TrkB and TrkC signaling are required for maturation and synaptogenesis of hippocampal connections

Recent studies have suggested a role for neurotrophins in the growth and refinement of neural connections, in dendritic growth, and in activity-dependent adult plasticity. To unravel the role of endogenous neurotrophins in the development of neural connections in the CNS, we studied the ontogeny of hippocampal afferents intrkB (¿/¿) and trkC (¿/¿) mice. Injections of lipophilic tracers in the entorhinal cortex and hippocampus of newborn mutant mice showed that the ingrowth of entorhinal and commissural/associational afferents to the hippocampus was not affected by these mutations. Similarly, injections of biocytin in postnatal mutant mice (P10¿P16) did not reveal major differences in the topographic patterns of hippocampal connections. In contrast, quantification of biocytin-filled axons showed that commissural and entorhinal afferents have a reduced number of axon collaterals (21¿49%) and decreased densities of axonal varicosities (8¿17%) in both trkB (¿/¿) and trkC (¿/¿) mice. In addition, electron microscopic analyses showed thattrkB (¿/¿) and trkC (¿/¿) mice have lower densities of synaptic contacts and important structural alterations of presynaptic boutons, such as decreased density of synaptic vesicles. Finally, immunocytochemical studies revealed a reduced expression of the synaptic-associated proteins responsible for synaptic vesicle exocytosis and neurotransmitter release (v-SNAREs and t-SNAREs), especially in trkB (¿/¿) mice. We conclude that neither trkB nor trkC genes are essential for the ingrowth or layer-specific targeting of hippocampal connections, although the lack of these receptors results in reduced axonal arborization and synaptic density, which indicates a role for TrkB and TrkC receptors in the developmental regulation of synaptic inputs in the CNS in vivo. The data also suggest that the genes encoding for synaptic proteins may be targets of TrkB and TrkC signaling pathways.

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.

The diagonal band of Broca is involved in the pressor pathway activated by noradrenaline microinjected into the periaqueductal gray area of rats

Aims: The dorsal periaqueductal gray area (dPAG) is involved in cardiovascular modulation. Previously, we reported that noradrenaline (NA) microinjection into the dPAG caused a pressor response that was mediated by vasopressin release into the circulation. However, the neuronal pathway that mediates this response is as yet unknown. There is evidence that chemical stimulation of the diagonal band of Broca (dbB) also causes a pressor response mediated by systemic vasopressin release. In the present study, we evaluated the participation of the dbB in the pressor response caused by NA microinjection into the dPAG as well as the existence of neural connections between these areas. Main methods: With the above goal, we verified the effect of the pharmacological ablation of the dbB on the cardiovascular response to NA microinjection into the dPAG of unanesthetized rats. In addition, we microinjected the neuronal tracer biotinylated-dextran-amine (BDA) into the dPAG and looked for efferent projections from the dPAG to the dbB. Key findings: The pharmacologically reversible ablation of the dbB with local microinjection of CoCl(2) significantly reduced the pressor response caused by NA microinjection (15 nmol/50 nL) into the dPAG. In addition, BDA microinjection into the dPAG labeled axons in the dbB, pointing to the existence of direct connections between these areas. Significance: The present results indicate that synapses within the dbB are involved in the pressor pathway activated by NA microinjection into the VAG and direct neural projection from the dPAG to the dbB may constitute the neuroanatomic substrate for this pressor pathway. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Paraventricular nucleus mediates pressor response to noradrenaline injection into the dorsal periaqueductal gray area

The dorsal periaqueductal gray area (dPAG) is involved in cardiovascular modulation. In a previous study, we reported that noradrenaline (NA) microinjection into the dPAG of rats caused pressor response that was mediated by vasopressin release. Vasopressin is synthesized by magnocellular neurons in the hypothalamic paraventricular (PVN) and supraoptic (SON) nuclei. In the present study, we verified which nuclei mediated the cardiovascular response to NA as well as the existence of direct neural projection from the dPAG to hypothalamic nuclei. Then, we studied the effect of treating either PVN or SON with the nonselective synaptic blocker cobalt chloride (1 mM) on the cardiovascular response to NA (15 nmol) microinjection into dPAG. Attempting to identify neural projections from dPAG to hypothalamic nuclei, we microinjected the neuronal tracer biotinylated-dextran-amine (BDA) into the dPAG and searched varicosity-containing nerve terminals in the PVN and SON. Unilateral cobalt-induced inhibition of synapses in the SON did not affect the cardiovascular response to NA. However, unilateral inhibition of PVN significantly reduced the pressor response to NA. Moreover, cobalt-induced inhibition of synapses in both PVN blocked the pressor response caused by NA microinjected into the dPAG. Microinjection of BDA into the dPAG evidenced presence of varicosity-containing neuronal fibers in PVN but not in SON. The results from cobalt treatment indicated that synapses in PVN mediate the vasopressin-induced pressor response caused by NA microinjection into the dPAG. In addition, the neuroanatomical results from BDA microinjection into the dPAG pointed out the existence of direct neural projections from the dPAG site to the PVN. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Hypothalamic supraoptic but not paraventricular nucleus is involved in cardiovascular responses to carbachol microinjected into the bed nucleus of stria terminalis of unanesthetized rats

Microinjection of the cholinergic agonist carbachol into the bed nucleus of the stria terminalis (BST) has been reported to cause pressor response in unanesthetized rats, which was shown to be mediated by an acute release of vasopressin into the systemic circulation and followed by baroreflex-mediated bradycardia. In the present study, we tested the possible involvement of the hypothalamic paraventricular (PVN) and supraoptic (SON) nuclei in the pressor response evoked by carbachol microinjection into the BST of unanesthetized rats. For this, cardiovascular responses following carbachol (1 nmol/100 nL) microinjection into the BST were studied before and after PVN or SON pretreatment, either ipsilateral or contralateral in relation to BST microinjection site, with the nonselective neurotransmission blocker cobalt chloride (CoCl(2), 1 mM/100 nL). Carbachol microinjection into the BST evoked pressor response. Moreover, BST treatment with carbachol significantly increased plasma vasopressin levels, thus confirming previous evidences that carbachol microinjection into the BST evokes pressor response due to vasopressin release into the circulation. SON pretreatment with CoCl(2), either ipsilateral or contralateral in relation to BST microinjection site, inhibited the pressor response to carbachol microinjection into the BST. However, CoCl(2) microinjection into the ipsilateral or contralateral PVN did not affect carbachol-evoked pressor response. In conclusion, our results suggest that pressor response to carbachol microinjection into the BST is mediated by SON magnocellular neurons, without significant involvement of those in the PVN. The results also indicate that responses to carbachol microinjection into the BST are mediated by a neural pathway that depends on the activation of both ipsilateral and contralateral SON. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Expression of specific glycoconjugates in both primary and secondary olfactory pathways in BALB/C mice

Binding of cell surface carbohydrates to their receptors specifically promotes axon growth and synaptogenesis in select regions of the developing nervous system. In some cases these interactions depend upon cell-cell adhesion mediated by the same glycoconjugates present on the surface of apposing cells or their processes. We have previously shown that the plant lectin Dolichos biflorus agglutinin (DBA) binds to: a subpopulation of mouse primary olfactory neurons whose axons selectively fasciculate prior to terminating in the olfactory bulb. In the present study, we investigated whether these glycoconjugates were also expressed by postsynaptic olfactory neurons specifically within the olfactory pathway. We show here for the first time that DBA ligands were expressed both by a subset of primary olfactory neurons as well as by the postsynaptic mitral/tufted cells in BALB/C mice. These glycoconjugates were first detected on mitral/tufted cell axons during the early postnatal period, at a time when there is considerable synaptogenesis and synaptic remodelling in the primary olfactory cortex. This is one of the few examples of the selective expression of molecules in contiguous axon tracts in the mammalian nervous system. These results suggest that glycoconjugates recognized by DBA may have a specific role in the formation and maintenance of neural connections within a select functional pathway in the brain. J. Comp. Neurol. 443:213-225, 2002. (C) 2002 Wiley-Liss, Inc.

Multiphasic, multistructured and hierarchical strategies for cartilage regeneration

Cartilage tissue is a complex nonlinear, viscoelastic, anisotropic, and multiphasic material with a very low coefficient of friction, which allows to withstand millions of cycles of joint loading over decades of wear. Upon damage, cartilage tissue has a low self-reparative capacity due to the lack of neural connections, vascularization, and a latent pool of stem/chondroprogenitor cells. Therefore, the healing of articular cartilage defects remains a significant clinical challenge, affecting millions of people worldwide. A plethora of biomaterials have been proposed to fabricate devices for cartilage regeneration, assuming a wide range of forms and structures, such as sponges, hydrogels, capsules, fibers, and microparticles. In common, the fabricated devices were designed taking in consideration that to fully achieve the regeneration of functional cartilage it is mandatory a well-orchestrated interplay of biomechanical properties, unique hierarchical structures, extracellular matrix (ECM), and bioactive factors. In fact, the main challenge in cartilage tissue engineering is to design an engineered device able to mimic the highly organized zonal architecture of articular cartilage, specifically its spatiomechanical properties and ECM composition, while inducing chondrogenesis, either by the proliferation of chondrocytes or by stimulating the chondrogenic differentiation  of stem/chondro-progenitor cells. In this chapter we present the recent advances in the development of innovative and complex biomaterials that fulfill the required structural key elements for cartilage regeneration. In particular, multiphasic, multiscale, multilayered, and hierarchical strategies composed by single or multiple biomaterials combined in a welldefined structure will be addressed. Those strategies include biomimetic scaffolds mimicking the structure of articular cartilage or engineered scaffolds as models of research to fully understand the biological mechanisms that influence the regeneration of cartilage tissue.

Distribution of neuronal and metabolic markers in the human auditory cortex

SUMMARY The human auditory cortex, located on the supratemporal plane of the temporal lobe, is divided in a primary auditory area and several non-primary areas surrounding it. These different areas show anatomical and functional differences. Many studies have focussed on auditory areas in non-human primates, using investigation techniques such as electrophysiological recordings, tracing of neural connections, or immunohistochemical and histochemical staining. Some of these studies have suggested parallel and hierarchical organization of the cortical auditory areas as well as subcortical auditory relays. In humans, only few studies have investigated these regions immunohistochemically, but activation and lesion studies speak in favour of parallel and hierarchical organization, very similar to that of non-human primates. Calcium-binding proteins and metabolic markers were used to investigate possible correlates of hierarchical and parallel organization in man. Calcium-binding proteins, parvalbumin, calretinin and calbindin, modulate the concentration of intracellular free calcium ions and were found in distinct subpopulations of GABAergic neurons in non-human primates species. In our study, their distribution showed several differences between auditory areas: the primary auditory area was darkly stained for both parvalbumin and calbindin, and their expression rapidly decreased while moving away from the primary area. This staining pattern suggests a hierarchical organization of the areas, in which the more darkly stained areas could correspond to an earlier integration level and the areas showing light staining may correspond to higher level integration areas. Parallel organization of primary and non-primary auditory areas was suggested by the complementarity, within a given area, between parvalbumin and calbindin expression across layers. To investigate the possible differences in the energetic metabolism of the cortical auditory areas, several metabolic markers were used: cytochrome oxidase and LDH1 were used as oxidative metabolism markers and LDH5 was used as glycolytic metabolism marker. The results obtained show a difference in the expression of enzymes involved in oxidative metabolism between areas. In the primary auditory area the oxidative metabolism markers were maximally expressed in layer IV. In contrast, higher order areas showed maximal staining in supragranular layers. The expression of LDH5 varied in patches, but did not differ between the different hierarchical auditory areas. The distribution of the two LDH enzymes isoforms also provides information about cellular aspects of metabolic organization, since neurons expressed the LDH1 isoform whereas astrocytes express primarily LDH5, but some astrocytes also contained the LDH1 isoform. This cellular distribution pattern supports the hypothesis of the existence of an astrocyte-neuron lactate shuttle, previously suggested in rodent studies, and in particular of lactate transfer from astrocytes, which produce lactate from the glucose obtained from the circulation, to neurons that use lactate as energy substrate. In conclusion, the hypothesis of parallel and hierarchical organization of the auditory areas can be supported by CaBPs, cytochrome oxidase and LDH1 distribution. Moreover, the two LDHs cellular distribution pattern support the hypothesis of an astrocyte-neuron lactate shuttle in human cortex.

Global tractography with embedded anatomical priors for quantitative connectivity analysis.

Tractography algorithms provide us with the ability to non-invasively reconstruct fiber pathways in the white matter (WM) by exploiting the directional information described with diffusion magnetic resonance. These methods could be divided into two major classes, local and global. Local methods reconstruct each fiber tract iteratively by considering only directional information at the voxel level and its neighborhood. Global methods, on the other hand, reconstruct all the fiber tracts of the whole brain simultaneously by solving a global energy minimization problem. The latter have shown improvements compared to previous techniques but these algorithms still suffer from an important shortcoming that is crucial in the context of brain connectivity analyses. As no anatomical priors are usually considered during the reconstruction process, the recovered fiber tracts are not guaranteed to connect cortical regions and, as a matter of fact, most of them stop prematurely in the WM; this violates important properties of neural connections, which are known to originate in the gray matter (GM) and develop in the WM. Hence, this shortcoming poses serious limitations for the use of these techniques for the assessment of the structural connectivity between brain regions and, de facto, it can potentially bias any subsequent analysis. Moreover, the estimated tracts are not quantitative, every fiber contributes with the same weight toward the predicted diffusion signal. In this work, we propose a novel approach for global tractography that is specifically designed for connectivity analysis applications which: (i) explicitly enforces anatomical priors of the tracts in the optimization and (ii) considers the effective contribution of each of them, i.e., volume, to the acquired diffusion magnetic resonance imaging (MRI) image. We evaluated our approach on both a realistic diffusion MRI phantom and in vivo data, and also compared its performance to existing tractography algorithms.

Musiquer : plaidoyer évolutionniste transdisciplinaire

Le sujet prend appui sur une hypothèse : à l’origine, la musique est un phénomène culturel et biologique, social (et donc pas privé) et communautaire (et donc pas individuel). Les travaux de plusieurs théoriciens évolutionnistes du langage et/ou de la musique étayent l’hypothèse selon laquelle l’objet de la musique dépasse l’opposition nature-culture. Quelle est alors l’influence de ces caractéristiques sur l’apparition de la musicalité ou d’une faculté de musique ? Pour avancer dans notre réflexion, nous mesurons la contribution des recherches sur les amusies quant à la question des origines de la musique. Par la suite, nous étudions le rapport entre l’intentionnalité et l’évolution de la musique. Nous nous concentrons sur la nature sociale du phénomène musical, puis proposons l'intégration de la caractérisation biologique et sociale de la musique dans une conception institutionnelle et communautaire. Ainsi fondée philosophiquement, notre hypothèse de départ devient le véhicule du dépassement disciplinaire convoité. Enfin, certaines options proposées par différents auteurs décrivant la contribution de la musique au développement de réseaux neuronaux à la propriété miroir sont évoquées. Et nous tentons de répondre à cette question, inévitable : la musique peut-elle, étant donné son caractère irréductiblement culturel, social et communautaire, entretenir des connexions neuronales? Nous examinons notamment à cette fin les implications de la théorie du chaos et des résultats des simulations informatiques multi-agents.

Étude du traitement visuel simple et complexe chez les enfants autistes

Les personnes ayant un trouble du spectre autistique (TSA) manifestent des particularités perceptives. En vision, des travaux influents chez les adultes ont mené à l’élaboration d’un modèle explicatif du fonctionnement perceptif autistique qui suggère que l’efficacité du traitement visuel varie en fonction de la complexité des réseaux neuronaux impliqués (Hypothèse spécifique à la complexité). Ainsi, lorsque plusieurs aires corticales sont recrutées pour traiter un stimulus complexe (e.g., modulations de texture; attributs de deuxième ordre), les adultes autistes démontrent une sensibilité diminuée. À l’inverse, lorsque le traitement repose principalement sur le cortex visuel primaire V1 (e.g., modulations locales de luminance; attributs de premier ordre), leur sensibilité est augmentée (matériel statique) ou intacte (matériel dynamique). Cette dissociation de performance est spécifique aux TSA et peut s’expliquer, entre autre, par une connectivité atypique au sein de leur cortex visuel. Les mécanismes neuronaux précis demeurent néanmoins méconnus. De plus, on ignore si cette signature perceptuelle est présente à l’enfance, information cruciale pour les théories perceptives de l’autisme. Le premier volet de cette thèse cherche à vérifier, à l’aide de la psychophysique et l’électrophysiologie, si la double dissociation de performance entre les attributs statiques de premier et deuxième ordre se retrouve également chez les enfants autistes d’âge scolaire. Le second volet vise à évaluer chez les enfants autistes l’intégrité des connexions visuelles descendantes impliquées dans le traitement des textures. À cet effet, une composante électrophysiologique reflétant principalement des processus de rétroaction corticale a été obtenue lors d’une tâche de ségrégation des textures. Les résultats comportementaux obtenus à l’étude 1 révèlent des seuils sensoriels similaires entre les enfants typiques et autistes à l’égard des stimuli définis par des variations de luminance et de texture. Quant aux données électrophysiologiques, il n’y a pas de différence de groupe en ce qui concerne le traitement cérébral associé aux stimuli définis par des variations de luminance. Cependant, contrairement aux enfants typiques, les enfants autistes ne démontrent pas une augmentation systématique d’activité cérébrale en réponse aux stimuli définis par des variations de texture pendant les fenêtres temporelles préférentiellement associées au traitement de deuxième ordre. Ces différences d’activation émergent après 200 ms et engagent les aires visuelles extrastriées des régions occipito-temporales et pariétales. Concernant la connectivité cérébrale, l’étude 2 indique que les connexions visuelles descendantes sont fortement asymétriques chez les enfants autistes, en défaveur de la région occipito-temporale droite. Ceci diffère des enfants typiques pour qui le signal électrophysiologique reflétant l’intégration visuo-corticale est similaire entre l’hémisphère gauche et droit du cerveau. En somme, en accord avec l’hypothèse spécifique à la complexité, la représentation corticale du traitement de deuxième ordre (texture) est atypiquement diminuée chez les enfants autistes, et un des mécanismes cérébraux impliqués est une altération des processus de rétroaction visuelle entre les aires visuelles de haut et bas niveau. En revanche, contrairement aux résultats obtenus chez les adultes, il n’y a aucun indice qui laisse suggérer la présence de mécanismes supérieurs pour le traitement de premier ordre (luminance) chez les enfants autistes.

Damage of the medial preoptic area impairs peripheral pilocarpine-induced salivary secretion

The existence of neural connections between the medial preoptic area (MPOA) and the salivary glands and the increase in salivation by thermal or electrical stimulation of the MPOA have suggested an important role of MPOA in the control of salivary gland function. Although direct cholinergic activation of the salivary glands induces salivation, recent studies have suggested that salivation produced by i.p. pilocarpine may also depend on the activation of central mechanisms. Therefore, in the present study, we investigated the effects of bilateral electrolytic lesions of the MPOA on the salivation induced by i.p. pilocarpine. Adult male Holtzman rats (n = 11-12/group) with bilateral sham or electrolytic lesions of the MPOA were used. One, five, and fifteen days after the brain surgery, under ketamine anesthesia, the salivation was induced by i.p. pilocarpine (1 mg/kg of body weight), and saliva was collected using preweighted small cotton balls inserted into the animal's mouth. Pilocarpine-induced salivation was reduced 1 and 5 days after MPOA lesion (341 +/- 41 and 310 +/- 35 mg/7 min, respectively, vs. sham lesions 428 +/- 32 and 495 +/- 36 mg/7 min, respectively), but it was fully recovered at the 15th day post-lesion (561 +/- 49 vs. sham lesion: 618 27 mg/7 min). Lesions of the MPOA did not affect baseline non-stimulated salivary secretion. The results confirm the importance of MPOA in the control of salivation and suggest that its integrity is necessary for the full sialogogue effect of pilocarpine. However, alternative mechanisms probably involving other central nuclei can replace MPOA function in chronically lesioned rats allowing the complete recovery of the effects of pilocarpine. (c) 2006 Published by Elsevier B.V.

Effects of the alpha antagonists and agonists injected into the lateral hypothalamus on the water and sodium intake induced by angiotensin II injection into the subfornical organ

The subfornical organ (SFO) and the lateral hypothalamus (LH) have been shown to be important for the central action of angiotensin II (ANG II) on water and salt regulation. Several anatomical findings have demonstrated neural connections between the SFO and the LH. The present experiments were conducted to investigate the role of the α-adrenergic antagonists and agonists injected into the LH on the water and salt intake elicited by injections of ANG II into the SFO. Prazosin (an α1-adrenergic antagonist) injected into the LH increased the salt ingestion, whereas yohimbine (an α2-adrenergic antagonist) and propranolol (a β-adrenergic antagonist) antagonized the salt ingestion induced by administration of ANG II into the SFO. Previous administration of clonidine (an α2-adrenergic agonist) or noradrenaline into the LH increased, whereas pretreatment with phenylephrine decreased the sodium intake induced by injection of ANG II into the SFO. Previous treatment with prazosin and propranolol reduced the water intake induced by ANG II. Phenylephrine increased the dipsogenic responses produced by ANG II, whereas previous treatment with clonidine injected into the LH reduced the water intake induced by ANG II administration into the SFO. The LH involvement with SFO on the excitatory and inhibitory mechanisms related to water and sodium intake is suggested.

The overexpression of homeotic complex gene Ultrabithorax in the post-embryonic neuronal lineages of the ventral nervous system in Drosophila melanogaster

This study uses a molecular technique called MARCM (Mosaic Analysis with a Repressible Cell Marker) to label neuronal lineages that overexpress the Hox gene Ultrabithorax (Ubx) in an unlabeled, wild type background. The results indicate that the overexpression of Ubx is sufficient to transform more anterior neuronal lineages to themorphology of their more posterior counterparts. The data presented here begin to elucidate the role that the Hox genes have in shaping segment-specific neural connections in the post-embryonic ventral nervous system.