Case Series: Sensory Intolerance as a Primary Symptom of Pediatric OCD

Introduction. Marked intolerance or intrusive re-experiencing of ordinary sensory stimuli that in turn drive functionally impairing compulsive behaviors are occasionally seen in voting children with OCD. Methods. We describe a number of children with DSM-IV OCD ascertained from of family genetic study of pediatric OCD, whose intolerance: of ordinary sensory stimuli created significant subjective distress and time-consuming ritualistic behavior that was clinically impairing. Results. In each case these sensory symptoms were the primary presenting symptoms and were experienced in the absence of intrusive thoughts, images, or ideas associated with ""conventional"" OCD symptoms. Conclusions. These symptoms suggest abnormalities in sensory processing and integration in at least a subset of OCD patients. Recognition of these sensory symptoms and sensory-driven behaviors as part of the broad phenotypic Variation in children with OCD could help clinicians more easily identify OCD patients and,facilitate treatment.

Cortex, cognition and the cell: New insights into the pyramidal neuron and prefrontal function

Arguably the most complex conical functions are seated in human cognition, the how and why of which have been debated for centuries by theologians, philosophers and scientists alike. In his best-selling book, An Astonishing Hypothesis: A Scientific Search for the Soul, Francis Crick refined the view that these qualities are determined solely by cortical cells and circuitry. Put simply, cognition is nothing more, or less, than a biological function. Accepting this to be the case, it should be possible to identify the mechanisms that subserve cognitive processing. Since the pioneering studies of Lorent de No and Hebb, and the more recent studies of Fuster, Miller and Goldman-Rakic, to mention but a few, much attention has been focused on the role of persistent neural activity in cognitive processes. Application of modern technologies and modelling techniques has led to new hypotheses about the mechanisms of persistent activity. Here I focus on how regional variations in the pyramidal cell phenotype may determine the complexity of cortical circuitry and, in turn, influence neural activity. Data obtained from thousands of individually injected pyramidal cells in sensory, motor, association and executive cortex reveal marked differences in the numbers of putative excitatory inputs received by these cells. Pyramidal cells in prefrontal cortex have, on average, up to 23 times more dendritic spines than those in the primary visual area. I propose that without these specializations in the structure of pyramidal cells, and the circuits they form, human cognitive processing would not have evolved to its present state. I also present data from both New World and Old World monkeys that show varying degrees of complexity in the pyramidal cell phenotype in their prefrontal cortices, suggesting that cortical circuitry and, thus, cognitive styles are evolving independently in different species.

Pure sensory neuropathy in patients with primary Sjogren's syndrome: clinical, immunological and electromyographic findings

A pure sensory neuropathy caused by lymphocytic infiltration of the dorsal root ganglia has been reported in a few patients with Sjögren's syndrome. The clinical, immunological, and electromyographic findings of five patients with this type of neuropathy and primary Sjögren's syndrome were reviewed. Typical clinical indications were the presence of a chronic asymmetrical sensory deficit, initial disease in the hands with a predominant loss of the vibratory and joint position senses, and an association with Adie's pupil syndrome or trigeminal sensory neuropathy. The simultaneous impairment of the central and peripheral evoked cortical potentials suggested that there was a lesion of the neuronal cell body. The neuropathy preceded the diagnosis of Sjögren's syndrome in four patients. Four patients were positive for Ro antibodies, but systemic vasculitis or malignancy was not found after a mean follow up of six years. These findings indicate that in patients with a sensory neuropathy the diagnosis of Sjögren's syndrome has to be considered, even if the patient denies the presence of sicca symptoms, and that appropriate tests must be carried out.

Cholinergic enhancement of perceptual learning : behavioral, physiological, and neuro-pharmacological study in the rat primary visual cortex

Les cortices sensoriels sont des régions cérébrales essentielles pour la perception. En particulier, le cortex visuel traite l’information visuelle en provenance de la rétine qui transite par le thalamus. Les neurones sont les unités fonctionnelles qui transforment l'information sensorielle en signaux électriques, la transfèrent vers le cortex et l'intègrent. Les neurones du cortex visuel sont spécialisés et analysent différents aspects des stimuli visuels. La force des connections entre les neurones peut être modulée par la persistance de l'activité pré-synaptique et induit une augmentation ou une diminution du signal post-synaptique à long terme. Ces modifications de la connectivité synaptique peuvent induire la réorganisation de la carte corticale, c’est à dire la représentation de ce stimulus et la puissance de son traitement cortical. Cette réorganisation est connue sous le nom de plasticité corticale. Elle est particulièrement active durant la période de développement, mais elle s’observe aussi chez l’adulte, par exemple durant l’apprentissage. Le neurotransmetteur acétylcholine (ACh) est impliqué dans de nombreuses fonctions cognitives telles que l’apprentissage ou l’attention et il est important pour la plasticité corticale. En particulier, les récepteurs nicotiniques et muscariniques du sous-type M1 et M2 sont les récepteurs cholinergiques impliqués dans l’induction de la plasticité corticale. L’objectif principal de la présente thèse est de déterminer les mécanismes de plasticité corticale induits par la stimulation du système cholinergique au niveau du télencéphale basal et de définir les effets sur l’amélioration de la perception sensorielle. Afin d’induire la plasticité corticale, j’ai jumelé des stimulations visuelles à des injections intracorticales d’agoniste cholinergique (carbachol) ou à une stimulation du télencéphale basal (neurones cholinergiques qui innervent le cortex visuel primaire). J'ai analysé les potentiels évoqués visuels (PEVs) dans le cortex visuel primaire des rats pendant 4 à 8 heures après le couplage. Afin de préciser l’action de l’ACh sur l’activité des PEVs dans V1, j’ai injecté individuellement l’antagoniste des récepteurs muscariniques, nicotiniques, α7 ou NMDA avant l’infusion de carbachol. La stimulation du système cholinergique jumelée avec une stimulation visuelle augmente l’amplitude des PEVs durant plus de 8h. Le blocage des récepteurs muscarinique, nicotinique et NMDA abolit complètement cette amélioration, tandis que l’inhibition des récepteurs α7 a induit une augmentation instantanée des PEVs. Ces résultats suggèrent que l'ACh facilite à long terme la réponse aux stimuli visuels et que cette facilitation implique les récepteurs nicotiniques, muscariniques et une interaction avec les récepteur NMDA dans le cortex visuel. Ces mécanismes sont semblables à la potentiation à long-terme, évènement physiologique lié à l’apprentissage. L’étape suivante était d’évaluer si l’effet de l’amplification cholinergique de l’entrée de l’information visuelle résultait non seulement en une modification de l’activité corticale mais aussi de la perception visuelle. J’ai donc mesuré l’amélioration de l’acuité visuelle de rats adultes éveillés exposés durant 10 minutes par jour pendant deux semaines à un stimulus visuel de type «réseau sinusoïdal» couplé à une stimulation électrique du télencéphale basal. L’acuité visuelle a été mesurée avant et après le couplage des stimulations visuelle et cholinergique à l’aide d’une tâche de discrimination visuelle. L’acuité visuelle du rat pour le stimulus d’entrainement a été augmentée après la période d’entrainement. L’augmentation de l’acuité visuelle n’a pas été observée lorsque la stimulation visuelle seule ou celle du télencéphale basal seul, ni lorsque les fibres cholinergiques ont été lésées avant la stimulation visuelle. Une augmentation à long terme de la réactivité corticale du cortex visuel primaire des neurones pyramidaux et des interneurones GABAergiques a été montrée par l’immunoréactivité au c-Fos. Ainsi, lorsque couplé à un entrainement visuel, le système cholinergique améliore les performances visuelles pour l’orientation et ce probablement par l’optimisation du processus d’attention et de plasticité corticale dans l’aire V1. Afin d’étudier les mécanismes pharmacologiques impliqués dans l’amélioration de la perception visuelle, j’ai comparé les PEVs avant et après le couplage de la stimulation visuelle/cholinergique en présence d’agonistes/antagonistes sélectifs. Les injections intracorticales des différents agents pharmacologiques pendant le couplage ont montré que les récepteurs nicotiniques et M1 muscariniques amplifient la réponse corticale tandis que les récepteurs M2 muscariniques inhibent les neurones GABAergiques induisant un effet excitateur. L’infusion d’antagoniste du GABA corrobore l’hypothèse que le système inhibiteur est essentiel pour induire la plasticité corticale. Ces résultats démontrent que l’entrainement visuel jumelé avec la stimulation cholinergique améliore la plasticité corticale et qu’elle est contrôlée par les récepteurs nicotinique et muscariniques M1 et M2. Mes résultats suggèrent que le système cholinergique est un système neuromodulateur qui peut améliorer la perception sensorielle lors d’un apprentissage perceptuel. Les mécanismes d’amélioration perceptuelle induits par l’acétylcholine sont liés aux processus d’attention, de potentialisation à long-terme et de modulation de la balance d’influx excitateur/inhibiteur. En particulier, le couplage de l’activité cholinergique avec une stimulation visuelle augmente le ratio de signal / bruit et ainsi la détection de cibles. L’augmentation de la concentration cholinergique corticale potentialise l’afférence thalamocorticale, ce qui facilite le traitement d’un nouveau stimulus et diminue la signalisation cortico-corticale minimisant ainsi la modulation latérale. Ceci est contrôlé par différents sous-types de récepteurs cholinergiques situés sur les neurones GABAergiques ou glutamatergiques des différentes couches corticales. La présente thèse montre qu’une stimulation électrique dans le télencéphale basal a un effet similaire à l’infusion d’agoniste cholinergique et qu’un couplage de stimulations visuelle et cholinergique induit la plasticité corticale. Ce jumelage répété de stimulations visuelle/cholinergique augmente la capacité de discrimination visuelle et améliore la perception. Cette amélioration est corrélée à une amplification de l’activité neuronale démontrée par immunocytochimie du c-Fos. L’immunocytochimie montre aussi une différence entre l’activité des neurones glutamatergiques et GABAergiques dans les différentes couches corticales. L’injection pharmacologique pendant la stimulation visuelle/cholinergique suggère que les récepteurs nicotiniques, muscariniques M1 peuvent amplifier la réponse excitatrice tandis que les récepteurs M2 contrôlent l’activation GABAergique. Ainsi, le système cholinergique activé au cours du processus visuel induit des mécanismes de plasticité corticale et peut ainsi améliorer la capacité perceptive. De meilleures connaissances sur ces actions ouvrent la possibilité d’accélérer la restauration des fonctions visuelles lors d’un déficit ou d’amplifier la fonction cognitive.

Simple neural networks for the amplification and utilization of small changes in neuron firing rates

I describe physiologically plausible “voter-coincidence” neural networks such that secondary “coincidence” neurons fire on the simultaneous receipt of sufficiently large sets of input pulses from primary sets of neurons. The networks operate such that the firing rate of the secondary, output neurons increases (or decreases) sharply when the mean firing rate of primary neurons increases (or decreases) to a much smaller degree. In certain sensory systems, signals that are generally smaller than the noise levels of individual primary detectors, are manifest in very small increases in the firing rates of sets of afferent neurons. For such systems, this kind of network can act to generate relatively large changes in the firing rate of secondary “coincidence” neurons. These differential amplification systems can be cascaded to generate sharp, “yes–no” spike signals that can direct behavioral responses.

The primary structures of the Archaeon Halobacterium salinarium blue light receptor sensory rhodopsin II and its transducer, a methyl-accepting protein.

Recently, a large family of transducer proteins in the Archaeon Halobacterium salinarium was identified. On the basis of the comparison of the predicted structural domains of these transducers, three distinct subfamilies of transducers were proposed. Here we report isolation, complete gene sequences, and analysis of the encoded primary structures of transducer gene htrII, a member of family B, and its blue light receptor gene (sopII) of sensory rhodopsin II (SRII). The start codon ATG of the 714-bp sopII gene is one nucleotide beyond the termination codon TGA of the 2298-bp htrII gene. The deduced protein sequence of HtrII predicts a eubacterial chemotaxis transducer type with two hydrophobic membrane-spanning segments connecting sizable domains in the periplasm and cytoplasm. HtrII has a common feature with HtrI, the sensory rhodopsin I transducer; like HtrI, HtrII possesses a hydrophilic loop structure just after the second transmembrane segment. The C-terminal 299 residues (765 amino acid residues total) of HtrII show strong homology to the signaling and methylation domain of eubacterial transducer Tsr. The hydropathy plot of the primary structure of SRII indicates seven membrane-spanning alpha-helical segments, a characteristic feature of retinylidene proteins ("rhodopsins") from a widespread family of photoactive pigments. SRII shows high identity with SRI (42%), bacteriorhodopsin (BR) (32%), and halorhodopsin (24%). The crucial positions for retinal binding sites in these proteins are nearly identical, with the exception of Met-118 (numbering according to the mature BR sequence), which is replaced by Val in SRII. In BR, residues Asp-85 and Asp-96 are crucial in proton pumping. In SRII, the position corresponding to Asp-85 in BR is conserved, but the corresponding position of Asp-96 is replaced by an aromatic Tyr. Coexpression of the htrII and sopII genes restores SRII phototaxis to a mutant (Pho81) that contains a deletion in the htrI/sopI and insertion in htrII/sopII regions. This paper describes the first example that both HtrI and HtrII exist in the same halobacterial cell, confirming that different sensory rhodopsins SRI and SRII in the same organism have their own distinct transducers.

Olfactory marker protein modulates primary olfactory axon overshooting in the olfactory bulb

Olfactory marker protein (OMP) is expressed by mature primary olfactory sensory neurons during development and in adult mice. In mice that lack OMP, olfactory sensory neurons have perturbed electrophysiological activity, and the mice exhibit altered responses and behavior to odor stimulation. To date, defects in axon guidance in mice that lack OMP have not been investigated. During development of the olfactory system in mouse, primary olfactory axons often overshoot their target glomerular layer and project into the deeper external plexiform layer. These aberrant axonal projections are normally detected within the external plexiform layer up to postnatal day 12. We have examined the projections of primary olfactory axons in OMP-tau:LacZ mice and OMP-GFP mice, two independent lines in which the OMP coding region has been replaced by reporter molecules. We found that axons overshoot their target layer and grow into the external plexiform layer in these OMP null mice as they do in wild-type animals. However, in the absence of OMP, overshooting axons are more persistent and remain prominent until 5 weeks postnatally, after which their numbers decrease. Overshooting axons are still present in these mice even at 8 months of age. In heterozygous mice, axons also overshoot into the external plexiform layer; however, there are fewer axons, and they project for shorter distances, compared with those in a homozygous environment. Our results suggest that perturbed electrophysiological responses, caused by loss of OMP in primary olfactory neurons, reduce the ability of primary olfactory axons to recognize their glomerular target. © 2005 Wiley-Liss, Inc.

Investigating the encoding of visual stimuli by forming neural circuits in the cat primary visual cortex

Contexte La connectomique, ou la cartographie des connexions neuronales, est un champ de recherche des neurosciences évoluant rapidement, promettant des avancées majeures en ce qui concerne la compréhension du fonctionnement cérébral. La formation de circuits neuronaux en réponse à des stimuli environnementaux est une propriété émergente du cerveau. Cependant, la connaissance que nous avons de la nature précise de ces réseaux est encore limitée. Au niveau du cortex visuel, qui est l’aire cérébrale la plus étudiée, la manière dont les informations se transmettent de neurone en neurone est une question qui reste encore inexplorée. Cela nous invite à étudier l’émergence des microcircuits en réponse aux stimuli visuels. Autrement dit, comment l’interaction entre un stimulus et une assemblée cellulaire est-elle mise en place et modulée? Méthodes En réponse à la présentation de grilles sinusoïdales en mouvement, des ensembles neuronaux ont été enregistrés dans la couche II/III (aire 17) du cortex visuel primaire de chats anesthésiés, à l’aide de multi-électrodes en tungstène. Des corrélations croisées ont été effectuées entre l’activité de chacun des neurones enregistrés simultanément pour mettre en évidence les liens fonctionnels de quasi-synchronie (fenêtre de ± 5 ms sur les corrélogrammes croisés corrigés). Ces liens fonctionnels dévoilés indiquent des connexions synaptiques putatives entre les neurones. Par la suite, les histogrammes peri-stimulus (PSTH) des neurones ont été comparés afin de mettre en évidence la collaboration synergique temporelle dans les réseaux fonctionnels révélés. Enfin, des spectrogrammes dépendants du taux de décharges entre neurones ou stimulus-dépendants ont été calculés pour observer les oscillations gamma dans les microcircuits émergents. Un indice de corrélation (Rsc) a également été calculé pour les neurones connectés et non connectés. Résultats Les neurones liés fonctionnellement ont une activité accrue durant une période de 50 ms contrairement aux neurones fonctionnellement non connectés. Cela suggère que les connexions entre neurones mènent à une synergie de leur inter-excitabilité. En outre, l’analyse du spectrogramme dépendant du taux de décharge entre neurones révèle que les neurones connectés ont une plus forte activité gamma que les neurones non connectés durant une fenêtre d’opportunité de 50ms. L’activité gamma de basse-fréquence (20-40 Hz) a été associée aux neurones à décharge régulière (RS) et l’activité de haute fréquence (60-80 Hz) aux neurones à décharge rapide (FS). Aussi, les neurones fonctionnellement connectés ont systématiquement un Rsc plus élevé que les neurones non connectés. Finalement, l’analyse des corrélogrammes croisés révèle que dans une assemblée neuronale, le réseau fonctionnel change selon l’orientation de la grille. Nous démontrons ainsi que l’intensité des relations fonctionnelles dépend de l’orientation de la grille sinusoïdale. Cette relation nous a amené à proposer l’hypothèse suivante : outre la sélectivité des neurones aux caractères spécifiques du stimulus, il y a aussi une sélectivité du connectome. En bref, les réseaux fonctionnels «signature » sont activés dans une assemblée qui est strictement associée à l’orientation présentée et plus généralement aux propriétés des stimuli. Conclusion Cette étude souligne le fait que l’assemblée cellulaire, plutôt que le neurone, est l'unité fonctionnelle fondamentale du cerveau. Cela dilue l'importance du travail isolé de chaque neurone, c’est à dire le paradigme classique du taux de décharge qui a été traditionnellement utilisé pour étudier l'encodage des stimuli. Cette étude contribue aussi à faire avancer le débat sur les oscillations gamma, en ce qu'elles surviennent systématiquement entre neurones connectés dans les assemblées, en conséquence d’un ajout de cohérence. Bien que la taille des assemblées enregistrées soit relativement faible, cette étude suggère néanmoins une intrigante spécificité fonctionnelle entre neurones interagissant dans une assemblée en réponse à une stimulation visuelle. Cette étude peut être considérée comme une prémisse à la modélisation informatique à grande échelle de connectomes fonctionnels.

Investigating the encoding of visual stimuli by forming neural circuits in the cat primary visual cortex

Contexte La connectomique, ou la cartographie des connexions neuronales, est un champ de recherche des neurosciences évoluant rapidement, promettant des avancées majeures en ce qui concerne la compréhension du fonctionnement cérébral. La formation de circuits neuronaux en réponse à des stimuli environnementaux est une propriété émergente du cerveau. Cependant, la connaissance que nous avons de la nature précise de ces réseaux est encore limitée. Au niveau du cortex visuel, qui est l’aire cérébrale la plus étudiée, la manière dont les informations se transmettent de neurone en neurone est une question qui reste encore inexplorée. Cela nous invite à étudier l’émergence des microcircuits en réponse aux stimuli visuels. Autrement dit, comment l’interaction entre un stimulus et une assemblée cellulaire est-elle mise en place et modulée? Méthodes En réponse à la présentation de grilles sinusoïdales en mouvement, des ensembles neuronaux ont été enregistrés dans la couche II/III (aire 17) du cortex visuel primaire de chats anesthésiés, à l’aide de multi-électrodes en tungstène. Des corrélations croisées ont été effectuées entre l’activité de chacun des neurones enregistrés simultanément pour mettre en évidence les liens fonctionnels de quasi-synchronie (fenêtre de ± 5 ms sur les corrélogrammes croisés corrigés). Ces liens fonctionnels dévoilés indiquent des connexions synaptiques putatives entre les neurones. Par la suite, les histogrammes peri-stimulus (PSTH) des neurones ont été comparés afin de mettre en évidence la collaboration synergique temporelle dans les réseaux fonctionnels révélés. Enfin, des spectrogrammes dépendants du taux de décharges entre neurones ou stimulus-dépendants ont été calculés pour observer les oscillations gamma dans les microcircuits émergents. Un indice de corrélation (Rsc) a également été calculé pour les neurones connectés et non connectés. Résultats Les neurones liés fonctionnellement ont une activité accrue durant une période de 50 ms contrairement aux neurones fonctionnellement non connectés. Cela suggère que les connexions entre neurones mènent à une synergie de leur inter-excitabilité. En outre, l’analyse du spectrogramme dépendant du taux de décharge entre neurones révèle que les neurones connectés ont une plus forte activité gamma que les neurones non connectés durant une fenêtre d’opportunité de 50ms. L’activité gamma de basse-fréquence (20-40 Hz) a été associée aux neurones à décharge régulière (RS) et l’activité de haute fréquence (60-80 Hz) aux neurones à décharge rapide (FS). Aussi, les neurones fonctionnellement connectés ont systématiquement un Rsc plus élevé que les neurones non connectés. Finalement, l’analyse des corrélogrammes croisés révèle que dans une assemblée neuronale, le réseau fonctionnel change selon l’orientation de la grille. Nous démontrons ainsi que l’intensité des relations fonctionnelles dépend de l’orientation de la grille sinusoïdale. Cette relation nous a amené à proposer l’hypothèse suivante : outre la sélectivité des neurones aux caractères spécifiques du stimulus, il y a aussi une sélectivité du connectome. En bref, les réseaux fonctionnels «signature » sont activés dans une assemblée qui est strictement associée à l’orientation présentée et plus généralement aux propriétés des stimuli. Conclusion Cette étude souligne le fait que l’assemblée cellulaire, plutôt que le neurone, est l'unité fonctionnelle fondamentale du cerveau. Cela dilue l'importance du travail isolé de chaque neurone, c’est à dire le paradigme classique du taux de décharge qui a été traditionnellement utilisé pour étudier l'encodage des stimuli. Cette étude contribue aussi à faire avancer le débat sur les oscillations gamma, en ce qu'elles surviennent systématiquement entre neurones connectés dans les assemblées, en conséquence d’un ajout de cohérence. Bien que la taille des assemblées enregistrées soit relativement faible, cette étude suggère néanmoins une intrigante spécificité fonctionnelle entre neurones interagissant dans une assemblée en réponse à une stimulation visuelle. Cette étude peut être considérée comme une prémisse à la modélisation informatique à grande échelle de connectomes fonctionnels.

Peripheral neuropathy in patients with primary antiphospholipid (Hughes`) syndrome

The involvement of the peripheral nervous system in diverse autoimmune diseases is well established. However, no appropriately designed studies have been performed in primary antiphospholipid syndrome (PAPS)-related peripheral neuropathy. We aimed to investigate the occurrence of peripheral neuropathy in patients diagnosed with PAPS. Twenty-six consecutive patients with PAPS (Sapporo criteria) and 20 age-and gender-matched healthy controls were enrolled at two referral centers. Exclusion criteria were secondary causes of peripheral neuropathy. A complete clinical neurologic exam followed by nerve conduction studies (NCS) was performed. Paresthesias were reported in eight patients (31%). Objective mild distal weakness and abnormal symmetric deep tendon reflexes were observed in three patients (11.5%). With regard to the electrophysiologic evidence of peripheral neuropathy, nine patients (35.0%) had alterations: four (15.5%) had pure sensory or sensorimotor distal axonal neuropathy (in two of them a carpal tunnel syndrome was also present) and one (4%) had sensorimotor demyelinating and axonal neuropathy involving upper and lower extremities, while four patients (15.5%) showed isolated carpal tunnel syndrome. Clinical and serologic results were similar in all the patients with PAPS, regardless of the presence of electrophysiologic alterations. In conclusion, peripheral neuropathy is a common asymptomatic abnormality in patients with PAPS. The routine performance of NCS may be considered when evaluating such patients. Lupus (2010) 19, 583-590.

Hydrogen Sulfide Prevents Ethanol-Induced Gastric Damage in Mice: Role of ATP-Sensitive Potassium Channels and Capsaicin-Sensitive Primary Afferent Neurons

The aim of this study was to evaluate the protective effect of hydrogen sulfide (H(2)S) on ethanol-induced gastric lesions in mice and the influence of ATP-sensitive potassium (K(ATP)) channels, capsaicin-sensitive sensory afferent neurons, and transient receptor potential vanilloid (TRPV) 1 receptors on such an effect. Saline and L-cysteine alone or with propargylglycine, sodium hydrogen sulfide (NaHS), or Lawesson`s reagent were administrated for testing purposes. For other experiments, mice were pretreated with glibenclamide, neurotoxic doses of capsaicin, or capsazepine. Afterward, mice received L-cysteine, NaHS, or Lawesson`s reagent. After 30 min, 50% ethanol was administrated by gavage. After 1 h, mice were sacrificed, and gastric damage was evaluated by macroscopic and microscopic analyses. L-Cysteine, NaHS, and Lawesson`s reagent treatment prevented ethanol-induced macroscopic and microscopic gastric damage in a dose-dependent manner. Administration of propargylglycine, an inhibitor of endogenous H(2)S synthesis, reversed gastric protection induced by L-cysteine. Glibenclamide reversed L-cysteine, NaHS, or Lawesson`s reagent gastroprotective effects against ethanol-induced macroscopic damage in a dose-dependent manner. Chemical ablation of sensory afferent neurons by capsaicin reversed gastroprotective effects of L-cysteine or H(2)S donors (NaHS or Lawesson`s reagent) in ethanol-induced macroscopic gastric damage. Likewise, in the presence of the TRPV1 antagonist capsazepine, the gastroprotective effects of L-cysteine, NaHS, or Lawesson`s reagent were also abolished. Our results suggest that H(2)S prevents ethanol-induced gastric damage. Although there are many mechanisms through which this effect can occur, our data support the hypothesis that the activation of K(ATP) channels and afferent neurons/TRPV1 receptors is of primary importance.

Dorsal root ganglionectomy for the diagnosis of sensory neuropathies. Surgical technique and results

Background: Inflammatory diseases stand out among sensory neuronopathies because, in their active phase, they can be treated with immunosuppressive agents. Immunosuppressive therapy may present severe adverse effects and requires previous inflammatory activity confirmation. Sensory neuronopathies are diagnosed based on clinical and EMG findings. Diagnostic confirmation and identification of inflammatory activity are based on sensory ganglion histopathological examination. We describe the surgical technique used for dorsal root ganglionectomy in patients with clinical/EMG diagnosis of sensory neuronopathies. Methods: The sensory ganglion was obtained from 15 patients through a small T7-T8 hemilaminectomy and foraminotomy to expose the C7 root from its origin to the spinal nerve bifurcation. In 6 patients, the dural cuff supposed to contain the ganglion was resected en bloc; and in 9 patients, the ganglion was obtained through a longitudinal incision of the dural cuff and microsurgical dissection from the ventral and dorsal roots and radicular arteries. All ganglia were histopathologically examined. Results: No ganglion was found in the dural cuff in 2 patients submitted to en bloc removal, and the ganglion was removed in all patients who underwent microsurgical dissection. All but 2 patients that had ganglion examination presented a neuronopathy of nerve cell loss, 3 with mononuclear inflammatory infiltrate. These patients underwent immunosuppressive therapy, and 2 of them presented clinical improvement. No surgical complications were observed. Conclusions: Microsurgical dorsal root ganglionectomy for diagnosing inflammatory sensory ganglionopathies was effective and safe. Although safe, en bloc resection of the proximal dural cuff was not effective for this purpose. (c) 2008 Published by Elsevier Inc.

A simple, inexpensive and easily reproducible model of spinal cord injury in mice: Morphological and functional assessment

Spinal cord injury (SCI) causes motor and sensory deficits that impair functional performance, and significantly impacts life expectancy and quality. Animal models provide a good opportunity to test therapeutic strategies in vivo. C57BL/6 mice were subjected to laminectomy at T9 and compression with a vascular clip (30 g force, 1 min). Two groups were analyzed: injured group (SCI, n = 33) and laminectomy only (Sham, n = 15). Locomotor behavior (Basso mouse scale-BMS and global mobility) was assessed weekly. Morphological analyses were performed by LM and EM. The Sham group did not show any morphofunctional alteration. All SCI animals showed flaccid paralysis 24 h after injury. with subsequent improvement. The BMS score of the SCI group improved until the intermediate phase (2.037 +/- 1.198): the Sham animals maintained the highest BMS score (8.981 +/- 0.056). p < 0.001 during the entire time. The locomotor speed was slower in the SCI animals (5.581 +/- 0.871) than in the Sham animals (15.80 +/- 1.166), p < 0.001. Morphological analysis of the SCI group showed, in the acute phase, edema, hemorrhage, multiple cavities, fiber degeneration, cell death and demyelination. In the chronic phase we observed glial scarring, neuron death, and remyelination of spared axons by oligodendrocytes and Schwann cells. In conclusion, we established a simple, reliable, and inexpensive clip compression model in mice, with functional and morphological reproducibility and good validity. The availability of producing reliable injuries with appropriate outcome measures represents great potential for studies involving cellular mechanisms of primary injury and repair after traumatic SCI. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Spontaneous and stimulus-evoked intrinsic optical signals in primary auditory cortex of the cat

Spontaneous and tone-evoked changes in light reflectance were recorded from primary auditory cortex (A1) of anesthetized cats (barbiturate induction, ketamine maintenance). Spontaneous 0.1-Hz oscillations of reflectance of 540- and 690-nm light were recorded in quiet. Stimulation with tone pips evoked localized reflectance decreases at 540 nm in 3/10 cats. The distribution of patches activated by tones of different frequencies reflected the known tonotopic organization of auditory cortex. Stimulus-evoked reflectance changes at 690 nm were observed in 9/10 cats but lacked stimulus-dependent topography. In two experiments, stimulus-evoked optical signals at 540 nm were compared with multiunit responses to the same stimuli recorded at multiple sites. A significant correlation (P < 0.05) between magnitude of reflectance decrease and multiunit response strength was evident in only one of five stimulus conditions in each experiment. There was no significant correlation when data were pooled across all stimulus conditions in either experiment. In one experiment, the spatial distribution of activated patches, evident in records of spontaneous activity at 540 nm, was similar to that of patches activated by tonal stimuli. These results suggest that local cerebral blood volume changes reflect the gross tonotopic organization of A1 but are not restricted to the sites of spiking neurons.

Laminar disorganisation of mitral cells in the olfactory bulb does not affect topographic targeting of primary olfactory axons

Primary olfactory neurons expressing the same odorant receptor protein typically project to topographically fixed olfactory bulb sites. While cell adhesion molecules and odorant receptors have been implicated in guidance of primary olfactory axons. the postsynaptic mitral cells may also have a role in final target selection. We have examined the effect of disorganisation of the mitral cell soma layer in mutant mice heterozygous for the beta-subunit of platelet activating factor acetylhydrolase (Lis1(-/+)) on the targeting of primary olfactory axons. Lis1(-/+) mice display abnormal lamination of neurons in the olfactory bulb. Lis1(-/+) mice were crossed with the P2-IRES-tau:LacZ line of transgenic mice that selectively expresses beta-galactosidase in primary olfactory neurons expressing the P2 odorant receptor. LacZ histochemistry revealed blue-stained P2 axons that targeted topographically fixed glomeruli in these mice in a manner similar to that observed in the parent P2-IRES-tau:LacZ line. Thus, despite the aberrant organisation of postsynaptic mitral cells in Lis1(-/+) mice, primary olfactory axons continued to converge and form glomeruli at correct sites in the olfactory bulb. Next we examined whether challenging primary olfactory axons in adult Lis(-/+) mice with regeneration would affect their ability to converge and form glomeruli. Following partial chemical ablation of the olfactory neuroepithelium with dichlobenil, primary olfactory neurons die and are replaced by newly differentiating neurons that project axons to the olfactory bulb where they converge and form glomeruli. Despite the aberrant mitral cell layer in Lis(-/+) mice. primary olfactory axons continued to converge and form glomeruli during regeneration. Together these results demonstrate that the convergence of primary olfactory axons during development and regeneration is not affected by gross perturbations to the lamination of the mitral cell layer. Thus, these results support evidence from other studies indicating that mitral cells do not play a major role in the convergence and targeting of primary olfactory axons in the olfactory bulb. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.