Downregulation of cannabinoid receptor 1 from neuropeptide Y interneurons in the basal ganglia of patients with Huntington's disease and mouse models.

Cannabinoid receptor 1 (CB(1) receptor) controls several neuronal functions, including neurotransmitter release, synaptic plasticity, gene expression and neuronal viability. Downregulation of CB(1) expression in the basal ganglia of patients with Huntington's disease (HD) and animal models represents one of the earliest molecular events induced by mutant huntingtin (mHtt). This early disruption of neuronal CB(1) signaling is thought to contribute to HD symptoms and neurodegeneration. Here we determined whether CB(1) downregulation measured in patients with HD and mouse models was ubiquitous or restricted to specific striatal neuronal subpopulations. Using unbiased semi-quantitative immunohistochemistry, we confirmed previous studies showing that CB(1) expression is downregulated in medium spiny neurons of the indirect pathway, and found that CB(1) is also downregulated in neuropeptide Y (NPY)/neuronal nitric oxide synthase (nNOS)-expressing interneurons while remaining unchanged in parvalbumin- and calretinin-expressing interneurons. CB(1) downregulation in striatal NPY/nNOS-expressing interneurons occurs in R6/2 mice, Hdh(Q150/Q150) mice and the caudate nucleus of patients with HD. In R6/2 mice, CB(1) downregulation in NPY/nNOS-expressing interneurons correlates with diffuse expression of mHtt in the soma. This downregulation also occludes the ability of cannabinoid agonists to activate the pro-survival signaling molecule cAMP response element-binding protein in NPY/nNOS-expressing interneurons. Loss of CB(1) signaling in NPY/nNOS-expressing interneurons could contribute to the impairment of basal ganglia functions linked to HD.

Contrasting the functional properties of GABAergic axon terminals with single and multiple synapses in the thalamus

Diverse sources of GABAergic inhibition are a major feature of cortical networks, but distinct inhibitory input systems have not been systematically characterized in the thalamus. Here, we contrasted the properties of two independent GABAergic pathways in the posterior thalamic nucleus of rat, one input from the reticular thalamic nucleus (nRT), and one "extrareticular" input from the anterior pretectal nucleus (APT). The vast majority of nRT-thalamic terminals formed single synapses per postsynaptic target and innervated thin distal dendrites of relay cells. In contrast, single APT-thalamic terminals formed synaptic contacts exclusively via multiple, closely spaced synapses on thick relay cell dendrites. Quantal analysis demonstrated that the two inputs displayed comparable quantal amplitudes, release probabilities, and multiple release sites. The morphological and physiological data together indicated multiple, single-site contacts for nRT and multisite contacts for APT axons. The contrasting synaptic arrangements of the two pathways were paralleled by different short-term plasticities. The multisite APT-thalamic pathway showed larger charge transfer during 50-100 Hz stimulation compared with the nRT pathway and a greater persistent inhibition accruing during stimulation trains. Our results demonstrate that the two inhibitory systems are morpho-functionally distinct and suggest and that multisite GABAergic terminals are tailored for maintained synaptic inhibition even at high presynaptic firing rates. These data explain the efficacy of extrareticular inhibition in timing relay cell activity in sensory and motor thalamic nuclei. Finally, based on the classic nomenclature and the difference between reticular and extrareticular terminals, we define a novel, multisite GABAergic terminal type (F3) in the thalamus.

Identification of an agrin mutation that causes congenital myasthenia and affects synapse function.

We report the case of a congenital myasthenic syndrome due to a mutation in AGRN, the gene encoding agrin, an extracellular matrix molecule released by the nerve and critical for formation of the neuromuscular junction. Gene analysis identified a homozygous missense mutation, c.5125G>C, leading to the p.Gly1709Arg variant. The muscle-biopsy specimen showed a major disorganization of the neuromuscular junction, including changes in the nerve-terminal cytoskeleton and fragmentation of the synaptic gutters. Experiments performed in nonmuscle cells or in cultured C2C12 myotubes and using recombinant mini-agrin for the mutated and the wild-type forms showed that the mutated form did not impair the activation of MuSK or change the total number of induced acetylcholine receptor aggregates. A solid-phase assay using the dystrophin glycoprotein complex showed that the mutation did not affect the binding of agrin to alpha-dystroglycan. Injection of wild-type or mutated agrin into rat soleus muscle induced the formation of nonsynaptic acetylcholine receptor clusters, but the mutant protein specifically destabilized the endogenous neuromuscular junctions. Importantly, the changes observed in rat muscle injected with mutant agrin recapitulated the pre- and post-synaptic modifications observed in the patient. These results indicate that the mutation does not interfere with the ability of agrin to induce postsynaptic structures but that it dramatically perturbs the maintenance of the neuromuscular junction.

Evolving olfactory systems on the fly.

The detection of odour stimuli in the environment is universally important for primal behaviours such as feeding, mating, kin interactions and escape responses. Given the ubiquity of many airborne chemical signals and the similar organisation of animal olfactory circuits, a fundamental question in our understanding of the sense of smell is how species-specific behavioural responses to odorants can evolve. Recent comparative genomic, developmental and physiological studies are shedding light on this problem by providing insights into the genetic mechanisms that underlie anatomical and functional evolution of the olfactory system. Here we synthesise these data, with a particular focus on insect olfaction, to address how new olfactory receptors and circuits might arise and diverge, offering glimpses into how odour-evoked behaviours could adapt to an ever-changing chemosensory world.

Synapses on motoneuron dendrites in the brachial section of the frog spinal cord: a computer-aided electron microscopic study of cobalt-filled cells.

Cobalt-labelled motoneuron dendrites of the frog spinal cord at the level of the second spinal nerve were photographed in the electron microscope from long series of ultrathin sections. Three-dimensional computer reconstructions of 120 dendrite segments were analysed. The samples were taken from two locations: proximal to cell body and distal, as defined in a transverse plane of the spinal cord. The dendrites showed highly irregular outlines with many 1-2 microns-long 'thorns' (on average 8.5 thorns per 100 microns 2 of dendritic area). Taken together, the reconstructed dendrite segments from the proximal sites had a total length of about 250 microns; those from the distal locations, 180 microns. On all segments together there were 699 synapses. Nine percent of the synapses were on thorns, and many more close to their base on the dendritic shaft. The synapses were classified in four groups. One third of the synapses were asymmetric with spherical vesicles; one half were symmetric with spherical vesicles; and one tenth were symmetric with flattened vesicles. A fourth, small class of asymmetric synapses had dense-core vesicles. The area of the active zones was large for the asymmetric synapses (median value 0.20 microns 2), and small for the symmetric ones (median value 0.10 microns 2), and the difference was significant. On average, the areas of the active zones of the synapses on thin dendrites were larger than those of synapses on large calibre dendrites. About every 4 microns 2 of dendritic area received one contact. There was a significant difference between the areas of the active zones of the synapses at the two locations. Moreover, the number per unit dendritic length was correlated with dendrite calibre. On average, the active zones covered more than 4% of the dendritic area; this value for thin dendrites was about twice as large as that of large calibre dendrites. We suggest that the larger active zones and the larger synaptic coverage of the thin dendrites compensate for the longer electrotonic distance of these synapses from the soma.

Thyroid hormone enhances transected axonal regeneration and muscle reinnervation following rat sciatic nerve injury.

Improvement of nerve regeneration and functional recovery following nerve injury is a challenging problem in clinical research. We have already shown that following rat sciatic nerve transection, the local administration of triiodothyronine (T3) significantly increased the number and the myelination of regenerated axons. Functional recovery is a sum of the number of regenerated axons and reinnervation of denervated peripheral targets. In the present study, we investigated whether the increased number of regenerated axons by T3-treatment is linked to improved reinnervation of hind limb muscles. After transection of rat sciatic nerves, silicone or biodegradable nerve guides were implanted and filled with either T3 or phosphate buffer solution (PBS). Neuromuscular junctions (NMJs) were analyzed on gastrocnemius and plantar muscle sections stained with rhodamine alpha-bungarotoxin and neurofilament antibody. Four weeks after surgery, most end-plates (EPs) of operated limbs were still denervated and no effect of T3 on muscle reinnervation was detected at this stage of nerve repair. In contrast, after 14 weeks of nerve regeneration, T3 clearly enhanced the reinnervation of gastrocnemius and plantar EPs, demonstrated by significantly higher recovery of size and shape complexity of reinnervated EPs and also by increased acetylcholine receptor (AChRs) density on post synaptic membranes compared to PBS-treated EPs. The stimulating effect of T3 on EP reinnervation is confirmed by a higher index of compound muscle action potentials recorded in gastrocnemius muscles. In conclusion, our results provide for the first time strong evidence that T3 enhances the restoration of NMJ structure and improves synaptic transmission.

Risc cardiovascular en pacients que consulten a urgències d´un hospital general amb un esdeveniment vascular agut

La malaltia cardiovascular és una de les principals causes de morbimortalitat. Els factors de risc cardiovasculars són diversos. Hi ha moltes guies de prevenció clínica i escales de risc. Malgrat l’existència de guies de pràctica clínica i millor identificació dels factors de risc, persisteix l’impacte negatiu cardiovascular. L’estudi enregistra aquests esdeveniments cardiovasculars en pacients que ingressen a urgències, durant tres anys, els factors de risc, els tractaments a l’ingrés i a l’alta i l’evolució i mortalitat durant l’ingrés. Compararà la població que ens ocupa amb d’altres i els tractaments. Detectarà el seguiment de les guies i circuits de millora.

Brain structure in movement disorders: a neuroimaging perspective.

Purpose of review: An overview of recent advances in structural neuroimaging and their impact on movement disorders research is presented. Recent findings: Novel developments in computational neuroanatomy and improvements in magnetic resonance image quality have brought further insight into the pathophysiology of movement disorders. Sophisticated automated techniques allow for sensitive and reliable in-vivo differentiation of phenotype/genotype related traits and their interaction even at presymptomatic stages of disease. Summary: Voxel-based morphometry consistently demonstrates well defined patterns of brain structure changes in movement disorders. Advanced stages of idiopathic Parkinson's disease are characterized by grey matter volume decreases in basal ganglia. Depending on the presence of cognitive impairment, volume changes are reported in widespread cortical and limbic areas. Atypical Parkinsonian syndromes still pose a challenge for accurate morphometry-based classification, especially in early stages of disease progression. Essential tremor has been mainly associated with thalamic and cerebellar changes. Studies on preclinical Huntington's disease show progressive loss of tissue in the caudate and cortical thinning related to distinct motor and cognitive phenotypes. Basal ganglia volume in primary dystonia reveals an interaction between genotype and phenotype such that brain structure changes are modulated by the presence of symptoms under the influence of genetic factors. Tics in Tourette's syndrome correlate with brain structure changes in limbic, motor and associative fronto-striato-parietal circuits. Computational neuroanatomy provides useful tools for in-vivo assessment of brain structure in movement disorders, allowing for accurate classification in early clinical stages as well as for monitoring therapy effects and/or disease progression.

Of housing and politics : mapping political opportunities for mobilising in Bangalore, India

Quelles sont les conditions pour l'émergence d'une mobilisation sociale en faveur du logement convenable dans la métropole de Bangalore (Inde)? Cette question, qui est au coeur de cette thèse, est particulièrement pertinente dans le contexte d'une ville où 1,7 million de personnes, soit un cinquième de la population, vit dans des bidonvilles. L'absence d'un mouvement mettant en cause l'échec des politiques publiques du logement est intéressante dans la mesure où l'Inde a hérité un système de gouvernance colonial et d'une tradition de mouvements sociaux. Pour répondre à ce questionnement, un cadre théorique issu de la littérature sur les mouvements sociaux est développé. Il s'articule autour des liens entre les opportunités politiques au niveau macro et les répertoires d'action des organisations de mouvement social (OMS) au niveau méso, de la tension entre la formalité de la loi et des politiques publiques et l'informalité des circuits d'échange, de la corruption et du clientélisme, et enfin, se focalise sur les systèmes de discours de caste et de la citoyenneté et de leur concrétisation dans des systèmes d'organisations et de réseaux sociaux. Ce cadre théorique permet d'étudier empiriquement la question à travers quatre OMS dans la ville de Bangalore. Les résultats mettent en avant l'existence de mécanismes complexes. Les opportunités politiques formelles n'étant ouvertes que sur le plan rhétorique, elles ne peuvent être véritablement utilisées que par des moyens légaux ou contentieux, ce qui nécessite des compétences sociales dont la plupart des habitants des bidonvilles sont dépourvus. L'inadéquation entre les ressources à disposition pour les logements sociaux et les besoins très importants des pauvres, donne un poids politique considérable aux acteurs en charge de l'attribution de ces ressources rares. Cet état de fait a des répercussions sur la politique électorale. Les habitants des bidonvilles représentant un poids électoral important, ils sont mobilisés à travers de pratiques clientélistes. La corruption et le clientélisme se nourrissent mutuellement pour maintenir une certaine dépendance des habitants. Les OMS qui développent un répertoire discursif remettant en cause le système de caste et qui encouragent une conscience citoyenne, se sont avérées les plus durables pour résister à la cooptation des forces politiques. Cette recherche empirique met en lumière l'inadéquation entre les prescriptions formelles dans le domaine de la gouvernance des besoins humains, tels que le logement, et les pratiques réelles sur le terrain. Cette recherche appelle à réfléchir au-delà de la diffusion du discours sur la « bonne gouvernance » vers des formes de « gouvernance vernaculaire » qui prendrait au sérieux l'informalité en développant une compréhension des avantages à court terme pour les personnes marginalisées dans la ville et les effets à long terme sur la pratique démocratique. - What are the conditions for the emergence of a social movement on the issue of adequate housing in the metropolitan city of Bangalore (India)? This question is at the heart of this dissertation and is particularly pertinent against the background that an estimated 1.7 million or about 20% of the city's population lives in slums. The absence of a movement addressing the failure of public housing policy despite India having inherited colonial systems of governance and traditions of movement is noteworthy. Answers are sought within a theoretical framework stemming from social movement theories that incorporates three linkages articulating around: Macro-level political opportunities and meso-level action repertoires of social movement organisations (SMOs), tensions between the formality of law, policy and the informality of exchange circuits of corruption and clientelism and finally around systems of discourses of caste and citizenship and their instantiation in concrete systems of social organisations and networks. This thesis is empirically investigated through a qualitative case study research design involving four sampled social movement organisations. The results bring complex mechanisms to the fore. Formal political opportunities are only rhetorically open and have to be cracked through legal weaponry or contentious escalation, which requires considerable social skills that slum-dwellers often lack. The inadequacy between the few housing resources and the vast number of slum-dwellers transform housing benefits and urban service provisions into political currency. Such a state of affairs has serious repercussions on conditions for mobilisation. They become imbricated with electoral logic, in which slum-dwellers represent large vote-banks and where corruption and clientelism feed each other to maintain a certain dependency of the poor. SMOs deploying a discursive repertoire that questioned the caste system and encouraged a pursuit of citizenship proved to be the most sustainable to resist co-option from political forces. This empirical investigation brings to light the mismatch between the formal prescriptions in the domain of the governance of basic human needs such as housing and the real practices on the ground. This research calls to reflect beyond the inadequacy of the diffused « good governance » discourse towards forms of « vernacular governance » that take informality seriously in understanding the short-term benefits for the marginalised in the city and the long-term effects on democratic practice.

Non-invasive RF built-in testing using on-chip temperature sensors

This poster shows how to efficiently observe high-frequency figures of merit in RF circuits by measuring DC temperature with CMOS-compatible built-in sensors.

Prevalença d’artefactes d’amplificació de la corba de pressió arterial durant la monitorització invasiva. estudi transversal.

Els artefactes en la corba de pressió arterial durant la monitorització invasiva pot induir errors de diagnòstic i tractaments inadequats. Es presenten els resultats inicials d’un estudi transversal en pacients postoperats on s’observa que la prevalença d’artefactes d’amplificació de la corba és del 33,3%. Alguns factors que podrien condicionar aquesta aparició són localització radial de la cánula, canulació major de 48 hores i la monitorització mitjançant el sistema Vigileo. La conscienciació de l’existència d’aquests fenòmens, generant estats d’alerta i millories en el manteniment dels circuits de monitorització permetrien una millor precisió de la monitorització, condicionant un maneig més òptim dels pacients.

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.