Temporal fluctuations in coherence of brain waves.

As a measure of dynamical structure, short-term fluctuations of coherence between 0.3 and 100 Hz in the electroencephalogram (EEG) of humans were studied from recordings made by chronic subdural macroelectrodes 5-10 mm apart, on temporal, frontal, and parietal lobes, and from intracranial probes deep in the temporal lobe, including the hippocampus, during sleep, alert, and seizure states. The time series of coherence between adjacent sites calculated every second or less often varies widely in stability over time; sometimes it is stable for half a minute or more. Within 2-min samples, coherence commonly fluctuates by a factor up to 2-3, in all bands, within the time scale of seconds to tens of seconds. The power spectrum of the time series of these fluctuations is broad, extending to 0.02 Hz or slower, and is weighted toward the slower frequencies; little power is faster than 0.5 Hz. Some records show conspicuous swings with a preferred duration of 5-15s, either irregularly or quasirhythmically with a broad peak around 0.1 Hz. Periodicity is not statistically significant in most records. In our sampling, we have not found a consistent difference between lobes of the brain, subdural and depth electrodes, or sleeping and waking states. Seizures generally raise the mean coherence in all frequencies and may reduce the fluctuations by a ceiling effect. The coherence time series of different bands is positively correlated (0.45 overall); significant nonindependence extends for at least two octaves. Coherence fluctuations are quite local; the time series of adjacent electrodes is correlated with that of the nearest neighbor pairs (10 mm) to a coefficient averaging approximately 0.4, falling to approximately 0.2 for neighbors-but-one (20 mm) and to < 0.1 for neighbors-but-two (30 mm). The evidence indicates fine structure in time and space, a dynamic and local determination of this measure of cooperativity. Widely separated frequencies tending to fluctuate together exclude independent oscillators as the general or usual basis of the EEG, although a few rhythms are well known under special conditions. Broad-band events may be the more usual generators. Loci only a few millimeters apart can fluctuate widely in seconds, either in parallel or independently. Scalp EEG coherence cannot be predicted from subdural or deep recordings, or vice versa, and intracortical microelectrodes show still greater coherence fluctuation in space and time. Widely used computations of chaos and dimensionality made upon data from scalp or even subdural or depth electrodes, even when reproducible in successive samples, cannot be considered representative of the brain or the given structure or brain state but only of the scale or view (receptive field) of the electrodes used. Relevant to the evolution of more complex brains, which is an outstanding fact of animal evolution, we believe that measures of cooperativity are likely to be among the dynamic features by which major evolutionary grades of brains differ.

Fasciclin II controls proneural gene expression in Drosophila.

Fasciclin II (Fas II), an NCAM-like cell adhesion molecule in Drosophila, is expressed on a subset of embryonic axons and controls selective axon fasiculation. Fas II is also expressed in imaginal discs. Here we use genetic analysis to show that Fas II is required for the control of proneural gene expression. Clusters of cells in the eye-antennal imaginal disc express the achaete proneural gene and give rise to mechanosensory neurons; other clusters of cells express the atonal gene and give rise to ocellar photoreceptor neurons. In fasII loss-of-function mutants, the expression of both proneural genes is absent in certain locations, and, as a result, the corresponding sensory precursors fail to develop. In fasII gain-of-function conditions, extra sensory structures arise from this same region of the imaginal disc. Mutations in the Abelson tyrosine kinase gene show dominant interactions with fasII mutations, suggesting that Abl and Fas II function in a signaling pathway that controls proneural gene expression.

Localization of vasopressin mRNA and immunoreactivity in pituicytes of pituitary stalk-transected rats after osmotic stimulation.

The presence of [arginine] vasopressin (AVP) mRNA and AVP immunoreactivity in pituicytes of the neural lobe (NL) of intact and pituitary stalk-transected rats, with and without osmotic stimulation, was examined. AVP mRNA was analyzed by Northern blotting, as well as by in situ hybridization in combination with immunocytochemistry using anti-glial fibrillary acidic protein (GFAP) as a marker for pituicytes. In intact rats, a poly(A) tail-truncated 0.62-kb AVP mRNA was detected in the NL and was found to increase 10-fold with 7 days of continuous salt loading. Morphological analysis of the NL of 7-day salt-loaded rats revealed the presence of AVP mRNA in a significant number of GFAP-positive pituicytes in the NL and in areas most probably containing nerve fibers. Eight days after pituitary stalk transection the NL AVP mRNA diminished in animals given water to drink, whereas in those given 2% saline for 18 h followed by 6 h of water, a treatment repeated on 6 successive days beginning 2 days after surgery, the 0.62-kb AVP mRNA was present. The AVP mRNA in the pituitary stalk-transected, salt-loaded rats showed an exclusive cellular distribution in the NL, indicative of localization in pituicytes. Immunoelectron microscopy showed the presence of AVP immunoreactivity in a subpopulation of pituicytes 7 and 10 days after pituitary stalk transection in salt-loaded animals, when almost all AVP fibers had disappeared from the NL. These data show that a subset of pituicytes in the NL is activated to synthesize AVP mRNA and AVP in response to osmotic stimulation.

Object-related activity revealed by functional magnetic resonance imaging in human occipital cortex.

The stages of integration leading from local feature analysis to object recognition were explored in human visual cortex by using the technique of functional magnetic resonance imaging. Here we report evidence for object-related activation. Such activation was located at the lateral-posterior aspect of the occipital lobe, just abutting the posterior aspect of the motion-sensitive area MT/V5, in a region termed the lateral occipital complex (LO). LO showed preferential activation to images of objects, compared to a wide range of texture patterns. This activation was not caused by a global difference in the Fourier spatial frequency content of objects versus texture images, since object images produced enhanced LO activation compared to textures matched in power spectra but randomized in phase. The preferential activation to objects also could not be explained by different patterns of eye movements: similar levels of activation were observed when subjects fixated on the objects and when they scanned the objects with their eyes. Additional manipulations such as spatial frequency filtering and a 4-fold change in visual size did not affect LO activation. These results suggest that the enhanced responses to objects were not a manifestation of low-level visual processing. A striking demonstration that activity in LO is uniquely correlated to object detectability was produced by the "Lincoln" illusion, in which blurring of objects digitized into large blocks paradoxically increases their recognizability. Such blurring led to significant enhancement of LO activation. Despite the preferential activation to objects, LO did not seem to be involved in the final, "semantic," stages of the recognition process. Thus, objects varying widely in their recognizability (e.g., famous faces, common objects, and unfamiliar three-dimensional abstract sculptures) activated it to a similar degree. These results are thus evidence for an intermediate link in the chain of processing stages leading to object recognition in human visual cortex.

Oxytocin mediates atrial natriuretic peptide release and natriuresis after volume expansion in the rat.

Our previous studies have shown that stimulation of the anterior ventral third ventricular region increases atrial natriuretic peptide (ANP) release, whereas lesions of this structure, the median eminence, or removal of the neural lobe of the pituitary block ANP release induced by blood volume expansion (BVE). These results indicate that participation of the central nervous system is crucial in these responses, possibly through mediation by neurohypophysial hormones. In the present research we investigated the possible role of oxytocin, one of the two principal neurohypophysial hormones, in the mediation of ANP release. Oxytocin (1-10 nmol) injected i.p. caused significant, dose-dependent increases in urinary osmolality, natriuresis, and kaliuresis. A delayed antidiuretic effect was also observed. Plasma ANP concentrations increased nearly 4-fold (P < 0.01) 20 min after i.p. oxytocin (10 nmol), but there was no change in plasma ANP values in control rats. When oxytocin (1 or 10 nmol) was injected i.v., it also induced a dose-related increase in plasma ANP at 5 min (P < 0.001). BVE by intra-atrial injection of isotonic saline induced a rapid (5 min postinjection) increase in plasma oxytocin and ANP concentrations and a concomitant decrease in plasma arginine vasopressin concentration. Results were similar with hypertonic volume expansion, except that this induced a transient (5 min) increase in plasma arginine vasopressin. The findings are consistent with the hypothesis that baroreceptor activation of the central nervous system by BVE stimulates the release of oxytocin from the neurohypophysis. This oxytocin then circulates to the right atrium to induce release of ANP, which circulates to the kidney and induces natriuresis and diuresis, which restore body fluid volume to normal levels.

The deferred imitation task as a nonverbal measure of declarative memory.

We tested amnesic patients, patients with frontal lobe lesions, and control subjects with the deferred imitation task, a nonverbal test used to demonstrate memory abilities in human infants. On day 1, subjects were given sets of objects to obtain a baseline measure of their spontaneous performance of target actions. Then different event sequences were modeled with the object sets. On day 2, the objects were given to the subjects again, first without any instructions to imitate the sequences, and then with explicit instructions to imitate the actions exactly as they had been modeled. Control subjects and frontal lobe patients reproduced the events under both uninstructed and instructed conditions. In contrast, performance by the amnesic patients did not significantly differ from that of a second control group who had the same opportunities to handle the objects but were not shown the modeled actions. These findings suggest that deferred imitation is dependent on the brain structures essential for declarative memory that are damaged in amnesia, and they support the view that infants who imitate actions after long delays have an early capacity for long-term declarative memory.

Revisão taxonômica e filogenia do gênero Megalobrachium Stimpson, 1858 (Crustacea: Decapoda: Anomura: Porcellanidae)

O presente trabalho trata do gênero de porcelanídeos Megalolobrachium Stimpson, 1858 e está organizado em três partes: (1) uma revisão taxonômica das espécies atualmente atribuídas a Megalobrachium Stimpson, 1858; (2) uma revisão da diversidade morfológica do gênero em um contexto maior dentro de Porcellanidae; e (3) uma análise cladística a partir de dados morfológicos com o intuito de testar o monofiletismo de Megalobrachium e propor a primeira hipótese filogenética para o gênero. A revisão taxonômica se baseou no estudo de material abundante de diferentes localidades do Pacífico oriental e Atlântico ocidental. Uma nova espécie de Megalobrachium é descrita com base no material das costas pacíficas do Panamá e Colômbia, totalizando 13 espécies em Megalobrachium. Para a análise filogenética, foram obtidos 151 caracteres; o grupo-externo foi composto por quatro espécies de três gêneros: Pachycheles Stimpson, 1858, Pisidia Leach, 1820, e Porcellana Lamarck, 1801. Uma única árvore (314 passos; IC: 64; IR: 80) foi obtida, com dois clados. O primeiro clado inclui espécies com lobos da fronte marcadamente flexionados, flagelo da antena curto, com artículos longos, patas ambulatórias curtas e robustas, abdome subtriangular em machos, pleópodo feminino iv com três segmentos, e urópodos curtos. O segundo clado contém espécies com lobos da fronte não flexionados, flagelo da antena longo, com artículos curtos, patas ambulatórias longas e delgadas, abdome sub-retangular, pleópodo feminino iv com dois segmentos, urópodos longos. O primeiro clado corresponde a Porcellanopsis Rathbun, 1910 (espécie-tipo P. festae (Nobili, 1901)), previamente tratado como sinônimo de Megalobrachium. Contudo, a combinação de diferenças morfológicas entre Megalobrachium e Porcellanopsis justifica a revalidação de Porcellanopsis. Três espécies foram erroneamente registradas no Pacífico oriental (M. mortenseni Haig, 1962, P. rosea (Rathbun, 1900) e P. soriata (Say, 1818)); essas espécies são exclusivamente distribuídas no Atlântico ocidental.

Condensados de Bose-Einstein em redes óticas: a transição superfluido-isolante de Mott em redes hexagonais e a classe de universalidade superfluido-vidro de Bose em 3D

Estudamos transições de fases quânticas em gases bosônicos ultrafrios aprisionados em redes óticas. A física desses sistemas é capturada por um modelo do tipo Bose-Hubbard que, no caso de um sistema sem desordem, em que os átomos têm interação de curto alcance e o tunelamento é apenas entre sítios primeiros vizinhos, prevê a transição de fases quântica superfluido-isolante de Mott (SF-MI) quando a profundidade do potencial da rede ótica é variado. Num primeiro estudo, verificamos como o diagrama de fases dessa transição muda quando passamos de uma rede quadrada para uma hexagonal. Num segundo, investigamos como a desordem modifica essa transição. No estudo com rede hexagonal, apresentamos o diagrama de fases da transição SF-MI e uma estimativa para o ponto crítico do primeiro lobo de Mott. Esses resultados foram obtidos usando o algoritmo de Monte Carlo quântico denominado Worm. Comparamos nossos resultados com os obtidos a partir de uma aproximação de campo médio e com os de um sistema com uma rede ótica quadrada. Ao introduzir desordem no sistema, uma nova fase emerge no diagrama de fases do estado fundamental intermediando a fase superfluida e a isolante de Mott. Essa nova fase é conhecida como vidro de Bose (BG) e a transição de fases quântica SF-BG que ocorre nesse sistema gerou muitas controvérsias desde seus primeiros estudos iniciados no fim dos anos 80. Apesar dos avanços em direção ao entendimento completo desta transição, a caracterização básica das suas propriedades críticas ainda é debatida. O que motivou nosso estudo, foi a publicação de resultados experimentais e numéricos em sistemas tridimensionais [Yu et al. Nature 489, 379 (2012), Yu et al. PRB 86, 134421 (2012)] que violam a lei de escala $\\phi= u z$, em que $\\phi$ é o expoente da temperatura crítica, $z$ é o expoente crítico dinâmico e $ u$ é o expoente do comprimento de correlação. Abordamos essa controvérsia numericamente fazendo uma análise de escalonamento finito usando o algoritmo Worm nas suas versões quântica e clássica. Nossos resultados demonstram que trabalhos anteriores sobre a dependência da temperatura de transição superfluido-líquido normal com o potencial químico (ou campo magnético, em sistemas de spin), $T_c \\propto (\\mu-\\mu_c)^\\phi$, estavam equivocados na interpretação de um comportamento transiente na aproximação da região crítica genuína. Quando os parâmetros do modelo são modificados de maneira a ampliar a região crítica quântica, simulações com ambos os modelos clássico e quântico revelam que a lei de escala $\\phi= u z$ [com $\\phi=2.7(2)$, $z=3$ e $ u = 0.88(5)$] é válida. Também estimamos o expoente crítico do parâmetro de ordem, encontrando $\\beta=1.5(2)$.

Desenvolvimento e otimização de antenas Vivaldi antipodais para aplicações a altas frequências.

Esta tese propõe a síntese e o estudo de uma nova técnica de cavidades de borda aplicada a antenas Vivaldi, com o intuito de melhorar suas características de diretividade. Embora as antenas do tipo Vivaldi possuam características diretivas, elas produzem radiações laterais indesejáveis, o que se reflete nos elevados índices de lóbulos laterais devido a correntes superficiais que fluem ao longo das bordas metalizadas nas laterais da antena. Estas correntes são a origem das radiações laterais que vêm sendo mitigadas pela aplicação de cavidades ressonantes, triangulares ou retangulares, que aprisionam tais correntes e, consequentemente, atenuam os lóbulos laterais, sem o incremento do lóbulo principal, uma vez que toda a energia dos lóbulos laterais é apenas confinada nos ressonadores e por isso literalmente perdida. Ao contrário desses esforços, este trabalho propõe cavidades radiantes tanto na forma de abertura exponencial, como na forma do fractais de Koch, que funcionam como radiadores auxiliares (antenas auxiliares), canalizando as correntes de borda e aproveitando-as para aumentar os níveis do lóbulo principal, mitigando os níveis de lóbulo lateral. A síntese desta nova técnica foi implementada em uma antena Vivaldi antipodal com características de baixa diretividade, como qualquer antena Vivaldi, o que foi corrigido e a aplicação da técnica de cavidades radiantes deu origem a duas novas antenas Vivaldis efetivamente diretivas. Os resultados foram obtidos através de simulações do modelo numérico no CST Microwave Studio e confirmados com medidas de laboratório, o que evidenciou a melhora das características de diretividade da antena pela aplicação da nova técnica de cavidades radiantes.

Avaliação de linguagem por ressonância magnética funcional em pacientes com epilepsia associada à esclerose mesial temporal unilateral: correlação com avaliação clínica de linguagem

Introdução: A esclerose mesial temporal (EMT) é a principal causa de epilepsia resistente ao tratamento medicamentoso. Pacientes com EMT apresentam dificuldades no processamento semântico e fonológico de linguagem e maior incidência de reorganização cerebral da linguagem (bilateral ou à direita) em relação à população geral. A ressonância magnética funcional (RMf) permite avaliar a reorganização cerebral das redes de linguagem, comparando padrões de ativação cerebral entre diversas regiões cerebrais. Objetivo: Investigar o desempenho linguístico de pacientes com EMT unilateral esquerda e direita e a ocorrência de reorganização das redes de linguagem com RMf para avaliar se a reorganização foi benéfica para a linguagem nestes pacientes. Métodos: Utilizamos provas clínicas de linguagem e paradigmas de nomeação visual e responsiva para RMf, desenvolvidos para este estudo. Foram avaliados 24 pacientes com EMTe, 22 pacientes com EMTd e 24 controles saudáveis, submetidos a provas de linguagem (fluência semântica e fonológica, nomeação de objetos, verbos, nomes próprios e responsiva, e compreensão de palavras) e a três paradigmas de linguagem por RMf [nomeação por confrontação visual (NCV), nomeação responsiva à leitura (NRL) e geração de palavras (GP)]. Seis regiões cerebrais de interesse (ROI) foram selecionadas (giro frontal inferior, giro frontal médio, giro frontal superior, giro temporal inferior, giro temporal médio e giro temporal superior). Índices de Lateralidade (ILs) foram calculados com dois métodos: bootstrap, do programa LI-Toolbox, independe de limiar, e PSC, que indica a intensidade da ativação cerebral de cada voxel. Cada grupo de pacientes (EMTe e EMTd) foi dividido em dois subgrupos, de acordo com o desempenho em relação aos controles na avaliação clinica de linguagem. O <= -1,5 foi utilizado como nota de corte para dividir os grupos em pacientes com bom e com mau desempenho de linguagem. Em seguida, comparou-se o desempenho linguístico dos subgrupos ao índices IL-boot. Resultados: Pacientes com EMT esquerda e direita mostraram pior desempenho que controles nas provas clínicas de nomeação de verbos, nomeação de nomes próprios, nomeação responsiva e fluência verbal. Os mapas de ativação cerebral por RMf mostraram efeito BOLD em regiões frontais e temporoparietais de linguagem. Os mapas de comparação de ativação cerebral entre os grupos revelaram que pacientes com EMT esquerda e direita apresentam maior ativação em regiões homólogas do hemisfério direito em relação aos controles. Os ILs corroboraram estes resultados, mostrando valores médios menores para os pacientes em relação aos controles e, portanto, maior simetria na representação da linguagem. A comparação entre o IL-boot e o desempenho nas provas clínicas de linguagem indicou que, no paradigma de nomeação responsiva à leitura, a reorganização funcional no giro temporal médio, e possivelmente, nos giros temporal inferior e superior associou-se a desempenho preservado em provas de nomeação. Conclusão: Pacientes com EMT direita e esquerda apresentam comprometimento de nomeação e fluência verbal e reorganização da rede cerebral de linguagem. A reorganização funcional de linguagem em regiões temporais, especialmente o giro temporal médio associou-se a desempenho preservado em provas de nomeação em pacientes com EMT esquerda no paradigma de RMf de nomeação responsiva à leitura

Regeneração hepática em animais jovens com estenose da veia porta ou ligadura da artéria hepática: estudos histológicos, moleculares e avaliação dos efeitos da insulina e do tacrolimus como agentes regenerativos

INTRODUÇÃO: O transplante hepático é o único tratamento efetivo para uma variedade de doenças hepáticas irreversíveis. No entanto, o número limitado de doadores pediátricos leva ao uso de enxertos hepáticos de doadores adultos, com necessidade de anastomoses vasculares mais complexas. Essas anastomoses tornam-se complicadas pela diferença no calibre dos vasos entre o doador e o receptor, resultando em alterações do fluxo sanguíneo, estenose da anastomose venosa ou arterial e trombose. Os efeitos para regeneração hepática decorrentes da privação do fluxo sanguíneo pela veia porta ou pela artéria hepática não estão completamente elucidados. Experimentalmente, quando um lobo do fígado não recebe o fluxo venoso portal, é observada atrofia deste segmento e hipertrofia do restante do órgão perfundido. Embora existam vários modelos experimentais para estudo da regeneração hepática, poucos são focados em animais em crescimento. Além disso, os efeitos regenerativos de drogas como o tacrolimus e a insulina precisam ser pesquisados, com o objetivo de encontrar um tratamento ideal para a insuficiência hepática ou um método de estimular a regeneração do fígado após ressecções ou transplantes parciais. O objetivo do presente estudo é descrever modelos de regeneração hepática em ratos em crescimento com: 1) ausência de fluxo hepático arterial e 2) redução do fluxo portal. Adicionalmente, o estudo avalia o efeito pró-regenerativo do tacrolimus e da insulina nesses modelos descritos. MÉTODOS: cento e vinte ratos (entre 50 e 100g de peso) foram divididos em 6 grupos, de acordo com o tipo de intervenção cirúrgica: Grupo 1, incisão abdominal sem intervenção hepática; Grupo 2, hepatectomia a 70%; Grupo 3, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta; Grupo 4, hepatectomia a 70% + ligadura da artéria hepática; Grupo 5, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta + insulina; Grupo 6, hepatectomia a 70% + estenose de veia porta + tacrolimus. Os animais dos grupos 1 ao 4 foram subdivididos em 5 subgrupos de acordo com o momento da morte: 1, 2, 3, 5 e 10 dias após a intervenção cirúrgica. Os animais dos grupos 5 e 6 foram subdividos em 2 subgrupos de acordo com o momento da morte: 2 e 10 dias após a intervenção cirúrgica. Os lobos hepáticos remanescentes foram submetidos à análise histomorfométrica, imuno-histoquímica e molecular. RESULTADOS: Verificou-se que no grupo com hepatectomia a 70% houve recuperação do peso do fígado no terceiro dia com aumento da atividade mitótica, enquanto que no grupo com estenose portal não se observou esse fenômeno (p < 0,001). A insulina e o tacrolimus promoveram aumento do peso do fígado e do índice mitótico. A atividade mitótica foi considerada aumentada nos animais dos grupos hepatectomia, hepatectomia + ligadura da artéria, insulina e tacrolimus; e esse parâmetro estava reduzido no grupo submetido à hepatectomia + estenose portal (p < 0,001). A expressão de interleucina 6 estava presente em todos os animais, sendo significativamente maior nos grupos hepatectomia, hepatectomia + ligadura da artéria e significativamente menor no grupo hepatectomia + estenose portal. Entretanto, a administração de tacrolimus ou insulina recuperou os níveis teciduais de interleucina 6 no grupo com estenose portal. CONCLUSÕES: No presente estudo foi padronizado um modelo simples e facilmente reprodutível para estudar a regeneração hepática em ratos em crescimento com redução do fluxo arterial ou venoso para o fígado. Foi demonstrado que a administração de insulina ou tacrolimus é capaz de reverter os efeitos deletérios da estenose portal na regeneração hepática. A obstrução do fluxo arterial não afetou a capacidade regenerativa hepática

The masses of the neutron and donor star in the high-mass X-ray binary IGR J18027-2016

Aims. We report near-infrared observations of the supergiant donor to the eclipsing high mass X-ray binary pulsar IGR J18027-2016. We aim to determine its spectral type and measure its radial velocity curve and hence determine the stellar masses of the components. Methods. ESO/VLT observations of the donor utilising the NIR spectrograph ISAAC were obtained in the H and K bands. The multi-epoch H band spectra were cross-correlated with RV templates in order to determine a radial solution for the system. Results. The spectral type of the donor was confirmed as B0-1 I. The radial velocity curve constructed has a semi-amplitude of 23.8 ± 3.1 km s-1. Combined with other measured system parameters, a dynamically determined neutron star mass of 1.4  ±  0.2–1.6  ±  0.3 M⊙ is found. The mass range of the B0-B1 I donor was 18.6  ±  0.8–21.8  ±  2.4 M⊙. These lower and upper limits were obtained under the assumption that the system is viewed edge-on (i = 90° with β = 0.89) for the lower limit and the donor fills its Roche lobe (β = 1 with i = 73.1°) for the upper limit respectively.

The circumstellar environment and evolutionary status of the supergiant B[e] star Wd1-9

Context. Historically, supergiant (sg)B[e] stars have been difficult to include in theoretical schemes for the evolution of massive OB stars. Aims. The location of Wd1-9 within the coeval starburst cluster Westerlund 1 means that it may be placed into a proper evolutionary context and we therefore aim to utilise a comprehensive multiwavelength dataset to determine its physical properties and consequently its relation to other sgB[e] stars and the global population of massive evolved stars within Wd1. Methods. Multi-epoch R- and I-band VLT/UVES and VLT/FORS2 spectra are used to constrain the properties of the circumstellar gas, while an ISO-SWS spectrum covering 2.45−45μm is used to investigate the distribution, geometry and composition of the dust via a semi-analytic irradiated disk model. Radio emission enables a long term mass-loss history to be determined, while X-ray observations reveal the physical nature of high energy processes within the system. Results. Wd1-9 exhibits the rich optical emission line spectrum that is characteristic of sgB[e] stars. Likewise its mid-IR spectrum resembles those of the LMC sgB[e] stars R66 and 126, revealing the presence of equatorially concentrated silicate dust, with a mass of ~10−4M⊙. Extreme historical and ongoing mass loss (≳ 10−4M⊙yr−1) is inferred from the radio observations. The X-ray properties of Wd1-9 imply the presence of high temperature plasma within the system and are directly comparable to a number of confirmed short-period colliding wind binaries within Wd1. Conclusions. The most complete explanation for the observational properties of Wd1-9 is that it is a massive interacting binary currently undergoing, or recently exited from, rapid Roche-lobe overflow, supporting the hypothesis that binarity mediates the formation of (a subset of) sgB[e] stars. The mass loss rate of Wd1-9 is consistent with such an assertion, while viable progenitor and descendent systems are present within Wd1 and comparable sgB[e] binaries have been identified in the Galaxy. Moreover, the rarity of sgB[e] stars - only two examples are identified from a census of ~ 68 young massive Galactic clusters and associations containing ~ 600 post-Main Sequence stars - is explicable given the rapidity (~ 104yr) expected for this phase of massive binary evolution.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.