Carbon dioxide reduction system. Technical documentary report no. AMRL-TDR-64-42. Contract monitor: Richard E. Bennett. Project no. 6373, Task no. 637302.

Cover title.

Transfer of resistance training to enhance rapid coordinated force production by older adults

The purpose of this study was to examine the capacity of resistance training to enhance the rapid and coordinated production of force by older people. Thirty adults (greater than or equal to 60 years) completed a visually guided aiming task that required the generation of isometric torque in 2 df about the elbow prior to and following a 4-week training period. Groups of six participants were allocated to two progressive ( 40 - 100% maximal voluntary contraction (MVC)) resistance-training (PRT) groups, to two constant low-load (10% MVC) training groups (CLO) and to one no-training control group. Training movements required the generation of either combined flexion and supination (FLESUP), or combined extension and supination (EXTSUP). In response to training, target acquisition times in the aiming task decreased for all groups; however, both the nature of the training load and the training movement influenced the pattern and magnitude of improvements (EXTSUP_ CLO: 36%, FLESUP_ PRT 26%, EXTSUP_ PRT 22%, FLESUP_ CLO 20%, CONTROL 15%). For one group that trained with progressively increasing loads, there arose a subsequent decrease in performance in one condition of the transfer task. For each group, these adaptations were accompanied by systematic changes in the coordination of muscles about the elbow joint, particularly the biceps brachii.

Neuromuscular adaptation during skill acquisition on a two degree-of-freedom target-acquisition task: Isometric torque production

In this study we attempted to identify the principles that govern the changes in neural control that occur during repeated performance of a multiarticular coordination task. Eight participants produced isometric flexion/extension and pronation/supination torques at the radiohumeral joint, either in isolation (e.g., flexion) or in combination (e.g., flexion - supination), to acquire targets presented by a visual display. A cursor superimposed on the display provided feedback of the applied torques. During pre- and postpractice tests, the participants acquired targets in eight directions located either 3.6 cm (20% maximal voluntary contraction [MVC]) or 7.2 cm (40% MVC) from a neutral cursor position. On each of five consecutive days of practice the participants acquired targets located 5.4 cm (30% MVC) from the neutral position. EMG was recorded from eight muscles contributing to torque production about the radiohumeral joint during the pre- and posttests. Target-acquisition time decreased significantly with practice in most target directions and at both target torque levels. These performance improvements were primarily associated with increases in the peak rate of torque development after practice. At a muscular level, these changes were brought about by increases in the rates of recruitment of all agonist muscles. The spatiotemporal organization of muscle synergies was not significantly altered after practice. The observed adaptations appear to lead to performances that are generalizable to actions that require both greater and smaller joint torques than that practiced, and may be successfully recalled after a substantial period without practice. These results suggest that tasks in which performance is improved by increasing the rate of muscle activation, and thus the rate of joint torque development, may benefit in terms of the extent to which acquired levels of performance are maintained over time.

Muscle coordination during rapid force production by young and older adults

Background. Older adults typically exhibit dramatic reductions in the rate of force development and deficits in the execution of rapid coordinated movements. The purpose of the current study was to investigate the association between the reduced rate of force development exhibited by older adults and the ability to coordinate groups of muscles. Methods. The performance of a visually guided aiming task that required the generation of isometric torque about the elbow joint was compared in 10 young adults (age range, 19 to 29 years) and 10 older adults (age range, 65 to 80 years). Participants were required to exert isometric torque in flexion, extension, pronation, or supination, or in combinations of these directions, to reach a target in minimum time. Surface electromyograms were obtained from the biceps brachii, triceps brachii, brachioradialis, and flexor carpi radialis. Results. Older participants exhibited slower target acquisition times compared with young participants (p < .05), with the extent of the differences between the groups varying markedly between target locations. Conclusions. The impairment in performance, although partially attributable to a general decline in the ability to produce force rapidly, was also affected by the requirements for muscular coordination. At the neuromuscular level, differences between the young and the elderly were expressed most prominently in the bifunctional muscle biceps brachii and in certain temporal aspects of muscular coordination.

Neuromuscular-skeletal constraints on the acquisition of skill in a discrete torque production task

The organisation of the human neuromuscular-skeletal system allows an extremely wide variety of actions to be performed, often with great dexterity. Adaptations associated with skill acquisition occur at all levels of the neuromuscular-skeletal system although all neural adaptations are inevitably constrained by the organisation of the actuating apparatus (muscles and bones). We quantified the extent to which skill acquisition in an isometric task set is influenced by the mechanical properties of the muscles used to produce the required actions. Initial performance was greatly dependent upon the specific combination of torques required in each variant of the experimental task. Five consecutive days of practice improved the performance to a similar degree across eight actions despite differences in the torques required about the elbow and forearm. The proportional improvement in performance was also similar when the actions were performed at either 20 or 40% of participants' maximum voluntary torque capacity. The skill acquired during practice was successfully extrapolated to variants of the task requiring more torque than that required during practice. We conclude that while the extent to which skill can be acquired in isometric actions is independent of the specific combination of joint torques required for target acquisition, the nature of the kinetic adaptations leading to the performance improvement in isometric actions is influenced by the neural and mechanical properties of the actuating muscles.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

A Sense of Wonder: Enhancing Access to Folktales through Task and Facet Analysis

Discusses the approach taken in Phase 1 of a three-phase project Folktales, Facets and FRBR [funded by a grant from OCLC/ALISE]. This project works with the special collection of folktales at the Center for Children’s Books (CCB) at the University of Illinois at Urbana-Champaign, and the scholars who use this collection. The project aims to enhance the effectiveness and efficiency of folktale access through deep understanding of user needs. Phase 1 included facet analysis of the bibliographic records for a sample of 100 folktale books in the CCB, and task analysis of interviews with four CCB-affiliated faculty. Describes the information tasks, information seeking obstacles, and desired features for a discovery and access tool related to folktales for this initial group of scholarly users of folktales.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Relationship Between Orofacial Function, Dentofacial Morphology, And Bite Force In Young Subjects.

The aim was to evaluate the relationship between orofacial function, dentofacial morphology, and bite force in young subjects. Three hundred and sixteen subjects were divided according to dentition stage (early, intermediate, and late mixed and permanent dentition). Orofacial function was screened using the Nordic Orofacial Test-Screening (NOT-S). Orthodontic treatment need, bite force, lateral and frontal craniofacial dimensions and presence of sleep bruxism were also assessed. The results were submitted to descriptive statistics, normality and correlation tests, analysis of variance, and multiple linear regression to test the relationship between NOT-S scores and the studied independent variables. The variance of NOT-S scores between groups was not significant. The evaluation of the variables that significantly contributed to NOT-S scores variation showed that age and presence of bruxism related to higher NOT-S total scores, while the increase in overbite measurement and presence of closed lip posture related to lower scores. Bite force did not show a significant relationship with scores of orofacial dysfunction. No significant correlations between craniofacial dimensions and NOT-S scores were observed. Age and sleep bruxism were related to higher NOT-S scores, while the increase in overbite measurement and closed lip posture contributed to lower scores of orofacial dysfunction.

Bipolar Tribocharging Signal During Friction Force Fluctuations At Metal-insulator Interfaces.

Friction and triboelectrification of materials show a strong correlation during sliding contacts. Friction force fluctuations are always accompanied by two tribocharging events at metal-insulator [e.g., polytetrafluoroethylene (PTFE)] interfaces: injection of charged species from the metal into PTFE followed by the flow of charges from PTFE to the metal surface. Adhesion maps that were obtained by atomic force microscopy (AFM) show that the region of contact increases the pull-off force from 10 to 150 nN, reflecting on a resilient electrostatic adhesion between PTFE and the metallic surface. The reported results suggest that friction and triboelectrification have a common origin that must be associated with the occurrence of strong electrostatic interactions at the interface.

Retention force of T-bar clasps for titanium and cobalt-chromium removable partial dentures

The objective of this study was to evaluate the retention force of T-bar clasps made from commercially pure titanium (CP Ti) and cobalt-chromium (Co-Cr) alloy by the insertion/removal test simulating 5 years use. Thirty-six frameworks were cast from CP Ti (n=18) and Co-Cr alloy (n=18) with identical prefabricated patterns on refractory casts from a distal extension mandibular hemi-arch segment. The castings were made on a vacuum-pressure machine, under vacuum and argon atmosphere. Each group was subdivided in three, corresponding to 0.25 mm, 0.50 mm and 0.75 mm undercuts, respectively. No polishing procedures were performed to ensure uniformity. The specimens were subjected to an insertion/removal test and data was analyzed statistically to compare CP Ti and Co-Cr alloy in the same undercut (Student's t-test for independent samples) and each material in different undercuts (one-way ANOVA) (p=0.05). Comparisons between materials revealed significant differences (p=0.017) only for the 0.50-mm undercut. No significant differences (p>0.05) were found when comparing the same material for the undercuts. It may be concluded that for different undercuts, both Co-Cr alloy and CP Ti had no significant differences for T-bar clasps; CP Ti showed the lowest retention force values when compared to Co-Cr alloy in each undercut, but with significant difference only for the 0.50-mm undercut; and both materials maintained the retentive capacity during the simulation test.

Bite force in temporomandibular dysfunction (TMD) and healthy complete denture wearers

The signs and symptoms of temporomandibular dysfunction (TMD) may contribute to reduce bite force and muscular activity. The aims of this study were to compare bite force in complete denture wearers with TMD (TMD group) and without TMD (healthy group).The TMD group consisted of 9 individuals, who had worn a maxillary and a mandibular complete removable denture for more than 10 years. The healthy group consisted of 9 participants who wore dentures and had satisfactory interocclusal and maxillomandibular relationship. Helkimo Index was used to analyze the dysfunction level. Maximum bite force was measured using a digital dynamometer with capacity of 100 kgf and adapted to oral conditions.The TMD group presented smaller mean bite force values than the healthy group, though without statistical significance (p>0.05). This outcome suggests that the TMD signs and symptoms and the structural conditions of the dentures did not affect the maximal bite force of complete denture wearers.

Selective activation of the rectus abdominis muscle during low-intensity and fatiguing tasks

In order to understand the potential selective activation of the rectus abdominis muscle, we conducted two experiments. In the first, subjects performed two controlled isometric exercises: the curl up (supine trunk raise) and the leg raise (supine bent leg raise) at low intensity (in which only a few motor units are recruited). In the second experiment, subjects performed the same exercises, but they were required to maintain a certain force level in order to induce fatigue. We recorded the electromyographic (EMG) activities of the lower and upper portions of the rectus abdominis muscle during the exercises and used spatial-temporal and frequency analyses to describe muscle activation patterns. At low-intensity contractions, the ratio between the EMG intensities of the upper and lower portions during the curl up exercise was significantly larger than during the leg raise exercise (p = 0.02). A cross-correlation analysis indicated that the signals of the abdominal portions were related to each other and this relation did not differ between the tasks (p = 0.12). In the fatiguing condition, fatigue for the upper portion was higher than for the lower portion during the curl up exercise (p = 0.008). We conclude that different exercises evoked, to a certain degree, individualized activation of each part of the rectus abdominis muscle, but different portions of the rectus abdominis muscle contributed to the same task, acting like a functional unit. These results corroborate the relevance of varying exercise to modify activation patterns of the rectus abdominis muscle.

Tooth Movement Activates the Central Amygdala and the Lateral Hypothalamus by the Magnitude of the Force Applied

Objective: To determine if the magnitude of the force used to induce incisor tooth movement promotes distinct activation in cells in the central amygdala (CEA) and lateral hypothalamus (LH) of rats. Also, the effect of morphine on Fos immunoreactivity (Fos-IR) was investigated in these nuclei. Materials and Methods: Adult male rats were anesthetized and divided into six groups: only anesthetized (control), without orthodontic appliance (OA), OA but without force, OA activated with 30g or 70g, OA with 70g in animals pretreated with morphine (2 mg/kg, intraperitoneal). Three hours after the onset of the experiment the rats were reanesthetized and perfused with 4% paraformaldehyde. The brains were removed and fixed, and sections containing CEA and LH were processed for Fos protein immunohistochemistry. Results: The results show that in the control group, the intramuscular injection of a ketamine/xylazine mixture did not induce Fos-IR cells in the CEA or in the LH. Again, the without force group showed a little Fos-IR. However, in the 70g group the Fos-IR was the biggest observed (P < .05, Tukey) in the CEA and LH compared with the other groups. In the 30g group, the Fos-IR did not differ from the control group, the without OA group, and the without force group. Furthermore, pretreatment with morphine in the 70g group reduced Fos-IR in these regions. Conclusions: Tooth movement promotes Fos-IR in the CEA and LH according to the magnitude of the force applied. (Angle Orthod. 2010;80:111-115.)

Relationship Between Surface Topography and Energy Density Distribution of Er,Cr:YSGG Beam on Irradiated Dentin: An Atomic Force Microscopy Study

Objective: The aim of this study was to assess by atomic force microscopy (AFM) the effect of Er,Cr:YSGG laser application on the surface microtopography of radicular dentin. Background: Lasers have been used for various purposes in dentistry, where they are clinically effective when used in an appropriate manner. The Er, Cr: YSGG laser can be used for caries prevention when settings are below the ablation threshold. Materials and Methods: Four specimens of bovine dentin were irradiated using an Er, Cr:YSGG laser (lambda = 2.78 mu m), at a repetition rate of 20 Hz, with a 750-mu m-diameter sapphire tip and energy density of 2.8 J/cm(2) (12.5 mJ/pulse). After irradiation, surface topography was analyzed by AFM using a Si probe in tapping mode. Quantitative and qualitative information concerning the arithmetic average roughness (Ra) and power spectral density analyses were obtained from central, intermediate, and peripheral areas of laser pulses and compared with data from nonirradiated samples. Results: Dentin Ra for different areas were as follows: central, 261.26 (+/- 21.65) nm; intermediate, 83.48 (+/- 6.34) nm; peripheral, 45.8 (+/- 13.47) nm; and nonirradiated, 35.18 (+/- 2.9) nm. The central region of laser pulses presented higher ablation of intertubular dentin, with about 340-760 nm height, while intermediate, peripheral, and nonirradiated regions presented no difference in height of peritubular and interperitubular dentin. Conclusion: According to these results, we can assume that even when used at a low-energy density parameter, Er, Cr: YSGG laser can significantly alter the microtopography of radicular dentin, which is an important characteristic to be considered when laser is used for clinical applications.