Depolarization induced suppression of excitation and the emergence of ultra-slow rhythms in neural networks

Ultra-slow fluctuations (0.01-0.1 Hz) are a feature of intrinsic brain activity of as yet unclear origin. We propose a candidate mechanism based on retrograde endocannabinoid signaling in a synaptically coupled network of excitatory neurons. This is known to cause depolarization-induced suppression of excitation (DISE), which we model phenomenologically. We construct emergent network oscillations in a globally coupled network and show that for strong synaptic coupling DISE can lead to a synchronized population burst at the frequencies of resting brain rhythms.

Suppression of HIV-1 viral load after multiple changes in high active antiretroviral therapy: A case report

High active antiretroviral therapy (HAART) can reduce plasma viremia to levels below the limit of detection, leading to adequate immune recovery and clinical stability in most HIV-1-infected patients. However, the virus persists in reservoirs, and free virions can be found in the plasma. We report here the case of an HIV-infected patient diagnosed in 1999, who exhibited good adherence to medication and HAART efficacy after multiple protocol changes. In this study, we describe the clinical features, chronological changes in HIV viral load and CD4+ T-cell count, and treatment outcomes of multiple combinations of antiretrovirals (ARV).The patient presented cycles of viral load during treatment ranging from undetectable, low, and intermediate HIV-1 RNA levels, to levels above the limits of quantification. A therapeutic regimen intensified with raltegravir (RAL) promoted constant depletion of HIV viral load and an increase in CD4+ T-cells. The report shows that enhanced HAART efficacy using RAL can reduce HIV viral load.

IMPACT OF PLUG-IN ELECTRIC VEHICLES AND WIND GENERATORS ON HARMONIC DISTORTION OF ELECTRIC DISTRIBUTION SYSTEMS

Harmonic distortion on voltages and currents increases with the increased penetration of Plug-in Electric Vehicle (PEV) loads in distribution systems. Wind Generators (WGs), which are source of harmonic currents, have some common harmonic profiles with PEVs. Thus, WGs can be utilized in careful ways to subside the effect of PEVs on harmonic distortion. This work studies the impact of PEVs on harmonic distortions and integration of WGs to reduce it. A decoupled harmonic three-phase unbalanced distribution system model is developed in OpenDSS, where PEVs and WGs are represented by harmonic current loads and sources respectively. The developed model is first used to solve harmonic power flow on IEEE 34-bus distribution system with low, moderate, and high penetration of PEVs, and its impact on current/voltage Total Harmonic Distortions (THDs) is studied. This study shows that the voltage and current THDs could be increased upto 9.5% and 50% respectively, in case of distribution systems with high PEV penetration and these THD values are significantly larger than the limits prescribed by the IEEE standards. Next, carefully sized WGs are selected at different locations in the 34-bus distribution system to demonstrate reduction in the current/voltage THDs. In this work, a framework is also developed to find optimal size of WGs to reduce THDs below prescribed operational limits in distribution circuits with PEV loads. The optimization framework is implemented in MATLAB using Genetic Algorithm, which is interfaced with the harmonic power flow model developed in OpenDSS. The developed framework is used to find optimal size of WGs on the 34-bus distribution system with low, moderate, and high penetration of PEVs, with an objective to reduce voltage/current THD deviations throughout the distribution circuits. With the optimal size of WGs in distribution systems with PEV loads, the current and voltage THDs are reduced below 5% and 7% respectively, which are within the limits prescribed by IEEE.

Hydroxylases regulate intestinal fibrosis through the suppression of ERK mediated TGF-β1 signaling

Fibrosis is a complication of chronic inflammatory disorders such as inflammatory bowel disease (IBD), a condition which has limited therapeutic options and often requires surgical intervention. Pharmacologic inhibition of oxygen-sensing prolyl hydroxylases (PHD), which confer oxygen-sensitivity upon the hypoxia inducible factor (HIF) pathway, has recently been shown to have therapeutic potential in colitis, although the mechanisms involved remain unclear. Here, we investigated the impact of hydroxylase inhibition on inflammation-driven fibrosis in a murine colitis model. Mice exposed to dextran sodium sulfate followed by period of recovery developed intestinal fibrosis characterized by alterations in the pattern of collagen deposition and infiltration of activated fibroblasts. Treatment with the hydroxylase inhibitor dimethyloxalylglycine (DMOG) ameliorated fibrosis. TGF-β1 is a key regulator of fibrosis which acts through the activation of fibroblasts. Hydroxylase inhibition reduced TGF-β1-induced expression of fibrotic markers in cultured fibroblasts suggesting a direct role for hydroxylases in TGF-β1 signalling. This was at least in part due to inhibition of non-canonical activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) signalling. In summary, pharmacologic hydroxylase inhibition ameliorates intestinal fibrosis, through suppression of TGF-β1-dependent ERK activation in fibroblasts. We hypothesize that in addition to previously reported immunosupressive effects, hydroxylase inhibitors independently suppress pro-fibrotic pathways

Weakly-constrained codes for suppression of patterning effects in digital communications

We propose weakly-constrained stream and block codes with tunable pattern-dependent statistics and demonstrate that the block code capacity at large block sizes is close to the the prediction obtained from a simple Markov model published earlier. We demonstrate the feasibility of the code by presenting original encoding and decoding algorithms with a complexity log-linear in the block size and with modest table memory requirements. We also show that when such codes are used for mitigation of patterning effects in optical fibre communications, a gain of about 0.5dB is possible under realistic conditions, at the expense of small redundancy (≈10%). © 2010 IEEE

Visual suppression in intermittent exotropia during binocular alignment.

PURPOSE To investigate the cortical mechanisms that prevent diplopia in intermittent exotropia (X(T)) during binocular alignment (orthotropia). METHODS The authors studied 12 X(T) patients aged 5 to 22 years. Seventy-five percent had functional stereo vision with stereoacuity similar to that of 12 age-matched controls (0.2-3.7 min arc). Identical face images were presented to the two eyes for 400 ms. In one eye, the face was presented at the fovea; in the other, offset along the horizontal axis with up to 12° eccentricity. The task was to indicate whether one or two faces were perceived. RESULTS All X(T) patients showed normal diplopia when the nonfoveal face was presented to nasal hemiretina, though with a slightly larger fusional range than age-matched controls. However, 10 of 12 patients never experienced diplopia when the nonfoveal face was presented to temporal hemiretina (i.e., when the stimulus simulated exodeviation). Patients showed considerable variability when the single image was perceived. Some patients suppressed the temporal stimulus regardless of which eye viewed it, whereas others suppressed a particular eye even when it viewed the foveal stimulus. In two patients, the simulated exodeviation might have triggered a shift from normal to anomalous retinal correspondence. CONCLUSIONS Antidiplopic mechanisms in X(T) can be reliably triggered by purely retinal information during orthotropia, but the nature of these mechanisms varies between patients.

Le principe québécois de l'impartageabilité de la réserve des coopératives non financières: discussion critique autour du maintien ou de la suppression

La réserve générale interdite de partage entre les membres est un avoir obligatoire, impartageable tout au long de l’existence de la coopérative et sujet à la «dévolution désintéressée en cas de liquidation ou de dissolution». Cette réserve fonctionne comme un levier de soutien au développement de la coopérative et du mouvement coopératif dans son ensemble. Le principe de l’impartageabilité de la réserve est l’interdiction faite à toutes les coopératives du Québec de partager la réserve générale entre tous les membres et l’interdiction de la diminuer, notamment par l’attribution d’une ristourne tout au long de l’existence de la coopérative. En effet, l’impartageabilité de la réserve se fonde sur l’idée que la coopérative n’a pas pour but l’accumulation des capitaux afin de les répartir entre les membres, mais il s’agit de la création d’un capital collectif qui bénéficie à tous les adhérents présents et futurs. Si le concept de l’impartageabilité de la réserve interdit donc le partage de la réserve tout au long de l’existence de la coopérative, cette même interdiction prend le nom de la dévolution désintéressée de l’actif net au moment de la disparition de la coopérative. Cette dévolution désintéressée signifie l’interdiction faite à toutes les coopératives non financières de partager le solde de l’actif lors de la disparition (dissolution ou liquidation) de la coopérative à l’exception des coopératives agricoles qui peuvent décider dans ce cas, de distribuer le solde de l’actif aux membres sans qu’on sache les raisons de cette exception. Par ailleurs, l’impartageabilité de la réserve est considérée comme un simple inconvénient juridique pour les membres et a connu quelques réécritures dans les législations sur les coopératives sans qu’on connaisse vraiment les raisons de ces modifications. L’objectif de notre thèse est d’engager une discussion critique autour du questionnement central suivant : au regard du cadre juridique actuel sur les coopératives, le principe de l’impartageabilité de la réserve doit être maintenu comme tel dans la Loi sur les coopératives, ou être tout simplement supprimé, comme dans la société par actions, où il est inexistant sans que cette suppression ne porte atteinte à la notion juridique de la coopérative? Plus précisément, quel est ce cadre juridique et quels sont les motifs qui peuvent plaider en faveur du maintien ou de la suppression du principe de l’impartageabilité de la réserve? Pour répondre à cette question, cette thèse se divise en deux parties. La première partie explore le cadre juridique des coopératives non financières au Québec en comparaison avec certains concepts juridiques issus d’autres législations. Elle étudie les fondements juridiques sous-jacents à l’impartageabilité de la réserve en droit québécois des coopératives non financières. La deuxième partie réalise une discussion critique autour de l’histoire du principe de l’impartageabilité de la réserve (ch. 3), des différents arguments juridiques disponibles (ch. 4) et d’hypothèses articulées autour des effets concrets disponibles (ch. 5). Elle explore ces dimensions au soutien du maintien ou non de l’impartageabilité de la réserve de la législation actuelle sur les coopératives non financières. Bien que la recherche effectuée conduise à une réponse nuancée, l'ensemble des résultats milite plutôt en faveur du maintien du principe de l'impartageabilité de la réserve. Au préalable, l’observation des fondements juridiques des concepts sous-jacents à l’impartageabilité de la réserve en droit québécois des coopératives non financières a permis de comprendre les concepts sous-jacents à ce principe avant de répondre à la question autour de son maintien ou de sa suppression de la législation actuelle sur les coopératives. La discussion réalisée a permis de souligner l’importance d’une réalité de base assez évidente : ce principe permet de préserver la réserve, utile au développement de la coopérative et du mouvement coopératif dans son ensemble. De plus, ce principe de l’impartageabilité de la réserve s’inscrit dans le cadre de la vocation sociale de la coopérative, qui n’a pas pour but la maximisation du profit pécuniaire. L’impartageabilité de la réserve s’inscrit également dans le cadre de la cohérence du droit québécois des coopératives avec la notion de coopérative telle que définie par le mouvement coopératif québécois et l’ACI tout en répondant aux finalités historiques d’équité entre les générations et de solidarité. Enfin, même si la discussion des arguments tirés des illustrations de données comptables et de quelques entretiens réalisés avec certains membres actifs du mouvement coopératif ne permet pas de mener à toute conclusion ferme, il ressort que l’impartageabilité de la réserve ne freinerait pas la tendance à la hausse des investissements et du chiffre d’affaires des coopératives non financières. Cette interdiction constituerait même un mécanisme d’autofinancement de la coopérative et un symbole de solidarité.

Harnessing bacterial signals for suppression of biofilm formation in the nosocomial fungal pathogen Aspergillus fumigatus

Faced with the continued emergence of antibiotic resistance to all known classes of antibiotics, a paradigm shift in approaches toward antifungal therapeutics is required. Well characterized in a broad spectrum of bacterial and fungal pathogens, biofilms are a key factor in limiting the effectiveness of conventional antibiotics. Therefore, therapeutics such as small molecules that prevent or disrupt biofilm formation would render pathogens susceptible to clearance by existing drugs. This is the first report describing the effect of the Pseudomonas aeruginosa alkylhydroxyquinolone interkingdom signal molecules 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone and 2-heptyl-4-quinolone on biofilm formation in the important fungal pathogen Aspergillus fumigatus. Decoration of the anthranilate ring on the quinolone framework resulted in significant changes in the capacity of these chemical messages to suppress biofilm formation. Addition of methoxy or methyl groups at the C5–C7 positions led to retention of anti-biofilm activity, in some cases dependent on the alkyl chain length at position C2. In contrast, halogenation at either the C3 or C6 positions led to loss of activity, with one notable exception. Microscopic staining provided key insights into the structural impact of the parent and modified molecules, identifying lead compounds for further development.

Le principe québécois de l'impartageabilité de la réserve des coopératives non financières: discussion critique autour du maintien ou de la suppression

La réserve générale interdite de partage entre les membres est un avoir obligatoire, impartageable tout au long de l’existence de la coopérative et sujet à la «dévolution désintéressée en cas de liquidation ou de dissolution». Cette réserve fonctionne comme un levier de soutien au développement de la coopérative et du mouvement coopératif dans son ensemble. Le principe de l’impartageabilité de la réserve est l’interdiction faite à toutes les coopératives du Québec de partager la réserve générale entre tous les membres et l’interdiction de la diminuer, notamment par l’attribution d’une ristourne tout au long de l’existence de la coopérative. En effet, l’impartageabilité de la réserve se fonde sur l’idée que la coopérative n’a pas pour but l’accumulation des capitaux afin de les répartir entre les membres, mais il s’agit de la création d’un capital collectif qui bénéficie à tous les adhérents présents et futurs. Si le concept de l’impartageabilité de la réserve interdit donc le partage de la réserve tout au long de l’existence de la coopérative, cette même interdiction prend le nom de la dévolution désintéressée de l’actif net au moment de la disparition de la coopérative. Cette dévolution désintéressée signifie l’interdiction faite à toutes les coopératives non financières de partager le solde de l’actif lors de la disparition (dissolution ou liquidation) de la coopérative à l’exception des coopératives agricoles qui peuvent décider dans ce cas, de distribuer le solde de l’actif aux membres sans qu’on sache les raisons de cette exception. Par ailleurs, l’impartageabilité de la réserve est considérée comme un simple inconvénient juridique pour les membres et a connu quelques réécritures dans les législations sur les coopératives sans qu’on connaisse vraiment les raisons de ces modifications. L’objectif de notre thèse est d’engager une discussion critique autour du questionnement central suivant : au regard du cadre juridique actuel sur les coopératives, le principe de l’impartageabilité de la réserve doit être maintenu comme tel dans la Loi sur les coopératives, ou être tout simplement supprimé, comme dans la société par actions, où il est inexistant sans que cette suppression ne porte atteinte à la notion juridique de la coopérative? Plus précisément, quel est ce cadre juridique et quels sont les motifs qui peuvent plaider en faveur du maintien ou de la suppression du principe de l’impartageabilité de la réserve? Pour répondre à cette question, cette thèse se divise en deux parties. La première partie explore le cadre juridique des coopératives non financières au Québec en comparaison avec certains concepts juridiques issus d’autres législations. Elle étudie les fondements juridiques sous-jacents à l’impartageabilité de la réserve en droit québécois des coopératives non financières. La deuxième partie réalise une discussion critique autour de l’histoire du principe de l’impartageabilité de la réserve (ch. 3), des différents arguments juridiques disponibles (ch. 4) et d’hypothèses articulées autour des effets concrets disponibles (ch. 5). Elle explore ces dimensions au soutien du maintien ou non de l’impartageabilité de la réserve de la législation actuelle sur les coopératives non financières. Bien que la recherche effectuée conduise à une réponse nuancée, l'ensemble des résultats milite plutôt en faveur du maintien du principe de l'impartageabilité de la réserve. Au préalable, l’observation des fondements juridiques des concepts sous-jacents à l’impartageabilité de la réserve en droit québécois des coopératives non financières a permis de comprendre les concepts sous-jacents à ce principe avant de répondre à la question autour de son maintien ou de sa suppression de la législation actuelle sur les coopératives. La discussion réalisée a permis de souligner l’importance d’une réalité de base assez évidente : ce principe permet de préserver la réserve, utile au développement de la coopérative et du mouvement coopératif dans son ensemble. De plus, ce principe de l’impartageabilité de la réserve s’inscrit dans le cadre de la vocation sociale de la coopérative, qui n’a pas pour but la maximisation du profit pécuniaire. L’impartageabilité de la réserve s’inscrit également dans le cadre de la cohérence du droit québécois des coopératives avec la notion de coopérative telle que définie par le mouvement coopératif québécois et l’ACI tout en répondant aux finalités historiques d’équité entre les générations et de solidarité. Enfin, même si la discussion des arguments tirés des illustrations de données comptables et de quelques entretiens réalisés avec certains membres actifs du mouvement coopératif ne permet pas de mener à toute conclusion ferme, il ressort que l’impartageabilité de la réserve ne freinerait pas la tendance à la hausse des investissements et du chiffre d’affaires des coopératives non financières. Cette interdiction constituerait même un mécanisme d’autofinancement de la coopérative et un symbole de solidarité.

Musical tension in harmonic intervals: behavioral and neural correlates

Musical tension is what drives our emotional experience in music listening. However, the specific role of the musical elements involved in tension-resolution perception remains largely unclear. This dissertation aims to advance the understanding of tension perception dynamics related to sensory consonance-dissonance. The first experiment aimed to design and validate a new crossmodal proprioceptive device for tension rating that overcomes some of the limitations of known tools. As a result, a psychophysical equation for the matching of physical force and psychological force was presented. The same tool was subsequently used in the second and third experiments to collect ratings of perceived tension and movement in harmonic musical intervals and standard noises. Besides, a visual analog scale (VAS) was used to allow a comparison of these two methods. The results confirmed the close relationship between sensory dissonance and perceived tension. Moreover, stimuli in the higher pitch register were perceived as more tense, confirming the primary role of pitch as a mediator of tension. The comparison between ratings obtained with the proprioceptive device and the VAS highlighted the tendency to give higher tension ratings using the VAS compared to the proprioceptive device. In the last experiment, brain electrical activity was recorded during the presentation of short tension-resolution patterns created using the most tense (perfect unison, fourth, and fifth) and the least tense harmonic intervals (augmented fourth, minor second, and inverted major seventh) to understand how consonance-dissonance can convey meaningful information on perceived tension-resolution. Results showed overall larger effects during the ‘resolution’ condition compare to the ‘tension induction’ condition, indicating that the resolution of harmonic instability towards a state of stability may be more salient than its opposite. A late positive component (LPC) was elicited, possibly reflecting deeper processing of tension-related meaning within a minimal harmonic context.

Study of the second hyperpolarizability of poly(3-alkylthiophenes) using the third-harmonic scattering technique

During the past years, the considerable need in the domain of communications for more potent photonic devices has focused the research activities into the nonlinear optical (NLO) materials which can be used for modern optical switches. In this regard, a lot of research activities are focused on the organic materials and conjugated polymers which offer more advantages compared to the inorganic ones. On this matter, poly(3-alkylthiophene) (P3AT), an organic conjugated polymer, can be investigated as potential optical material with in particular the focus on the NLO properties such as the first- and second-hyperpolarizability, β and γ respectively. The activities carried out at the Laboratory of Polymer Synthesis of the KU Leuven, during the master's thesis work, focused on the study of conjugated polymers in order to evaluate their NLO properties for the future purpose of applications in optical systems. In particular, three series of polythiophenes functionalized with an alkyl side chain in the 3-position were synthesized: poly(3-hexylthiophene) (P3HT), poly[3-(2-ethylhexyl)thiophene] (P3EHT) and random copolymer of the two regio-isomers of P3HT. They were made in order to study the influence of molar mass, branching and regio-irregularity on the γ-value. The Kumada catalyst transfer condensative polymerization (KCTCP) and the Pd(RuPhos)-protocol were used for the polymerizations in order to have control over the molar mass of the growing chain and consequently to obtain well-defined and reproducible materials. The P3AT derivatives obtained were characterized by gel permeation chromatography (GPC), spectroscopic techniques (1H-NMR, UV-Vis) and the γ-value was investigated using the third-harmonic scattering (THS) technique. In particular, the THS technique is useful to investigate the optical behavior of the series of polymers in solution.