Structural joint inversion of time-lapse crosshole ERT and GPR traveltime data

Time-lapse geophysical monitoring and inversion are valuable tools in hydrogeology for monitoring changes in the subsurface due to natural and forced (tracer) dynamics. However, the resulting models may suffer from insufficient resolution, which leads to underestimated variability and poor mass recovery. Structural joint inversion using cross-gradient constraints can provide higher-resolution models compared with individual inversions and we present the first application to time-lapse data. The results from a synthetic and field vadose zone water tracer injection experiment show that joint 3-D time-lapse inversion of crosshole electrical resistance tomography (ERT) and ground penetrating radar (GPR) traveltime data significantly improve the imaged characteristics of the point injected plume, such as lateral spreading and center of mass, as well as the overall consistency between models. The joint inversion method appears to work well for cases when one hydrological state variable (in this case moisture content) controls the time-lapse response of both geophysical methods. Citation: Doetsch, J., N. Linde, and A. Binley (2010), Structural joint inversion of time-lapse crosshole ERT and GPR traveltime data, Geophys. Res. Lett., 37, L24404, doi: 10.1029/2010GL045482.

Time-lapse and probabilistic inversion strategies for plane-wave electromagnetic data.

L'utilisation efficace des systèmes géothermaux, la séquestration du CO2 pour limiter le changement climatique et la prévention de l'intrusion d'eau salée dans les aquifères costaux ne sont que quelques exemples qui démontrent notre besoin en technologies nouvelles pour suivre l'évolution des processus souterrains à partir de la surface. Un défi majeur est d'assurer la caractérisation et l'optimisation des performances de ces technologies à différentes échelles spatiales et temporelles. Les méthodes électromagnétiques (EM) d'ondes planes sont sensibles à la conductivité électrique du sous-sol et, par conséquent, à la conductivité électrique des fluides saturant la roche, à la présence de fractures connectées, à la température et aux matériaux géologiques. Ces méthodes sont régies par des équations valides sur de larges gammes de fréquences, permettant détudier de manières analogues des processus allant de quelques mètres sous la surface jusqu'à plusieurs kilomètres de profondeur. Néanmoins, ces méthodes sont soumises à une perte de résolution avec la profondeur à cause des propriétés diffusives du champ électromagnétique. Pour cette raison, l'estimation des modèles du sous-sol par ces méthodes doit prendre en compte des informations a priori afin de contraindre les modèles autant que possible et de permettre la quantification des incertitudes de ces modèles de façon appropriée. Dans la présente thèse, je développe des approches permettant la caractérisation statique et dynamique du sous-sol à l'aide d'ondes EM planes. Dans une première partie, je présente une approche déterministe permettant de réaliser des inversions répétées dans le temps (time-lapse) de données d'ondes EM planes en deux dimensions. Cette stratégie est basée sur l'incorporation dans l'algorithme d'informations a priori en fonction des changements du modèle de conductivité électrique attendus. Ceci est réalisé en intégrant une régularisation stochastique et des contraintes flexibles par rapport à la gamme des changements attendus en utilisant les multiplicateurs de Lagrange. J'utilise des normes différentes de la norme l2 pour contraindre la structure du modèle et obtenir des transitions abruptes entre les régions du model qui subissent des changements dans le temps et celles qui n'en subissent pas. Aussi, j'incorpore une stratégie afin d'éliminer les erreurs systématiques de données time-lapse. Ce travail a mis en évidence l'amélioration de la caractérisation des changements temporels par rapport aux approches classiques qui réalisent des inversions indépendantes à chaque pas de temps et comparent les modèles. Dans la seconde partie de cette thèse, j'adopte un formalisme bayésien et je teste la possibilité de quantifier les incertitudes sur les paramètres du modèle dans l'inversion d'ondes EM planes. Pour ce faire, je présente une stratégie d'inversion probabiliste basée sur des pixels à deux dimensions pour des inversions de données d'ondes EM planes et de tomographies de résistivité électrique (ERT) séparées et jointes. Je compare les incertitudes des paramètres du modèle en considérant différents types d'information a priori sur la structure du modèle et différentes fonctions de vraisemblance pour décrire les erreurs sur les données. Les résultats indiquent que la régularisation du modèle est nécessaire lorsqu'on a à faire à un large nombre de paramètres car cela permet d'accélérer la convergence des chaînes et d'obtenir des modèles plus réalistes. Cependent, ces contraintes mènent à des incertitudes d'estimations plus faibles, ce qui implique des distributions a posteriori qui ne contiennent pas le vrai modèledans les régions ou` la méthode présente une sensibilité limitée. Cette situation peut être améliorée en combinant des méthodes d'ondes EM planes avec d'autres méthodes complémentaires telles que l'ERT. De plus, je montre que le poids de régularisation des paramètres et l'écart-type des erreurs sur les données peuvent être retrouvés par une inversion probabiliste. Finalement, j'évalue la possibilité de caractériser une distribution tridimensionnelle d'un panache de traceur salin injecté dans le sous-sol en réalisant une inversion probabiliste time-lapse tridimensionnelle d'ondes EM planes. Etant donné que les inversions probabilistes sont très coûteuses en temps de calcul lorsque l'espace des paramètres présente une grande dimension, je propose une stratégie de réduction du modèle ou` les coefficients de décomposition des moments de Legendre du panache de traceur injecté ainsi que sa position sont estimés. Pour ce faire, un modèle de résistivité de base est nécessaire. Il peut être obtenu avant l'expérience time-lapse. Un test synthétique montre que la méthodologie marche bien quand le modèle de résistivité de base est caractérisé correctement. Cette méthodologie est aussi appliquée à un test de trac¸age par injection d'une solution saline et d'acides réalisé dans un système géothermal en Australie, puis comparée à une inversion time-lapse tridimensionnelle réalisée selon une approche déterministe. L'inversion probabiliste permet de mieux contraindre le panache du traceur salin gr^ace à la grande quantité d'informations a priori incluse dans l'algorithme. Néanmoins, les changements de conductivités nécessaires pour expliquer les changements observés dans les données sont plus grands que ce qu'expliquent notre connaissance actuelle des phénomenès physiques. Ce problème peut être lié à la qualité limitée du modèle de résistivité de base utilisé, indiquant ainsi que des efforts plus grands devront être fournis dans le futur pour obtenir des modèles de base de bonne qualité avant de réaliser des expériences dynamiques. Les études décrites dans cette thèse montrent que les méthodes d'ondes EM planes sont très utiles pour caractériser et suivre les variations temporelles du sous-sol sur de larges échelles. Les présentes approches améliorent l'évaluation des modèles obtenus, autant en termes d'incorporation d'informations a priori, qu'en termes de quantification d'incertitudes a posteriori. De plus, les stratégies développées peuvent être appliquées à d'autres méthodes géophysiques, et offrent une grande flexibilité pour l'incorporation d'informations additionnelles lorsqu'elles sont disponibles. -- The efficient use of geothermal systems, the sequestration of CO2 to mitigate climate change, and the prevention of seawater intrusion in coastal aquifers are only some examples that demonstrate the need for novel technologies to monitor subsurface processes from the surface. A main challenge is to assure optimal performance of such technologies at different temporal and spatial scales. Plane-wave electromagnetic (EM) methods are sensitive to subsurface electrical conductivity and consequently to fluid conductivity, fracture connectivity, temperature, and rock mineralogy. These methods have governing equations that are the same over a large range of frequencies, thus allowing to study in an analogous manner processes on scales ranging from few meters close to the surface down to several hundreds of kilometers depth. Unfortunately, they suffer from a significant resolution loss with depth due to the diffusive nature of the electromagnetic fields. Therefore, estimations of subsurface models that use these methods should incorporate a priori information to better constrain the models, and provide appropriate measures of model uncertainty. During my thesis, I have developed approaches to improve the static and dynamic characterization of the subsurface with plane-wave EM methods. In the first part of this thesis, I present a two-dimensional deterministic approach to perform time-lapse inversion of plane-wave EM data. The strategy is based on the incorporation of prior information into the inversion algorithm regarding the expected temporal changes in electrical conductivity. This is done by incorporating a flexible stochastic regularization and constraints regarding the expected ranges of the changes by using Lagrange multipliers. I use non-l2 norms to penalize the model update in order to obtain sharp transitions between regions that experience temporal changes and regions that do not. I also incorporate a time-lapse differencing strategy to remove systematic errors in the time-lapse inversion. This work presents improvements in the characterization of temporal changes with respect to the classical approach of performing separate inversions and computing differences between the models. In the second part of this thesis, I adopt a Bayesian framework and use Markov chain Monte Carlo (MCMC) simulations to quantify model parameter uncertainty in plane-wave EM inversion. For this purpose, I present a two-dimensional pixel-based probabilistic inversion strategy for separate and joint inversions of plane-wave EM and electrical resistivity tomography (ERT) data. I compare the uncertainties of the model parameters when considering different types of prior information on the model structure and different likelihood functions to describe the data errors. The results indicate that model regularization is necessary when dealing with a large number of model parameters because it helps to accelerate the convergence of the chains and leads to more realistic models. These constraints also lead to smaller uncertainty estimates, which imply posterior distributions that do not include the true underlying model in regions where the method has limited sensitivity. This situation can be improved by combining planewave EM methods with complimentary geophysical methods such as ERT. In addition, I show that an appropriate regularization weight and the standard deviation of the data errors can be retrieved by the MCMC inversion. Finally, I evaluate the possibility of characterizing the three-dimensional distribution of an injected water plume by performing three-dimensional time-lapse MCMC inversion of planewave EM data. Since MCMC inversion involves a significant computational burden in high parameter dimensions, I propose a model reduction strategy where the coefficients of a Legendre moment decomposition of the injected water plume and its location are estimated. For this purpose, a base resistivity model is needed which is obtained prior to the time-lapse experiment. A synthetic test shows that the methodology works well when the base resistivity model is correctly characterized. The methodology is also applied to an injection experiment performed in a geothermal system in Australia, and compared to a three-dimensional time-lapse inversion performed within a deterministic framework. The MCMC inversion better constrains the water plumes due to the larger amount of prior information that is included in the algorithm. The conductivity changes needed to explain the time-lapse data are much larger than what is physically possible based on present day understandings. This issue may be related to the base resistivity model used, therefore indicating that more efforts should be given to obtain high-quality base models prior to dynamic experiments. The studies described herein give clear evidence that plane-wave EM methods are useful to characterize and monitor the subsurface at a wide range of scales. The presented approaches contribute to an improved appraisal of the obtained models, both in terms of the incorporation of prior information in the algorithms and the posterior uncertainty quantification. In addition, the developed strategies can be applied to other geophysical methods, and offer great flexibility to incorporate additional information when available.

Studies on the effect of steriod hormones on the gronth and biochemical composition of the mullet liza.parsia (hamilton)

The present study has helped in finding out an efficient growth promoting substance for the fry of Liza garsia. 1Zfimethyltestosterone at the dosages of 2 mg/kg diet is the most effective anabolic agent for Liza parsia. The study also shows that by incorporating 8 mg MT/kg of diet the protein level in the diet could be reduced from 35 to 30%. thereby a significant saving in the cost of feed could be obtained. Further, the anabolic effect of MT helps to reduce the rearing period during the production of fingerlings from the fry stage.

BPSK to ASK signal conversion using injection-locked oscillators-part II: experiment

This paper demonstrates the feasibility of a new circuit for the conversion of binary phase-shift keying signals into amplitude-shift keying signals. In its simplest form, the converter circuit is composed by a power divider, a couple of second harmonic injection-locked oscillators, and a power combiner. The operation of the converter circuit relies on the frequency synchronization of both oscillators and the generation of an interference pattern by combining their outputs, which reproduces the original phase modulation. Two prototypes of the converter have been implemented. The first one is a hybrid version working in the 400-530-MHz frequency range. The second one has been implemented using multichip-module technology, and is intended to work in the 1.8-2.2-GHz frequency range.

Exploring Liquid Sequential Injection Chromatography To Teach Fundamentals of Separation Methods: A Very Fast Analytical Chemistry Experiment

Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)

Intra-bone marrow injection of mesenchymal stem cells improves the femur bone mass of osteoporotic female rats

The effect of intra-bone injection of differentiated rat bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs) into the femur of osteoporotic female rats was studied. Osteoporosis was induced in Wistar female rats by bilateral ovariectomy. Then, 0.75 million BMMSCs isolated from healthy rats were injected into the femurs of osteoporotic rats. Histomorphometric analysis and histology clearly revealed improvements in the treated group as compared to untreated group. In 2 months, the femurs of treated rats, unlike untreated rats, showed trabecular bone percentage almost similar to the femurs from control healthy rats. To confirm the origin of newly formed bone, the experiment was repeated with BMMSCs isolated from green fluorescent protein transgenic rats. Confocal microscopy demonstrated green fluorescent protein-positive cells at the surface of trabecular bone of the treated rats. We investigated in vitro osteogenic differentiation of BMMSCs isolated from osteoporotic rats by studying alkaline phosphatase activity, collagen synthesis, and the ability to form mineralized nodules. Osteoporotic BMMSCs showed less differentiation capabilities as compared to those isolated from healthy rats. The results clearly demonstrated the importance of BMMSCs in osteoporosis and that the disease can be treated by injection of BMMSCs.

Cardiovascular profile after intravenous injection of Africanized bee venom in awake rats

The manifestations caused by Africanized bee stings depend on the sensitivity of the victim and the toxicity of the venom. Previous studies in our laboratory have demonstrated cardiac changes and acute tubular necrosis (ATN) in the kidney of rats inoculated with Africanized bee venom (ABV). The aim of the present study was to evaluate the changes in mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR) over a period of 24 h after intravenous injection of ABV in awake rats. A significant reduction in basal HR as well as in basal MAP occurred immediately after ABV injection in the experimental animals. HR was back to basal level 2 min after ABV injection and remained normal during the time course of the experiment, while MAP returned to basal level 10 min later and remained at this level for the next 5 h. However, MAP presented again a significant reduction by the 7th and 8th h and returned to the basal level by the 24th h. The fall in MAP may contribute to the pathogenesis of ATN observed. The fall in MAP probably is due to several factors, in addition to the cardiac changes already demonstrated, it is possible that the components of the venom themselves or even substances released in the organism play some role in vascular beds.

Handling the endogeneity of income to health using a field experiment in Taiwan

This paper uses an exogenous increase in income for a specific sub-group in Taiwan to explore the extent to which higher income leads to higher levels of health and wellbeing. In 1995, the Taiwanese government implemented the Senior Farmer Welfare Benefit Interim Regulation (SFWBIR) which was a pure cash injection, approximately US$110 (£70) per month in 1996, to senior farmers. A Difference-in-differences (DiD) approach is used on survey data from the Taiwanese Health and Living Status of Elderly in 1989 and 1996 to evaluate the short term effect of the SFWBIR on self-assessed health, depression, and life satisfaction. Senior manufacturing workers are employed as a comparison group for the senior farmers in the natural experiment because their demographic backgrounds are similar. This paper provides evidence that the increase in income from the SFWBIR significantly improved the mental health of senior farmers by reducing the scale of depression (CES-D) by 1.718, however, it had no significant short term impact on self-assessed health or life satisfaction.

Atrial natriuretic peptide administered as intravenous infusion or bolus injection to patients with liver cirrhosis and ascites.

The effect of a synthetic atrial natriuretic peptide (h-ANP, 25 amino acids, Wy-47.663) on blood pressure, renal electrolyte excretion, plasma catecholamines, and plasma renin activity was studied in nine patients with cirrhosis of the liver and ascites. The peptide was infused intravenously at 24-h intervals for 2 h in groups of four patients each in two different doses (0.015 and 0.075 micrograms/kg/min or 0.06 and 0.3 micrograms/kg/min). A control experiment with the vehicle was performed in all patients. In three patients h-ANP (1 and 2 micrograms/kg i.v.) was administered as an intravenous bolus injection. Consistent falls in blood pressure were observed during h-ANP infusion only with the two higher doses. The two lower infused doses induced a consistent natriuresis; this renal response was abolished when the two larger doses were used. When given as a bolus, h-ANP had a natriuretic effect comparable to that of the two lower doses of infused h-ANP. Plasma catecholamines and plasma renin activity increased during infusion of the two higher doses of h-ANP. It thus appears that in patients with cirrhosis and ascites, the natriuretic effect of infused h-ANP decreases rather than increases when the doses are raised. Bolus administration of h-ANP may be less prone to trigger counterbalancing responses and side-effects.

Bunch frequency multiplication by RF injection into an isochronous ring

La collaboration CLIC (Compact LInear Collider, collisionneur linéaire compact) étudie la possibilité de réaliser un collisionneur électron-positon linéaire à haute énergie (3 TeV dans le centre de masse) et haute luminosité (1034 cm-2s-1), pour la recherche en physique des particules. Le projet CLIC se fonde sur l'utilisation de cavités accélératrices à haute fréquence (30 GHz). La puissance nécessaire à ces cavités est fournie par un faisceau d'électrons de basse énergie et de haute intensité, appelé faisceau de puissance, circulant parallèlement à l'accélérateur linéaire principal (procédé appelé « Accélération à Double Faisceau »). Dans ce schéma, un des principaux défis est la réalisation du faisceau de puissance, qui est d'abord généré dans un complexe accélérateur à basse fréquence, puis transformé pour obtenir une structure temporelle à haute fréquence nécessaire à l'alimentation des cavités accélératrices de l'accélérateur linéaire principal. La structure temporelle à haute fréquence des paquets d'électrons est obtenue par le procédé de multiplication de fréquence, dont la manipulation principale consiste à faire circuler le faisceau d'électrons dans un anneau isochrone en utilisant des déflecteurs radio-fréquence (déflecteurs RF) pour injecter et combiner les paquets d'électrons. Cependant, ce type de manipulation n'a jamais été réalisé auparavant et la première phase de la troisième installation de test pour CLIC (CLIC Test Facility 3 ou CTF3) a pour but la démonstration à faible charge du procédé de multiplication de fréquence par injection RF dans un anneau isochrone. Cette expérience, qui a été réalisée avec succès au CERN au cours de l'année 2002 en utilisant une version modifiée du pré-injecteur du grand collisionneur électron-positon LEP (Large Electron Positron), est le sujet central de ce rapport. L'expérience de combinaison des paquets d'électrons consiste à accélérer cinq impulsions dont les paquets d'électrons sont espacés de 10 cm, puis à les combiner dans un anneau isochrone pour obtenir une seule impulsion dont les paquets d'électrons sont espacés de 2 cm, multipliant ainsi la fréquence des paquets d'électrons, ainsi que la charge par impulsion, par cinq. Cette combinaison est réalisée au moyen de structures RF résonnantes sur un mode déflecteur, qui créent dans l'anneau une déformation locale et dépendante du temps de l'orbite du faisceau. Ce mécanisme impose plusieurs contraintes de dynamique de faisceau comme l'isochronicité, ainsi que des tolérances spécifiques sur les paquets d'électrons, qui sont définies dans ce rapport. Les études pour la conception de la Phase Préliminaire du CTF3 sont détaillées, en particulier le nouveau procédé d'injection avec les déflecteurs RF. Les tests de haute puissance réalisés sur ces cavités déflectrices avant leur installation dans l'anneau sont également décrits. L'activité de mise en fonctionnement de l'expérience est présentée en comparant les mesures faites avec le faisceau aux simulations et calculs théoriques. Finalement, les expériences de multiplication de fréquence des paquets d'électrons sont décrites et analysées. On montre qu'une très bonne efficacité de combinaison est possible après optimisation des paramètres de l'injection et des déflecteurs RF. En plus de l'expérience acquise sur l'utilisation de ces déflecteurs, des conclusions importantes pour les futures activités CTF3 et CLIC sont tirées de cette première démonstration de la multiplication de fréquence des paquets d'électrons par injection RF dans un anneau isochrone.<br/><br/>The Compact LInear Collider (CLIC) collaboration studies the possibility of building a multi-TeV (3 TeV centre-of-mass), high-luminosity (1034 cm-2s-1) electron-positron collider for particle physics. The CLIC scheme is based on high-frequency (30 GHz) linear accelerators powered by a low-energy, high-intensity drive beam running parallel to the main linear accelerators (Two-Beam Acceleration concept). One of the main challenges to realize this scheme is to generate the drive beam in a low-frequency accelerator and to achieve the required high-frequency bunch structure needed for the final acceleration. In order to provide bunch frequency multiplication, the main manipulation consists in sending the beam through an isochronous combiner ring using radio-frequency (RF) deflectors to inject and combine electron bunches. However, such a scheme has never been used before, and the first stage of the CLIC Test Facility 3 (CTF3) project aims at a low-charge demonstration of the bunch frequency multiplication by RF injection into an isochronous ring. This proof-of-principle experiment, which was successfully performed at CERN in 2002 using a modified version of the LEP (Large Electron Positron) pre-injector complex, is the central subject of this report. The bunch combination experiment consists in accelerating in a linear accelerator five pulses in which the electron bunches are spaced by 10 cm, and combining them in an isochronous ring to obtain one pulse in which the electron bunches are spaced by 2 cm, thus achieving a bunch frequency multiplication of a factor five, and increasing the charge per pulse by a factor five. The combination is done by means of RF deflecting cavities that create a time-dependent bump inside the ring, thus allowing the interleaving of the bunches of the five pulses. This process imposes several beam dynamics constraints, such as isochronicity, and specific tolerances on the electron bunches that are defined in this report. The design studies of the CTF3 Preliminary Phase are detailed, with emphasis on the novel injection process using RF deflectors. The high power tests performed on the RF deflectors prior to their installation in the ring are also reported. The commissioning activity is presented by comparing beam measurements to model simulations and theoretical expectations. Eventually, the bunch frequency multiplication experiments are described and analysed. It is shown that the process of bunch frequency multiplication is feasible with a very good efficiency after a careful optimisation of the injection and RF deflector parameters. In addition to the experience acquired in the operation of these RF deflectors, important conclusions for future CTF3 and CLIC activities are drawn from this first demonstration of the bunch frequency multiplication by RF injection into an isochronous ring.<br/><br/>La collaboration CLIC (Compact LInear Collider, collisionneur linéaire compact) étudie la possibilité de réaliser un collisionneur électron-positon linéaire à haute énergie (3 TeV) pour la recherche en physique des particules. Le projet CLIC se fonde sur l'utilisation de cavités accélératrices à haute fréquence (30 GHz). La puissance nécessaire à ces cavités est fournie par un faisceau d'électrons de basse énergie et de haut courant, appelé faisceau de puissance, circulant parallèlement à l'accélérateur linéaire principal (procédé appelé « Accélération à Double Faisceau »). Dans ce schéma, un des principaux défis est la réalisation du faisceau de puissance, qui est d'abord généré dans un complexe accélérateur à basse fréquence, puis transformé pour obtenir une structure temporelle à haute fréquence nécessaire à l'alimentation des cavités accélératrices de l'accélérateur linéaire principal. La structure temporelle à haute fréquence des paquets d'électrons est obtenue par le procédé de multiplication de fréquence, dont la manipulation principale consiste à faire circuler le faisceau d'électrons dans un anneau isochrone en utilisant des déflecteurs radio-fréquence (déflecteurs RF) pour injecter et combiner les paquets d'électrons. Cependant, ce type de manipulation n'a jamais été réalisé auparavant et la première phase de la troisième installation de test pour CLIC (CLIC Test Facility 3 ou CTF3) a pour but la démonstration à faible charge du procédé de multiplication de fréquence par injection RF dans un anneau isochrone. L'expérience consiste à accélérer cinq impulsions, puis à les combiner dans un anneau isochrone pour obtenir une seule impulsion dans laquelle la fréquence des paquets d'électrons et le courant sont multipliés par cinq. Cette combinaison est réalisée au moyen de structures déflectrices RF qui créent dans l'anneau une déformation locale et dépendante du temps de la trajectoire du faisceau. Les résultats de cette expérience, qui a été réalisée avec succès au CERN au cours de l?année 2002 en utilisant une version modifiée du pré-injecteur du grand collisionneur électron-positon LEP (Large Electron Positon), sont présentés en détail.

Efficacy of the fluorescent dyes Fast Blue, Fluoro-Gold, and Diamidino Yellow for retrograde tracing to dorsal root ganglia after subcutaneous injection

The present study was designed to investigate the efficacy of the fluorescent dyes Fast Blue (FB), Fluoro-Gold (FG), and Diamidino Yellow (DY) for retrograde tracing of lumbar dorsal root ganglia after their subcutaneous injection into different hindlimb digits. Injection of equal volumes (0.5 mu l) of 5% FB or 2% FG resulted in similar mean numbers of sensory neurones labelled by each tracer. Injection of equal volumes (0.5 mu l) of FB or FG in a single digit followed 10 days later by a second injection of the same volume of 5% DY into the same digit resulted in similar mean numbers of labelled sensory neurones for each of the three tracers. Furthermore, on average, 75% of all the FB-labelled cells and 74% of all FC-labelled cells also contained DY. Repeating the same experiment with an increased volume of DY (1.5 mu l) resulted in an increase in the mean number of double-labelled profiles to 82 and 84% for FB and FG, respectively. The results show that FB, FG and DY label similar numbers of cutaneous afferents and that a high level of double labelling may be obtained after sequential injections in digits. These properties make them suitable candidates in investigations where a combination of tracers with similar labelling efficacies is needed.

The magnetized steel and scintillator calorimeters of the MINOS experiment

The Main Injector Neutrino Oscillation Search (MINOS) experiment uses an accelerator-produced neutrino beam to perform precision measurements of the neutrino oscillation parameters in the ""atmospheric neutrino"" sector associated with muon neutrino disappearance. This long-baseline experiment measures neutrino interactions in Fermilab`s NuMI neutrino beam with a near detector at Fermilab and again 735 km downstream with a far detector in the Soudan Underground Laboratory in northern Minnesota. The two detectors are magnetized steel-scintillator tracking calorimeters. They are designed to be as similar as possible in order to ensure that differences in detector response have minimal impact on the comparisons of event rates, energy spectra and topologies that are essential to MINOS measurements of oscillation parameters. The design, construction, calibration and performance of the far and near detectors are described in this paper. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Carbachol injection into the medial preoptic area induces natriuresis, kaliuresis and antidiuresis in rats

The microinjection of carbachol into the medial preoptic area (MPO) of the rat induced natriuresis, kaliuresis and anti-diuresis in a dose-related manner. Atropine blocked all responses to carbachol. Hexamethonium impaired the dose-response effect of carbachol on kaliuresis, but had no effect on natriuresis and enhanced the antidiuretic effect of carbachol. Nicotine alone had no effects, but pre-treatment with nicotine enhanced the responses to carbachol. These data show that activity of the muscarinic receptors of the MPO increases renal electrolyte and reduces water excretion. They also suggest that nicotinic receptors have an inhibitory effect on water excretion. Nicotine could act through mechanisms unrelated to nicotinic receptors to enhance the effect of the carbachol. © 1989.

Fever response induced by intravenous and intracerebrovascular injection of pyrogen in thyroidectomised and protein-calorie malnourished rabbits

The development of a fever in response to intravenous (IV, 1.5 μg/kg body mass) and intracerebroventricular (ICV, 1.5 μg/animal) injections of Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) was studied in control, thyroidectomised and protein-calorie malnourished rabbits (New Zealand Whites, n = 55). ICV injection of LPS is control rabbits produced a fever response, the characteristics of which differed from those obtained after IV pyrogen injection. Thyroid deficiency caused an attenuated fever response, irrespective of whether LPS had been administered by IV or ICV injection. Protein-calorie malnourished rabbits showed a smaller fever response after IV or ICV pyrogen injections. Malnourished rabbits, refed over a period of 15 days, showed a typical biphasic fever response, but with lower magnitude than controls. The results of these experiments suggest that ICV injection of LPS is not an appropriate model for the study of fever mechanisms in disease states, and that the attenuated fever response observed in protein-calorie malnourished rabbits may be related, at least in part, to a decreased ability to produce the endogenous pyrogen interleukin-1.

Functional evidence that the central renin-angiotensin system plays a role in the pressor response induced by central injection of carbachol

We investigated the effects of losartan, an AT 1-receptor blocker, and ramipril, a converting enzyme inhibitor, on the pressor response induced by angiotensin II (ANG II) and carbachol (a cholinergic receptor agonist). Male Holtzman rats (250-300 g) with a stainless steel cannula implanted into the lateral ventricle (LV) were used. The injection of losartan (50 nmol/l μl) into the LV blocked the pressor response induced by ANG II (12 ng/l μl) and carbachol (2 nmol/l μl). After injection of ANG II and carbachol into the LV, mean arterial pressure (MAP) increased to 31 ± 1 and 28 ± 2 mmHg, respectively. Previous injection of losartan abolished the increase in MAP induced by ANG II and carbachol into the LV (2 ± 1 and 5 ± 2 mmHg, respectively). The injection of ramipril (12 ng/l μl) prior to carbachol blocked the pressor effect of carbachol to 7 ± 3 mmHg. These results suggest an interaction between central cholinergic pathways and the angiotensinergic system in the regulation of arterial blood pressure.