Molecular evolution of the Drosophila olfactory system

The olfactory system is an attractive model to study the genetic mechanisms underlying evolution of the nervous system. This sensory system mediates the detection and behavioural responses to an enormous diversity of volatile chemicals in the environment and displays rapid evolution, as species acquire, modify and discard olfactory receptors and circuits to adapt to new olfactory stimuli. Drosophilids provide an attractive model to study these processes. The availability of 12 sequenced genomes of Drosophila species occupying diverse ecological niches provides a rich resource for genomic analyses. Moreover, one of these species, Drosophila melanogaster, is amenable to a powerful combination of genetic and electrophysiological analyses. D. melanogaster has two distinct families of olfactory receptors to detect odours, the well-characterised Odorant Receptors (ORs) and the recently identified lonotropic Receptors (IRs). In my thesis, I have provided new insights into the genetic mechanisms underlying olfactory system evolution through three distinct, but interrelated projects. First, I performed a comparative genomic analysis of the IR repertoire in 12 sequenced Drosophila species, which has revealed that the olfactory IRs are highly conserved across species. By contrast, a large fraction of IRs that are not expressed in the olfactory system - and which may be gustatory receptors - are much more variable in sequence and gene copy number. Second, to identify ligands for IR expressing olfactory sensory neurons, I have performed an electrophysiological screen in D. melanogaster using a panel of over 160 odours. I found that the IRs respond to a number of amines, aldehydes and acids, contrasting with the chemical specificity of the OR repertoire, which is mainly tuned to esters, alcohols and ketones. Finally, the identification of ligands for IRs in this species allowed me to investigate in detail the molecular and functional evolution of a tandem array of IRs, IR75a/IR75b/IR75c, in D. sechellia. This species is endemic to the Seychelles archipelago and highly specialised to breed on the fruits of Morinda citrifolia, which is repulsive and toxic for other Drosophila species. These studies led me to discover that receptor loss, changes in receptor specificity and changes in receptor expression have likely played an important role during the evolution of these IRs in D. sechellia. These changes may explain, in part, the unique chemical ecology of this species. - Le système olfactif est un excellent modèle pour étudier les mécanismes génétiques impliqués dans l'étude de l'évolution du système nerveux. Ce système sensoriel permet la détection de nombreux composés volatils présents dans l'environnement et est à la base des réponses comportementales. Il est propre à chaque espèce et évolue rapidement en modifiant ou en éliminant des récepteurs et leurs circuits olfactifs correspondants pour s'adapter à de nouvelles odeurs. Pour étudier le système olfactif et son évolution, nous avons décidé d'utiliser la drosophile comme modèle. Le séquençage complet de 12 souches de drosophiles habitant différentes niches écologiques permet une analyse génomique conséquente. De plus, l'une de ces espèces Drosophila melanogaster permet la combinaison d'analyses génétiques et électrophysiologiques. En effet, D. melanogaster possède 2 familles distinctes de récepteurs olfactifs qui permettent la détection d'odeurs: les récepteurs olfactifs (ORs) étant les mieux caractérisés et les récepteurs ionotropiques (IRs), plus récemment identifiés. Au cours de ma thèse, j'ai apporté des nouvelles connaissances qui m'ont permis de mieux comprendre les mécanismes génétiques à la base de l'évolution du système olfactif au travers de trois projets différents, mais interdépendants. Premièrement, j'ai réalisé une analyse génomique comparative de l'ensemble des IRs dans les 12 souches de drosophiles séquencées jusqu'à présent. Ceci a montré que les récepteurs olfactifs IRs sont hautement conservés parmi l'ensemble de ces espèces. Au contraire, une grande partie des IRs qui ne sont pas exprimés dans le système olfactif, et qui semblent être des récepteurs gustatifs, sont beaucoup plus variables dans leur séquence et dans le nombre de copie de gènes. Deuxièmement, pour identifier les ligands des récepteurs IRs exprimés par les neurones sensoriels olfactifs, j'ai réalisé une étude électrophysiologique chez D. melanogaster e η testant l'effet de plus de 160 composés chimiques sur les IRs. J'ai trouvé que les IRs répondent à un nombre d'amines, d'aldéhydes et d'acides, contrairement aux récepteurs olfactifs ORs qui eux répondent principalement aux esthers, alcools et cétones. Finalement, l'identification de ligands pour les IRs dans ces espèces m'a permis d'étudier en détail l'évolution fonctionnelle et moléculaire des IR75a/IR75b/IR75c dans D. sechellia. Cette espèce est endémique de l'archipel des Seychelles et se nourrit spécifiquement du fruit Morinda citrifolia qui est répulsif et toxique pour d'autres souches de drosophiles. Ces études m'ont poussé à découvrir que, la perte de IR75a, le changement dans la spécificité de IR75b ainsi que le changement dans l'expression de IR75c ont probablement joué un rôle important dans l'évolution des IRs chez D. sechellia. Ces changements peuvent expliquer, en partie, l'écologie chimique propre à cette espèce. Résumé français large public Le système olfactif permet aux animaux de détecter des milliers de molécules odorantes, les aidant ainsi à trouver de la nourriture, à distinguer si elle est fraîche ou avariée, à trouver des partenaires sexuels, ainsi qu'à éviter les prédateurs. Selon l'environnement et le mode de vie des espèces, le système olfactif doit détecter des odeurs très diverses ; en effet, un moustique qui recherche du sang humain pour se nourrir doit détecter des odeurs bien différentes d'une abeille qui recherche des fleurs. Dans ma thèse, j'ai essayé de comprendre comment les systèmes olfactifs d'une espèce évoluent pour s'adapter aux exigences induites par son environnement. Un très bon modèle pour étudier cela est la drosophile dont les différentes espèces se nichent dans des habitats très divers. Pour ce faire, j'ai étudié les récepteurs olfactifs de différentes espèces de la drosophile. Ces récepteurs sont des protéines qui se lient à des odeurs spécifiques. Lorsqu'ils se lient, ils activent un neurone qui envoie un signal électrique au cerveau. Ce signal est ensuite traité par ce dernier qui indique à la mouche si l'odeur est attractive ou répulsive. J'ai identifié les récepteurs olfactifs de plusieurs espèces de drosophile et étudié s'il y avait des différences entre elles. La plupart des récepteurs sont similaires entre les espèces, cependant dans l'une d'entre elles, certains récepteurs sont différents. Ce fait est particulièrement intéressant car cette espèce de drosophile se nourrit de fruits que les autres espèces n'apprécient pas. Comme nous ne savons pas quels récepteurs se lient à quelles odeurs, j'ai testé un grand nombre de composants odorants. Ceci m'a permis de constater que, effectivement, certains changements produits dans ces récepteurs expliquent pourquoi cette espèce aime particulièrement ces fruits. En outre, mes résultats contribuent à mieux comprendre les changements génétiques qui sont impliqués dans l'évolution du système olfactif.

Disseny pràctic d'un transmissor d'àudio complert utilitzant una modulació AM

RESUM Un transmissor d’AM (modulació per amplitud), utilitza una de les moltes tècniques de modulació existents avui en dia. És molta la importància que té la modulació de senyals i aquests en són alguns exemples: -Facilita la propagació del senyal per cable o per aire. -Ordena l’espectre, distribuint Canals a les diferents informacions. -Disminueix la dimensió de les antenes. -Optimitza l’ample de banda de cada canal. -Evita interferències entre Canals. -Protegeix la informació de les degradacions per soroll. -Defineix la qualitat de la informació transmesa. L’objectiu principal d’aquest treball, serà realitzar un transmissor d’AM utilitzant components electrònics disponibles al mercat. Això es realitzarà mitjançant diversos procediments de disseny. Es realitzarà un procediment de disseny teòric, tot utilitzant els “datasheets” dels diferents components. Es realitzarà un procediment de disseny mitjançant la simulació, gràcies al qual es podrà provar el disseny del dispositiu i realitzar-ne algunes parts impossibles a reproduir teòricament. I finalment es realitzarà el dispositiu a la pràctica. Entre les conclusions més rellevants obtingudes en aquest treball, voldríem destacar la importància de la simulació per poder dissenyar circuits de radiofreqüència. En aquest treball s’ha demostrat que gràcies a una bona simulació, el primer prototip de dispositiu creat ens ha funcionat a la perfecció. D’altre banda, també comentar la importància d’un disseny adequat d’antena per poder aprofitar al màxim el rendiment del nostre dispositiu. Per concloure, la realització d’un aparell transmissor aporta unes nocions equilibrades d’electrònica i telecomunicacions importants per al disseny de dispositius de comunicació.

Xarxa digital multimèdia de pantalles i kioscs interactius

Internet s’ha alçat en poc temps com el mitjà més utilitzat pels turistes per a planificar, organitzar i comprar un viatge, és per això que es proposa donar les mateixes facilitats en el destí. La Publicitat Dinàmica o “Digital Signage” és un nou servei de comunicació que consisteix en un conjunt de tecnologies i aplicacions informàtiques que permeten emetre missatges multimèdia i comunicar-se així d’una manera innovadora amb el públic objectiu de cada empresa, si s’afegeix un sistema independent, multimèdia i interactiu que pot utilitzar-se per a proporcionar informació i/o permetre la realització de transaccions es potencia al màxim el servei. D’aquesta manera es proposa crear una Xarxa Digital Multimèdia de Kioscs Interactius recolzats amb una pantalla de plasma per a la tecnologia Digital Signage. La ubicació escollida estratègicament és en un dels punts de major afluència turística, tal com l’entrada dels hotels. Així es tracta de crear circuits tancats en àrees geogràfiques on es troben els principals nuclis turístics de Mallorca. La possibilitat d’accedir a segments de població altament interessants per al producte o servei es multiplica al ser una manera fàcil, eficaç i altament suggestiva de promocionar el què es pretén. Un avantatge és la simplicitat de la infraestructura tecnològica que es necessita, el dispositiu mitjançant el qual es visualitzaran els missatges serà una pantalla de plasma convencional, i un terminal de punt de venda instal.lat en un lloc de pas. Cada mòdul està connectat a la xarxa ADSL mitjançant un servidor local a Internet. La connexió a la xarxa és imprescindible per a que el manteniment i actualització dels continguts es puguin efectuar remotament. L’objectiu principal d’aquest treball és estudiar la viabilitat de la implantació de la xarxa, mitjançant la realització d’un estudi de mercat on s’analitzen els grups claus per a la implantació: els hotelers, la indústria turística i el Govern Balear. S’identifiquen els beneficis que aportarà al nou servei i les repercussions que tendrà la seva instal.lació. Entre els resultats més destacats d’aquest estudi cal remarcar l’acceptació que ha tengut la idea entre els hotelers entrevistats i la resposta positiva de la indústria turística. Es reconeix: una millora de la imatge del sector, l’ús com a eina de promoció turística pel Govern, i la contribució a la sostenibilitat econòmica pel fet que augmenta la competitivitat de les empreses i això millora la qualitat del servei.

Schizophrenia connectivity: correlation between cognitive deficits and reduced thalamo-cortical fibers

Introduction: Schizophrenia is associated with multiple neuropsychological dysfunctions, such as disturbances of attention, memory, perceptual functioning, concept formation and executive processes. These cognitive functions are reported to depend on the integrity of the prefrontal and thalamo-prefrontal circuits. Multiple lines of evidence suggest that schizophrenia is related to abnormalities in neural circuitry and impaired structural connectivity. Here, we report a preliminary case-control study that showed a correlation between thalamo-frontal connections and several cognitive functions known to be impaired in schizophrenia. Materials and Methods: We investigated 9 schizophrenic patients (DSM IV criteria, Diagnostic Interview for Genetic Studies) and 9 age and sex matched control subjects. We obtained from each volunteer a DT-MRI dataset (3 T, _ _ 1,000 s/mm2), and a high resolution anatomic T1. The thalamo- frontal tracts are simulated with DTI tractography on these dataset, a method allowing inference of the main neural fiber tracks from Diffusion MRI data. In order to see an eventual correlation with the thalamo-frontal connections, every subject performs a battery of neuropsychological tests including computerized tests of attention (sustained attention, selective attention and reaction time), working memory tests (Plane test and the working memory sub-tests of the Wechsler Adult Intelligence Scale), a executive functioning task (Tower of Hanoï) and a test of visual binding abilities. Results: In a pilot case-control study (patients: n _ 9; controls: n _ 9), we showed that this methodology is appropriate and giving results in the excepted range. Considering the relation of the connectivity density and the neuropsychological data, a correlation between the number of thalamo- frontal fibers and the performance in the Tower of Hanoï was observed in the patients (Pearson correlation, r _ 0.76, p _ 0.05) but not in control subjects. In the most difficult item of the test, the least number of fibers corresponds to the worst performance of the test (fig. 2, number of supplementary movements of the elements necessary to realize the right configuration). It's interesting to note here that in an independent study, we showed that schizophrenia patients (n _ 32) perform in the most difficult item of the Tower of Hanoï (Mann-Whitney, p _ 0.005) significantly worse than control subjects (n _ 29). This has been observed in several others neuropsychological studies. Discussion: This pilot study of schizophrenia patients shows a correlation between the number of thalam-frontal fibers and the performance in the Tower of Hanoï, which is a planning and goal oriented actions task known to be associated with frontal dysfonction. This observation is consistent with the proposed impaired connectivity in schizophrenia. We aim to pursue the study with a larger sample in order to determine if other neuropsychological tests may be associated with the connectivity density.

Sistema d'adquisició de temperatures de 2 canals via R.F.

Poder mesurar i enregistrar diferents tipus de magnituds com pressió, força, temperatura etc. s’ha convertit en una necessitat per moltes aplicacions actuals. Aquestes magnituds poden tenir procedències molt diverses, tals com l’entorn, o poden ser generades per sistemes mecànics, elèctrics, etc. Per tal de poder adquirir aquestes magnituds, s’utilitzen els sistemes d’adquisició de dades. Aquests sistemes, prenen mostres analògiques del món real, i les transformen en dades digitals que poden ser manipulades per un sistema electrònic. Pràcticament qualsevol magnitud es pot mesurar utilitzant el sensor adient. Una magnitud molt utilitzada en sistemes d’adquisició de dades, és la temperatura. Els sistemes d’adquisició de temperatures estan molt generalitzats, i podem trobar-los com a sistemes, on l’objectiu és mostrar les dades adquirides, o podem trobar-los formant part de sistemes de control, aportant uns inputs necessaris per el seu correcte funcionament, garantir-ne l’estabilitat, seguretat etc. Aquest projecte, promogut per l’empresa Elausa, s’encarregarà d’adquirir, el senyal d’entrada de 2 Termoparells. Aquests mesuraran temperatures de circuits electrònics, que es trobaran dintre la càmera climàtica de Elausa, sotmesos a diferents condicions de temperatura, per tal de rebre l’homologació del circuit. El sistema haurà de poder mostrar les dades adquirides en temps real, i emmagatzemar-les en un PC que estarà ubicat en una oficina, situada a uns 30 m de distància de la sala on es farà el test. El sistema constarà d’un circuit electrònic que adquirirà, i condicionarà el senyal de sortida dels termoparells, per adaptar-lo a la tensió d’entrada d’un convertidor analògic digital, del microcontrolador integrat en aquesta placa. Seguidament aquesta informació, s’enviarà a través d’un mòdul transmissor de radiofreqüència, cap al PC on es visualitzaran les dades adquirides. Els objectius plantejats són els següents: - Dissenyar el circuit electrònic d’adquisició i condicionament del senyal. - Dissenyar, fabricar i muntar el circuit imprès de la placa d’adquisició. - Realitzar el programa de control del microcontrolador. - Realitzar el programa per presentar i desar les dades en un PC. - El sistema ha d’adquirir 2 temperatures, a través de Termoparells amb un rang d’entrada de -40ºC a +240ºC - S’ha de transmetre les dades via R.F. Els resultats del projecte han estat satisfactoris i s’han complert els objectius plantejats.

The costs of crossing paths and switching tasks between audition and vision.

Switching from one functional or cognitive operation to another is thought to rely on executive/control processes. The efficacy of these processes may depend on the extent of overlap between neural circuitry mediating the different tasks; more effective task preparation (and by extension smaller switch costs) is achieved when this overlap is small. We investigated the performance costs associated with switching tasks and/or switching sensory modalities. Participants discriminated either the identity or spatial location of objects that were presented either visually or acoustically. Switch costs between tasks were significantly smaller when the sensory modality of the task switched versus when it repeated. This was the case irrespective of whether the pre-trial cue informed participants only of the upcoming task, but not sensory modality (Experiment 1) or whether the pre-trial cue was informative about both the upcoming task and sensory modality (Experiment 2). In addition, in both experiments switch costs between the senses were positively correlated when the sensory modality of the task repeated across trials and not when it switched. The collective evidence supports the independence of control processes mediating task switching and modality switching and also the hypothesis that switch costs reflect competitive interference between neural circuits.

Presentació del dossier Jornades sobre Metodologia de Recerca

L'impuls de l'activitat investigadora caracteritza actualment la major part de les polítiques educatives, i és una realitat inquestionable que augmenta les exigències institucionals relatives a la producció científica en un panorama cada vegada més internacionalitzat. El saber es difon mitjançant circuits cada vegada més ramificats i fluids, alhora que s'accedeix a un volum creixent de producció científica amb una facilitat impensable fa una década, pero també és un fet que es posen més en evidéncia els desfasaments entre ambits científics, entre famílies d'una determinada comunitat científica, entre perspectives agresolades i novedoses del coneixement, entre cosmovisions localistes i d'ampli calat, entre tecnologies transferibles i reflexions epistemologiques ... i podríem seguir mencionant una Ilarga sé-rie de contradiccions que impregnen la nostra realitat diaria. En definitiva, si bé és cert que es tracta de popularitzar l'activitat investigadora, també ho és que es multipliquen determinades barreres que amb més o menys subtilesa s'han d'esquivar perqué la investigació i els seus resultats siguin una realitat tangible.

Emplacement of Jurassic - Lower Cretaceous radiolarites of the Nicoya Complex (Costa Rica)

We present a new model to explain the origin, emplacement and stratigraphy of the Nicoya Complex in the NW part of the Nicoya Peninsula (Costa Rica) based on twenty-five years of field work, accompanied with the evolution of geochemical, vulcanological, petrological, sedimentological and paleontological paradigms. The igneous-sedimentary relation, together with radiolarian biochronology of the NW-Nicoya Peninsula is re-examined. We interpret the Nicoya Complex as a cross-section of a fragment of the Late Cretaceous Caribbean Plateau, in which the deepest levels are exposed in the NW-Nicoya Peninsula. Over 50% of the igneous rocks are intrusive (gabbros and in less proportion plagiogranites) which have a single mantle source; the remainder are basalts with a similar geochemical signature. Ar39/Ar40 radioisotopic whole rock and plagioclase ages range throughout the area from 84 to 83 Ma (Santonian) for the intrusives, and from 139 to 88 Ma (Berriasian-Turonian) for the basalts. In contrast, Mn-radiolarites that crop out in the area are older in age, Bajocian (Middle Jurassic) to Albian (middle Cretaceous). These Mn-radiolaritic blocks are set in a "matrix" of multiple gabbros and diabases intrusions. Chilled margins of magmatites, and hydrothermal baking and leaching of the radiolarites confirm the Ar39/Ar40 dating of igneous rocks being consistently younger than most of the radiolarian cherts. No Jurassic magmatic basement has been identified on the Nicoya Peninsula. We interpret the Jurassic-Cretaceous chert sediment pile to have been disrupted and detached from its original basement by multiple magmatic events that occurred during the formation of the Caribbean Plateau. Coniacian-Santonian (Late Cretaceous), Fe-rich radiolarites are largely synchronous and associated with late phases of the Plateau.

Prescriptions de protection incendie en Suisse : étude de leur domaine d'application et de leur respect par l'investigation d'incendies

Avant - Propos Le feu et la protection incendie Quel que soit l'usage d'un bâtiment, chaque étape de la construction est soumise à l'application de normes. Certaines, utilisées par les architectes et les ingénieurs, concernent le gros oeuvre ; en simplifiant leur rôle, elles assurent la solidité et la stabilité de l'immeuble. Si celui-ci est ouvert au public, des aménagements particuliers concernant la sécurité des personnes sont imposés. D'autres comme les prescriptions sur les installations électriques intérieures, précisent la manière de construire une alimentation, le type de matériel utilisable en fonction du courant et de la tension, les sécurités destinées à éviter toute détérioration des circuits et tout risque d'électrocution, etc. Enfin, les prescriptions en matière de protection incendie jouent évidemment un rôle préventif et, dans le domaine judiciaire, servent de références pour qualifier une éventuelle infraction ; elles évitent qu'une source de chaleur installée dans un bâtiment - tel qu'un appareil de chauffage ou des plaques de cuisson - ou susceptible d'apparaître consécutivement à l'usure d'un matériau ou à son vieillissement - disparition d'un isolant thermique, défaut d'étanchéité d'un conduit transportant les gaz chauds de combustion, par exemple - ne communiquent une partie de l'énergie calorifique dégagée à un combustible et ne l'enflamme. Le concept de protection incendie implique d'exposer et de développer les principales notions relatives à l'inflammation d'un matériau, à sa combustion ainsi qu'au transport de l'énergie calorifique. Fréquemment, le milieu dans lequel le générateur de chaleur est installé joue un rôle dans la phase d'allumage de l'incendie. Il est évident que les prescriptions de protection incendie s'appliquent à chaque élément de construction et, par conséquent, doivent être respectées par toute personne participant à la réalisation d'un ouvrage : le chauffagiste, l'électricien, l'installateur sanitaire, le constructeur de cuisine, mais également le maçon qui construit la cheminée, le peintre et le décorateur qui posent des revêtements ou des garnitures inflammables, le menuisier qui utilise le bois pour dissimuler des conduites de fumée, etc. Dès lors, tout sinistre, hormis celui qui est perpétré délibérément, ne peut s'expliquer que par : - le non-respect ou le défaut d'application d'une prescription de protection incendie; - une lacune de la norme qui ignore une source d'échauffement et/ou un mode de transfert de l'énergie calorifique. Le but premier de ce travail consiste à : - analyser les sinistres survenus durant les années 1999 à 2005 dans plusieurs cantons suisses qui ont fait l'objet d'une investigation de la part d'un service technique de la police ou d'un expert ; - examiner les éléments retenus pour expliquer la cause de l'incendie à la norme afin de répondre à la question : « l'application d'une ou de plusieurs directives lors de l'installation ou de l'utilisation du générateur d'énergie calorifique aurait-elle évité à ce dernier de communiquer une partie de la chaleur dégagée à un combustible et à l'enflammer ? » Le second objectif visé est d'apporter une solution à la question précédente : - si la norme existe, c'est un défaut d'installation ou d'utilisation de la source de chaleur qui est à l'origine de l'incendie. Il importe donc de connaître la raison pour laquelle la prescription a été ignorée ou appliquée de manière erronée ou lacunaire; - si la norme n'existe pas, ce sont les prescriptions en matière de protection incendie qui doivent être complétées. Le chapitre suivant abordera ces thèmes en proposant divers postulats destinés à évaluer l'efficacité actuelle du concept de protection incendie en Suisse.

Regulation of GABA(A) and glutamate receptor expression, synaptic facilitation and long-term potentiation in the hippocampus of prion mutant mice

Background: Prionopathies are characterized by spongiform brain degeneration, myoclonia, dementia, and periodic electroencephalographic (EEG) disturbances. The hallmark of prioniopathies is the presence of an abnormal conformational isoform (PrP(sc)) of the natural cellular prion protein (PrP(c)) encoded by the Prnp gene. Although several roles have been attributed to PrP(c), its putative functions in neuronal excitability are unknown. Although early studies of the behavior of Prnp knockout mice described minor changes, later studies report altered behavior. To date, most functional PrP(c) studies on synaptic plasticity have been performed in vitro. To our knowledge, only one electrophysiological study has been performed in vivo in anesthetized mice, by Curtis and coworkers. They reported no significant differences in paired-pulse facilitation or LTP in the CA1 region after Schaffer collateral/commissural pathway stimulation. Principal Findings: Here we explore the role of PrP(c) expression in neurotransmission and neural excitability using wild-type, Prnp -/- and PrP(c)-overexpressing mice (Tg20 strain). By correlating histopathology with electrophysiology in living behaving mice, we demonstrate that both Prnp -/- mice but, more relevantly Tg20 mice show increased susceptibility to KA, leading to significant cell death in the hippocampus. This finding correlates with enhanced synaptic facilitation in paired-pulse experiments and hippocampal LTP in living behaving mutant mice. Gene expression profiling using Illumina microarrays and Ingenuity pathways analysis showed that 129 genes involved in canonical pathways such as Ubiquitination or Neurotransmission were co-regulated in Prnp -/- and Tg20 mice. Lastly, RT-qPCR of neurotransmission-related genes indicated that subunits of GABA(A) and AMPA-kainate receptors are co-regulated in both Prnp -/- and Tg20 mice. Conclusions/Significance: Present results demonstrate that PrP(c) is necessary for the proper homeostatic functioning of hippocampal circuits, because of its relationships with GABA(A) and AMPA-Kainate neurotransmission. New PrP(c) functions have recently been described, which point to PrP(c) as a target for putative therapies in Alzheimer's disease. However, our results indicate that a "gain of function" strategy in Alzheimer's disease, or a "loss of function" in prionopathies, may impair PrP(c) function, with devastating effects. In conclusion, we believe that present data should be taken into account in the development of future therapies.

Recovery of biological motion perception and network plasticity after cerebellar tumor removal.

Visual perception of body motion is vital for everyday activities such as social interaction, motor learning or car driving. Tumors to the left lateral cerebellum impair visual perception of body motion. However, compensatory potential after cerebellar damage and underlying neural mechanisms remain unknown. In the present study, visual sensitivity to point-light body motion was psychophysically assessed in patient SL with dysplastic gangliocytoma (Lhermitte-Duclos disease) to the left cerebellum before and after neurosurgery, and in a group of healthy matched controls. Brain activity during processing of body motion was assessed by functional magnetic resonance imaging (MRI). Alterations in underlying cerebro-cerebellar circuitry were studied by psychophysiological interaction (PPI) analysis. Visual sensitivity to body motion in patient SL before neurosurgery was substantially lower than in controls, with significant improvement after neurosurgery. Functional MRI in patient SL revealed a similar pattern of cerebellar activation during biological motion processing as in healthy participants, but located more medially, in the left cerebellar lobules III and IX. As in normalcy, PPI analysis showed cerebellar communication with a region in the superior temporal sulcus, but located more anteriorly. The findings demonstrate a potential for recovery of visual body motion processing after cerebellar damage, likely mediated by topographic shifts within the corresponding cerebro-cerebellar circuitry induced by cerebellar reorganization. The outcome is of importance for further understanding of cerebellar plasticity and neural circuits underpinning visual social cognition.

Analog circuit for real-time computation of respiratory mechanical impedance in sleep studies

The aim of this work was to develop a low-cost circuit for real-time analog computation of the respiratory mechanical impedance in sleep studies. The practical performance of the circuit was tested in six patients with obstructive sleep apnea. The impedance signal provided by the analog circuit was compared with the impedance calculated simultaneously with a conventional computerized system. We concluded that the low-cost analog circuit developed could be a useful tool for facilitating the real-time assessment of airway obstruction in routine sleep studies.

Residual thermomechanical stresses in thinned-chip assemblies

A new technology for the three-dimensional (3-D) stacking of very thin chips on a substrate is currently under development within the ultrathin chip stacking (UTCS) Esprit Project 24910. In this work, we present the first-level UTCS structure and the analysis of the thermomechanical stresses produced by the manufacturing process. Chips are thinned up to 10 or 15 m. We discuss potentially critical points at the edges of the chips, the suppression of delamination problems of the peripheral dielectric matrix and produce a comparative study of several technological choices for the design of metallic interconnect structures. The purpose of these calculations is to give inputs for the definition of design rules for this technology. We have therefore undertaken a programme that analyzes the influence of sundry design parameters and alternative development options. Numerical analyses are based on the finite element method.

Bipolar pulsed excitation of erbium-doped nanosilicon light emitting diodes

High quantum efficiency erbium doped silicon nanocluster (Si-NC:Er) light emitting diodes (LEDs) were grown by low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD) in a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) line. Erbium (Er) excitation mechanisms under direct current (DC) and bipolar pulsed electrical injection were studied in a broad range of excitation voltages and frequencies. Under DC excitation, Fowler-Nordheim tunneling of electrons is mediated by Er-related trap states and electroluminescence originates from impact excitation of Er ions. When the bipolar pulsed electrical injection is used, the electron transport and Er excitation mechanism change. Sequential injection of electrons and holes into silicon nanoclusters takes place and nonradiative energy transfer to Er ions is observed. This mechanism occurs in a range of lower driving voltages than those observed in DC and injection frequencies higher than the Er emission rate.

Low noise pixel detectors based on gated geiger mode avalanche photodiodes

The gated operation is proposed as an effective method to reduce the noise in pixel detectors based on Geiger mode avalanche photodiodes. A prototype with the sensor and the front-end electronics monolithically integrated has been fabricated with a conventional HV-CMOS process. Experimental results demonstrate the increase of the dynamic range of the sensor by applying this technique.