. In disease states such as AMD and DR, the parainflammatory response is dysregulated and develops into detrimental chronic inflammation. Complement activation in the retina is an important part of chronic inflammation and may contribute to retinal pathology in these disease states. Here, we review the evidence that supports the role of uncontrolled or dysregulated complement activation in various retinal degenerative and angiogenic conditions. We also discuss current strategies that are used to develop complement-based therapies for retinal diseases such as AMD. The potential benefits of complement inhibition in DR, uveoretinitis and glaucoma are also discussed, as well as the need for further research to better understand the mechanisms of complement-mediated retinal damage in these disease states.

Bottom up strategies for the morphology control of BaTiO3 particulates

As propriedades funcionais dos materiais ferroeléctricos tais como a polarização reversível, piroelectricidade, piezoelectricidade, elevada actividade óptica não linear e comportamento dieléctrico não linear são fundamentais para a sua aplicação em sensores, microactuadores, detectores de infravermelhos, filtros de fase de microondas e memórias não-voláteis. Nos últimos anos, motivado pelas necessidades industriais de redução do tamanho dos dispositivos microelectrónicos, aumentando a eficiência volumétrica, tem sido feito um grande esforço ao nível da investigação para desenvolver estruturas ferroeléctricas à escala micro- e nano- métrica. É sabido que a redução de tamanho em materiais ferroeléctricos afecta significamente as suas propriedades. Neste sentido e considerando que foi previsto teoreticamente por cálculos ab initio que estruturas do tipo nanocilindros e nanodiscos apresentariam um novo tipo de ordem ferroeléctrica e, na expectativa de alcançar conhecimento para o desenvolvimento de uma nova geração de dispositivos microelectróncos, existe um grande interesse em desenvolver métodos de fabrico de nanoestruturas ferroeléctricas unidimensionais (1D) tais como nanocilindros e nanotubos. As estratégias de fabrico de nanoestruturas 1D até agora descritas na literatura indicam claramente as dificuldades inerentes à sua preparação. Existem duas grandes vias de síntese destas nanoestruturas: i) o método “topdown” que consiste na redução de tamanho de um dado material até à obtenção duma estrutura 1D; e ii) o método “bottom-up” em que átomos, iões e moléculas são agrupados para formar um material 1D. O método “top down” envolve em geral técnicas de desgaste, como o uso do feixe de electrões, que apesar de permitirem elevada precisão no posicionamento e no controlo do tamanho, falham em termos de resolução, exigem muito tempo e causam facilmente defeitos que deterioram as propriedades físicas destes materiais. Na metodologia “bottom up” a utilização de moléculas ou estruturas “molde” tem sido a mais explorada. As estructuras 1D podem também ser preparadas sem recorrer a “moldes”. Neste caso a agregação orientada é promovida pelo recurso a aditivos que controlam o crescimento dos cristais em direcções preferenciais. Neste contexto, neste trabalho utilizaram-se duas estratégias “bottom up” de baixo custo para a preparação de nanopartículas de titanato de bário (BaTiO3) com morfologia controlada: 1) síntese química (em solução e em fase vapor) com utilização de nanotubos de titanato TiNTs) como “moldes” e precursores de titânio 2) síntese química em solução com presença de aditivos. Os nanotubos de titanato de sódio foram preparados por síntese hidrotermal. Como existiam muitas dúvidas acerca da natureza estrutural e do mecanismo de formação dos NTs, a parte inicial do trabalho foi dedicada à realização de um estudo sistemático dos parâmetros intervenientes na síntese e à caracterização da sua estrutura e microestrutura. Foi demonstrado que os NTs têm a fórmula geral A2Ti2O5 (A = H+ or Na+), e não TiO2 (anátase) com defendido por vários autores na literatura, e podem ser preparados por método hidrotermal em meio fortemente alcalino usando como fonte de titânio TiO2 comercial na forma de anátase ou rútilo. A menor reactividade do rútilo exige temperaturas de síntese superiores ou tempos de reacção mais longos. A forma tubular resulta do tratamento hidrotermal e não de processos de lavagem e neutralização subsequentes. Se os NTs forem tratados após a síntese hidrotérmica em água a 200 ºC, transformam-se em nanocilindros. Uma das partes principais desta tese consistiu na investigação do papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3. O potencial funcionamento dos NTs como “moldes” para além de precursores foi testado em reacção com hidróxido de bário em síntese em solução e por reacção com um precursor orgânico de bário em fase vapor. Tendo por base os estudos cinéticos realizados, bem como as alterações estruturais e morfológicas das amostras, é possível concluir que a formação do BaTiO3 a partir de NTs de titanato de sódio, ocorre por dois mecanismos dependendo da temperatura e tempo de reacção. Assim, a baixa temperatura e curto tempo de reacção verifica-se que se formam partículas dendríticas de BaTiO3 cuja superfície é bastante irregular (“wild”) e que apresentam estrutura pseudo-cúbica. Estas partículas formam-se por reacção topotáctica na fronteira dos nanotubos de titanato de sódio. A temperaturas mais altas e/ou reacções mais longas, a reacção é controlada por um mecanismo de dissolução e precipitação com formação de dendrites de BaTiO3 tetragonais com superfície mais regular (“seaweed”). A microscopia de força piezoeléctrica mostrou que as dendrites “seaweeds“ possuem actividade piezoeléctrica superior à das dendrites “wild”, o que confirma o papel desempenhado pela estrutura e pela concentração de defeitos na rede na coerência e ordem ferroeléctrica de nanoestruturas. Os nossos resultados confirmam que os NTs de titanato não actuam facilmente como “moldes” na síntese em solução de BaTiO3 já que a velocidade de dissolução dos NTs em condições alcalinas é superior à velocidade de formação do BaTiO3. Assumindo que a velocidade de reacção dos NTs com o precursor de bário é superior em fase vapor, efectuou-se a deposição de um precursor orgânico de bário por deposição química de vapor sobre um filme de NTs de titnato de sódio depositados por deposição electroforética. Estudou-se a estabilidade dos NTs nas diferentes condições do reactor. Quando os NTs são tratados a temperaturas superiores a 700 ºC, ocorre a transformação dos NTs em nanocilindros de anatase por um mecanismo de agregação orientada. Quando se faz a deposição do precursor de bário, seguida de calcinação a 700 ºC em atmosfera oxidante de O2, verifica-se que a superficie dos NTs fica coberta com nanocristais de BaTiO3 independentemente da concentração de bário. O papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em fase vapor é assim descrito pela primeira vez. Em relação à metodologias de crescimento de partículas na ausência de “moldes” mas com aditivos fez-se um estudo sistemático utilizando 5 aditivos de natureza differente. As diferenças entre aditivos foram sistematizadas tendo em conta as diferenças estruturais e morfológicas verificadas. Está provado que os aditivos podem funcionar como modificadores de crescimento cristalino por alteração do seu padrão de crescimento ou por alteração da cinética de crescimento das faces cristalográficas do cristal. Entre os aditivos testados verificou-se que o ácido poliacrilíco adsorve em faces específicas do BaTiO3 alterando a cinética de crescimento e induzindo a agregação orientada das partículas. O polivinilpirrolidona, o docecilsulfato de sódio e hidroxipropilmetilcelulose actuam mais como inibidores de crescimento do que como modificadores do tipo de crescimento. A D-frutose aumenta a energia de activação da etapa de nucleação não ocorrendo formação de BaTiO3 para as mesmas condições dos outros aditivos. Esta tese clarifica o papel dos NTs de titanato de sódio enquanto precursores e “moldes” no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em solução e em fase vapor. É feita também a abordagem do controlo morfológico do BaTiO3 através do uso de aditivos. As estratégias de preparação de BaTiO3 propostas são de baixo custo, reprodutíveis e fáceis de efectuar. Os resultados contribuem para uma melhor compreensão da relação tamanho – morfologia – propriedade em materiais ferroeléctricos nanométricos com vista à sua potencial aplicação.

Phosphatidylethanolamines glycoxidation: products and significance

As fosfatidiletanolaminas constituem a segunda classe de fosfolípidos mais abundantes nos organismos. Elas estão presentes nas membranas biológicas e nas lipoproteínas. As alterações estruturais dos fosfolípidos, ocorrem devido ao stress oxidativo e podem manisfestar-se em alterações das suas propriedades e funções. Já são conhecidas algumas condições fisiopatológicas, nas quais os fosfolípidos oxidados estão envolvidos, por exemplo sinalização celular, resposta imunitária, apoptose e doenças relacionadas com o envelhecimento. Por esse motivo, o interesse no estudo dos fosfolípidos oxidados e suas funções tem crescido nos últimos anos. Contudo, a maioria dos estudos realizados, focam a oxidação das fosfatidilcolinas, tendo sido dedicada pouca atenção a outras classes de fosfolipídos, como as fosfatidiletanolaminas. As fosfatidiletanolaminas, podem ainda sofrer outras modificações, devido ao grupo amina livre presente na cabeça polar, como por exemplo a glicação. As fosfatidiletanolaminas glicadas já foram detectadas em condições de hiperglicemia, em pacientes diabéticos, e tem correlação com a hemoglobina glicada. Sabe-se que a glicação de biomoléculas, pode aumentar as modificações oxidativas, que por sua vez, podem ser responsáveis pelo estado inflamatório, existente na diabetes mellitus. Tanto o stress oxidativo, como a inflamação estão relacionados com a diabetes e as suas complicações. A espectrometria de massa tem sido utilizada como uma importante tecnologia na detecção e caracterização de modificações oxidativas de fosfolípidos. Assim, neste trabalho pretendeu-se estudar as modificações oxidativas induzidas em fosfatidiletanolaminas glicadas, e os seus efeitos biológicos nos monócitos e células dendríticas do sangue periférico. Pretendeu-se ainda, estudar as alterações que ocorreram nas espécies de fosfatidiletanolaminas do fígado de ratos diabéticos. Os resultados obtidos permitiram identificar vários produtos de oxidação de fosfatidiletanolaminas glicadas, nomeadamente novos produtos formados pela oxidação da cabeça polar glicada. A oxidação na cabeça polar glicada foi, ainda, confirmada pela realização de experiências com spin traps combinadas com espetrometria de massa. Posteriormente, as fosfatidiletanolaminas oxidadas, glicadas e glicoxidadas demonstraram ter efeitos pró-inflamatórios, confirmados pelo aumento da estimulação monócitos e de células dendríticas, expresso no aumento do número de células produtoras de citocinas em comparação com o estado basal. As diferentes modificações de fosfatidiletanolaminas induziram estímulos distintos nos dois tipos de células. Sendo as fosfatidiletanolaminas glicadas e as glicoxidadas, os compostos que induziram um maior estímulo. Estes resultados sugeriram que as fosfatidiletanolaminas glicadas e as glicoxidadas podem estar associadas com o estado inflamatório que decorre da hiperglicemia crónica. Ainda, a avaliação do perfil lipídico de extratos de fígado de ratos diabéticos demonstrou que a hiperglicemia induz inúmeras alterações das espécies de fosfatidiletanolaminas e das espécies de outras classes de fosfolípidos, em simultâneo com sinais de lesão hepática. Em conclusão, este trabalho demonstra a relação existente entre, a hiperglicémia, o stress oxidativo, a glicação e oxidação de fosfatidiletanolaminas e ainda a inflamação e compliações diabéticas. Portanto a contribuição da lipidómica é importante para compreender os efeitos prejudiciais da hiperglicemia não controlada, e por isso, merece ser mais explorado.

Laser assisted directional solidification of zirconia-based eutectics

Directionally solidified zirconia-based eutectic (DSE) fibres were obtained using the laser floating zone (LFZ) method. Two systems were investigated: zirconia-barium zirconate and zirconia-mullite. The purpose was to take advantage of zirconia properties, particularly as an ionic conductor and a mechanical rein-forcement phase. The influence of processing conditions in the structural and microstructural characteristics and their consequences on the electrical and mechanical behaviour were the focus of this thesis. The novel zirconia-barium zirconate eutectic materials were developed in order to combine oxygen ionic conduction through zirconia with protonic conduction from barium zirconate, promoting mixed ionic conduction behaviour. The mi-crostructure of the fibres comprises two alternated regions: bands having coarser zirconia-rich microstructure; and inter-band regions changing from a homogeneous coupled eutectic, at the lowest pulling rate, to columnar colony microstructure, for the faster grown fibres. The bands inter-distance increases with the growth rate and, at 300 mm/h, zirconia dendrites develop enclosed in a fine-interpenetrated network of 50 vol.% ZrO2-50 vol.% BaZrO3. Both phases display contiguity without interphase boundaries, according to impedance spec-troscopy data. Yttria-rich compositions were considered in order to promote the yttrium incorporation in both phases, as revealed by Raman spectroscopy and corroborated by the elemental chemical analysis in energy dispersive spectros-copy. This is a mandatory condition to attain simultaneous contribution to the mixed ionic conduction. Such results are supported by impedance spectrosco-py measurements, which clearly disclose an increase of total ionic conduction for lower temperatures in wet/reduction atmospheres (activation energies of 35 kJ/mol in N2+H2 and 48 kJ/mol in air, in the range of 320-500 ºC) compared to the dry/oxidizing conditions (attaining values close to 90 kJ/mol, above 500 ºC). At high temperatures, the proton incorporation into the barium zirconate is un-favourable, so oxygen ion conduction through zirconia prevails, in dry and oxi-dizing environments, reaching a maximum of 1.3x10-2 S/cm in dry air, at ~1000 ºC. The ionic conduction of zirconia was alternatively combined with another high temperature oxygen ion conductor, as mullite, in order to obtain a broad elec-trolytic domain. The growth rate has a huge influence in the amount of phases and microstructure of the directionally solidified zirconia-mullite fibres. Their microstructure changes from planar coupled eutectic to dendritic eutectic mor-phology, when the growth rate rises from 1 to 500 mm/h, along with an incre-ment of tetragonal zirconia content. Furthermore, high growth rates lead to the development of Al-Si-Y glassy phase, and thus less mullite amount, which is found to considerably reduce the total ionic conduction of as-grown fibres. The reduction of the glassy phase content after annealing (10h; 1400 ºC) promotes an increase of the total ionic conduction (≥0.01 S/cm at 1370 °C), raising the mullite and tetragonal zirconia contents and leading to microstructural differ-ences, namely the distribution and size of the zirconia constituent. This has important consequences in conductivity by improving the percolation pathways. A notable increase in hardness is observed from 11.3 GPa for the 10 mm/h pulled fibre to 21.2 GPa for the fibre grown at 500 mm/h. The ultra-fine eutectic morphology of the 500 mm/h fibres results in a maximum value of 534 MPa for room temperature bending strength, which decreases to about one-fourth of this value at high temperature testing (1400 ºC) due to the soft nature of the glassy-matrix.

Building the what and where systems: multi-scale lines, edges and keypoints

Computer vision for realtime applications requires tremendous computational power because all images must be processed from the first to the last pixel. Ac tive vision by probing specific objects on the basis of already acquired context may lead to a significant reduction of processing. This idea is based on a few concepts from our visual cortex (Rensink, Visual Cogn. 7, 17-42, 2000): (1) our physical surround can be seen as memory, i.e. there is no need to construct detailed and complete maps, (2) the bandwidth of the what and where systems is limited, i.e. only one object can be probed at any time, and (3) bottom-up, low-level feature extraction is complemented by top-down hypothesis testing, i.e. there is a rapid convergence of activities in dendritic/axonal connections.