Analyse de l’activité neuronale dans le ganglion stellaire en relation avec la fonction cardiaque

Quatre microélectrodes ont été insérées dans le ganglion stellaire gauche (GS) de préparations canines in vivo pour évaluer la décharge des potentiels d’action dans les neurones situés dans ce ganglion périphérique durant un état cardiovasculaire stable et suivant des injections systémiques et locales de nicotine. Durant les périodes de contrôle, des changements mineurs ont été observés dans la pression artérielle systolique, dans le rythme cardiaque et dans le temps de conduction atrio-ventriculaire. L’activité générée par les neurones du GS est demeurée relativement constante à l’intérieure de chaque chien, mais variait entre les préparations. L’administration de nicotine systémique a altéré les variables physiologiques et augmenté l’activité neuronale. Même si différents changements au niveau des variables physiologiques ont été observés entre les animaux, ces changements demeuraient relativement constants pour un même animal. La dynamique de la réponse neuronale était similaire, mais l’amplitude et la durée variaient entre et au sein des chiens. L’injection de nicotine dans une artère à proximité du GS a provoqué une augmentation marquée des potentiels d’action sans faire changer les variables physiologiques. La technique d’enregistrement permet donc de suivre le comportement de multiples populations de neurones intrathoraciques situés dans le GS. La relation entre l’activation neuronale du GS et les changements physiologiques sont stables pour chaque chien, mais varient entre les animaux. Cela suggère que le poids relatif des boucles de rétroaction impliquées dans la régulation cardiovasculaire peut être une caractéristique propre à chaque animal.

Caractéristiques et origine fonctionnelle des propriétés fréquentielles du noeud auriculoventriculaire

Le nœud auriculoventriculaire (AV) joue un rôle vital dans le cœur normal et pathologique. Il connecte les oreillettes aux ventricules et, grâce à sa conduction lente, génère un délai entre les contractions auriculaire et ventriculaire permettant d’optimiser le pompage sanguin. Sa conduction lente et sa longue période réfractaire font du nœud AV un filtre d’impulsions auriculaires lors de tachyarythmies assurant ainsi une fréquence ventriculaire plus lente favorable au débit cardiaque. L’optimisation de ce filtrage est une cible dans le traitement de ces arythmies. Malgré ce rôle vital et de nombreuses études, le nœud AV demeure l’objet de plusieurs controverses qui en rendent la compréhension laborieuse. Nos études expérimentales sur des préparations isolées de cœurs de lapin visent à apporter des solutions à certains des problèmes qui limitent la compréhension des propriétés fréquentielles du nœud AV. Le premier problème concerne la définition de la propriété de récupération nodale. On s’accorde généralement sur la dépendance du temps de conduction nodale (intervalle auriculo-Hissien, AH) du temps de récupération qui le précède mais un débat presque centenaire persiste sur la façon de mesurer ce temps de récupération. Selon que l’on utilise à cette fin la longueur du cycle auriculaire (AA) ou l’intervalle His-auriculaire précédent (HA), la même réponse nodale montre des caractéristiques différentes, un paradoxe à ce jour inexpliqué. Le temps de conduction nodale augmente aussi avec le degré et la durée d'une fréquence rapide, un phénomène appelé fatigue. Or, les caractéristiques de la fatigue mesurée varient avec l’indice de récupération utilisé (AA vs. HA). De plus, une troisième propriété appelée facilitation qui entraîne un raccourcissement du temps de conduction diffère aussi avec l’indice de récupération utilisé. Pour établir l’origine de ce problème, nous avons déterminé les différences entre les courbes de récupération (AH compilé en fonction du AA ou HA) pour 30 états fonctionnels nodaux différents. Ces conditions étaient obtenues à l’aide de protocoles permettant la variation du cycle de base (BCL) et du cycle prétest (PTCL), deux paramètres connus pour altérer la fonction nodale. Nous avons pu établir que pour chaque état fonctionnel, la forme de la courbe de récupération et le niveau de fatigue étaient les mêmes pour les deux indices de récupération. Ceci s’applique aussi aux données obtenues à des BCL et PTCL égaux comme dans les protocoles de stimulation prématurée conventionnels couramment utilisés. Nos résultats ont établi pour la première fois que les propriétés nodales de récupération et de fatigue sont indépendantes de l’indice de récupération utilisé. Nos données montrent aussi que les différences entre les courbes de récupération en fonction de l’indice utilisé proviennent d’effets associés aux variations du PTCL. Notre deuxième étude établit à partir des mêmes données pourquoi les variations du PTCL altèrent différemment les courbes de récupération selon l’indice utilisé. Nous avons démontré que ces différences augmentaient en proportion directe avec l’augmentation du temps de conduction au battement prétest. Cette augmentation cause un déplacement systématique de la courbe construite avec l’intervalle AA vers la droite et de celle construite avec l’intervalle HA vers la gauche. Ce résultat met en évidence l’importance de tenir compte des changements du temps de conduction prétest dans l’évaluation de la fonction nodale, un paramètre négligé dans la plupart des études. Ce résultat montre aussi que chacun des deux indices a des limites dans sa capacité d’évaluer le temps de récupération nodale réel lorsque le temps de conduction prétest varie. Lorsque ces limites sont ignorées, comme c’est habituellement le cas, elles entraînent un biais dans l’évaluation des effets de fatigue et de facilitation. Une autre grande difficulté dans l’évaluation des propriétés fréquentielles du nœud AV concerne son état réfractaire. Deux indices sont utilisés pour évaluer la durée de la période réfractaire nodale. Le premier est la période réfractaire efficace (ERPN) définie comme l’intervalle AA le plus long qui n’est pas conduit par le nœud. Le deuxième est la période réfractaire fonctionnelle (FRPN) qui correspond à l’intervalle minimum entre deux activations mesurées à la sortie du nœud. Paradoxalement et pour des raisons obscures, l’ERPN augmente alors que la FRPN diminue avec l’augmentation de la fréquence cardiaque. De plus, ces effets varient grandement avec les sujets, les espèces et l’âge. À partir des mêmes données que pour les deux autres études, nous avons cherché dans la troisième étude l’origine des variations fréquentielles de l’ERPN et de la FRPN. Le raccourcissement du BCL prolonge l’ERPN mais n’affecte pas la FRPN. L’allongement de l’ERPN provient principalement d’un allongement du temps de conduction prétest. Un PTCL court en comparaison avec un BCL court allonge encore plus substantiellement le temps de conduction prétest mais raccourcit en même temps l’intervalle His-auriculaire, ces deux effets opposés s’additionnent pour produire un allongement net de l’ERPN. Le raccourcissement de l’intervalle His-auriculaire par le PTCL court est aussi entièrement responsable pour le raccourcissement de la FRPN. Nous avons aussi établi que, lorsque la composante du temps de conduction prétest est retirée de l’ERPN, un lien linéaire existe entre la FRPN et l’ERPN à cause de leur dépendance commune de l’intervalle His-auriculaire. Le raccourcissement combiné du BCL et du PTCL produit des effets nets prévisibles à partir de leurs effets individuels. Ces effets reproduisent ceux obtenus lors de protocoles prématurés conventionnels. Ces observations supportent un nouveau schème fonctionnel des variations fréquentielles de l’ERPN et de la FRPN à partir des effets distincts du BCL et du PTCL. Elles établissent aussi un nouveau lien entre les variations fréquentielles de l’ERPN et de la FRPN. En conclusion, la modulation fréquentielle de la fonction du nœud AV provient de la combinaison d’effets concurrents cumulatifs liés au cycle de base et non-cumulatifs liés au cycle prétest. Ces effets peuvent être interprétés de façon consistante indépendamment de l’indice de récupération en tenant compte des changements du temps de conduction au battement prétest. Les effets fréquentiels disparates sur l’ERPN et la FRPN sont aussi grandement liés aux changements du temps de conduction prétest. Lorsque l’analyse tient compte de ce facteur, l’ERPN et la FRPN montrent des variations parallèles fortement liées à celles de l’intervalle His-auriculaire. Le nouveau schème fonctionnel des propriétés fréquentielles du nœud AV supporté par nos données aidera à mieux cibler les études sur les mécanismes cellulaires contrôlant la modulation fréquentielle nodale. Nos données pourraient aider à l’interprétation et au contrôle des réponses nodales diverses associées aux tachyarythmies supraventriculaires et à leur traitement pharmacologique. En bref, nos travaux supportent une compréhension factuelle améliorée du comportement fréquentiel du nœud AV, un domaine aux applications multiples en rythmologie cardiaque.

The dynamics of sustained reentry in a loop model with discrete gap junction resistance

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mechanism and Prediction of Post-Operative Atrial Fibrillation Based on Atrial Electrograms

La fibrillation auriculaire (FA) est une arythmie touchant les oreillettes. En FA, la contraction auriculaire est rapide et irrégulière. Le remplissage des ventricules devient incomplet, ce qui réduit le débit cardiaque. La FA peut entraîner des palpitations, des évanouissements, des douleurs thoraciques ou l’insuffisance cardiaque. Elle augmente aussi le risque d'accident vasculaire. Le pontage coronarien est une intervention chirurgicale réalisée pour restaurer le flux sanguin dans les cas de maladie coronarienne sévère. 10% à 65% des patients qui n'ont jamais subi de FA, en sont victime le plus souvent lors du deuxième ou troisième jour postopératoire. La FA est particulièrement fréquente après une chirurgie de la valve mitrale, survenant alors dans environ 64% des patients. L'apparition de la FA postopératoire est associée à une augmentation de la morbidité, de la durée et des coûts d'hospitalisation. Les mécanismes responsables de la FA postopératoire ne sont pas bien compris. L'identification des patients à haut risque de FA après un pontage coronarien serait utile pour sa prévention. Le présent projet est basé sur l'analyse d’électrogrammes cardiaques enregistrées chez les patients après pontage un aorte-coronaire. Le premier objectif de la recherche est d'étudier si les enregistrements affichent des changements typiques avant l'apparition de la FA. Le deuxième objectif est d'identifier des facteurs prédictifs permettant d’identifier les patients qui vont développer une FA. Les enregistrements ont été réalisés par l'équipe du Dr Pierre Pagé sur 137 patients traités par pontage coronarien. Trois électrodes unipolaires ont été suturées sur l'épicarde des oreillettes pour enregistrer en continu pendant les 4 premiers jours postopératoires. La première tâche était de développer un algorithme pour détecter et distinguer les activations auriculaires et ventriculaires sur chaque canal, et pour combiner les activations des trois canaux appartenant à un même événement cardiaque. L'algorithme a été développé et optimisé sur un premier ensemble de marqueurs, et sa performance évaluée sur un second ensemble. Un logiciel de validation a été développé pour préparer ces deux ensembles et pour corriger les détections sur tous les enregistrements qui ont été utilisés plus tard dans les analyses. Il a été complété par des outils pour former, étiqueter et valider les battements sinusaux normaux, les activations auriculaires et ventriculaires prématurées (PAA, PVA), ainsi que les épisodes d'arythmie. Les données cliniques préopératoires ont ensuite été analysées pour établir le risque préopératoire de FA. L’âge, le niveau de créatinine sérique et un diagnostic d'infarctus du myocarde se sont révélés être les plus importants facteurs de prédiction. Bien que le niveau du risque préopératoire puisse dans une certaine mesure prédire qui développera la FA, il n'était pas corrélé avec le temps de l'apparition de la FA postopératoire. Pour l'ensemble des patients ayant eu au moins un épisode de FA d’une durée de 10 minutes ou plus, les deux heures précédant la première FA prolongée ont été analysées. Cette première FA prolongée était toujours déclenchée par un PAA dont l’origine était le plus souvent sur l'oreillette gauche. Cependant, au cours des deux heures pré-FA, la distribution des PAA et de la fraction de ceux-ci provenant de l'oreillette gauche était large et inhomogène parmi les patients. Le nombre de PAA, la durée des arythmies transitoires, le rythme cardiaque sinusal, la portion basse fréquence de la variabilité du rythme cardiaque (LF portion) montraient des changements significatifs dans la dernière heure avant le début de la FA. La dernière étape consistait à comparer les patients avec et sans FA prolongée pour trouver des facteurs permettant de discriminer les deux groupes. Cinq types de modèles de régression logistique ont été comparés. Ils avaient une sensibilité, une spécificité et une courbe opérateur-receveur similaires, et tous avaient un niveau de prédiction des patients sans FA très faible. Une méthode de moyenne glissante a été proposée pour améliorer la discrimination, surtout pour les patients sans FA. Deux modèles ont été retenus, sélectionnés sur les critères de robustesse, de précision, et d’applicabilité. Autour 70% patients sans FA et 75% de patients avec FA ont été correctement identifiés dans la dernière heure avant la FA. Le taux de PAA, la fraction des PAA initiés dans l'oreillette gauche, le pNN50, le temps de conduction auriculo-ventriculaire, et la corrélation entre ce dernier et le rythme cardiaque étaient les variables de prédiction communes à ces deux modèles.

Fast hole surface conduction observed for indoline sensitizer dyes immobilized at fluorine-doped tin oxide - TiO2 surfaces

The indoline dyes D102, D131, D149, and D205 have been characterized when adsorved on fluorine-doped tin oxide (FTO) and TiO2 electrode surfaces. Adsorption from 50:50 acetonitrile - tert-butanol onto flourine-doped tin oxide (FTO) allows approximate Langmuirian binding constants of 6.5 x 10(4), 2.01 x 10(3), 2.0 x 10(4), and 1.5 x 10(4) mol-1 dm3, respectively, to be determined. Voltammetric data obtained in acetonitrile/0.1 M NBu4PF6 indicate reversible on-electron oxidation at Emid = 0.94, 0.91, 0.88, and 0.88 V vs Ag/AgCI(3 M KCI), respectively, with dye aggregation (at high coverage) causing additional peak features at more positive potentials. Slow chemical degradation processes and electron transfer catalysis for iodine oxidation were observed for all four oxidezed indolinium cations. When adsorbed onto TiO2 nanoparticle films (ca. 9nm particle diameter and ca.3/um thickness of FTO0, reversible voltammetric responses with Emid = 1.08, 1.156, 0.92 and 0.95 V vs Ag/AgCI(3 M KCI), respectively, suggest exceptionally fast hole hopping diffusion (with Dapp > 5 x 10(-9) m2 s-1) for adsorbed layers of four indoline dyes, presumably due to pie-pie stacking in surface aggregates. Slow dye degradation is shown to affect charge transport via electron hopping. Spectrelectrochemical data for the adsorbed indoline dyes on FTO-TiO2 revealed a red-shift of absorption peaks after oxidation and the presence of a strong charge transfer band in the near-IR region. The implications of the indoline dye reactivity and fast hole mobility for solar cell devices are discussed.

Conduction-radiation effect on natural convection flow in a fluid-saturated non-Darcy porous medium enclosed by non-isothermal walls

The effect of conduction-convection-radiation on natural convection flow of Newtonian optically thick gray fluid, confined in a non-Darcian porous media square cavity is numerically studied. For the gray fluid consideration is given to Rosseland diffusion approximation. Further assuming that (i) the temperature of the left vertical wall is varying linearly with height, (ii) cooled right vertical and top walls and (iii) the bottom wall is uniformly-heated. The governing equations are solved using the Alternate Direct Implicit method together with the Successive Over Relaxation technique. The investigation of the effect of governing parameters namely the Forschheimer resistance (Γ), the Planck constant (Rd), and the temperature difference (Δ), on flow pattern and heat transfer characteristics has been carried out. It was seen that the reduction of flow and heat transfer occurs as the Forschheimer resistance is increased. On the other hand both the strength of flow and heat transfer increases as the temperature ratio, Δ, is increased.

Electron-conduction mechanism and specific heat above transition temperature in LaFeAsO and BaFe2As2 superconductors

The ionization energy theory is used to calculate the evolution of the resistivity and specific heat curves with respect to different doping elements in the recently discovered superconducting pnictide materials. Electron-conduction mechanism in the pnictides above the structural transition temperature is explained unambiguously, which is also consistent with other strongly correlated materials, such as cuprates, manganites, titanates and magnetic semiconductors.

Enhanced ionic conduction in dispersed solid electrolyte systems CaF2---Al2O3 and CaF2---CeO2

Dispersions of Al2O3 as well as CeO2 in CaF2 are found to enhance the conductivity of CaF2. Both these systems are biphasic and the electrical conduction in them is purely ionic in nature. At 650 K the increase in the ionic conductivity of the dispersed solid electrolyte system CaF2---Al2O3 is by about two orders of magnitude in relation to the conductivity of the host electrolyte CaF2, whereas for the CaF2---CeO2 system it is about three orders of magnitude. Some aspects of the increase in the ionic conductivities of CaF2---Al2O3 and CaF2---CeO2 electrolytes can be explained by a recent theoretical model. It is proposed that a substantial enhancement in the vacancy concentration of CaF2, brought about by the attraction of F− ions to the surface of Al2O3 (or CeO2), is responsible for the low temperature increase in the ionic conductivity of CaF2.

Nonlinear conduction and electrical switching in one-dimensional conductors

Many one-dimensional conductors show pronounced nonlinear electrical conduction. Some of them show very interesting electrical switching from a low conducting state to a high conducting state. Such electrical switching is often associated with memory. These are discussed with particular emphasis on charge transfer complexestmbine-tcnq, tmpd-tcnq, Cs2(tcnq)3,tea-(tcnq) 2 ando-tolidine-iodine.

Axial heat conduction effects in natural convection along a vertical cylinder

MANY TRANSPORprTo cesses occur in nature and in industrial applications in which the transfer of heat is governed by the process of natural convection. Natural convection arises in fluids when the temperature changes cause density variations leading to buoyancy forces. An excellent review of natural convection flows has been given by Ede [I]. Recently, Minkowycz and Sparrow [2, 31, Cebeci [4], and Aziz and Na [S] have studied the steady, laminar, incompressible, natural convection flow over a vertical cylinder using a local nonsimilarity method, a finite-difference scheme, and an improved perturbation method, respectively. However, they did not take into account the effect ofaxial heat conduction for small Prandtl number. It is known that the axial heat conductioneffect becomesimportant for low-Prandtl-number fluids such as a liquid metal.

Electrical conduction in plasma polymerized thin films of γ-terpinene

Plasma polymerized c-terpinene (pp2GT) thin films are fabricated using RF plasma polymerization. MIM structures are fabricated and using the capacitive structures dielectric properties of the material is studied. The dielectric constant values are found to be in good agreement with those determined from ellipsometric data. At a frequency of 100 kHz, the dielectric constant varies with RF deposition power, from 3.69 (10 W) to 3.24 (75 W). The current density–voltage (J2V) characteristics of pp–GT thin films are investigated as a function of RF deposition power at room temperature to determine the resistivity and DC conduction mechanism of the films. At higher applied voltage region, Schottky conduction is the dominant DC conduction mechanism. The capacitance and the loss tangent are found to be frequency dependent. The conductivity of the pp2GT thin films is found to decrease from 1.39 3 10212 S/cm (10 W) to 1.02 3 10213 S/cm (75 W) and attributed to the change in the chemical composition and structure of the polymer. The breakdown field for pp–GT thin films increases from 1.48 MV/cm (10 W) to 2 MV/cm (75 W). A single broad relaxation peak is observed indicating the contribution of multiple relaxations to the dielectric response for temperature dependent J2V. The distribution of these relaxation times is determined through regularization methods. VC 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015, 132, 42318.

Non-ohmic conduction and electrical switching under pressure of the charge transfer complexo-tolidine-iodine

The current voltage characteristics ofo-tolidine-iodine, with stoichiometry 1:1 grown from benzene, have been studied under high pressures upto 6 GPa atT=300 K andT=77 K. The characteristics show a pronounced deviation from ohmicity beyond a certain current for all pressures studied. At room temperature, beyond a threshold field the system switches from a low conductingOFF state to a high conductingON state with σON/σOFF ∼ 103. TheOFF state can be restored by the application of an a.c. pulse of low frequency. The temperature dependence of the two states studied indicates that theOFF state is semiconducting while theON state, beyond a certain applied pressure is metallic. The characteristics atT=77 K do not show any switching.