Brown Capuchins (Cebus apella) Exhibit Self-Control on a Delay of Gratification Food Exchange Task When Food Options Differ Qualitatively

Self-control allows an individual to obtain a more preferred outcome by forgoing an immediate interest. Self-control is an advanced cognitive process because it involves the ability to weigh the costs and benefits of impulsive versus restrained behavior, determine the consequences of such behavior, and make decisions based on the most advantageous course of action. Self-control has been thoroughly explored in Old World primates, but less so in New World monkeys. There are many ways to test self-control abilities in non-human primates, including exchange tasks in which an animal must forgo an immediate, less preferred reward to receive a delayed, more preferred reward. I examined the self-control abilities of six capuchin monkeys using a task in which a monkey was given a less preferred food and was required to wait a delay interval to trade the fully intact less preferred food for a qualitatively higher, more preferred food. Partially eaten pieces of the less preferred food were not rewarded, and delay intervals increased on an individual basis based on performance. All six monkeys were successful in inhibiting impulsivity and trading a less preferred food for a more preferred food at the end of a delay interval. The maximum duration each subject postponed gratification instead of responding impulsively was considered their delay tolerance. This study was the first to show that monkeys could inhibit impulsivity in a delay of gratification food exchange task in which the immediate and delayed food options differed qualitatively and a partially eaten less preferred food was not rewarded with the more preferred food at the end of a delay interval. These results show that New World monkeys possess advanced cognitive abilities similar to those of Old World primates.

A stereotaxic, population-averaged T1w ovine brain atlas including cerebral morphology and tissue volumes

Standard stereotaxic reference systems play a key role in human brain studies. Stereotaxic coordinate systems have also been developed for experimental animals including non-human primates, dogs, and rodents. However, they are lacking for other species being relevant in experimental neuroscience including sheep. Here, we present a spatial, unbiased ovine brain template with tissue probability maps (TPM) that offer a detailed stereotaxic reference frame for anatomical features and localization of brain areas, thereby enabling inter-individual and cross-study comparability. Three-dimensional data sets from healthy adult Merino sheep (Ovis orientalis aries, 12 ewes and 26 neutered rams) were acquired on a 1.5 T Philips MRI using a T1w sequence. Data were averaged by linear and non-linear registration algorithms. Moreover, animals were subjected to detailed brain volume analysis including examinations with respect to body weight (BW), age, and sex. The created T1w brain template provides an appropriate population-averaged ovine brain anatomy in a spatial standard coordinate system. Additionally, TPM for gray (GM) and white (WM) matter as well as cerebrospinal fluid (CSF) classification enabled automatic prior-based tissue segmentation using statistical parametric mapping (SPM). Overall, a positive correlation of GM volume and BW explained about 15% of the variance of GM while a positive correlation between WM and age was found. Absolute tissue volume differences were not detected, indeed ewes showed significantly more GM per bodyweight as compared to neutered rams. The created framework including spatial brain template and TPM represent a useful tool for unbiased automatic image preprocessing and morphological characterization in sheep. Therefore, the reported results may serve as a starting point for further experimental and/or translational research aiming at in vivo analysis in this species.

Cortical control of facial expression.

The present topical review deals with the motor control of facial expressions in humans. Facial expressions are a central part of human communication. Emotional face expressions have a crucial role in human non-verbal behavior, allowing a rapid transfer of information between individuals. Facial expressions can be both voluntarily or emotionally controlled. Recent studies in non-human primates and humans revealed that the motor control of facial expressions has a distributed neural representation. At least 5 cortical regions on the medial and lateral aspects of each hemisphere are involved: the primary motor cortex, the ventral lateral premotor cortex, the supplementary motor area on the medial wall, and, finally, the rostral and caudal cingulate cortex. The results of studies in humans and non-human primates suggest that the innervation of the face is bilaterally controlled for the upper part, and mainly contralaterally controlled for the lower part. Furthermore, the primary motor cortex, the ventral lateral premotor cortex, and the supplementary motor area are essential for the voluntary control of facial expressions. In contrast, the cingulate cortical areas are important for emotional expression, since they receive input from different structures of the limbic system. This article is protected by copyright. All rights reserved.

Effects of early and late lesion of orbital frontal cortex on visual processing of faces in rhesus macaques (Macaca mulatta)

Many mental disorders disrupt social skills, yet few studies have examined how the brain processes social information. Functional neuroimaging, neuroconnectivity and electrophysiological studies suggest that orbital frontal cortex plays important roles in social cognition, including the analysis of information from faces, which are important cues in social interactions. Studies in humans and non-human primates show that damage to orbital frontal cortex produces social behavior impairments, including abnormal aggression, but these studies have failed to determine whether damage to this area impairs face processing. In addition, it is not known whether damage early in life is more detrimental than damage in adulthood. This study examined whether orbital frontal cortex is necessary for the discrimination of face identity and facial expressions, and for appropriate behavioral responses to aggressive (threatening) facial expressions. Rhesus monkeys (Macaca mulatta) received selective lesions of orbital frontal cortex as newborns or adults. As adults, these animals were compared with sham-operated controls on their ability to discriminate between faces of individual monkeys and between different facial expressions of emotion. A passive visual paired-comparison task with standardized rhesus monkey face stimuli was designed and used to assess discrimination. In addition, looking behavior toward aggressive expressions was assessed and compared with that of normal control animals. The results showed that lesion of orbital frontal cortex (1) may impair discrimination between faces of individual monkeys, (2) does not impair facial expression discrimination, and (3) changes the amount of time spent looking at aggressive (threatening) facial expressions depending on the context. The effects of early and late lesions did not differ. Thus, orbital frontal cortex appears to be part of the neural circuitry for recognizing individuals and for modulating the response to aggression in faces, and the plasticity of the immature brain does not allow for recovery of these functions when the damage occurs early in life. This study opens new avenues for the assessment of rhesus monkey face processing and the neural basis of social cognition, and allows a better understanding of the nature of the neuropathology in patients with mental disorders that disrupt social behavior, such as autism. ^

Perspectivas filogenéticas del uso de la mano, asimetría cerebral y capacidad de lecto-escritura

Las respuestas que se generan a partir de cuestionamientos del origen del hombre nos permitirán especular hacia dónde evolucionará como especie. Los grandes saltos evolutivos que diferencian a los primates humanos de los no humanos, se podrían describir entre otras características por una eficiente memoria para el uso de herramientas, la dominancia para el uso de la mano junto al desarrollo de la oposición del pulgar y el lenguaje. Se ha descrito un gen, el HSR que expresa para la dominancia para el uso de la mano derecha, habilidades cognitivas relacionadas con el lenguaje y asimetría cerebral en humanos. Este es un gen imprintado, es decir, que se hereda su expresión según el origen parental y cuya expresión está regulada por factores epigenéticos. Estos factores, modifican la expresión del gen sin afectar la estructura primaria del ADN. Se ha estudiado la expresión fenotípica del gen HSR en una población de niños escolarizados de La Rioja, dividida en dos regiones (Región 1 y Región 2). Los resultados obtenidos, que muestran una alteración de las proporciones fenotípicas del gen en la Región 2, apoyan fuertemente la posibilidad de que un factor ambiental estaría condicionando el epigenotipo del gen HSR. Se piensa que el estudio de estos mecanismos regulatorios en estos genes recientemente adquiridos por la evolución y blanco de funciones también recientemente adquiridas, podría dar información de hacia dónde la evolución del hombre podría proyectarse en el futuro.

Pleasant sweeping grooming touch in rhesus monkey: effects on autonomic nervous system and its codification in posterior insular and secondary somatosensory cortex

Il tatto assume un'importanza fondamentale nella vita quotidiana, in quanto ci permette di discriminare le caratteristiche fisiche di un oggetto specifico, di identificarlo e di eventualmente integrare le suddette informazioni tattili con informazioni provenienti da altri canali sensoriali. Questa è la componente sensoriale-discriminativa del tatto. Tuttavia quotidianamente il tatto assume un ruolo fondamentale durante le diverse interazioni sociali, positive, come quando abbracciamo o accarezziamo una persona con cui abbiamo un rapporto affettivo e negative, per esempio quando allontaniamo una persona estranea dal nostro spazio peri-personale. Questa componente è la cosiddetta dimensione affettiva-motivazionale, la quale determina la codifica della valenza emotiva che l'interazione assume. Questa componente ci permette di creare, mantenere o distruggere i legami sociali in relazione al significato che il tocco assume durante l'interazione. Se per esempio riceviamo una carezza da un familiare, questa verrà percepita come piacevole e assumerà un significato affiliativo. Questo tipo di tocco è comunente definito come Tocco Sociale (Social Touch). Gli aspetti discriminativi del tatto sono stati ben caratterizzati, in quanto storicamente, il ruolo del tatto è stato considerato quello di discriminare le caratteristiche di ciò che viene toccato, mentre gli aspetti affettivi sono stati solo recentemente indagati considerando la loro importanza nelle interazioni sociali. Il tocco statico responsabile dell'aspetto discriminante attiva a livello della pelle le grandi fibre mieliniche (Aβ), modulando a livello del sistema nervoso centrale le cortecce sensoriali, sia primarie che secondarie. Questo permette la codifica a livello del sistema nervoso centrale delle caratteristiche fisiche oggettive degli oggetti toccati. Studi riguardanti le caratteristiche del tocco affiliativo sociale hanno messo in evidenza che suddetta stimolazione tattile 1) è un particolare tocco dinamico che avviene sul lato peloso delle pelle con una velocità di 1-10 cm/sec; 2) attiva le fibre amieliniche (fibre CT o C-LTMRs); 3) induce positivi effetti autonomici, ad esempio la diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca; e 4) determina la modulazione di regioni cerebrali coinvolte nella codifica del significato affiliativo dello stimolo sensoriale periferico, in particolare la corteccia insulare. Il senso del tatto, con le sue due dimensioni discriminativa e affiliativa, è quotidianamente usato non solo negli esseri umani, ma anche tra i primati non umani. Infatti, tutti i primati non umani utilizzano la componente discriminativa del tatto per identificare gli oggetti e il cibo e l'aspetto emotivo durante le interazioni sociali, sia negative come durante un combattimento, che positive, come durante i comportamenti affiliativi tra cui il grooming. I meccanismi di codifica della componente discriminativa dei primati non umani sono simili a quelli umani. Tuttavia, si conosce ben poco dei meccanismi alla base della codifica del tocco piacevole affiliativo. Pur essendo ben noto che i meccanorecettori amilienici C-LTMRs sono presenti anche sul lato peloso della pelle dei primati non umani, attualmente non ci sono studi riguardanti la correlazione tra il tocco piacevole e la loro modulazione, come invece è stato ampiamente dimostrato nell'uomo. Recentemente è stato ipotizzato (Dunbar, 2010) il ruolo delle fibre C-LTMRs durante il grooming, in particolare durante il cosiddetto swepping. Il grooming è costituito da due azioni motorie, lo sweeping e il picking che vengono eseguite in modo ritmico. Durante lo sweeping la scimmia agente muove il pelo della scimmia ricevente con un movimento a mano aperta, per poter vedere il preciso punto della pelle dove eseguire il picking, ovvero dove prendere la pelle a livello della radice del pelo con le unghie dell'indice e del pollice e tirare per rimuovere parassiti o uova di parassiti e ciò che è rimasto incastrato nel pelo. Oltre il noto ruolo igenico, il grooming sembra avere anche una importante funzione sociale affiliativa. Come la carezza nella società umana, cosi il grooming tra i primati non umani è considerato un comportamento. Secondo l'ipotesi di Dunbar l'attivazione delle C-LTMRs avverrebbe durante lo sweeping e questo porta a supporre che lo sweeping, come la carezza umana, costituisca una componente affiliativa del grooming, determinando quindi a contribuire alla sua codifica come comportamento sociale. Fino ad ora non vi è però alcuna prova diretta a sostegno di questa ipotesi. In particolare, 1) la velocità cui viene eseguito lo sweeping è compatibile con la velocità di attivazione delle fibre CT nell'uomo e quindi con la velocità tipica della carezza piacevole di carattere sociale affiliativo (1-10 cm/sec)?; 2) lo sweeping induce la stessa modulazione del sistema nervoso autonomo in direzione della modulazione del sistema vagale, come il tocco piacevole nell'uomo, attraverso l'attivazione delle fibre CT?; 3) lo sweeping modula la corteccia insulare, cosi come il tocco piacevole viene codificato come affiliativo nell'uomo mediante le proiezioni delle fibre CT a livello dell'insula posteriore? Lo scopo del presente lavoro è quella di testare l'ipotesi di Dunbar sopra citata, cercando quindi di rispondere alle suddette domande. Le risposte potrebbero consentire di ipotizzare la somiglianza tra lo sweeping, caratteristico del comportamento affiliativo di grooming tra i primati non umani e la carezza. In particolare, abbiamo eseguito 4 studi pilota. Nello Studio 1 abbiamo valutato la velocità con cui viene eseguito lo sweeping tra scimmie Rhesus, mediante una analisi cinematica di video registrati tra un gruppo di scimmie Rhesus. Negli Studi 2 e 3 abbiamo valutato gli effetti sul sistema nervoso autonomo dello sweeping eseguito dallo sperimentatore su una scimmia Rhesus di sesso maschile in una tipica situazione sperimentale. La stimolazione tattile è stata eseguita a diverse velocità, in accordo con i risultati dello Studio 1 e degli studi umani che hanno dimostrato la velocità ottimale e non ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs. In particolare, nello Studio 2 abbiamo misurato la frequenza cardiaca e la variabilità di questa, come indice della modulatione vagale, mentre nello Studio 3 abbiamo valutato gli effetti dello sweeping sul sistema nervoso autonomo in termini di variazioni di temperatura del corpo, nello specifico a livello del muso della scimmia. Infine, nello Studio 4 abbiamo studiato il ruolo della corteccia somatosensoriale secondaria e insulare nella codifica dello sweeping. A questo scopo abbiamo eseguito registrazioni di singoli neuroni mentre la medesima scimmia soggetto sperimentale dello Studio 2 e 3, riceveva lo sweeping a due velocità, una ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs secondo gli studi umani e i risultati dei tre studi sopra citati, ed una non ottimale. I dati preliminari ottenuti, dimostrano che 1) (Studio 1) lo sweeping tra scimmie Rhesus viene eseguito con una velocità media di 9.31 cm/sec, all'interno dell'intervallo di attivazione delle fibre CT nell'uomo; 2) (Studio 2) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina una diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca se eseguito alla velocità di 5 e 10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 1 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina l'aumento della frequenza cardiaca e la diminuzione della variabilità di questa, quindi il decremento dell'attivazione del sistema nervoso parasimpatico; 3) (Studio 3) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina l'aumento della temperatura corporea a livello del muso della scimmia se eseguito alla velocità di 5-10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 5 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina la diminuzione della temperatura del muso; 4) (Studio 4) la corteccia somatosensoriale secondaria e la corteccia insulare posteriore presentano neuroni selettivamente modulati durante lo sweeping eseguito ad una velocità di 5-13 cm/sec ma non neuroni selettivi per la codifica della velocità dello sweeping minore di 5 cm/sec. Questi risultati supportano l'ipotesi di Dunbar relativa al coinvolgimento delle fibre CT durante lo sweeping. Infatti i dati mettono in luce che lo sweeping viene eseguito con una velocità (9.31 cm/sec), simile a quella di attivazione delle fibre CT nell'uomo (1-10 cm/sec), determina gli stessi effetti fisiologici positivi in termini di frequenza cardiaca (diminuzione) e variabilità della frequenza cardiaca (incremento) e la modulazione delle medesime aree a livello del sistema nervoso centrale (in particolare la corteccia insulare). Inoltre, abbiamo dimostrato per la prima volta che suddetta stimolazione tattile determina l'aumento della temperatura del muso della scimmia. Il presente studio rappresenta la prima prova indiretta dell'ipotesi relativa alla modulazione del sistema delle fibre C-LTMRs durante lo sweeping e quindi della codifica della stimolazione tattile piacevole affiliativa a livello del sistema nervoso centrale ed autonomo, nei primati non umani. I dati preliminari qui presentati evidenziano la somiglianza tra il sistema delle fibre CT dell'uomo e del sistema C-LTMRs nei primati non umano, riguardanti il Social Touch. Nonostante ciò abbiamo riscontrato alcune discrepanze tra i risultati da noi ottenuti e quelli invece ottenuti dagli studi umani. La velocità media dello sweeping è di 9.31 cm / sec, rasente il limite superiore dell’intervallo di velocità che attiva le fibre CT nell'uomo. Inoltre, gli effetti autonomici positivi, in termini di battito cardiaco, variabilità della frequenza cardiaca e temperatura a livello del muso, sono stati evidenziati durante lo sweeping eseguito con una velocità di 5 e 10 cm/sec, quindi al limite superiore dell’intervallo ottimale che attiva le fibre CT nell’uomo. Al contrario, lo sweeping eseguito con una velocità inferiore a 5 cm/sec e superiore a 10 cm/sec determina effetti fisiologici negativo. Infine, la corteccia insula sembra essere selettivamente modulata dallo stimolazione eseguita alla velocità di 5-13 cm/sec, ma non 1-5 cm/sec. Quindi, gli studi sul sistema delle fibre CT nell’uomo hanno dimostrato che la velocità ottimale è 1-10 cm/sec, mentre dai nostri risultati la velocità ottimale sembra essere 5-13 cm / sec. Quindi, nonostante l'omologia tra il sistema delle fibre CT nell'umano deputato alla codifica del tocco piacevole affiliativo ed il sistema delle fibre C-LTMRs nei primati non umani, ulteriori studi saranno necessari per definire con maggiore precisione la velocità ottimale di attivazione delle fibre C-LTMR e per dimostrare direttamente la loro attivazione durante lo sweeping, mediante la misurazione diretta della loro modulazione. Studi in questa direzione potranno confermare l'omologia tra lo sweeping in qualità di tocco affiliativo piacevole tra i primati non umani e la carezza tra gli uomini. Infine, il presente studio potrebbe essere un importante punto di partenza per esplorare il meccanismo evolutivo dietro la trasformazione dello sweeping tra primati non umani, azione utilitaria eseguita durante il grooming, a carezza, gesto puramente affiliativo tra gli uomini.

Mapping the determinants in owl monkey CD4 and CCR5 that allow entry of early-stage HIV-1 Env variants

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

Formulation and characterisation of cationic microparticles for the delivery of DNA vaccines

The aim of this research was to formulate a novel biodegradable, biocompatible cationic microparticle vector for the delivery of DNA vaccines. The work builds upon previous research by Singh et al which described the adsorption of DNA to the surface of poly (D,L-lactide-co-glycolide) (PLG) microparticles stabilised with the surfactant cetyltrimethyl ammonium bromide (CT AB). This work demonstrated the induction of antibody and cellular immune responses to HIV proteins encoded on plasmid DNA adsorbed to the particle surface in mice, guinea pigs and non-human primates (Singh et aI, 2000; O'Hagan et aI, 2001). However, the use of surfactants in microparticle formulations for human vaccination is undesirable due to long term safety issues. Therefore, the present research aim was to develop an adsorbed DNA vaccine with enhanced potency and increased safety compared to CTAB stabilised PLG microparticles (PLG/CTAB) by replacement of the surfactant CTAB with an alternative cationic agent. The cationic polymers chitosan and poly (N- vinylpyrrolidone/2-dimethylaminoethyl methacrylate), dimethyl sulfate quaternary (PVP-PDAEMA) were investigated as alternative stabilisers to CTAB. From a variety of initial formulations, the most promising vector(s) for DNA vaccination were selected based on physicochemical data (chapter 3) and in vitro DNA loading and release characteristics (chapter 4). The chosen formulation(s) were analysed in greater depth (chapters 3 and 4), and gene expression was assessed by in vitro cell transfection studies using 293T kidney epithelial and C2C12 myoblast non-phagocytic cell lines (chapter 5). The cytotoxicity of the microparticles and their constituents were also evaluated in vitro (chapter 5). Stability and suitability of the formulation(s) for commercial production were assessed by cryopreparation and lyophilisation studies (chapters 3 and 4). Gene expression levels in cells of the immune response were evaluated by microparticle transfection of the dendritic cell (DC) line 2.4 and primary bone marrow derived DCs (chapter 6). In vivo, mice were injected i.m. with the formulations deemed most promising on the basis of in vitro studies and humoral and cellular immune responses were evaluated (chapter 6).

Efeito dos andrógenos na estabilização da preferência manual em machos adultos de sagui comum (Callithrix jacchus)

The role of steroids hormones on the behavior of vertebrates have been described as organizational and activational effects. These actions occur in different periods of the ontogenetic development as fetal, early post natal and during puberty (organizational effect) or modifying the expression of behavioral patterns during time life (activational effects). Studies on brain lateralization in hand use in human and non-human primates have shown that sexual hormones seems to participate in the process of handedness strength that begins in the puberal period and is stabilized at the adult age. The aim of this study was to investigate in adult male Callithrix jacchus if the strength of use of the hand in common marmoset adult male is stable (organizational effect) or androgens variations could affect its stability (activational effect). The preferential use of one hand in 14 common marmoset (Callithrix jacchus was studied in two contexts: (1) spontaneous holding food and directing the food to mouth (feeding episodes), and (2) forced reaching food tests where the animal have to reach the food through a hole within a cover plate with a central hole that allow the use of one hand only to reach the food. The records were made during 5 sessions/20 bouts each during baseline totalizing 100 episodes before two treatments. Firstly it was used GnRH antagonist: a single subcutaneous injection of 100µg de Cetrotide – acetate of cetrorrelix (Baxter Oncology GmbH, Germany) (n=10). Secondly, a single GnRH injection of 0.2mg of GnRH (Sigma – Aldrich) (n= 8) was used. After injections 20 successful attempts of hand use episodes was recorded in the 1st , 2 nd, 7th, 15th and 30 th days, totalizing in the whole period 100 episodes for each context, after both treatments. Fecal sampling to measure extracted fecal androgens was performed in all days of data collection across the length of the basal and during the experimental periods. Statistical analysis by mixed model, Tukey test to compare mean values after the two treatments, and Levene test to compare mean variance were used, all for p-value < 0.05. In basal phase 6 animals used preferentially the right hand, 5 the left and 3 were ambidextrous. Mean handedness index in basal phase were different from that after both treatment starting at 7th day. Mean variance of handedness index for spontaneous and forced activities does not differs before and after both treatments but the mean values for GnRH index were higher than that observed for its antagonist. These findings suggested that androgens have an activational effect on handedness in adult male C. jacchus

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Comparação entre técnicas de aferição da temperatura corpórea em micos-estrela cativos (Callithrix penicillata) e sua relação com parâmetros hematológicos, peso corporal e umidade e temperatura do ambiente

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2015.

Comparação entre técnicas de aferição da temperatura corpórea em micos-estrela cativos (Callithrix penicillata) e sua relação com parâmetros hematológicos, peso corporal e umidade e temperatura do ambiente

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2015.

Ebola virus disease 2014

Ebola virus disease was irst described in 1976 originating from the Ebola River in the Democratic Republic of Congo. Since then, Ebola virus has become an important public health threat in Africa, and now it is of great concern worldwide due to the recent outbreaks (9216 cases with 4555 deaths up to October 20th, 2014), and it is so far the largest and deadliest recorded in history. Five Ebola virus species have been identiied (including Zaire, Sudan, Ivory Coast, Reston, and Bundibugyo Ebola virus), and four of them have proved to be highly pathogenic for both human and non-human primates, causing viral hemorrhagic fever with case fatality rates of up to 90%, for which no approved therapeutics or vaccines are currently available. Ebola virus infections are characterized by immune suppression and a systemic inlammatory response that causes impairment of the vascular, coagulation, and immune systems, leading to multiorgan failure and shock, and thus, in some ways, resembling septic shock. The major affected countries, Sierra Leone, Guinea, Liberia, and Nigeria, have been struggling to contain and to mitigate the outbreak. Gene sequencing of the 2014 virus (2014WA) outbreak has demonstrated 98% homology with the Zaire Ebola virus, with a 49% case fatality ratio across the affected countries. In this review the characteristics of the viruses, pathogenesis, diagnosis, treatment, and the cases reported in health care workers (HCW) are described, as well as a summary of outbreaks of the virus since its discovery, including these last two outbreaks in Africa.

CHROMOSOMAL MAPPING, LINKAGE RELATIONSHIPS, AND EVOLUTIONARY STUDIES OF THE HUMAN ANONYMOUS DNA CLONE D1S1 (IN SITU HYBRIDIZATION, PRIMATES, GENE MAPPING, AUTOSOMAL DOMINANT RETINITIS PIGMENTOSA, GENE DUPLICATION)

D1S1, an anonymous human DNA clone originally called (lamda)Ch4-H3 or (lamda)H3, was the first single copy mapped to a human chromosome (1p36) by in situ hybridization. The chromosomal assignment has been confirmed in other laboratories by repeating the in situ hybridization but not by another method. In the present study, hybridization to a panel of hamster-human somatic cell hybrids revealed copies of D1S1 on both chromosomes 1 and 3. Subcloning D1S1 showed that the D1S1 clone itself is from chromosome 3, and the sequence detected by in situ hybridization is at least two copies of part of the chromosome 3 copy. This finding demonstrates the importance of verifying gene mapping with two methods and questions the accuracy of in situ hybridization mapping.^ Non-human mammals have only one copy of D1S1, and the non-human primate D1S1 map closely resembles the human chromosome 3 copy. Thus, the human chromosome 1 copies appear to be part of a very recent duplication that occurred after the divergence between humans and the other great apes.^ A moderately informative HindIII D1S1 RFLP was mapped to chromosome 3. This marker and 12 protein markers were applied to a linkage study of autosomal dominant retinitis pigmentosa (ADRP). None of the markers proved linkage, but adding the three families examined to previously published data raises the ADRP:Rh lod score to 1.92 at (THETA) = 0.30. ^