Central compact objects and the hidden magnetic field scenario

Central compact objects (CCOs) are X-ray sources lying close to the centre of supernova remnants, with inferred values of the surface magnetic fields significantly lower (≲1011 G) than those of standard pulsars. In this paper, we revise the hidden magnetic field scenario, presenting the first 2D simulations of the submergence and re-emergence of the magnetic field in the crust of a neutron star. A post-supernova accretion stage of about 10−4–10−3 M⊙ over a vast region of the surface is required to bury the magnetic field into the inner crust. When accretion stops, the field re-emerges on a typical time-scale of 1–100 kyr, depending on the submergence conditions. After this stage, the surface magnetic field is restored close to its birth values. A possible observable consequence of the hidden magnetic field is the anisotropy of the surface temperature distribution, in agreement with observations of several of these sources. We conclude that the hidden magnetic field model is viable as an alternative to the antimagnetar scenario, and it could provide the missing link between CCOs and the other classes of isolated neutron stars.

The evolution and masses of the neutron star and donor star in the high mass X-ray binary OAO 1657−415

We report near-infrared radial velocity (RV) measurements of the recently identified donor star in the high mass X-ray binary (HMXB) system OAO 1657−415 obtained in the H band using ISAAC on the Very Large Telescope. Cross-correlation methods were employed to construct a RV curve with a semi-amplitude of 22.1 ± 3.5 km s−1. Combined with other measured parameters of this system it provides a dynamically determined neutron star (NS) mass of 1.42 ± 0.26 M⊙ and a mass of 14.3 ± 0.8 M⊙ for the Ofpe/WN9 highly evolved donor star. OAO 1657−415 is an eclipsing HMXB pulsar with the largest eccentricity and orbital period of any within its class. Of the 10 known eclipsing X-ray binary pulsars OAO 1657−415 becomes the ninth with a dynamically determined NS mass solution and only the second in an eccentric system. Furthermore, the donor star in OAO 1657−415 is much more highly evolved than the majority of the supergiant donors in other HMXBs, joining a small but growing list of HMXBs donors with extensive hydrogen depleted atmospheres. Considering the evolutionary development of OAO 1657−415, we have estimated the binding energy of the envelope of the mass donor and find that there is insufficient energy for the removal of the donor’s envelope via spiral-in, ruling out a common envelope evolutionary scenario. With its non-zero eccentricity and relatively large orbital period the identification of a definitive evolutionary pathway for OAO 1657−415 remains problematic, we conclude by proposing two scenarios which may account for OAO 1657−415 current orbital configuration.

Fast X-ray transients towards the Galactic bulge with the Rossi X-ray Timing Explorer

In X-ray binaries, rapid variability in X-ray flux of greater than an order of magnitude on time-scales of a day or less appears to be a signature of wind accretion from a supergiant companion. When the variability takes the form of rare, brief, bright outbursts with only faint emission between them, the systems are called supergiant fast X-ray transients (SFXTs). We present data from twice-weekly scans of the Galactic bulge by the Rossi X-ray Timing Explorer that allow us to compare the behaviour of known SFXTs and possible SFXT candidates with the persistently bright supergiant X-ray binary 4U 1700−377. We independently confirm the orbital periods reported by other groups for SFXTs SAX J1818.6−1703 and IGR J17544−2619. The new data do not independently reproduce the orbital period reported for XTE J1739−302, but slightly improve the significance of the original result when the data are combined. The bulge source XTE J1743−363 shows a combination of fast variability and a long-term decline in activity, the latter behaviour not being characteristic of supergiant X-ray binaries. A far-red spectrum of the companion suggests that it is a symbiotic neutron star binary rather than a high-mass binary, and the reddest known of this class: the spectral type is approximately M8 III.

Photogeneration of Hydrogen from Water by Hybrid Molybdenum Sulfide Clusters Immobilized on Titania

Two new hybrid molybdenum(IV) Mo3S7 cluster complexes derivatized with diimino ligands have been prepared by replacement of the two bromine atoms of [Mo3S7Br6]2− by a substituted bipyridine ligand to afford heteroleptic molybdenum(IV) Mo3S7Br4(diimino) complexes. Adsorption of the Mo3S7 cores from sample solutions on TiO2 was only achieved from the diimino functionalized clusters. The adsorbed Mo3S7 units were reduced on the TiO2 surface to generate an electrocatalyst that reduces the overpotential for the H2 evolution reaction by approximately 0.3 V (for 1 mA cm−2) with a turnover frequency as high as 1.4 s−1. The nature of the actual active molybdenum sulfide species has been investigated by X-ray photoelectron spectroscopy. In agreement with the electrochemical results, the modified TiO2 nanoparticles show a high photocatalytic activity for H2 production in the presence of Na2S/Na2SO3 as a sacrificial electron donor system.

Telhîs-i resâ'il ül-rumāt

Mustafa Kânî bin Muhammed.

Dhikr maʻrifat aḥzāb al-Qurʼān wa-anṣāfihi wa-arbāʻih : manuscript, undated

Title from caption (fol. 1v).

Taʻlīq laṭīf ʻalá al-Rāmizah fī ʻilmay al-ʻarūḍ wa-al-qāfiyah : manuscript, 1640 or 1641

Copied in 1050 AH? [1640 or 41 AD?].

Tartīb Majmūʻ al-Kallāʼī : manuscript, 1641

Written in one column, 27 lines per page, in black and red.

Majmūʻah : manuscript, 1694-1716

A collection of more than 80 short treatises by various authors on various topics as well as numerous excerpts from different sources.

Hādhihī risālah sharīfah fī al-amr bi-al-maʻrūf wa-al-nahy ʻan al-munkar / taʼlīf Shaykh al-Islām wa-al-Muslimīn Najm al-Dīn al-Ghazzī : manuscript, 1658

A treatise on the principle of "commanding right and forbidding wrong" in Islam.

Baḥr al-kalām / li-Abī Muʻīn al-Nasafī : manuscript, undated

Title from fol. 1r.

al- Khazrajīyah : manuscript, 1640

Copied in 1050 AH? [1640 or 1641 AD?]

Bases moléculaires et cellulaires d’un trouble neurodéveloppemental causé par l’haploinsuffisance de SYNGAP1

La déficience intellectuelle est la cause d’handicap la plus fréquente chez l’enfant. De nombreuses évidences convergent vers l’idée selon laquelle des altérations dans les gènes synaptiques puissent expliquer une fraction significative des affections neurodéveloppementales telles que la déficience intellectuelle ou encore l’autisme. Jusqu’à récemment, la majorité des mutations associées à la déficience intellectuelle a été liée au chromosome X ou à la transmission autosomique récessive. D’un autre côté, plusieurs études récentes suggèrent que des mutations de novo dans des gènes à transmission autosomique dominante, requis dans les processus de la plasticité synaptique peuvent être à la source d’une importante fraction des cas de déficience intellectuelle non syndromique. Par des techniques permettant la capture de l’exome et le séquençage de l’ADN génomique, notre laboratoire a précédemment reporté les premières mutations pathogéniques dans le gène à transmission autosomique dominante SYNGAP1. Ces dernières ont été associées à des troubles comportementaux tels que la déficience intellectuelle, l’inattention, des problèmes d’humeur, d’impulsivité et d’agressions physiques. D’autres patients sont diagnostiqués avec des troubles autistiques et/ou des formes particulières d’épilepsie généralisée. Chez la souris, le knock-out constitutif de Syngap1 (souris Syngap1+/-) résulte en des déficits comme l’hyperactivité locomotrice, une réduction du comportement associée à l’anxiété, une augmentation du réflexe de sursaut, une propension à l’isolation, des problèmes dans le conditionnement à la peur, des troubles dans les mémoires de travail, de référence et social. Ainsi, la souris Syngap1+/- représente un modèle approprié pour l’étude des effets délétères causés par l’haploinsuffisance de SYNGAP1 sur le développement de circuits neuronaux. D’autre part, il est de première importance de statuer si les mutations humaines aboutissent à l’haploinsuffisance de la protéine. SYNGAP1 encode pour une protéine à activité GTPase pour Ras. Son haploinsuffisance entraîne l’augmentation des niveaux d’activité de Ras, de phosphorylation de ERK, cause une morphogenèse anormale des épines dendritiques et un excès dans la concentration des récepteurs AMPA à la membrane postsynaptique des neurones excitateurs. Plusieurs études suggèrent que l’augmentation précoce de l’insertion des récepteurs AMPA au sein des synapses glutamatergiques contribue à certains phénotypes observés chez la souris Syngap1+/-. En revanche, les conséquences de l’haploinsuffisance de SYNGAP1 sur les circuits neuronaux GABAergiques restent inconnues. Les enjeux de mon projet de PhD sont: 1) d’identifier l’impact de mutations humaines dans la fonction de SYNGAP1; 2) de déterminer si SYNGAP1 contribue au développement et à la fonction des circuits GABAergiques; 3) de révéler comment l’haploinsuffisance de Syngap1 restreinte aux circuits GABAergiques affecte le comportement et la cognition. Nous avons publié les premières mutations humaines de type faux-sens dans le gène SYNGAP1 (c.1084T>C [p.W362R]; c.1685C>T [p.P562L]) ainsi que deux nouvelles mutations tronquantes (c.2212_2213del [p.S738X]; c.283dupC [p.H95PfsX5]). Ces dernières sont toutes de novo à l’exception de c.283dupC, héritée d’un père mosaïque pour la même mutation. Dans cette étude, nous avons confirmé que les patients pourvus de mutations dans SYNGAP1 présentent, entre autre, des phénotypes associés à des troubles comportementaux relatifs à la déficience intellectuelle. En culture organotypique, la transfection biolistique de l’ADNc de Syngap1 wild-type dans des cellules pyramidales corticales réduit significativement les niveaux de pERK, en fonction de l’activité neuronale. Au contraire les constructions plasmidiques exprimant les mutations W362R, P562L, ou celle précédemment répertoriée R579X, n’engendre aucun effet significatif sur les niveaux de pERK. Ces résultats suggèrent que ces mutations faux-sens et tronquante résultent en la perte de la fonction de SYNGAP1 ayant fort probablement pour conséquences d’affecter la régulation du développement cérébral. Plusieurs études publiées suggèrent que les déficits cognitifs associés à l’haploinsuffisance de SYNGAP1 peuvent émerger d’altérations dans le développement des neurones excitateurs glutamatergiques. Toutefois, si, et auquel cas, de quelle manière ces mutations affectent le développement des interneurones GABAergiques résultant en un déséquilibre entre l’excitation et l’inhibition et aux déficits cognitifs restent sujet de controverses. Par conséquent, nous avons examiné la contribution de Syngap1 dans le développement des circuits GABAergiques. A cette fin, nous avons généré une souris mutante knockout conditionnelle dans laquelle un allèle de Syngap1 est spécifiquement excisé dans les interneurones GABAergiques issus de l’éminence ganglionnaire médiale (souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+). En culture organotypique, nous avons démontré que la réduction de Syngap1 restreinte aux interneurones inhibiteurs résulte en des altérations au niveau de leur arborisation axonale et dans leur densité synaptique. De plus, réalisés sur des coupes de cerveau de souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+, les enregistrements des courants inhibiteurs postsynaptiques miniatures (mIPSC) ou encore de ceux évoqués au moyen de l’optogénétique (oIPSC) dévoilent une réduction significative de la neurotransmission inhibitrice corticale. Enfin, nous avons comparé les performances de souris jeunes adultes Syngap1+/-, Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+ à celles de leurs congénères contrôles dans une batterie de tests comportementaux. À l’inverse des souris Syngap1+/-, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+ ne présentent pas d’hyperactivité locomotrice, ni de comportement associé à l’anxiété. Cependant, elles démontrent des déficits similaires dans la mémoire de travail et de reconnaissance sociale, suggérant que l’haploinsuffisance de Syngap1 restreinte aux interneurones GABAergiques dérivés de l’éminence ganglionnaire médiale récapitule en partie certains des phénotypes cognitifs observés chez la souris Syngap1+/-. Mes travaux de PhD établissent pour la première fois que les mutations humaines dans le gène SYNGAP1 associés à la déficience intellectuelle causent la perte de fonction de la protéine. Mes études dévoilent, également pour la première fois, l’influence significative de ce gène dans la régulation du développement et de la fonction des interneurones. D’admettre l’atteinte des cellules GABAergiques illustre plus réalistement la complexité de la déficience intellectuelle non syndromique causée par l’haploinsuffisance de SYNGAP1. Ainsi, seule une compréhension raffinée de cette condition neurodéveloppementale pourra mener à une approche thérapeutique adéquate.

Description and Prediction of Freezing of Gait in Parkinson's Disease from Wearable Inertial Measurements Units

Parkinson's disease (PD) is a neuro-degenerative disorder, the second most common after Alzheimer's disease. After diagnosis, treatments can help to relieve the symptoms, but there is no known cure for PD. PD is characterized by a combination of motor and no-motor dysfunctions. Among the motor symptoms there is the so called Freezing of Gait (FoG). The FoG is a phenomenon in PD patients in which the feet stock to the floor and is difficult for the patient to initiate movement. FoG is a severe problem, since it is associated with falls, anxiety, loss of mobility, accidents, mortality and it has substantial clinical and social consequences decreasing the quality of life in PD patients. Medicine can be very successful in controlling movements disorders and dealing with some of the PD symptoms. However, the relationship between medication and the development of FoG remains unclear. Several studies have demonstrated that visual or auditory rhythmical cuing allows PD patients to improve their motor abilities. Rhythmic auditory stimulation (RAS) was shown to be particularly effective at improving gait, specially with patients that manifest FoG. While RAS allows to reduce the time and the effects of FoGs occurrence in PD patients after the FoG is detected, it can not avoid the episode due to the latency of detection. An improvement of the system would be the prediction of the FoG. This thesis was developed following two main objectives: (1) the finding of specifics properties during pre FoG periods different from normal walking context and other walking events like turns and stops using the information provided by the inertial measurements units (IMUs) and (2) the formulation of a model for automatically detect the pre FoG patterns in order to completely avoid the upcoming freezing event in PD patients. The first part focuses on the analysis of different methods for feature extraction which might lead in the FoG occurrence.

Effects of exercise training on intrauterine growth restriction in an animal model

Résumé Selon l'OMS, la retard de croissance intra-utérine (RCIU; 10% en dessous du poids normal pendant la grossesse) affecte 5-10% des grossesses et est une cause principale de la morbidité et de la mortalité périnatales. Dans notre étude précédente sur un modèle de souris transgénique de prééclampsie (R+A+), nous avons constaté que l’entraînement physique (ExT) avant et pendant la grossesse réduisait la pression artérielle maternelle et empêchait la RCIU en améliorant le développement placentaire. Dans le cadre de mon projet, nous avons confirmé les bénifices de l’ExT dans un modèle de RCIU (souris déficiente en p57Kip2 (p57-/+). Ainsi, nous avons observé la présence de RCIU, d’une masse placentaire réduite, d’une augmentation de la pathologie placentaire ainsi qu’une plus petite taille des portées chez les souris p57-/+ sédentaire. L’ExT prévient la RCIU ainsi que tous les paramètres mentionnés ci-haut. Nous avons observé que l'expression du facteur de croissance de l’endothélium vasculaire, un régulateur clé de l'angiogenèse lors de la croissance placentaire, était réduite dans le placenta des souris p57-/+ et normalisée par l’ExT. Nous avons également trouvé que l'expression en ARN dans le placenta de 2 facteurs inflammatoires (interleukine-1β et MCP-1) était augmenté chez les souris sédentaires p57-/+ alors que ceci n’était pas présent chez les souris entraînées, ce qui suggère que l'inflammation placentaire peut contribuer à la pathologie placentaire. Toutefois, contrairement aux souris R+A+, le système rénine-angiotensine placentaire chez les souris p57-/+ était normale et aucun effet de l’ExT a été observé. Ces résultats suggèrent que l’ExT prévient la RCIU en normalisant la pathologie placentaire, l’angiogenèse et l’inflammation placentaire.