Kontrapultsazio-baloi uhin-forma errealistak sortzeko tresna.

[EN]In this project has been developed a tool which synthesizes realistic waveforms produced by the intra-aortic balloon pump. In addition the following waveforms have also been synthesized: arterial blood pressure (ABP) waveform, the four variations produced due to timing errors of the balloon and the waveform of the helium gas rapidly shuttling in and out of the balloon chamber. All waveforms are synthesized in synchrony with the balloon's inflation/deflation cycles. A database composed of annotated ECG (Electrocardiogram) normal sinus rhythm records has also been created during the project. In order to facilitate the work, two graphical user interfaces were developed. The first interface allows the selection of the ECG records, which were latter annotated using the second interface. Starting from the newly created annotated database, the different waveforms, mentioned above, were synthesized. In this document, in view of the synthesized waveforms, it can be concluded that the obtained results are satisfactory.

FTY720 attenuates excitotoxicity and neuroinflammation

Background: FTY720 (fingolimod, Gilenya(TM)), a structural analog of sphingosine-1-phosphate (S1P), is the first oral drug approved for treatment the relapsing-remitting form of multiple sclerosis (MS), and its efficacy has been related to induced lymphopenia and consequent immunosuppression via modulation of S1P(1) receptors (S1P(1)R). However, due to its lipophilic nature, FTY720 crosses the blood brain barrier (BBB) and could act directly on neural cells. In this study, we investigated the effectiveness of FTY720 as a neuroprotective agent using in vitro and in vivo models of excitotoxic neuronal death and examined if FTY720 exerts a direct action on neurons, or/and an indirect modulation of inflammation-mediated neurodegeneration as a possible mechanism of neuroprotection. Methods: Primary neuronal and organotypic cortical cultures were treated with N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) to induce excitotoxic cell death (measured by lactate dehydrogenase (LDH) assay or propidium iodide uptake, respectively). The effects of FTY720 treatment (10, 100 and 1,000 nM) on neuronal survival were examined. As an in vivo model of neuronal death and inflammation, we used intracerebroventricular (icv) administration of kainic acid (KA; 0.5 mu g/2 mu l) in Sprague-Dawley rats. FTY720 was applied icv (1 mu g/2 mu l), together with KA, plus intraperitoneally (ip; 1 mg/kg) 24 h before, and daily, until sacrifice 3 days after icv. Rats were evaluated for neurological score, neuronal loss in CA3 hippocampal region and activation of microglia at the lesion site. In addition, we tested FTY720 as a modulator of microglia responses using microglial cell cultures activated with lipopolysaccharide (LPS) and its effects in stress signalling pathways using western blotting for p38 and JNK1/2 mitogen-activated protein kinases (MAPKs). Results: FTY720 was able to reduce excitotoxic neuronal death in vitro. Moreover, in vivo repeated FTY720 administration attenuated KA-induced neurodegeneration and microgliosis at the CA3 lesion site. Furthermore, FTY720 negatively modulates p38 MAPK in LPS-activated microglia, whereas it had no effect on JNK1/2 activation. Conclusions: These data support a role for FTY720 as a neuroprotective agent against excitotoxin-induced neuronal death and as a negative modulator of neuroinflammation by targeting the p38 MAPK stress signalling pathway in microglia.

Alcohol-Related Brain Damage in Humans

Chronic excessive alcohol intoxications evoke cumulative damage to tissues and organs. We examined prefrontal cortex (Brodmann's area (BA) 9) from 20 human alcoholics and 20 age, gender, and postmortem delay matched control subjects. H & E staining and light microscopy of prefrontal cortex tissue revealed a reduction in the levels of cytoskeleton surrounding the nuclei of cortical and subcortical neurons, and a disruption of subcortical neuron patterning in alcoholic subjects. BA 9 tissue homogenisation and one dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) proteomics of cytosolic proteins identified dramatic reductions in the protein levels of spectrin beta II, and alpha- and beta-tubulins in alcoholics, and these were validated and quantitated by Western blotting. We detected a significant increase in a-tubulin acetylation in alcoholics, a non-significant increase in isoaspartate protein damage, but a significant increase in protein isoaspartyl methyltransferase protein levels, the enzyme that triggers isoaspartate damage repair in vivo. There was also a significant reduction in proteasome activity in alcoholics. One dimensional PAGE of membrane-enriched fractions detected a reduction in beta-spectrin protein levels, and a significant increase in transmembranous alpha 3 (catalytic) subunit of the Na+, K+-ATPase in alcoholic subjects. However, control subjects retained stable oligomeric forms of a-subunit that were diminished in alcoholics. In alcoholics, significant loss of cytosolic alpha-and beta-tubulins were also seen in caudate nucleus, hippocampus and cerebellum, but to different levels, indicative of brain regional susceptibility to alcohol-related damage. Collectively, these protein changes provide a molecular basis for some of the neuronal and behavioural abnormalities attributed to alcoholics

CGP37157, an inhibitor of the mitochondrial Na+/Ca2+ exchanger, protects neurons from excitotoxicity by blocking voltage-gated Ca2+ channels

Inhibition of the mitochondrial Na+/Ca2+ exchanger (NCLX) by CGP37157 is protective in models of neuronal injury that involve disruption of intracellular Ca2+ homeostasis. However, the Ca2+ signaling pathways and stores underlying neuroprotection by that inhibitor are not well defined. In the present study, we analyzed how intracellular Ca2+ levels are modulated by CGP37157 (10 mu M) during NMDA insults in primary cultures of rat cortical neurons. We initially assessed the presence of NCLX in mitochondria of cultured neurons by immunolabeling, and subsequently, we analyzed the effects of CGP37157 on neuronal Ca2+ homeostasis using cameleon-based mitochondrial Ca2+ and cytosolic Ca2+ ([Ca2+](i)) live imaging. We observed that NCLX-driven mitochondrial Ca2+ exchange occurs in cortical neurons under basal conditions as CGP37157 induced a decrease in [Ca-2](i) concomitant with a Ca2+ accumulation inside the mitochondria. In turn, CGP37157 also inhibited mitochondrial Ca2+ efflux after the stimulation of acetylcholine receptors. In contrast, CGP37157 strongly prevented depolarization-induced [Ca2+](i) increase by blocking voltage-gated Ca2+ channels (VGCCs), whereas it did not induce depletion of ER Ca2+ stores. Moreover, mitochondrial Ca2+ overload was reduced as a consequence of diminished Ca2+ entry through VGCCs. The decrease in cytosolic and mitochondrial Ca2+ overload by CGP37157 resulted in a reduction of excitotoxic mitochondrial damage, characterized here by a reduction in mitochondrial membrane depolarization, oxidative stress and calpain activation. In summary, our results provide evidence that during excitotoxicity CGP37157 modulates cytosolic and mitochondrial Ca2+ dynamics that leads to attenuation of NMDA-induced mitochondrial dysfunction and neuronal cell death by blocking VGCCs.

Interações iniciais mãe-bebê: uma comparação entre díades de bebês prematuros e nascidos a termo

O estudo das interações iniciais entre mãe e bebê é fundamental para a compreensão da ontogênese humana (Seidl-de-Moura, et al., 2008) e para ajudar a promover a saúde relacional da díade. Nos estudos sobre as interações inicias entre mãe e bebê prematuro, ainda há um questionamento sobre se o nascimento prematuro e a internação em uma UTI-Neonatal fortalecem ou enfraquecem as trocas entre os membros da díade. Assim, neste estudo observou-se e analisou-se as interações iniciais entre mãe e bebê prematuro na UTI-Neonatal, observou o desenvolvimento das interações ao longo de dois meses, e comparou com interações de um grupo de mães-bebês nascidos a termo, de acordo com categorias predefinidas para a análise de vídeos. Também analisou, através de entrevistas, as características que as mães de cada tipo de díade relataram sobre seus filhos, bem como as metas de desenvolvimento apontadas e as emoções que expressaram em relação ao bebê. Participaram da pesquisa 20 díades mãe-bebê de nascidos a termo, e 20 díades de mãebebê de prematuros, nascidos entre 28 e 36 semanas de idade gestacional. Entre outras evidências, enquanto os bebês estavam na UTI-Neonatal, foram encontradas associações significativas entre as características maternas e as do bebê. Após a alta hospitalar, houve associações significativas entre a sincronia da díade e os comportamentos dos bebês. Não houve diferenças significativas entre as características de interações quando a díade estava na UTI-Neonatal e após dois meses. Não foram observadas diferenças significativas entre as díades de mães-bebês prematuros e mães-bebês a termo em relação à sincronia da díade, nem tampouco entre os comportamentos maternos nos dois momentos de observação, mas uma diferença significativa foi encontrada entre os comportamentos autorregulatórios dos bebês nascidos a termo e os dos prematuros. Verificou-se que para os dois grupos de mães, as emoções mais frequentemente relatadas foram as de amor e apego. As metas de desenvolvimento mais apontadas enquanto as mães estavam com seu bebê na UTI-Neonatal foram voltadas para o desenvolvimento físico do bebê, e quando os bebês estavam com dois meses, as metas eram mais voltadas para o desenvolvimento emocional, da mesma forma como ocorreu com as mães de bebês a termo. As características mais apontadas pelas mães ao pensarem em seus bebês enquanto eles estavam na UTI-Neonatal foram as físicas, enquanto após a alta, foram as pessoais e emocionais, assim como ocorreu com as mães de bebês nascidos a termo. Os resultados se contrapõem a afirmações de que em episódios de interação as mães de prematuros são menos sensitivas, mais intrusivas, e seus bebês, menos atentos e responsivos. Apontaram, ao contrário, para uma certa continuidade entre o que se observou na UTI-Neonatal e aos dois meses. Também não foram identificadas diferenças significativas na maioria das características de interações entre mães e bebês prematuros e mães e bebês nascidos a termo. Assim, tais resultados suavizam possíveis estigmatizações sobre estas mães e apontam a importância de se fortalecer essa relação na UTI-Neonatal através de estratégias de promoção de saúde.

Efeitos da hipóxia-isquemia pré-natal durante o desenvolvimento: receptores e transportadores glutamatérgicos e comunicação celular in vitro

O cérebro infantil humano submetido à hipóxia-isquemia (HI) apresenta perda de oligodendrócitos, hipomielinização, astrogliose, alterações no desenvolvimento cortical e no comportamento motor, incluindo a paralisia cerebral. O cerebelo desempenha um importante papel no controle motor e diversos danos vêm sendo observados em humanos e animais que sofreram HI. A excitotoxicidade glutamatérgica é frequentemente associada à HI e junções celulares podem ser responsáveis pela transferência de moléculas capazes de modular os danos decorrentes. Dados prévios de nosso grupo utilizando um modelo de HI pré-natal em ratos demonstraram danos permanentes na estrutura cerebelar, indicando que os efeitos deletérios da HI pré-natal podem ser mantidos até a vida adulta. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os níveis de conexinas, receptores e transportadores de glutamato ao longo do desenvolvimento do cerebelo HI, e avaliar a configuração das junções celulares em culturas de astrócitos derivadas do cerebelo de ratos submetidos a esse modelo. Ratas no 18 dia de gestação, após anestesia, tiveram as quatro artérias uterinas obstruídas por 45 minutos (Grupo HI). Animais controle tiveram os úteros expostos sem sofrer a obstrução (Grupo SH). A gestação prosseguiu e apenas filhotes nascidos a termo foram utilizados. Os animais foram decapitados aos 2 (P2), 9 (P9), 16 (P16),23 (P23), 30 (P30), 45 (P45) e 90 (P90) dias pós-natal. Os cerebelos foram submetidos à técnica de Western blotting utilizando os anticorpos anti-NR2B, anti-GluR3, anti-EAAT1, anti-GFAP e anti-Cx43. Para a cultura de astrócitos foram utilizados cerebelos de animais P2. Após terem atingido confluência, as células foram fixadas e imunomarcadas com os anticorpos anti-Cx43, anti-GFAP, anti-nestina e anti-A2B5. Nossos resultados demonstram diferenças nos níveis de GluR3 durante o desenvolvimento do cerebelo SH e HI, havendo uma redução significativa da expressão desta subunidade no grupo HI em P9. Por outro lado, não foram verificadas alterações nos níveis de NR2B e de GFAP entre os grupos nas diferentes idades. Observou-se redução significativa de Cx43 em animais HI em P2 bem como nos astrócitos HI em cultura, os quais também apresentaram alterações morfológicas e diferenças na expressão do marcador A2B5. A alteração referente a GluR3 no grupo HI pode ser causada pela redução da arborização das células de Purkinje e pela redução no número de precursores de oligodendrócitos no cerebelo de animais HI em P9, já observadas em nosso laboratório. A diminuição de Cx43 indica que a passagem de substâncias por canais astrocitários pode estar reduzida e contribuir para a expansão dos danos persistentes descritos em HI. Alterações morfológicas e na expressão de marcadores da diferenciação de astrócitos podem refletir os potenciais efeitos de HI sobre a maturação destas células a longo-prazo. Nossos resultados apontam que a HI sistêmica pré-natal pode ser responsável por alterações que caracterizam a excitotoxicidade glutamatérgica. Ressaltamos também a importância da comunicação entre astrócitos como estratégia neuroprotetora nesta lesão.

Avaliação morfofuncional do complexo hipocampal em ratos submetidos a um modelo de hipóxia-isquemia pré-natal

A diminuição do aporte de oxigênio e nutrientes na vida perinatal resulta em danos, como astrogliose, morte de neurônios e de células proliferativas. Déficits cognitivos podem estar relacionados a danos no hipocampo. Neste trabalho avaliamos a citoarquitetura do giro dentado (DG) durante o desenvolvimento e a memória de ratos submetidos à HI. Para tal, utilizamos a técnica de imunohistoquímica para marcador de proliferação celular (KI67), neurônio jovem (DCX), de astrócitos (GFAP) e de óxido nítrico sintase neuronal (NOSn). Para avaliar a memória de curta e de longa duração foi utilizado o teste de reconhecimento de objetos (RO). Ratas Wistar grávidas em E18 foram anestesiadas (tribromoetanol) e as quatro artérias uterinas foram ocluídas com grampos de aneurisma (Grupo HI). Após 45 minutos, os grampos foram removidos e foi feita a sutura por planos anatômicos. Os animais do grupo controle (SHAM) sofreram o mesmo procedimento, excetuando a oclusão das artérias. Os animais nasceram a termo. Animais com idades de 7 a 90 dias pós-natal (P7 a P90), foram anestesiados e perfundido-fixados com paraformaldeído a 4%, e os encéfalos submetidos ao processamento histológico. Cortes coronais do hipocampo (20m) foram submetidos à imunohistoquímica para KI67, DCX, GFAP e NOSn. Animais P90 foram submetidos ao RO. Os procedimentos foram aprovados pelo comitê de ética (CEA/019/2010). Observamos menor imunomarcação para KI67 no giro dentado de animais HI em P7. Para a marcação de DCX nesta idade não foi observada diferença entre os grupos. Animais HI em P15, P20 e P45 tiveram menor imunomarcação para DCX e Ki67 na camada granular. Animais P90 de ambos os grupos não apresentaram marcação para KI67 e DCX. Vimos aumento da imunomarcação para GFAP nos animais HI em todas as idades. A imunomarcação para NOSn nos animais HI foi menor em todas as idades. O maior número de células NOSn positivas foi visto em animais P7 em ambos os grupos na camada polimórfica. Em P15, animais HI apresentam células NOSn+ em todo o DG. Em P30 animais HI apresentam células NOSn+ nas camadas polimórfica e sub-granular. Animais adultos (P90) de ambos os grupos apresentam células NOSn positivas apenas nas camadas granular e sub-granular. Embora animais HI P90 não apresentaram déficits de memória, estes apresentaram menor tempo de exploração do objeto. Comportamento correspondente a déficits de atenção em humanos. Nossos resultados sugerem que HI perinatal diminui a população de células proliferativas, de neurônios jovens, de neurônios NOSn+, além de causar astrogliose e possivelmente déficits de atenção. O modelo demonstrou ser útil para a compreensão dos mecanismos celulares das lesões hipóxico-isquêmicas e pode ser usado para testar estratégias terapêuticas.

Efeito da estimulação transcraniana por corrente contínua sobre o desempenho físico: análise das respostas cerebrais, metabólicas e perceptivas durante e após exercícios aeróbio e de força

Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) sobre áreas corticais pré-selecionadas, tem aumentado o desempenho físico de diferentes populações. Porém, lacunas persistem no tocante aos mecanismos subjacentes à estes efeitos. Assim, a presente tese objetivou: a) investigar os efeitos da ETCC anódica (aETCC) e placebo (Sham) no córtex motor (CM) de indivíduos saudáveis sobre o desempenho de força máxima; b) comparar os efeitos da ETCC sobre a produção de força máxima e estabilidadade da força durante exercícios máximo e submáximo em sujeitos hemiparéticos e saudáveis; c) investigar o efeito da ETCC sobre a conectividade funcional inter-hemisférica (coerência eletroencefalográfica cEEG) do córtex pré-frontal (CPF), desempenho aeróbio e dispêndio energético (EE) durante e após exercício máximo e submáximo. No 1 estudo, 14 adultos saudáveis executaram 2 sessões de exercício máximo de força (EMF) dos músculos flexores e extensores do joelho dominante (3 séries de 10 rep máximas), precedidos por aETCC ou Sham (2mA; 20 mim). aETCC não foi capaz de aumentar o trabalho total e pico de torque (PT), resistência à fadiga ou atividade eletromiográfica durante o EMF. No 2 estudo, 10 hemiparéticos e 9 sujeitos saudáveis receberam aETCC e Sham no CM. O PT e a estabilidade da força (coeficiente de variação - CV) foram avaliados durante protocolo máximo e submáximo de extensão e flexão unilateral do joelho (1 série de 3 reps a 100% do PT e 2 séries de 10 reps a 50% do PT). Nenhuma diferença no PT foi observada nos dois grupos. Diminuições no CV foram obervadas durante a extensão (~25-35%, P<0.001) e flexão de joelho (~22-33%, P<0.001) após a aETCC comparada com Sham nos hemiparéticos, entretanto, somente o CV na extensão de joelhos diminuiu (~13-27%, P<0.001) nos saudáveis, o que sugere que aETCC pode melhorar o CV, mas não o PT em sujeitos hemiparéticos. No 3 estudo, 9 adultos saudáveis realizaram 2 testes incrementais máximos precedidos por aETCC ou Sham sobre o CPF com as respostas cardiorrespiratórias, percepção de esforço (PSE) e cEEG do CPF sendo monitoradas. O VO2 de pico (42.64.2 vs. 38.23.3 mL.kg.min-1; P=0,02), potência total (252.776.5 vs. 23773.3 W; P=0,05) e tempo de exaustão (531.1140 vs. 486.7115.3 seg; P=0,04) foram maiores após aETCC do que a Sham. Nenhuma diferença foi encontrada para FC e PSE em função da carga de trabalho (P>0,05). A cEEG do CPF aumentou após aETCC vs. repouso (0.700.40 vs. 0.380.05; P=0,001), mas não após Sham vs. repouso (0.360.49 vs. 0.330.50; P=0,06), sugerindo que a aETCC pode retardar a fadiga aumentando a conectividade funcional entre os hemisférios do CPF e desempenho aeróbio durante exercício exaustivo. No 4 estudo, o VO2 e EE foram avaliados em 11 adultos saudáveis antes, durante a aETCC ou Sham no CPF e 30 min após exercício aeróbio submáximo isocalórico (~200kcal). Diferenças não foram observadas no VO2 vs. repouso durante aETCC e Sham (P=0.95 e P=0.85). Porém, a associação entre exercício e aETCC aumentou em ~19% o EE após ao menos, 30 min de recuperação após exercício quando comparada a Sham (P<0,05).

Biomimetic bone-like composites fabricated through an automated alternate soaking process.

Hydroxyapatite-gelatin composites have been proposed as suitable scaffolds for bone and dentin tissue regeneration. There is considerable interest in producing these scaffolds using biomimetic methods due to their low energy costs and potential to create composites similar to the tissues they are intended to replace. Here an existing process used to coat a surface with hydroxyapatite under near physiological conditions, the alternate soaking process, is modified and automated using an inexpensive "off the shelf" robotics kit. The process is initially used to precipitate calcium phosphate coatings. Then, in contrast to previous utilizations of the alternate soaking process, gelatin was added directly to the solutions in order to co-precipitate hydroxyapatite-gelatin composites. Samples were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and nanoindentation. Calcium phosphate coatings formed by the alternate soaking process exhibited different calcium to phosphate ratios, with correspondingly distinct structural morphologies. The coatings demonstrated an interconnected structure with measurable mechanical properties, even though they were 95% porous. In contrast, hydroxyapatite-gelatin composite coatings over 2mm thick could be formed with little visible porosity. The hydroxyapatite-gelatin composites demonstrate a composition and mechanical properties similar to those of cortical bone.

Synapses with short-term plasticity are optimal estimators of presynaptic membrane potentials.

The trajectory of the somatic membrane potential of a cortical neuron exactly reflects the computations performed on its afferent inputs. However, the spikes of such a neuron are a very low-dimensional and discrete projection of this continually evolving signal. We explored the possibility that the neuron's efferent synapses perform the critical computational step of estimating the membrane potential trajectory from the spikes. We found that short-term changes in synaptic efficacy can be interpreted as implementing an optimal estimator of this trajectory. Short-term depression arose when presynaptic spiking was sufficiently intense as to reduce the uncertainty associated with the estimate; short-term facilitation reflected structural features of the statistics of the presynaptic neuron such as up and down states. Our analysis provides a unifying account of a powerful, but puzzling, form of plasticity.

Reproductive potential of Yellowfin Tuna (Thunnus albacares) in the western Indian Ocean

The reproductive biology of Yellowfin Tuna (Thunnus albacares) in the western Indian Ocean was investigated from samples collected in 2009 and 2010. In our study, 1012 female Yellowfin Tuna were sampled: 320 fish on board a purse seiner and 692 fish at a Seychelles cannery. We assessed the main biological parameters that describe reproductive potential: maturity, spawning seasonality, fish condition, and fecundity. The length at which 50% of the female Yellowfin Tuna population matures (L50) was estimated at 75 cm in fork length (FL) when the maturity threshold was established at the cortical alveolar stage of oocyte development. To enable comparison with previous studies, L50 also was estimated with maturity set at the vitellogenic stage of oocyte development; this assessment resulted in a higher value of L50 at 102 cm FL. The main spawning season, during which asynchrony in reproductive timing among sizes was observed, was November–February and a second peak occurred in June. Smaller females (<100 cm FL) had shorter spawning periods (December to February) than those (November to February and June) of large individuals, and signs of skip-spawning periods were observed among small females. The Yellowfin Tuna followed a “capital-income” breeder strategy during ovarian development, by mobilizing accumulated energy while using incoming energy from feeding. The mean batch fecundity for females 79–147 cm FL was estimated at 3.1 million oocytes, and the mean relative batch fecundity was 74.4 oocytes per gram of gonad-free weight. Our results, obtained with techniques defined more precisely than techniques used in previous studies in this region, provide an improved understanding of the reproductive cycle of Yellowfin Tuna in the western Indian Ocean.

Earthquakes, influenza and cycles of Indian kala-azar.

It is suggested that previous data indicate 3 major epidemics of kala-azar in Assam between 1875 and 1950, with inter-epidemic periods of 30-45 and 20 years. This deviates from the popular view of regular cycles with a 10-20 year period. A deterministic mathematical model of kala-azar is used to find the simplest explanation for the timing of the 3 epidemics, paying particular attention to the role of extrinsic (drugs, natural disasters, other infectious diseases) versus intrinsic (host and vector dynamics, birth and death rates, immunity) processes in provoking the second. We conclude that, whilst widespread influenza in 1918-1919 may have magnified the second epidemic, intrinsic population processes provide the simplest explanation for its timing and synchrony throughout Assam. The model also shows that the second inter-epidemic period is expected to be shorter than the first, even in the absence of extrinsic agents, and highlights the importance of a small fraction of patients becoming chronically infectious (with post kala-azar dermal leishmaniasis) after treatment during an epidemic.

Rhythm generation in monkey motor cortex explored using pyramidal tract stimulation.

We investigated whether stimulation of the pyramidal tract (PT) could reset the phase of 15-30 Hz beta oscillations observed in the macaque motor cortex. We recorded local field potentials (LFPs) and multiple single-unit activity from two conscious macaque monkeys performing a precision grip task. EMG activity was also recorded from the second animal. Single PT stimuli were delivered during the hold period of the task, when oscillations in the LFP were most prominent. Stimulus-triggered averaging of the LFP showed a phase-locked oscillatory response to PT stimulation. Frequency domain analysis revealed two components within the response: a 15-30 Hz component, which represented resetting of on-going beta rhythms, and a lower frequency 10 Hz response. Only the higher frequency could be observed in the EMG activity, at stronger stimulus intensities than were required for resetting the cortical rhythm. Stimulation of the PT during movement elicited a greatly reduced oscillatory response. Analysis of single-unit discharge confirmed that PT stimulation was capable of resetting periodic activity in motor cortex. The firing patterns of pyramidal tract neurones (PTNs) and unidentified neurones exhibited successive cycles of suppression and facilitation, time locked to the stimulus. We conclude that PTN activity directly influences the generation of the 15-30 Hz rhythm. These PTNs facilitate EMG activity in upper limb muscles, contributing to corticomuscular coherence at this same frequency. Since the earliest oscillatory effect observed following stimulation was a suppression of firing, we speculate that inhibitory feedback may be the key mechanism generating such oscillations in the motor cortex.

Effects of gelatin on mechanical properties of hydroxyapatite-gelatin nano-composltes

A biomimetic reactor has been developed to synthesize hydroxyapatite- gelatin (HAP-GEL) nanocomposites that mimic ultra-structures of natural bone. We hypothesize that in the reactor, gelatin concentration controls morphology and packing structures of HAP crystals. To test the hypothesis, three types of mechanical tests were conducted, including nanoindentation, compression, and fracture tests. Nanoindentation tests in conjunction with computer modeling were used to assess effects on gelatin-induced microstructures of HAP. The results showed that increasing gelatin content increased both the plane strain modulus and the fracture toughness. The gelatin appeared to shorten the HAP crystal distance, which consolidated the internal structure of the composite and made the material more rigid. The fracture toughness KIC increased partially due to the effect of fiber bridging between gelatin molecules. The highest fracture toughness (1.12 MPa·1/2) was equivalent to that of pure hydroxyapatite. The compressive strength of the HAP-GEL (107.7±26.8 MPa) was, however, less sensitive to microstructural changes and was within the range of natural cortical bone (human 170 MPa, pig: 100 MPa). The compression strength was dominated by void inclusions while the nanoindentation response reflected ultra-structural arrangement of the crystals. The gelatin concentration is likely to modify crystal arrangement as demonstrated in TEM experiments but not void distribution at macroscopic levels. © 2006 Materials Research Society.

Aniracetam restores the effects of amyloid-beta protein or ageing on membrane fluidity and intracellular calcium concentration in mice synaptosomes

In the present study, we observed the in vitro effect of aniracetam on membrane fluidity and free calcium concentrations (Ca(2+)i) of frontal cortical (FC) and hippocampal (HP) synaptosomes of aged mice and young mice treated with amyloid-beta protein (A