Altered long-range temporal correlations of alpha-oscillations in limbic and attentional systems predict depression severity

Tausta ja tavoitteet. Masennuksen (Major Depression Disorder, MDD) taustalla on ehdotettu olevan lukuisia eri neurobiologisia häiriöitä mutta yhtenevää sairauden mekanismeja selittävää teoriaa ei ole pystytty luomaan. Aivojen poikkeava toiminta masennuksessa voidaan havaita muutoksina pitkäkestoisissa ajallisissa korrelaatioissa (Long Range Temporal Correlations, LRTC:t). LRTC:iden muutoksien on ehdotettu heijastavan häiriöitä eksitaatio/inhibitio -tasapainossa, neuromodulaatiossa tai konnektiivisuudessa. Aikaisempien tutkimustuloksien perusteella on epäselvää, liittyykö masennukseen vähentyneitä vai lisääntyneitä LRTC:itä. Dynamiikan muutoksia on toistaiseksi tutkittu ainoastaan sensoritasolla eikä niitä ole paikannettu aivoissa. Tämän tutkimuksen tavoite oli selvittää missä taajuuskaistoissa ja millä aivoaluilla LRTC:t ovat häiriintyneet masennuksessa. Erillisten aivoalueiden lisäksi LRTC:iden ja masennuksen vakavuuden välistä korrelaatiota tutkittiin myös toiminnallisissa verkostoissa, pyrkimyksenä lisätä ymmärrystä masennukseen liittyvistä systeemitason häiriöistä aivoissa. Myös reaktioaikojen LRTC:iden mahdollista yhteyttä masennukseen ja suoritustasoon selvitettiin. Menetelmät. Yhdeksäntoista koehenkilön aivokuoren oskillaatioita mitattiin lepotilan ja toiminnan estämistä mittaavan tehtävän aikana magnetoenkefalografian (MEG) avulla ja pitkäkestoisia ajallisia korrelaatioita tutkittiin DFA-analyysin avulla. Koehenkilöiden masennuksen vakavuutta mitattiin BDI-21 -masennuskyselyllä. Tulokset ja johtopäätökset. LRTC:iden havaittiin korreloivan positiivisesti masennuksen vakavuuden kanssa alpha-taajuudella (8–12Hz) pääasiallisesti limbisessä järjestelmässä, joka vastaa tunteiden säätelystä. Tulosta tukee erillisten aivoalueiden tasolla tehty analyysi, jossa alpha-taajuuskaistan LRTC:iden huomattiin korreloivan masennuksen kanssa orbitofrontaalisessa aivokuoressa ja temporaalisessa lohkossa. Tämä osoittaa, että limbisen järjestelmän yliaktiivisuus saattaa selittää masennuksessa ilmenevän negatiivisen vääristymän ajattelussa. Positiivisia korrelaatioita havaittiin lisäksi frontoparietaalisessa verkostossa, sekä ventraalisessa ja dorsaalisessa tarkkaavaisuudesta vastaavissa verkostoissa, jotka tukevat kognitiivista säätelyä. Alpha-taajuuskaistan LRTC:t korreloivat myös reaktioaikojen LRTC:iden kanssa lepotasomittauksen ja tehtävän aikana. Korrelaatioita alpha-taajuuskaistan LRTC:iden ja depression välillä havaittiin kuitenkin laajemmalla alueella kuin alpha-taajuuskaistan LRTC:iden ja reaktioaikojen LRTC:iden välisiä korrelaatioita. Lisäksi reaktioaikojen LRTC:t korreloivat masennuksen kanssa mutta korrelaatiota ei havaittu reaktioaikojen LRTC:iden ja suoritustason välillä. Näiden tuloksien perusteella voidaan päätellä, että masennukseen liittyy laajoja muutoksia aivojen toiminnan dynamiikassa, ja että taudin erilaisten oireiden kirjo voidaan selittää eksitaation ja inhibition välisen tasapainon muutoksilla limbisissä ja kognitiivisissa verkostoissa.Introduction and aims. Multiple different neurobiological alterations have been hypothesized to underlie Major Depression Disorder (MDD), but no unifying theory exists to explain the mechanisms of the disorder. The aberrant brain dynamics in MDD can be seen in the alterations of long-range temporal correlations (LRTCs), which have been proposed to be an indication of criticality in healthy brain. Alterations in LRTCs have been suggested to reflect deficiencies in excitation-inhibition (E/I) balance, neuromodulation or connectivity patterns, which have also been proposed to be the underlying mechanisms of MDD. There has been controversy whether the pathology is related to attenuated or increased LRTCs, and the sources of altered brain dynamics have not yet been localized. The aim of this study was to find in which frequency bands and where in the brain the neuronal LRTCs are altered in MDD on source level. In addition to analyzing the correlations between neuronal LRTCs and depression severity in parcel level, we studied correlations in functional networks to get a better understanding of the system level alterations in MDD. We also studied whether behavioral LRTCs correlate with depression severity or with behavioral performance. Methods. We investigated the long-range temporal correlations in a cohort of 19 depressed subjects by using magnetoencephalography (MEG) for recording brain activity during resting state and response inhibition task and performed DFA analysis on the amplitude envelopes of cortical oscillations. The depression severity was measured with BDI-21 questionnaire. Results and conclusions. We found the LRTCs to be positively correlated with depression severity in the alpha frequency band (8–12Hz) predominantly in the limbic system that underlies emotional control. This result was supported by the parcel level analysis in which correlations between alpha band LRTCs and depression severity were observed in the orbitofrontal cortex and temporal pole, indicating that the hyper-activation of limbic system could explain the negative bias characteristic to depression. Positive correlations were also found in frontoparietal, ventral, and dorsal attentional networks that support cognitive control. Alpha band LRTCs correlated also with behavioral LRTCs during both resting state and task conditions. However, we observed more wide-spread correlations between alpha range LRTCs and depression severity than between neuronal LRTCs and behavioral LRTCs. Behavioral LRTCs correlated with depression severity, but not with behavioral performance. These results indicate that depression is characterized by vast alterations in the brain dynamics and imply that the wide range of different symptoms in MDD could be explained by alterations in the excitation/inhibition balance in the limbic system and cognitive networks

Voimavaroja taiteesta: kuvallisen ilmaisun menetelmät resilienssin vahvistamisen tukena kehitysvammaisten ryhmäkodin muutoksessa

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella ja ohjata kuvallisen ilmaisun menetelmiin pohjautuvaa ryhmätoimintaa Helsingin kaupungin asumisyksikköön, joka tarjoaa yhteisöllistä palveluasumista kehitysvammaisille aikuisille. Yksikön toiminta oli päättymässä, joten yhtenä tavoitteena oli edistää asukkaiden resilienssiä, eli valmiuksia sopeutua tulevaan muutokseen. Opinnäytetyön tietoperustassa tarkastellaan kehitysvammaisuutta sosiaalisesta ja toiminnallisesta näkökulmasta. Lisäksi käsitellään resilienssiä ja sen vahvistamista sekä luovia menetelmiä ja niiden vaikutuksia hyvinvointiin. Opinnäytetyön toiminnallisen osuuden tutkimusmenetelminä käytettiin osallistavaa havainnointia ja tutkimuspäiväkirjaa. Havainnoinnin tukena hyödynnettiin luovan ryhmätoiminnan havainnointimallia. Ryhmätoimintaan osallistuneilta asukkailta pyydettiin opinnäytetyön arvioinnin tueksi palautetta sekä palautelomakkeella että suullisesti. Lisäksi pyydettiin vapaamuotoista palautetta asumisyksikön esihenkilöltä ja ohjaajilta. Havaintojen ja palautteen perusteella ryhmätoiminnan voidaan todeta olleen mielekästä ja rentouttavaa sekä asukkaiden itseilmaisua ja yhteisöllisyyttä vahvistavaa. Resilienssin vahvistumisen toteutumista ei voi yksiselitteisesti todeta, koska sille ei ole luotettavaa mittaria. Ryhmätoiminnan aikana tehtyjen havaintojen ja resilienssiä tukevien osatekijöiden välisiä yhteyksiä oli kuitenkin mahdollista havaita

The Role of Prior Knowledge and Students’ Perceptions in Learning of Biomedical Sciences

The present study investigates whether medical students’ prior knowledge and perceptions about basic biomedical sciences predict learning of these topics at early phases of the medical education. Participants (N = 115) were first year medical students at the University of Turku (Finland). The data consisted of a student perception questionnaire, entrance examination results, and the examination scores of the first year preclinical courses. Compared to the students having only education at the upper secondary school level (n = 58), the students with prior university studies in sciences (n = 57) performed better in the first year course examinations. Out of the four entrance examination subtests, only the subtest in biology predicted performance in the first year course examinations. In terms of students’ perceptions, the students rated the courses that dealt with the human body on microscopic or molecular level the least useful and the most difficult. Yet, the perception of usefulness had no effect on examination performance. The results emphasize the role prior knowledge especially in biology has for learning of medicine. Furthermore, the first year medical students seem to value topics that are more closely related to their everyday experiences and, therefore, perhaps less abstract. The courses on cellular and molecular levels were rated notably low with regard to usefulness. The relevance of cellular and molecular biology to medical profession should be communicated more clearly to the students. Furthermore, basic science topics may benefit from a more integrative pedagogical approach in which the biomedical concepts are conceptualized in diagnostic practice.</p

Изучение процессов дыхания у клинических антибиотикорезистентных штаммов стафилококков

54 staphylococcus strains with different resistance levels to a number of antibiotics have been extracted from the reproductive canal of women who had a miscarriage. The respiration activity of the selected cultures has been studied. Endogenic respiration processes in staphylococcus cells intensified in consequence of the development of antimicrobial medication resistance.Із репродуктивного тракту жінок, котрі не виношували вагітність, виділено 54 штами стафілококів із різним рівнем стійкості до ряду антибіотиків. Проведено дослідження дихальної активності у виділених культур. Показана інтенсифікація процесів ендогенного дихання клітин стафілококів у результаті розвитку стійкості до антимікробних препаратів.Із репродуктивного тракту жінок, котрі не виношували вагітність, виділено 54 штами стафілококів із різним рівнем стійкості до ряду антибіотиків. Проведено дослідження дихальної активності у виділених культур. Показана інтенсифікація процесів ендогенного дихання клітин стафілококів у результаті розвитку стійкості до антимікробних препаратів

Gata4 Is Required for Formation of the Genital Ridge in Mice

In mammals, both testis and ovary arise from a sexually undifferentiated precursor, the genital ridge, which first appears during mid-gestation as a thickening of the coelomic epithelium on the ventromedial surface of the mesonephros. At least four genes (Lhx9, Sf1, Wt1, and Emx2) have been demonstrated to be required for subsequent growth and maintenance of the genital ridge. However, no gene has been shown to be required for the initial thickening of the coelomic epithelium during genital ridge formation. We report that the transcription factor GATA4 is expressed in the coelomic epithelium of the genital ridge, progressing in an anterior-to-posterior (A-P) direction, immediately preceding an A-P wave of epithelial thickening. Mouse embryos conditionally deficient in Gata4 show no signs of gonadal initiation, as their coelomic epithelium remains a morphologically undifferentiated monolayer. The failure of genital ridge formation in Gata4-deficient embryos is corroborated by the absence of the early gonadal markers LHX9 and SF1. Our data indicate that GATA4 is required to initiate formation of the genital ridge in both XX and XY fetuses, prior to its previously reported role in testicular differentiation of the XY gonadHoward Hughes Medical Institut

Morphological abnormalities in gonads of the Baltic herring (Clupea harengus membras) in the northern Baltic Sea.

Reproductive disorders are a major environmental concern in the Baltic Sea, due to heavy anthropogenic influence and long- and short-term variations taking place in the natural environment. We report here an increasing prevalence of gonadal malformations in the Baltic herring (Clupea harengus membras),a key species of the Baltic ecosystem and important in commercial fishery.</p

Morphometric and gene expression analyses of stromal expansion during development of the bovine fetal ovary

During ovarian development stroma from the mesonephros penetrates and expands into the ovarian primordium and thus appears to be involved, at least physically, in the formation of ovigerous cords, follicles and surface epithelium. Cortical stromal development during gestation in bovine fetal ovaries (n = 27) was characterised by immunohistochemistry and by mRNA analyses. Stroma was identified by immunostaining of stromal matrix collagen type I and proliferating cells were identified by Ki67 expression. The cortical and medullar volume expanded across gestation, with the rate of cortical expansion slowing over time. During gestation, the proportion of stroma in the cortex and total volume in the cortex significantly increased (P  0.05). The expression levels of 12 genes out of 18 examined, including osteoglycin (OGN) and lumican (LUM), were significantly increased later in development (P < 0.05) and the expression of many genes was positively correlated with other genes and with gestational age. Thus, the rate of cortical stromal expansion peaked in early gestation due to cell proliferation, whilst late in development expression of extracellular matrix genes increased.M.D. Hartanti, A K. Hummitzsch, H.F. Irving-Rodgers, W.M. Bonner, K.J. Copping, R.A. Anderson, I.C. McMillen, V.E.A. Perry and R.J. Rodger