Do stars govern our actions? astrocyte involvement in rodent behavior

Do stars govern our actions? Astrocyte involvement in rodent behavior

Etude des propriétés dynamiques de la sécrétion régulée des vésicules glutamatergiques des astrocytes

RESUME GRAND PUBLICLe cerveau est composé de différents types cellulaires, dont les neurones et les astrocytes. Faute de moyens pour les observer, les astrocytes sont très longtemps restés dans l'ombre alors que les neurones, bénéficiant des outils ad hoc pour être stimulés et étudiés, ont fait l'objet de toutes les attentions. Le développement de l'imagerie cellulaire et des outils fluorescents ont permis d'observer ces cellules non électriquement excitables et d'obtenir des informations qui laissent penser que ces cellules sont loin d'être passives et participent activement au fonctionnement cérébral. Cette participation au fonctionnement cérébral se fait en partie par le biais de la libération de substances neuro-actives (appellées gliotransmetteurs) que les astrocytes libèrent à proximité des synapses permettant ainsi de moduler le fonctionnement neuronal. Cette libération de gliotransmetteurs est principalement causée par l'activité neuronale que les astrocytes sont capables de sentir. Néanmoins, nous savons encore peu de chose sur les propriétés précises de la libération des gliotransmetteurs. Comprendre les propriétés spatio-temporelles de cette libération est essentiel pour comprendre le mode de communication de ces cellules et leur implication dans la transmission de l'information cérébrale. En utilisant des outils fluorescents récemment développés et en combinant différentes techniques d'imagerie cellulaire, nous avons pu obtenir des informations très précises sur la libération de ces gliotransmetteurs par les astrocytes. Nous avons ainsi confirmé que cette libération était un processus très rapide et qu'elle était contrôlée par des augmentations de calcium locales et rapides. Nous avons également décrit une organisation complexe de la machinerie supportant la libération des gliotransmetteurs. Cette organisation complexe semble être à la base de la libération extrêmement rapide des gliotransmetteurs. Cette rapidité de libération et cette complexité structurelle semblent indiquer que les astrocytes sont des cellules particulièrement adaptées à une communication rapide et qu'elles peuvent, au même titre que les neurones dont elles seraient les partenaires légitimes, participer à la transmission et à l'intégration de l'information cérébrale.RESUMEDe petites vésicules, les « SLMVs » ou « Synaptic Like MicroVesicles », exprimant des transporteurs vésiculaires du glutamate (VGluTs) et libérant du glutamate par exocytose régulée, ont récemment été décrites dans les astrocytes en culture et in situ. Néanmoins, nous savons peu de chose sur les propriétés précises de la sécrétion de ces SLMVs. Contrairement aux neurones, le couplage stimulussécrétion des astrocytes n'est pas basé sur l'ouverture des canaux calciques membranaires mais nécessite l'intervention de seconds messagers et la libération du calcium par le reticulum endoplasmique (RE). Comprendre les propriétés spatio-temporelles de la sécrétion astrocytaire est essentiel pour comprendre le mode de communication de ces cellules et leur implication dans la transmission de l'information cérébrale. Nous avons utilisé des outils fluorescents récemment développés pour étudier le recyclage des vésicules synaptiques glutamatergiques comme les colorants styryles et la pHluorin afin de pouvoir suivre la sécrétion des SLMVs à l'échelle de la cellule mais également à l'échelle des évènements. L'utilisation combinée de l'épifluorescence et de la fluorescence à onde évanescente nous a permis d'obtenir une résolution temporelle et spatiale sans précédent. Ainsi avons-nous confirmé que la sécrétion régulée des astrocytes était un processus très rapide (de l'ordre de quelques centaines de millisecondes). Nous avons découvert que cette sécrétion est contrôlée par des augmentations de calcium locales et rapides. Nous avons également décrit des compartiments cytosoliques délimités par le RE à proximité de la membrane plasmique et contenant les SLMVs. Cette organisation semble être à la base du couplage rapide entre l'activation des GPCRs et la sécrétion. L'existence de compartiments subcellulaires indépendants permettant de contenir les messagers intracellulaires et de limiter leur diffusion semble compenser de manière efficace la nonexcitabilité électrique des astrocytes. Par ailleurs, l'existence des différents pools de vésicules recrutés séquentiellement et fusionnant selon des modalités distinctes ainsi que l'existence de mécanismes permettant le renouvellement de ces pools lors de la stimulation suggèrent que les astrocytes peuvent faire face à une stimulation soutenue de leur sécrétion. Ces données suggèrent que la libération de gliotransmetteurs par exocytose régulée n'est pas seulement une propriété des astrocytes en culture mais bien le résultat d'une forte spécialisation de ces cellules pour la sécrétion. La rapidité de cette sécrétion donne aux astrocytes toutes les compétences pour pouvoir intervenir de manière active dans la transmission et l'intégration de l'information.ABSTRACTRecently, astrocytic synaptic like microvesicles (SLMVs), that express vesicular glutamate transporters (VGluTs) and are able to release glutamate by Ca2+-dependent regulated exocytosis, have been described both in tissue and in cultured astrocytes. Nevertheless, little is known about the specific properties of regulated secretion in astrocytes. Important differences may exist between astrocytic and neuronal exocytosis, starting from the fact that stimulus-secretion coupling in astrocytes is voltage independent, mediated by G-protein-coupled receptors and the release of Ca2+ from internal stores. Elucidating the spatiotemporal properties of astrocytic exo-endocytosis is, therefore, of primary importance for understanding the mode of communication of these cells and their role in brain signaling. We took advantage of fluorescent tools recently developed for studying recycling of glutamatergic vesicles at synapses like styryl dyes and pHluorin in order to follow exocytosis and endocytosis of SLMVs at the level of the entire cell or at the level of single event. We combined epifluorescence and total internal reflection fluorescence imaging to investigate, with unprecedented temporal and spatial resolution, the events underlying the stimulus-secretion in astrocytes. We confirmed that exo-endocytosis process in astrocytes proceeds with a time course on the millisecond time scale. We discovered that SLMVs exocytosis is controlled by local and fast Ca2+ elevations; indeed submicrometer cytosolic compartments delimited by endoplasmic reticulum (ER) tubuli reaching beneath the plasma membrane and containing SLMVs. Such complex organization seems to support the fast stimulus-secretion coupling reported here. Independent subcellular compartments formed by ER, SLMVs and plasma membrane containing intracellular messengers and limiting their diffusion seem to compensate efficiently the non-electrical excitability of astrocytes. Moreover, the existence of two pools of SLMVs which are sequentially recruited suggests a compensatory mechanisms allowing the refill of SLMVs and supporting exocytosis process over a wide range of multiple stimuli. These data suggest that regulated secretion is not only a feature of cultured astrocytes but results from a strong specialization of these cells. The rapidity of secretion demonstrates that astrocytes are able to actively participate in brain information transmission and processing.

Viral envelope glycoprotein processing by proprotein convertases.

The proprotein convertases (PCs) are a family of nine mammalian enzymes that play key roles in the maintenance of cell homeostasis by activating or inactivating proteins via limited proteolysis under temporal and spatial control. A wide range of pathogens, including major human pathogenic viruses can hijack cellular PCs for their own purposes. In particular, productive infection with many enveloped viruses critically depends on the processing of their fusion-active viral envelope glycoproteins by cellular PCs. Based on their crucial role in virus-host interaction, PCs can be important determinants for viral pathogenesis and represent promising targets of therapeutic antiviral intervention. In the present review we will cover basic aspects and recent developments of PC-mediated maturation of viral envelope glycoproteins of selected medically important viruses. The molecular mechanisms underlying the recognition of PCs by viral glycoproteins will be described, including recent findings demonstrating differential PC-recognition of viral and cellular substrates. We will further discuss a possible scenario how viruses during co-evolution with their hosts adapted their glycoproteins to modulate the activity of cellular PCs for their own benefit and discuss the consequences for virus-host interaction and pathogenesis. Particular attention will be given to past and current efforts to evaluate cellular PCs as targets for antiviral therapeutic intervention, with emphasis on emerging highly pathogenic viruses for which no efficacious drugs or vaccines are currently available.

Adaptive filtering methods for identifying cross-frequency couplings in human EEG.

Oscillations have been increasingly recognized as a core property of neural responses that contribute to spontaneous, induced, and evoked activities within and between individual neurons and neural ensembles. They are considered as a prominent mechanism for information processing within and communication between brain areas. More recently, it has been proposed that interactions between periodic components at different frequencies, known as cross-frequency couplings, may support the integration of neuronal oscillations at different temporal and spatial scales. The present study details methods based on an adaptive frequency tracking approach that improve the quantification and statistical analysis of oscillatory components and cross-frequency couplings. This approach allows for time-varying instantaneous frequency, which is particularly important when measuring phase interactions between components. We compared this adaptive approach to traditional band-pass filters in their measurement of phase-amplitude and phase-phase cross-frequency couplings. Evaluations were performed with synthetic signals and EEG data recorded from healthy humans performing an illusory contour discrimination task. First, the synthetic signals in conjunction with Monte Carlo simulations highlighted two desirable features of the proposed algorithm vs. classical filter-bank approaches: resilience to broad-band noise and oscillatory interference. Second, the analyses with real EEG signals revealed statistically more robust effects (i.e. improved sensitivity) when using an adaptive frequency tracking framework, particularly when identifying phase-amplitude couplings. This was further confirmed after generating surrogate signals from the real EEG data. Adaptive frequency tracking appears to improve the measurements of cross-frequency couplings through precise extraction of neuronal oscillations.

Fast subplasma membrane Ca2+ transients control exo-endocytosis of synaptic-like microvesicles in astrocytes

Astrocytes are the most abundant glial cell type in the brain. Although not apposite for long-range rapid electrical communication, astrocytes share with neurons the capacity of chemical signaling via Ca(2+)-dependent transmitter exocytosis. Despite this recent finding, little is known about the specific properties of regulated secretion and vesicle recycling in astrocytes. Important differences may exist with the neuronal exocytosis, starting from the fact that stimulus-secretion coupling in astrocytes is voltage independent, mediated by G-protein-coupled receptors and the release of Ca(2+) from internal stores. Elucidating the spatiotemporal properties of astrocytic exo-endocytosis is, therefore, of primary importance for understanding the mode of communication of these cells and their role in brain signaling. We here take advantage of fluorescent tools recently developed for studying recycling of glutamatergic vesicles at synapses (Voglmaier et al., 2006; Balaji and Ryan, 2007); we combine epifluorescence and total internal reflection fluorescence imaging to investigate with unprecedented temporal and spatial resolution, the stimulus-secretion coupling underlying exo-endocytosis of glutamatergic synaptic-like microvesicles (SLMVs) in astrocytes. Our main findings indicate that (1) exo-endocytosis in astrocytes proceeds with a time course on the millisecond time scale (tau(exocytosis) = 0.24 +/- 0.017 s; tau(endocytosis) = 0.26 +/- 0.03 s) and (2) exocytosis is controlled by local Ca(2+) microdomains. We identified submicrometer cytosolic compartments delimited by endoplasmic reticulum tubuli reaching beneath the plasma membrane and containing SLMVs at which fast (time-to-peak, approximately 50 ms) Ca(2+) events occurred in precise spatial-temporal correlation with exocytic fusion events. Overall, the above characteristics of transmitter exocytosis from astrocytes support a role of this process in fast synaptic modulation.

Analysis of Centrosome duplication in "Caenorhabditis elegans" : the role of "sas" genes

Abstract: The centrosome is the major microtubule organizing center (MTOC) of most animal cells. As such, it is essential for a number of processes, including polarized secretion or bipolar spindle assembly. Hence, centrosome number needs to be controlled precisely in coordination with DNA replication. Cells early in the cell cycle contain one centrosome that duplicates during S-phase to give rise to two centrosomes that organize a bipolar spindle during mitosis. A failure in this process is likely to engage the spindle assembly checkpoint and threaten genome stability. Despite its importance for normal and uncontrolled proliferation the mechanisms underlying centrosome duplication are still unclear. The Caenorhabditis elegans embryo is well suited to study the mechanisms of centrosome duplication. It allows for the analysis of cellular processes with high temporal and spatial resolution. Gene identification and inactivation techniques are very powerful and a wide set of mutant and transgenic strains facilitates analysis. My thesis project consisted of characterizing three sas-genes: sas-4, sas-5 and sas-¬6. Embryos lacking these genes fail to form a bipolar spindle, hence their name (spindle assembly). I established that sas-4(RNAi) and sas-6(RNAi) embryos do not form daughter centrioles and thus do not duplicate their centrosomes. Furthermore, I showed that both proteins localize to the cytoplasm and are strikingly enriched at centrioles throughout the cell cycle. By performing fluorescent recovery after photobleaching (FRAP) experiments and differentially labeling centrioles, I established that both proteins are recruited to centrioles once per cell cycle when daughter centrioles form. In contrast, SAS-5, PLK-1 and SPD-2 shuttle permanently between the cytoplasm and centrioles. By showing that SAS-5 and SAS-6 interact in vivo, I established a functional relationship between the proteins. Testing the putative human homologue of SAS-6 (HsSAS-6) and a distant relative of SAS-4 (CPAP), I was able to show that these proteins are required for centrosome duplication in human cells. In addition I found that overexpression of GFP¬HsSAS-6 leads to formation of extra centrosomes. In conclusion, we identified and gained important insights into proteins required for centrosome duplication in C. elegans and in human cells. Thus, our work contributes to further elucidate an important step of cell division in normal and malignant tissues. Eventually, this may allow for the development of novel diagnostic or therapeutic reagents to treat cancer patients. Résumé: Le centrosome est le principal centre organisateur des microtubules dans les cellules animales. De ce fait, il est essentiel pour un certain nombre de processus, comme l'adressage polarisé ou la mise en place d'un fuseau bipolaire. Le nombre de centrosome doit être contrôlé de façon précise et en coordination avec la réplication de l'ADN. Au début du cycle cellulaire, les cellules n'ont qu'un seul centrosome qui se duplique au cours de la phase S pour donner naissance à deux centrosomes qui forment le fuseau bipolaire pendant la mitose. Des défauts dans ce processus déclencheront probablement le "checkpoint" d'assemblage du fuseau et menaceront la stabilité du génome. Malgré leurs importances pour la prolifération normale ou incontrôlée des cellules, les mécanismes gouvernant la duplication des centrosomes restent obscures. L'embryon de Caenorhabditis elegans est bien adapté pour étudier les mécanismes de duplication des centrosomes. Il permet l'analyse des processus cellulaires avec une haute résolution spatiale et temporelle. L'identification des gènes et les techniques d'inactivation sont très puissantes et de larges collections de mutants et de lignées transgéniques facilitent les analyses. Mon projet de thèse a consisté à caractérisé trois gènes: sas-4, sas-5 et sas-6. Les embryons ne possédant pas ces gènes ne forment pas de fuseaux bipolaires, d'où leur nom (spindle assembly). J'ai établi que les embryons sas-4(RNAi) et sas-6(RNAi) ne forment pas de centrioles fils, et donc ne dupliquent pas leur centrosome. De plus, j'ai montré que les deux protéines sont localisées dans le cytoplasme et sont étonnamment enrichies aux centrioles tout le long du cycle cellulaire. En réalisant des expériences de FRAP (fluorscence recovery after photobleaching) et en marquant différentiellement les centrioles, j'ai établi que ces deux protéines sont recrutées une fois par cycle cellulaire aux centrioles, au moment de la duplication. Au contraire, SAS-5, PLK-1 et SPD-2 oscillent en permanence entre le cytoplasme et les centrioles. En montrant que SAS-5 et SAS-6 interagissent in vivo, j'ai établi une relation fonctionnelle entre les deux protéines. En testant les homologues humains putatifs de SAS-6 (HsSAS-6) et de SAS-4 (CPAP), j'ai été capable de montrer que ces protéines étaient aussi requises pour la duplication des centrosomes dans les cellules humaines. De plus, j'ai montré que la surexpression de GFP-HsSAS-6 entrainait la formation de centrosomes surnuméraires. En conclusion, nous avons identifié et progressé dans la compréhension de protéines requises pour la duplication des centrosomes chez C. elegans et dans les cellules humaines. Ainsi, notre travail contribue à mieux élucider une étape importante du la division cellulaire dans les cellules normales et malignes. A terme, ceci devrait aider au développement de nouveaux diagnostics ou de traitements thérapeuthiques pour soigner les malades du cancer.

Politiques littéraires du voyage : les Boulevards des Maréchaux de Tillinac et de Rolin (Paris)

(English version below) Deux expériences littéraires, quasiment simultanées, ont été menées sur "les Maréchaux", les boulevards extérieurs parisiens, autour de l'an 2000. Cette coïncidence temporelle et spatiale est précieuse : elle permet de mesurer les écueils et les apports liés à une faculté de "voir la ville", aujourd'hui largement partagée, mais dont les écrivains sont les détenteurs historiques. En interrogeant la dimension sociale de ces voyages de proximité, c'est-à-dire la relation d'altérité que cette pratique institue avec les hommes qui sont dans la ville, une politique peut être mise au jour, et la précarité d'un horizon commun. Two almost simultaneous literary experiments were conducted around the year 2000 on the exterior Parisian boulevards, known as "les Maréchaux" ("the Marshals"). This temporal and spatial coincidence is especially valuable in that it serves to assess the pitfalls and the contributions relating to an ability to "see the city" that is now widely experienced, but of which writers are the historical custodians. Examining the social dimension of these "propinquitous travels" (journeys to nearby destinations), meaning the distancing that this practice institutes with the people inside the city, serves to reveal a policy and the precarious nature of a shared horizon.

Age-associated modulations of cerebral oscillatory patterns related to attention control.

Visual attention depends on bottom-up sensory activation and top-down attentional guidance. Although aging is known to affect sensory processing, its impact on the top-down control of attention remains a matter of debate. We investigated age-related modulations of brain oscillatory activity during visual attention using a variant of the attention network test (ANT) in 20 young and 28 elderly adults. We examined the EEG oscillatory responses to warning and target signals, and explored the correlates of temporal and spatial orienting as well as conflict resolution at target presentation. Time-frequency analysis was performed between 4 and 30Hz, and the relationship between behavioral and brain oscillatory responses was analyzed. Whereas temporal cueing and conflict had similar reaction time effects in both age groups, spatial cueing was more beneficial to older than younger subjects. In the absence of cue, posterior alpha activation was drastically reduced in older adults, pointing to an age-related decline in anticipatory attention. Following both cues and targets, older adults displayed pronounced motor-related activation in the low beta frequency range at the expense of attention-related posterior alpha activation prominent in younger adults. These findings support the recruitment of alternative motor-related circuits in the elderly, in line with the dedifferentiation hypothesis. Furthermore, older adults showed reduced midparietal alpha inhibition induced by temporal orienting as well as decreased posterior alpha activation associated with both spatial orienting and conflict resolution. Altogether, the results are consistent with an overall reduction of task-related alpha activity in the elderly, and provide functional evidence that younger and older adults engage distinct brain circuits at different oscillatory frequencies during attentional functions.

Structure et évolution thermique de la croûte supérieure des chaînes de subduction : approches thermologique et modélisation numérique, dans les North Cascades (U.S.A) et de la zone de faille Motagua (Guatemala)

Cette thèse cible l'étude de la structure thermique de la croûte supérieure (<10km) dans les arcs magmatiques continentaux, et son influence sur l'enregistrement thermochronologique de leur exhumation et de leur évolution topographique. Nous portons notre regard sur deux chaînes de montagne appartenant aux Cordillères Américaines : Les Cascades Nord (USA) et la zone de faille Motagua (Guatemala). L'approche utilisée est axée sur la thermochronologie (U-Th-Sm)/He sur apatite et zircon, couplée avec la modélisation numérique de la structure thermique de la croûte. Nous mettons en évidence la variabilité à la fois spatiale et temporelle du gradient géothermique, et attirons l'attention du lecteur sur l'importance de prendre en compte la multitude des processus géologiques perturbant la structure thermique dans les chaînes de type cordillère, c'est à dire formées lors de la subduction océanique sous un continent.Une nouvelle approche est ainsi développée pour étudier et contraindre la perturbation thermique autour des chambres magmatiques. Deux profiles âge-elevation (U-Th-Sm)/He sur apatite et zircon, ont été collectées 7 km au sud du batholithe de Chilliwack, Cascades Nord. Les résultats montrent une variabilité spatiale et temporelle du gradient géothermique lors de l'emplacement magmatique qui peut être contrainte et séparé de l'exhumation. Durant l'emplacement de l'intrusion, la perturbation thermique y atteint un état d'équilibre (-80-100 °C/km) qui est fonction du flux de magma et de ia distance à la source du magma, puis rejoint 40 °C/km à la fin du processus d'emplacement magmatique.Quelques nouvelles données (U-Th)/He, replacées dans une compilation des données existantes dans les Cascades Nord, indiquent une vitesse d'exhumation constante (-100 m/Ma) dans le temps et l'espace entre 35 Ma et 2 Ma, associée à un soulèvement uniforme de la chaîne contrôlé par l'emplacement de magma dans la croûte durant toute l'activité de l'arc. Par contre, après ~2 Ma, le versant humide de la chaîne est affecté par une accélération des taux d'exhumation, jusqu'à 3 km de croûte y sont érodés. Les glaciations ont un triple effet sur l'érosion de cette chaîne: (1) augmentation des vitesses d'érosion, d'exhumation et de soulèvement la où les précipitations sont suffisantes, (2) limitation de l'altitude contrôlé par la position de Γ Ε LA, (3) élargissement du versant humide et contraction du versant aride de la chaîne.Les modifications des réseaux de drainage sont des processus de surface souvent sous-estimés au profil d'événements climatiques ou tectoniques. Nous proposons une nouvelle approche couplant une analyse géomorphologique, des données thermochronologiques de basse température ((U-Th-Sm)/He sur apatite et zircon), et l'utilisation de modélisation numérique thermo-cinématique pour les mettre en évidence et les dater; nous testons cette approche sur la gorge de la Skagit river dans les North Cascades.De nouvelles données (U-Th)/He sur zircons, complétant les données existantes, montrent que le déplacement horizontal le long de la faille transformante continentale Motagua, la limite des plaques Caraïbe/Amérique du Nord, a juxtaposé un bloc froid, le bloc Maya (s.s.), contre un bloque chaud, le bloc Chortis (s.s.) originellement en position d'arc. En plus de donner des gammes d'âges thermochronologiques très différents des deux côtés de la faille, le déplacement horizontal rapide (~2 cm/a) a produit un fort échange thermique latéral, résultant en un réchauffement du côté froid et un refroidissement du côté chaud de la zone de faille de Motagua.Enfin des données (U-Th-Sm)/He sur apatite témoignent d'un refroidissement Oligocène enregistré uniquement dans la croûte supérieure de la bordure nord de la zone de faille Motagua. Nous tenterons ultérieurement de reproduire ce découplage vertical de la structure thermique par la modélisation de la formation d'un bassin transtensif et de circulation de fluides le long de la faille de Motagua. - This thesis focuses on the influence of the dynamic thermal structure of the upper crust (<10km) on the thermochronologic record of the exhumational and topographic history of magmatic continental arcs. Two mountain belts from the American Cordillera are studied: the North Cascades (USA) and the Motagua fault zone (Guatemala). I use a combined approach coupling apatite and zircon (U-Th-Sm}/He thermochronology and thermo- kinematic numerical modelling. This study highlights the temporal and spatial variability of the geothermal gradient and the importance to take into account the different geological processes that perturb the thermal structure of Cordilleran-type mountain belts (i.e. mountain belts related to oceanic subduction underneath a continent}.We integrate apatite and zircon (U-Th)/He data with numerical thermo-kinematic models to study the relative effects of magmatic and surface processes on the thermal evolution of the crust and cooling patterns in the Cenozoic North Cascades arc (Washington State, USA). Two age-elevation profiles that are located 7 km south of the well-studied Chiliiwack intrusions shows that spatial and temporal variability in geothermal gradients linked to magma emplacement can be contrained and separated from exhumation processes. During Chiliiwack batholith emplacement at -35-20 Ma, the geothermal gradient of the country rocks increased to a very high steady-state value (80-100°C/km), which is likely a function of magma flux and the distance from the magma source area. Including temporally varying geothermal gradients in the analysis allows quantifying the thermal perturbation around magmatic intrusions and retrieving a relatively simple denudation history from the data.The synthesis of new and previously published (U-Th)/He data reveals that denudation of the Northern Cascades is spatially and temporally constant at -100 m/Ma between ~32 and ~2 Ma, which likely reflects uplift due to magmatic crustal thickening since the initiation of the Cenozoic stage of the continental magmatic arc. In contrast, the humid flank of the North Cascades is affected by a ten-fold acceleration in exhumation rate at ~2 Ma, which we interpret as forced by the initiation of glaciations; around 3 km of crust have been eroded since that time. Glaciations have three distinct effects on the dynamics of this mountain range: (1) they increase erosion, exhumation and uplift rates where precipitation rates are sufficient to drive efficient glacial erosion; (2) they efficiently limit the elevation of the range; (3) they lead to widening of the humid flank and contraction of the arid flank of the belt.Drainage reorganizations constitute an important agent of landscape evolution that is often underestimated to the benefit of tectonic or climatic events. We propose a new method that integrates geomorphology, low-temperature thermochronometry (apatite and zircon {U-Th-Sm)/He), and 3D numerical thermal-kinematic modelling to detect and date drainage instability producing recent gorge incision, and apply this approach to the Skagit River Gorge, North Cascades.Two zircon (U-Th)/He age-elevation profiles sampled on both sides of the Motagua Fault Zone (MFZ), the boundary between the North American and the Caribbean plates, combined with published thermochronological data show that strike-slip displacement has juxtaposed the cold Maya block (s.s.) against the hot, arc derived, Chortis block (s.s ), producing different age patterns on both sides of the fault and short-wavelength lateral thermal exchange, resulting in recent heating of the cool side and cooling of the hot side of the MFZ.Finally, an apatite (U-Th-Sm)/He age-elevation profile records rapid cooling at -35 Ma localized only in the upper crust along the northern side of the Motagua fault zone. We will try to reproduce these data by modeling the thermal perturbation resulting from the formation of a transtensional basin and of fluid flow activity along a crustal- scale strike-slip fault.

Analyse systémique et prospective des usages de l'eau dans la région de Crans-Montana-Sierre (Suisse)

Crans-Montana-Sierre is a tourist area locateci in Rhone valley in central Valais, cha-racterized by dry climate and scarce summer precipitations. More than other regions in Switzerland, this area has suffered the effects of the drought (heat wave) that affec¬ted all Western Europe during summer 2003. In the future, climate change together with societal and economic development will signicantly modify the water need of the region and, consequently, may increase the potential conflicts of interest. Within a long term planning strategy, decision-makers require precise information about the current amount of water needed in the region, with particular attention to temporal and spatial concentration, and the forecasted amount for 2050. This work therefore aims at estimating the variation of the water demand by taking into account the influence of climate change (CH2011) and socio-economic scenarios, developed in cooperation with the competent authorities. This thesis, whose aim is to study the water management and water uses is a core part of the MontanAqua project "Water management in times of scarcity and global change" mainly because of its interdisciplinary topic at the interface between water resources, land development and the socio-political structure. Results show that socio-economic development by 2050 could have a greater impact than expected climate changes (CH2011, A1B scenarios) for the same time horizon for water demand. Demography, spatial planning, tourism and economic development are just some of the factors that could significantly affect the water consumption of the Crans-Montana-Sierre region. Compared with the future water resources available, the maximal water demand forecasted by the socio-economic scenarios developed within the project MontanAqua, could not always be satisfied. This issue, like extreme climate phenomena (as it was the summer drought occurred in 2003 or in April / May 2011), could be mitigated adopting regional management policies relating to a more rational water use and preventive storage of water resource. - Crans-Montana-Sierre est une région touristique située dans la vallée du Rhône; dans le Valais central, qui se caractérise par un climat relativement pauvre en précipitations et qui plus que d'autres a subi les effets de la sécheresse qui a touché l'Europe occidentale durant l'été 2003. À l'avenir, les changements climatiques ainsi que le développement socio-économique modifieront de manière significative les besoins en eau de la région, ce qui risque de faire augmenter les rivalités d'usage concernant cette ressource. Afin de jouer à l'avance, les décideurs ont besoin d'informations précises sur la quantité d'eau nécessaire à la région, avec une attention particulière à sa concentration temporelle et spatiale, à l'heure actuelle et à l'horizon 2050. Ce travail vise donc à estimer la variation de la demande en eau en tenant compte de l'influence des changements climatiques (CH2011) et des scénarios socio-économiques, élaborés en collaboration avec les autorités compétentes. Cette thèse, qui met l'accent sur les usages de l'eau fait partie du projet Montan Aqua « Gestion de l'eau en temps de pénurie et de changement global », est à l'intersection entre les ressources hydriques, l'aménagement du territoire et son organisation socio-politique, fait qui la met, non pas par son importance, mais par son emplacement et ses interconnexions, au coeur de cette recherche. Les résultats obtenus montrent comment les développements socio-économiques d'ici à 2050 ont un impact potentiellement plus important que les changements climatiques prévus par les scénarios AlB de CH2011 pour le même horizon temporel sur la demande en eau. Démographie, aménagement du territoire et contexte économico-touristique, ne sont que quelques-uns des facteurs qui ont la capacité d'agir significativement sur les usages de l'eau en ce qui concerne les aspects qualitatif et quantitatif de la région de Crans-Montana-Sierre. Par rapport aux ressources en eau disponibles à l'avenir, la demande maximale d'eau prévue par les scénarios socio-économiques développés au sein du projet MontanAqua risque de ne pas être toujours satisfaite. Ce danger et la manifestation de phénomènes climatiques extrêmes, comme la sécheresse estivale survenue en 2003 ou celle d'avril/mai 2011, ne pourront être atténués que par l'adoption de politiques de gestion à l'échelle régionale favorisant une utilisation plus rationnelle et un stockage préventif de la ressource en eau.

Krypton laser photocoagulation induces retinal vascular remodeling rather than choroidal neovascularization.

The purpose of this study is to analyze the retina and choroid response following krypton laser photocoagulation. Ninety-two C57BL6/Sev129 and 32 C57BL/6J, 5-6-week-old mice received one single krypton (630 nm) laser lesion: 50 microm, 0.05 s, 400 mW. On the following day, every day thereafter for 1 week and every 2-3 days for the following 3 weeks, serial sections throughout the lesion were systematically collected and studied. Immunohistology using specific markers or antibodies for glial fibrillary acidic protein (GFAP) (astrocytes, glia and Muller's cells), von Willebrand (vW) (vascular endothelial cells), TUNEL (cells undergoing caspase dependent apoptosis), PCNA (proliferating cell nuclear antigen) p36, CD4 and F4/80 (infiltrating inflammatory and T cells), DAPI (cell nuclei) and routine histology were carried out. Laser confocal microscopy was also performed on flat mounts. Temporal and spatial observations of the created photocoagulation lesions demonstrate that, after a few hours, activated glial cells within the retinal path of the laser beam express GFAP. After 48 h, GFAP-positive staining was also detected within the choroid lesion center. "Movement" of this GFAP-positive expression towards the lasered choroid was preceded by a well-demarcated and localized apoptosis of the retina outer nuclear layer cells within the laser beam path. Later, death of retinal outer nuclear cells and layer thinning at this site was followed by evagination of the inner nuclear retinal layer. Funneling of the entire inner nuclear and the thinned outer nuclear layers into the choroid lesion center was accompanied by "dragging" of the retinal capillaries. Thus, from days 10 to 14 after krypton laser photocoagulation onward, well-formed blood capillaries (of retinal origin) were observed within the lesion. Only a few of the vW-positive capillary endothelial cells stained also for PCNA p36. In the choroid, dilatation of the vascular bed occurred at the vicinity of the photocoagulation site and around it. Confocal microscopy demonstrates that the vessels throughout the path lesion are located within the neuroretina while in the choroid (after separation of the neural retina) only GFAP-positive but no lectin-positive cells can be seen. The involvement of infiltrating inflammatory cells in these remodeling and healing processes remained minimal throughout the study period. During the 4 weeks following krypton laser photocoagulation in the mouse eye, processes of wound healing and remodeling appear to be driven by cells (and vessels) originating from the retina.

Noise-induced Brownian motion of spiral waves

We study the erratic displacement of spiral waves forced to move in a medium with random spatiotemporal excitability. Analytical work and numerical simulations are performed in relation to a kinematic scheme, assumed to describe the autowave dynamics for weakly excitable systems. Under such an approach, the Brownian character of this motion is proved and the corresponding dispersion coefficient is evaluated. This quantity shows a nontrivial dependence on the temporal and spatial correlation parameters of the external fluctuations. In particular, a resonantlike behavior is neatly evidenced in terms of the noise correlation time for the particular situation of spatially uniform fluctuations. Actually, this case turns out to be, to a large extent, exactly solvable, whereas a pair of dispersion mechanisms are discussed qualitatively and quantitatively to explain the results for the more general scenario of spatiotemporal disorder.

El portafoli electrònic com a procediment avaluador de l'aprenentatge per a la comprensió als centres de secundària de la xarxa school+

[cat] El projecte que s'ha dut a terme sota el nom "El portafoli electrònic com a procediment avaluador de l'aprenentatge per a la comprensió als centres de secundària de la Xarxa School +", s'ha desenvolupat a partir de tres eixos prioritaris que sintetitzen els objectius que ens havíem plantejat:1. Desenvolupar una experiència pedagògica que impliqués la perspectiva educativa delsprojectes de treball, i la utilització del sistema d¿ensenyament i aprenentatge virtualSchool+Microcosmos. 2. Afavorir una experiència de col·laboració entre el professorat de cada centre i entre elprofessorat dels diferents centres participants. 3. Realitzar una recerca sistemàtica, a partir de la utilització de diferents procediments de recollida d'evidències (observacions, entrevistes, anàlisis de materials, actes de reunió delgrup, informes finals,...) al voltant de les formes de comprensió que es poden produir per part dels estudiants, i com a camí per un replantejament de l'aprenentatge a l'educació secundària. La recerca desenvolupada ens ha mostrat com les possibilitats de promoure la comprensió des de la perspectiva educativa adoptada -els projectes de treball- són manifestes, però es troben limitades per les constriccions organitzatives -sobretot temporals i espacials- i curriculars que actualmentmediatitzen la capacitat innovadora dels centres de secundària. Aquest informe recull els processos i els resultats de la recerca i la innovació educativa realitzades, així com algunes de les seves conseqüències per a plantejar canvis en l'educació secundària.

El portafoli electrònic com a procediment avaluador de l'aprenentatge per a la comprensió als centres de secundària de la xarxa school+

[cat] El projecte que s'ha dut a terme sota el nom "El portafoli electrònic com a procediment avaluador de l'aprenentatge per a la comprensió als centres de secundària de la Xarxa School +", s'ha desenvolupat a partir de tres eixos prioritaris que sintetitzen els objectius que ens havíem plantejat:1. Desenvolupar una experiència pedagògica que impliqués la perspectiva educativa delsprojectes de treball, i la utilització del sistema d¿ensenyament i aprenentatge virtualSchool+Microcosmos. 2. Afavorir una experiència de col·laboració entre el professorat de cada centre i entre elprofessorat dels diferents centres participants. 3. Realitzar una recerca sistemàtica, a partir de la utilització de diferents procediments de recollida d'evidències (observacions, entrevistes, anàlisis de materials, actes de reunió delgrup, informes finals,...) al voltant de les formes de comprensió que es poden produir per part dels estudiants, i com a camí per un replantejament de l'aprenentatge a l'educació secundària. La recerca desenvolupada ens ha mostrat com les possibilitats de promoure la comprensió des de la perspectiva educativa adoptada -els projectes de treball- són manifestes, però es troben limitades per les constriccions organitzatives -sobretot temporals i espacials- i curriculars que actualmentmediatitzen la capacitat innovadora dels centres de secundària. Aquest informe recull els processos i els resultats de la recerca i la innovació educativa realitzades, així com algunes de les seves conseqüències per a plantejar canvis en l'educació secundària.

Influence of triamcinolone intravitreal injection on retinochoroidal healing processes.

To analyze the effects of triamcinolone intravitreal injection on the wound healing processes after argon laser retinal photocoagulation, wild type C57BL/6J mice, 8-12 weeks old underwent a standard argon laser photocoagulation protocol. After pentobarbital anesthesia and pupil dilatation, argon laser lesions were induced (50microm, 400mW, 0.05s). Two photocoagulation impacts created two disc diameters from the optic nerve in both eyes. The photocoagulated mice were divided into four groups: Group I (n=12), photocoagulation controls, did not receive any intravitreous injection. Group II (n=12), received an intravitreous injection of 1microl of balanced salt solution (BSS). Group III (n=12), received an intravitreous injection of 1microl containing 15microg of triamcinolone acetonide (TAAC) in BSS. Two mice from each of these three groups were sacrificed at 1, 3, 7, 14 days and 2 and 4 months after photocoagulation. Group IV (n=10) received 1.5, 3, 7.5, 15, or 30microg of TAAC and were all sacrificed on day 14. The enucleated eyes were subjected to systematic analysis of the cellular remodeling processes taking place within the laser lesion and its vicinity. To this purpose, specific antibodies against GFAP, von Willebrand factor, F4/80 and KI67 were used for the detection of astrocytes, activated Müller cells, vascular endothelial cells, infiltrating inflammatory cells and actively proliferating cells. TUNEL reaction was also carried out along with nuclear DAPI staining. Temporal and spatial observations of the created photocoagulation lesions demonstrate that 24h following the argon laser beam, a localized and well-delineated affection of the RPE cells and choroid is observed in mice in Groups I and II. The inner retinal layers in these mice eyes are preserved while TUNEL positive (apoptotic) cells are observed at the retinal outer nuclear layer level. At this stage, intense staining with GFAP is associated with activated retinal astrocytes and Müller cells throughout the laser path. From day 3 after photocoagulation, dilated new choroidal capillaries are detected on the edges of the laser lesion. These processes are accompanied by infiltration of inflammatory cells and the presence of proliferating cells within the lesion site. Mice in Group III treated with 15microg/mul of triamcinolone showed a decreased number of infiltrating inflammatory cells and proliferating cells, which was not statistically significant compared to uninjected laser treated controls. The development of new choroidal capillaries on the edges of the laser lesion was also inhibited during the first 2 months after photocoagulation. However, on month 4 the growth of new vessels was observed in these mice treated with TAAC. Mice of Group IV did not show any development of new capillaries even with small doses. After argon laser photocoagulation of the mouse eye, intravitreal injection of triamcinolone markedly influenced the retina and choroid remodeling and healing processes. Triamcinolone is a powerful inhibitor of the formation of neovessels in this model. However, this inhibition is transient. These observations should provide a practical insight for the mode of TAAC use in patients with wet AMD.