Activation du système nerveux autonome lors du sommeil nocturne et lors du sommeil de récupération diurne chez les somnambules et les sujets contrôles

Les somnambules présentent des caractéristiques qui suggèrent un dysfonctionnement dans la régulation du sommeil lent profond (SLP). La fonction autonome est étroitement liée à la régulation des stades de sommeil et reflète l’intensité du SLP. Notre objectif est d’étudier la fonction autonome pendant le SLP des somnambules et des sujets témoins avant et après une privation de sommeil. Quatorze somnambules adultes (9 femmes et 5 hommes ; 28,1 ± 5,8 ans) et 14 sujets témoins appariés pour l’âge et le sexe (27,8 ± 6,0 ans) ont été évalués par vidéo - polysomnographie pour une nuit de base et pendant le sommeil de récupération après 25 heures de privation de sommeil. La fréquence cardiaque (FC) et les composantes spectrales de la variabilité de la FC ont été évaluées. Les composantes de basses (LF) et de hautes fréquences (HF) en valeur absolue et en unités normalisées (LFn et HFn) ainsi que le ratio LF/HF ont été analysés à partir de segments de 5 minutes d’électrocardiogramme sélectionnés lors du SLP des deux premiers cycles de sommeil. Au cours du premier cycle de sommeil, les somnambules, mais pas les sujets témoins, ont montré une diminution des LFn et du ratio LF/HF ainsi qu’une augmentation des HFn lors du sommeil de récupération par rapport au sommeil normal. Au cours du deuxième cycle, les somnambules ont montré une FC plus élevée en sommeil de récupération par rapport au sommeil de base et l’inverse a été trouvé chez les sujets témoins. Les somnambules ont montré une augmentation de l’activité parasympathique ainsi qu’une diminution de l’activité sympathique au cours du premier cycle du sommeil de récupération par rapport à la valeur initiale. Puisque cette fenêtre de temps est fortement associée à la survenue d'épisodes de somnambulisme chez les sujets prédisposés, cette hyperactivité parasympathique pourrait être impliquée dans la physiopathologie de somnambulisme.

Le blocage de la consolidation et de la reconsolidation des souvenirs émotionnels chez l'humain à l'aide du propranolol

Une récente théorie de la mémoire a proposé que lorsqu'un souvenir déjà bien consolidé est réactivé, il redevient labile et susceptible aux modifications avant d'être restabilisé (reconsolidé) en mémoire à long terme. Ce nouveau modèle réfute le modèle classique de la consolidation qui propose qu'une fois consolidés, les souvenirs soient permanents et donc résistants aux effets des agents amnésiques. Les études validant la théorie de la reconsolidation abondent chez les animaux, mais encore peu d'études ont été réalisées chez les humains. L'objectif de cette thèse est de vérifier, dans une population de sujets sains et de sujets souffrant de trouble de stress post-traumatique (TSPT), l'efficacité d'un agent pharmacologique, le propranolol (un β-bloquant noradrénergique) à atténuer des souvenirs émotionnels nouvellement acquis ou déjà bien consolidés. Plus spécifiquement, nous avons mené un essai clinique contrôlé à double insu chez des sujets sains en leur administrant du propranolol (vs du placebo) lors de l'acquisition d'un nouveau souvenir et une semaine plus tard, lors de sa réactivation. L'objectif du premier article était d'évaluer l'efficacité du propranolol à diminuer la consolidation et la reconsolidation d'un souvenir émotionnel. Par ailleurs, puisque les études chez les animaux ont démontré que ces deux processus mnésiques s'effectuent à l'intérieur d'une fenêtre temporelle précise, le moment de l'administration du propranolol fut pris en considération. Les résultats ont démontré que le propranolol est en mesure de diminuer la consolidation et la reconsolidation d'une histoire émotionnelle tel que démontré par un pourcentage de bonnes réponses plus faible que le groupe contrôle lors des rappels. Toutefois, pour que cet effet soit observé, le propranolol doit être administré une heure avant la présentation des stimuli, pour la consolidation et une heure avant leur réactivation, pour la reconsolidation. En outre, les études portant sur la consolidation et la reconsolidation chez les animaux et chez les humains obtiennent parfois des résultats contradictoires. Ceci pourrait s'expliquer par le type de stimuli utilisé. Ainsi, l'objectif du second article était de préciser quel type d'information est le plus susceptible d'être affecté par le propranolol lors de son acquisition (consolidation) et lors de sa réactivation (reconsolidation). Pour ce faire, les éléments de l'histoire émotionnelle ont été divisés en fonction de leur valence (émotionnel ou neutre) et de leur centralité (central ou périphérique). Les résultats ont démontré le propranolol affecte l'ensemble des informations centrales lors du blocage de la consolidation, mais qu'il affecte plus spécifiquement les éléments émotionnels centraux lors de la reconsolidation. Notre groupe ayant précédemment démontré que le traitement avec le propranolol est en mesure de réduire les symptômes de TSPT chez une population clinique, nous nous sommes interrogés sur son efficacité à diminuer la mémoire implicite d'un événement traumatique. Le propranolol a été administré aux participants à 6 reprises (une fois par semaine sur une période de 6 semaines) lors de la réactivation de leur trauma. Les résultats ont révélé que le traitement avec le propranolol est en mesure de diminuer la réponse psychophysiologique des participants à l'écoute du compte rendu de leur trauma une semaine et 4 mois suivant la fin du traitement. En somme, cette thèse démontre que le propranolol est en mesure de bloquer la consolidation et la reconsolidation de souvenirs émotionnels chez l'humain lorsqu'il est administré une heure avant l'acquisition ou la réactivation des souvenirs. Il arrive en outre à atténuer un souvenir déclaratif émotionnel chez des sujets sains, mais également un souvenir implicite chez des sujets souffrant de TSPT. Ainsi, ces résultats ouvrent la voie à la création de nouveaux traitements pour les psychopathologies ayant comme étiologie un souvenir émotionnel intense.

Il était une fois une cible et un distracteur : électrophysiologie des mécanismes corticaux de l'attention visuelle en perception et en mémoire.

Cet ouvrage explore en trois volets des aspects du traitement attentionnel de cibles et de distracteurs visuels ainsi que leur mesures électrophysiologiques. Le premier chapitre aborde le traitement attentionnel spécifique à la cible et aux distracteurs durant une recherche visuelle. La division de la N2pc en une NT et une PD remet en question la théorie proposant qu'il existe systématiquement une activité attentionnelle liée à un distracteur saillant, car un distracteur vert ne provoque aucune activité latéralisée propre. Le second chapitre aborde la question de la latéralisation des structures responsables du maintient et de la récupération d'information en mémoire visuelle à court-terme. En utilisant un paradigme de latéralisation de la cible et du distracteur, il nous est possible de vérifier qu'il existe une composante latéralisée négative dans la région temporale, la TCN, propre à la cible lors du rappel en mémoire. De plus, on observe également une composante latéralisée pour le distracteur sur la partie postérieure du crâne. Ces deux éléments convergent pour indiquer qu'il existe une latéralisation des structures activées lors de la récupération de l'information en mémoire visuelle à court-terme en fonction de l'hémichamps où se trouve la cible ou le distracteur. Enfin, dans le troisième chapitre, il est question de l'effet sur le déploiement attentionnel de l'ajout de distracteurs gris de faible saillance autour de cibles potentielles. L'ajout de ces distracteurs augmente la difficulté d'identification de la cible. Cette difficulté provoque un déplacement de l'activité de la N2pc vers la fenêtre de temps associée à la composante Ptc. Un nombre plus important de distracteurs gris entraîne une plus grande proportion de l'activité à être retardée. Également, les distracteurs gris qui sont placés entre les cibles potentielles provoquent un retard plus important que les distracteurs placés hors de cette région. Au cours de cette thèse, la question de la saillance attentionnelle des différentes couleurs durant une recherche visuelle est récurente. Nous observons une plus grande saillance du rouge par rapport au vert quand ils sont distracteurs et le vert est plus difficile à distinguer du gris que le jaune.

Veränderungen des Raum-Zeit-Verhaltens im Zuge von Lebensumbrüchen und ihre Anforderungen an die Stadt- und Verkehrsplanung am Beispiel des Eintritts in den Ruhestand

Veränderungen des Raum-Zeit-Verhaltens im Zuge von Lebensumbrüchen und ihre Anforderungen an die Stadt- und Verkehrsplanung am Beispiel des Eintritts in den Ruhestand. In der vorliegenden Dissertation wurde untersucht, ob und in welchem Maße sich das Raum-Zeit-Verhalten im Alltag mit dem Eintritt in den Ruhestand verändert. Bei der Untersuchung handelt es sich um eine mehrjährige Panel-Studie, die in den Regionen Hamburg und Kassel durchgeführt wurde. Mit insgesamt 50 Studienteilnehmern wurden vor und nach ihrem Ausscheiden aus dem Erwerbsleben umfassende Interviews geführt. Hierbei kam die an der Oxford University entwickelte „HATS“-Methode („Household Activity Travel Simulator“) zum Einsatz, die einen tiefen Einblick in die Alltagsstrukturen und das aus ihnen resultierende raum-zeitliche Verhalten ermöglicht. Ein Untersuchungsschwerpunkt lag auf der Verkehrsmittelwahl. Auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse wurden Handlungsempfehlungen für die Stadt- und Verkehrsplanung abgeleitet. Es zeigte sich, dass die Studienteilnehmer mit ihrem Eintritt in den Ruhestand grundsätzlich deutlich später im Tagesverlauf als Verkehrsteilnehmer in Erscheinung treten. Darüber hinaus zeichnete sich ein Bedeutungszuwachs des Stadtquartiers bzw. der nahräumlichen Mobilität ab; der Fuß- und Fahrradverkehr gewinnt für die Alltagsmobilität an Bedeutung. Versorgungs- und Dienstleistungsangebote im eigenen Wohnquartier – und somit nutzungsgemischte Stadtquartiere – erweisen sich demnach insbesondere für die Gruppe der Ruheständler als besonders relevant. Trotz der steigenden Bedeutung des Fuß-und Fahrradverkehrs zeigt die Studie, dass dem Pkw in der Alltagsmobilität eine (nach wie vor) dominante Rolle zukommt – eine Entwicklung, die sich aufgrund des Kohorteneffekts eher noch verstärken wird. Im Rahmen der Diskussion geeigneter Handlungsansätze für die Stadt- und Verkehrsplanung zur Stärkung des Umweltverbundes werden – neben Interventionen zur Attraktivitätsminderung des Pkw – insbesondere verschiedene Maßnahmen zu Angebotsverbesserungen im ÖPNV behandelt. Dabei wird u. a. auch die Verhaltensrelevanz von Kostenwahrnehmungen betrachtet. Zusätzlich wird deutlich, dass bei der Etablierung verkehrsplanerischer Maßnahmen auch die zu-nehmende Bedeutung von Wegen, die in Begleitung anderer Haushaltsmitglieder zurückgelegt werden (Stichwort: Haushaltsmobilität), berücksichtigt werden muss. Der Eintritt in den Ruhestand erweist sich grundsätzlich als eine Umbruchsituation im Lebensverlauf, die ein Aufbrechen von (Verkehrs-)Gewohnheiten im Alltag begünstigt und die Betroffenen besonders empfänglich für Informationen zu verschiedenen Verkehrsangeboten bzw. Verhaltens-alternativen werden lässt. Hinsichtlich möglicher Handlungsansätze wird in dieser Studie u. a. thematisiert, wie im Rahmen einer zielgruppenspezifischen Kommunikation im ÖPNV dieses Zeit-fenster genutzt werden kann, um Menschen an der Schwelle zum Eintritt in den Ruhestand als regelmäßige Nutzer von Bus und Bahn (neu) zu gewinnen bzw. zu halten.

Indicadores del desempeño clínico fisioterapéutico en el manejo hospitalario temprano del accidente

Las oportunidades conocidas de intervenciones tempranas en los accidentes cardiocerebrovasculares (ACV) desde el punto de vista médico y de rehabilitación hacen necesario avanzar en la formulación de indicadores del desempeño clínico en el manejo fisioterapéutico hospitalario de una persona con ACV. Objetivo: identificar los indicadores de desempeño clínico fisioterapéutico en el manejo hospitalario temprano de personas sobrevivientes de ACV. Materiales y métodos: se trata de un estudio exploratorio descriptivo que indaga sobre las pruebas y prácticas fisioterapéuticas existentes, la evidencia científica sobre indicadores clínicos en ACV, los indicadores estándar y los posibles indicadores clínicos en el escenario. Se llevó a cabo una revisión sistemática de estudios descriptivos, guías de práctica clínica, revisiones sistemáticas, estudio de casos clínicos basados en la evidencia en bases de datos como Pubmed, Proquest, Pedro y en revistas electrónicas, además del análisis de datos epidemiológicos de la prevalencia del ACV en Colombia y en Chile, en páginas web de la Organización Mundial de la Salud, Ministerio de Salud y Departamento AdministrativoNacional de cada país. Resultados: la evidencia señala que la rehabilitación temprana del ACV debe iniciarse durante la hospitalización, tan pronto como el diagnóstico se establezca y los problemas que ponen en riesgo la vida del paciente estén controlados. Las prioridades en la intervención fisioterapéutica en ACV son prevenir las complicaciones (trombosis venosa, infecciones y dolor) y facilitar la movilización temprana. Actualizaciones recientes de estas directrices incluyen la rehabilitación temprana, en particular la movilidad luego de las veinticuatro horas posteriores al ACV.Las pruebas que sustentan los indicadores de desempeño en rehabilitación para la atención en la etapa subaguda del ACV son escasas. Conclusiones: se hace notoria la importancia de la atención temprana fisioterapéutica en el proceso agudo del paciente con ACV, puesto que la evidencia disponible resalta un mejor pronóstico para pacientes que son intervenidos por el área dentro de las primeras veinticuatro horas posteriores al evento y la importancia de los indicadores de atención del paciente, como la calidad y el tiempo de atención, la periodicidad y el aprovechamiento de la intervención dentro de la ventana temporal aguda de recuperación del paciente.

Name agreement in picture naming: An ERP study

Name agreement is the extent to which different people agree on a name for a particular picture. Previous studies have found that it takes longer to name low name agreement pictures than high name agreement pictures. To examine the effect of name agreement in the online process of picture naming, we compared event-related potentials (ERPs) recorded whilst 19 healthy, native English speakers silently named pictures which had either high or low name agreement. A series of ERP components was examined: P1 approximately 120ms from picture onset, N1 around 170ms, P2 around 220ms, N2 around 290ms, and P3 around 400ms. Additionally, a late time window from 800 to 900ms was considered. Name agreement had an early effect, starting at P1 and possibly resulting from uncertainty of picture identity, and continuing into N2, possibly resulting from alternative names for pictures. These results support the idea that name agreement affects two consecutive processes: first, object recognition, and second, lexical selection and/or phonological encoding.

Taxonomical vs. functional responses of bee communities to fire in two contrasting climatic regions

Valuable insights into mechanisms of community responses to environmental change can be gained by analysing in tandem the variation in functional and taxonomic composition along environmental gradients. We assess the changes in species and functional trait composition (i.e. dominant traits and functional diversity) of diverse bee communities in contrasting fire-driven systems in two climatic regions: Mediterranean (scrub habitats in Israel) and temperate (chestnut forests in southern Switzerland). In both climatic regions, there were shifts in species diversity and composition related to post-fire age. In the temperate region, functional composition responded markedly to fire; however, in the Mediterranean, the taxonomic response to fire was not matched by functional replacement. These results suggest that greater functional stability to fire in the Mediterranean is achieved by replacement of functionally similar species (i.e. functional redundancy) which dominate under different environmental conditions in the heterogeneous landscapes of the region. In contrast, the greater functional response in the temperate region was attributed to a more rapid post-fire vegetation recovery and shorter time-window when favourable habitat was available relative to the Mediterranean. Bee traits can be used to predict the functional responses of bee communities to environmental changes in habitats of conservation importance in different regions with distinct disturbance regimes. However, predictions cannot be generalized from one climatic region to another where distinct habitat configurations occur.

How the brain blinks: towards a neurocognitive model of the attentional blink

When people monitor a visual stream of rapidly presented stimuli for two targets (T1 and T2), they often miss T2 if it falls into a time window of about half a second after T1 onset-the attentional blink (AB). We provide an overview of recent neuroscientific studies devoted to analyze the neural processes underlying the AB and their temporal dynamics. The available evidence points to an attentional network involving temporal, right-parietal and frontal cortex, and suggests that the components of this neural network interact by means of synchronization and stimulus-induced desynchronization in the beta frequency range. We set up a neurocognitive scenario describing how the AB might emerge and why it depends on the presence of masks and the other event(s) the targets are embedded in. The scenario supports the idea that the AB arises from "biased competition", with the top-down bias being generated by parietal-frontal interactions and the competition taking place between stimulus codes in temporal cortex.

Lag-1 sparing in the attentional blink: benefits and costs of integrating two events into a single episode

When people monitor a visual stream of rapidly presented stimuli for two targets (T1 and T2), they often miss T2 if it falls into a time window of about half a second after T1 onset-the attentional blink. However, if T2 immediately follows T1, performance is often reported being as good as that at long lags-the so-called Lag-1 sparing effect. Two experiments investigated the mechanisms underlying this effect. Experiment 1 showed that, at Lag 1, requiring subjects to correctly report both identity and temporal order of targets produces relatively good performance on T2 but relatively bad performance on T1. Experiment 2 confirmed that subjects often confuse target order at short lags, especially if the two targets are equally easy to discriminate. Results suggest that, if two targets appear in close succession, they compete for attentional resources. If the two competitors are of unequal strength the stronger one is more likely to win and be reported at the expense of the other. If the two are equally strong, however, they will often be integrated into the same attentional episode and thus get both access to attentional resources. But this comes with a cost, as it eliminates information about the targets' temporal order.

Short-term memory and the attentional blink: capacity versus content

When people monitor the rapid serial visual presentation (RSVP) of stimuli for two targets (T1 and T2), they often miss T2 if it falls into a time window of about half a second after T1 onset, a phenomenon known as the attentional blink (AB). We found that overall performance in an RSVP task was impaired by a concurrent short-term memory (STM) task and, furthermore, that this effect increased when STM load was higher and when its content was more task relevant. Loading visually defined stimuli and adding articulatory suppression further impaired performance on the RSVP task, but the size of the AB over time (i.e., T1-T2 lag) remained unaffected by load or content. This suggested that at least part of the performance in an RSVP task reflects interference between competing codes within STM, as interference models have held, whereas the AB proper reflects capacity limitations in the transfer to STM, as consolidation models have claimed.

Single tap identification for fast BCI control

One of the major aims of BCI research is devoted to achieving faster and more efficient control of external devices. The identification of individual tap events in a motor imagery BCI is therefore a desirable goal. EEG is recorded from subjects performing and imagining finger taps with their left and right hands. A Differential Evolution based feature selection wrapper is used in order to identify optimal features in the spatial and frequency domains for tap identification. Channel-frequency band combinations are found which allow differentiation of tap vs. no-tap control conditions for executed and imagined taps. Left vs. right hand taps may also be differentiated with features found in this manner. A sliding time window is then used to accurately identify individual taps in the executed tap and imagined tap conditions. Highly statistically significant classification accuracies are achieved with time windows of 0.5 s and more allowing taps to be identified on a single trial basis.

Regularization techniques for ill-posed inverse problems in data assimilation

Optimal state estimation from given observations of a dynamical system by data assimilation is generally an ill-posed inverse problem. In order to solve the problem, a standard Tikhonov, or L2, regularization is used, based on certain statistical assumptions on the errors in the data. The regularization term constrains the estimate of the state to remain close to a prior estimate. In the presence of model error, this approach does not capture the initial state of the system accurately, as the initial state estimate is derived by minimizing the average error between the model predictions and the observations over a time window. Here we examine an alternative L1 regularization technique that has proved valuable in image processing. We show that for examples of flow with sharp fronts and shocks, the L1 regularization technique performs more accurately than standard L2 regularization.

Keeping the world at hand: rapid visuomotor processing for hand-object interactions

The existence of hand-centred visual processing has long been established in the macaque premotor cortex. These hand-centred mechanisms have been thought to play some general role in the sensory guidance of movements towards objects, or, more recently, in the sensory guidance of object avoidance movements. We suggest that these hand-centred mechanisms play a specific and prominent role in the rapid selection and control of manual actions following sudden changes in the properties of the objects relevant for hand-object interactions. We discuss recent anatomical and physiological evidence from human and non-human primates, which indicates the existence of rapid processing of visual information for hand-object interactions. This new evidence demonstrates how several stages of the hierarchical visual processing system may be bypassed, feeding the motor system with hand-related visual inputs within just 70 ms following a sudden event. This time window is early enough, and this processing rapid enough, to allow the generation and control of rapid hand-centred avoidance and acquisitive actions, for aversive and desired objects, respectively

A novel alternative to cryopreservation for the short-term storage of stem cells for use in cell therapy using alginate encapsulation

Efficient transport of stem/progenitor cells without affecting their survival and function is a key factor in any practical cell-based therapy. However, the current approach using liquid nitrogen for the transfer of stem cells requires a short delivery time window is technically challenging and financially expensive. The present study aims to use semipermeable alginate hydrogels (crosslinked by strontium) to encapsulate, store, and release stem cells, to replace the conventional cryopreservation method for the transport of therapeutic cells within world-wide distribution time frame. Human mesenchymal stem cell (hMSC) and mouse embryonic stem cells (mESCs) were successfully stored inside alginate hydrogels for 5 days under ambient conditions in an air-tight environment (sealed cryovial). Cell viability, of the cells extracted from alginate gel, gave 74% (mESC) and 80% (hMSC) survival rates, which compared favorably to cryopreservation. More importantly, the subsequent proliferation rate and detection of common stem cell markers (both in mRNA and protein level) from hMSCs and mESCs retrieved from alginate hydrogels were also comparable to (if not better than) results gained following cryopreservation. In conclusion, this new and simple application of alginate hydrogel encapsulation may offer a cheap and robust alternative to cryopreservation for the transport and storage of stem cells for both clinical and research purposes.

A method to assess individual research outputs

We present here a straightforward method which can be used to obtain a quantitative indication of an individual research output for an academic. Different versions, selections and options are presented to enable a user to easily calculate values both for stand-alone papers and overall for the collection of outputs for a person. The procedure is particularly useful as a metric to give a quantitative indication of the research output of a person over a time window. Examples are included to show how the method works in practice and how it compares to alternative techniques.