Impaired CO2 sensitivity of astrocytes in a mouse model of Rett syndrome

Rett syndrome is a prototypical neurological disorder characterised by abnormal breathing pattern and reduced ventilatory CO2 sensitivity. Medullary astrocytes are a crucial component of central CO2 /pH chemosensitivity. This study tested the hypotheses that methyl-CpG-binding protein 2 (MeCP2) deficient medullary astrocytes are (i) unable to produce/release appropriate amounts of lactate, and/or (ii) unable to sense changes in PCO2/[H(+) ]. We found no differences in tonic or hypoxia-induced release of lactate from the ventral surface of the medulla oblongata or cerebral cortex between MeCP2-knockout and wild-type mice. Respiratory acidosis triggered robust [Ca(2+) ]i responses in wild-type astrocytes residing near the ventral surface of the medulla oblongata. CO2 -induced [Ca(2+) ]i responses in astrocytes were dramatically reduced in conditions of MeCP2 deficiency. These data suggest that (i) 'metabolic' function of astrocytes in releasing lactate into the extracellular space is not affected by MeCP2 deficiency, and (ii) MeCP2 deficiency impairs the ability of medullary astrocytes to sense changes in PCO2/[H(+) ]

The Politics of Federal Transfers in Putin’s Russia:Regional Competition, Lobbying and Federal Priorities

Most studies of intergovernmental financial flows in the Russian Federation focus on the federal center’s decision-making in determining the direction of these flows. Anecdotal evidence, however, suggests that regional governments employ a variety of tools and strategies to compete over federal transfers. This study uses data on federal transfers during 2002–2012 to examine the factors associated with the politically sensitive share of such transfers occurring in this period. The key findings highlight the importance of administrative capacity and the value of attracting attention from, as well as cultivating relations with, federal officials for shaping decision-making on the distribution of federal transfers. We discuss some specific strategies used by more successful regional governments in attracting additional federal funds

Subnational State Capacity in Russia:The Implementation of the 2012 Presidential “May Decrees”

Our study of the implementation of the 2012 presidential “May Decrees” in Russia’s regions shows that, even though the political system is highly centralized and authoritarian, the administrative capacity of the state is low and there are wide variations in the execution of the decrees across the Federation. One important factor that has negatively impacted state capacity is the weakness of formal institutions and the dominance of informal over formal politics. The personal ties of regional governors to policymakers at the center and their administrative competence, coupled with the level of cohesion of the regional elite, are the most important determinants of the state’s subnational capacity

Functional Oxygen Sensitivity of Astrocytes

In terrestrial mammals, the oxygen storage capacity of the CNS is limited, and neuronal function is rapidly impaired if oxygen supply is interrupted even for a short period of time. However, oxygen tension monitored by the peripheral (arterial) chemoreceptors is not sensitive to regional CNS differences in partial pressure of oxygen (PO2 ) that reflect variable levels of neuronal activity or local tissue hypoxia, pointing to the necessity of a functional brain oxygen sensor. This experimental animal (rats and mice) study shows that astrocytes, the most numerous brain glial cells, are sensitive to physiological changes in PO2 . Astrocytes respond to decreases in PO2 a few millimeters of mercury below normal brain oxygenation with elevations in intracellular calcium ([Ca(2+)]i). The hypoxia sensor of astrocytes resides in the mitochondria in which oxygen is consumed. Physiological decrease in PO2 inhibits astroglial mitochondrial respiration, leading to mitochondrial depolarization, production of free radicals, lipid peroxidation, activation of phospholipase C, IP3 receptors, and release of Ca(2+) from the intracellular stores. Hypoxia-induced [Ca(2+)]i increases in astrocytes trigger fusion of vesicular compartments containing ATP. Blockade of astrocytic signaling by overexpression of ATP-degrading enzymes or targeted astrocyte-specific expression of tetanus toxin light chain (to interfere with vesicular release mechanisms) within the brainstem respiratory rhythm-generating circuits reveals the fundamental physiological role of astroglial oxygen sensitivity; in low-oxygen conditions (environmental hypoxia), this mechanism increases breathing activity even in the absence of peripheral chemoreceptor oxygen sensing. These results demonstrate that astrocytes are functionally specialized CNS oxygen sensors tuned for rapid detection of physiological changes in brain oxygenation. Significance statement: Most, if not all, animal cells possess mechanisms that allow them to detect decreases in oxygen availability leading to slow-timescale, adaptive changes in gene expression and cell physiology. To date, only two types of mammalian cells have been demonstrated to be specialized for rapid functional oxygen sensing: glomus cells of the carotid body (peripheral respiratory chemoreceptors) that stimulate breathing when oxygenation of the arterial blood decreases; and pulmonary arterial smooth muscle cells responsible for hypoxic pulmonary vasoconstriction to limit perfusion of poorly ventilated regions of the lungs. Results of the present study suggest that there is another specialized oxygen-sensitive cell type in the body, the astrocyte, that is tuned for rapid detection of physiological changes in brain oxygenation

Оцінка можливостей комбінованої системи синхронізації з розімкнутим зв’язком до мінімізації дисперсії фазової помилки при стеженні за несучою частотою в умовах впливу аддитивного гаусівського шуму

The object of the article is the process of evaluating the possibilities of a combined synchronization system with open (compensating) connection to minimize the phase error variance under the influence of additive Gaussian noise.The issue of improving the quality of the phase synchronization system is a constant topical scientific task and in a number of studies is solved by including the method of developing mathematical models and creating on their basis the appropriate optimal schemes for building these systems. The final stage of development and implementation of such mathematical models in technical solutions and synchronization schemes based on them is the assessment of the limit possibilities of these schemes to minimize the variance of the phase error in different types of noiseThe paper evaluates the possibilities of a combined synchronization system with open (compensating) connection to minimize the phase error dispersion under the influence of additive Gaussian noise by selecting the parameters of the components of the circuit of this connection.In order to evaluate the work, mathematical dependencies have been developed and refined, which allow to determine the variance of the phase error under the influence of additive Gaussian noise and the corresponding algorithm for its determination is presented.The evaluation results presented in the work showed that the value of the error variance for the combined synchronization system is much smaller than for the closed synchronization system with any choice of the parameters of the latter. The effect of reducing the phase error variance by introducing a broken link at a given level of influence depends on the noise signal level and the phase modulation index of the input signal. When using as a simple broken link a frequency discriminator included in the circuit of the combined synchronization system in parallel, the minimum dispersion of the phase error when the noise level rises to a certain critical limit is limited and this broken link loses its effectiveness.Объектом исследования является процесс оценки возможностей комбинированной системы синхронизации с разомкнутой (компенсирующей) связью по минимизации дисперсии фазовой ошибки в условиях воздействия аддитивного гауссовского шума. Вопросы повышения качества функционирования системы фазовой синхронизации являются постоянными важными научными задачами и в ряде исследований решаются методом разработки математических моделей и созданием на их основе соответствующих оптимальных схем построения указанных систем. Конечным этапом разработки и внедрения таких математических моделей в технические решения и построенных на их основе схем синхронизации является оценка предельных возможностей указанных схем по минимизации дисперсии фазовой ошибки в условиях различных видов шумов.В работе проведена оценка возможностей комбинированной системы синхронизации с разомкнутой (компенсирующей) связью по минимизации дисперсии фазовой ошибки в условиях воздействия аддитивного гауссовского шума путем подбора параметров составляющих элементов схемы построения данной связи. Для этого разработаны и уточнены математические зависимости, позволяющие определить дисперсию фазовой ошибки в условиях воздействия аддитивного гауссовского шума и подан соответствующий алгоритм ее определения.Представленные в работе результаты оценки показали, что величина дисперсии ошибки для комбинированной системы синхронизации значительно меньше, чем для замкнутой системы синхронизации при любом выборе параметров последней. Эффект уменьшения дисперсии фазовой ошибки за счет введения разомкнутой связи по заданному уровню влияния зависит от уровня сигнала шума и от индекса модуляции фазы входного сигнала. При применении в качестве простой разомкнутой связи частотного дискриминатора, включенного в схему комбинированной системы синхронизации параллельно, минимальная дисперсия фазовой ошибки при росте уровня шума до определенной критической точки имеет ограничения. А данная разомкнутая связь теряет свою эффективность.Об’єктом дослідження є процес оцінки можливостей комбінованої системи синхронізації з розімкнутим (компенсуючим) зв’язком щодо мінімізації дисперсії фазової помилки в умовах впливу адитивного гаусівського шуму. Питання підвищення якості функціонування системи фазової синхронізації є постійними важливими науковим завданнями і в ряді досліджень вирішуються методом розробки математичних моделей та створенням на їх основі відповідних оптимальних схем побудови вказаних систем. Кінцевим етапом розробки та впровадження таких математичних моделей в технічні рішення та побудованих на їх основі схем синхронізації є оцінка граничних можливостей вказаних схем щодо мінімізації дисперсії фазової помилки в умовах різних видів шумів.В роботі проведено оцінку можливостей комбінованої системи синхронізації з розімкнутим (компенсуючим) зв’язком щодо мінімізації дисперсії фазової помилки в умовах впливу адитивного гаусівського шуму шляхом підбору параметрів складових елементів схеми побудови даного зв’язку. Для цього розроблені та уточнені математичні залежності, що дозволяють визначити дисперсію фазової помилки в умовах впливу адитивного гаусівського шуму та подано відповідний алгоритм її визначення.Подані в роботу результати оцінки показали, що величина дисперсії помилки для комбінованої системи синхронізації значно менша, ніж для замкнутої системи синхронізації при будь-якому виборі параметрів останньої. Ефект зменшення дисперсії фазової помилки за рахунок введення розірваного зв’язку по заданому рівню впливу залежить від рівня сигналу шуму та від індексу модуляції фази вхідного сигналу. При застосуванні в якості простого розірваного зв’язку частотного дискримінатора, включеного в схему комбінованої системи синхронізації паралельно, мінімальна дисперсія фазової помилки при рості рівня шуму до певної критичної межі має обмеження. А даний розірваний зв'язок втрачає свою ефективність

Оцінка можливостей комбінованої системи синхронізації з розімкнутим зв’язком до мінімізації дисперсії фазової помилки при стеженні за несучою частотою в умовах впливу аддитивного гаусівського шуму

The object of the article is the process of evaluating the possibilities of a combined synchronization system with open (compensating) connection to minimize the phase error variance under the influence of additive Gaussian noise.The issue of improving the quality of the phase synchronization system is a constant topical scientific task and in a number of studies is solved by including the method of developing mathematical models and creating on their basis the appropriate optimal schemes for building these systems. The final stage of development and implementation of such mathematical models in technical solutions and synchronization schemes based on them is the assessment of the limit possibilities of these schemes to minimize the variance of the phase error in different types of noiseThe paper evaluates the possibilities of a combined synchronization system with open (compensating) connection to minimize the phase error dispersion under the influence of additive Gaussian noise by selecting the parameters of the components of the circuit of this connection.In order to evaluate the work, mathematical dependencies have been developed and refined, which allow to determine the variance of the phase error under the influence of additive Gaussian noise and the corresponding algorithm for its determination is presented.The evaluation results presented in the work showed that the value of the error variance for the combined synchronization system is much smaller than for the closed synchronization system with any choice of the parameters of the latter. The effect of reducing the phase error variance by introducing a broken link at a given level of influence depends on the noise signal level and the phase modulation index of the input signal. When using as a simple broken link a frequency discriminator included in the circuit of the combined synchronization system in parallel, the minimum dispersion of the phase error when the noise level rises to a certain critical limit is limited and this broken link loses its effectiveness.Объектом исследования является процесс оценки возможностей комбинированной системы синхронизации с разомкнутой (компенсирующей) связью по минимизации дисперсии фазовой ошибки в условиях воздействия аддитивного гауссовского шума. Вопросы повышения качества функционирования системы фазовой синхронизации являются постоянными важными научными задачами и в ряде исследований решаются методом разработки математических моделей и созданием на их основе соответствующих оптимальных схем построения указанных систем. Конечным этапом разработки и внедрения таких математических моделей в технические решения и построенных на их основе схем синхронизации является оценка предельных возможностей указанных схем по минимизации дисперсии фазовой ошибки в условиях различных видов шумов.В работе проведена оценка возможностей комбинированной системы синхронизации с разомкнутой (компенсирующей) связью по минимизации дисперсии фазовой ошибки в условиях воздействия аддитивного гауссовского шума путем подбора параметров составляющих элементов схемы построения данной связи. Для этого разработаны и уточнены математические зависимости, позволяющие определить дисперсию фазовой ошибки в условиях воздействия аддитивного гауссовского шума и подан соответствующий алгоритм ее определения.Представленные в работе результаты оценки показали, что величина дисперсии ошибки для комбинированной системы синхронизации значительно меньше, чем для замкнутой системы синхронизации при любом выборе параметров последней. Эффект уменьшения дисперсии фазовой ошибки за счет введения разомкнутой связи по заданному уровню влияния зависит от уровня сигнала шума и от индекса модуляции фазы входного сигнала. При применении в качестве простой разомкнутой связи частотного дискриминатора, включенного в схему комбинированной системы синхронизации параллельно, минимальная дисперсия фазовой ошибки при росте уровня шума до определенной критической точки имеет ограничения. А данная разомкнутая связь теряет свою эффективность.Об’єктом дослідження є процес оцінки можливостей комбінованої системи синхронізації з розімкнутим (компенсуючим) зв’язком щодо мінімізації дисперсії фазової помилки в умовах впливу адитивного гаусівського шуму. Питання підвищення якості функціонування системи фазової синхронізації є постійними важливими науковим завданнями і в ряді досліджень вирішуються методом розробки математичних моделей та створенням на їх основі відповідних оптимальних схем побудови вказаних систем. Кінцевим етапом розробки та впровадження таких математичних моделей в технічні рішення та побудованих на їх основі схем синхронізації є оцінка граничних можливостей вказаних схем щодо мінімізації дисперсії фазової помилки в умовах різних видів шумів.В роботі проведено оцінку можливостей комбінованої системи синхронізації з розімкнутим (компенсуючим) зв’язком щодо мінімізації дисперсії фазової помилки в умовах впливу адитивного гаусівського шуму шляхом підбору параметрів складових елементів схеми побудови даного зв’язку. Для цього розроблені та уточнені математичні залежності, що дозволяють визначити дисперсію фазової помилки в умовах впливу адитивного гаусівського шуму та подано відповідний алгоритм її визначення.Подані в роботу результати оцінки показали, що величина дисперсії помилки для комбінованої системи синхронізації значно менша, ніж для замкнутої системи синхронізації при будь-якому виборі параметрів останньої. Ефект зменшення дисперсії фазової помилки за рахунок введення розірваного зв’язку по заданому рівню впливу залежить від рівня сигналу шуму та від індексу модуляції фази вхідного сигналу. При застосуванні в якості простого розірваного зв’язку частотного дискримінатора, включеного в схему комбінованої системи синхронізації паралельно, мінімальна дисперсія фазової помилки при рості рівня шуму до певної критичної межі має обмеження. А даний розірваний зв'язок втрачає свою ефективність

Development of methods for the assessment of vulnerability of the receiver input of free-space optical communication from the effects of radiation, as the effects of the destruction of radiation hazardous objects

Object of research: Free-space optical communication (FSO). Investigated problem: Significant advantages of free-space optical communication in comparison with the existing networks of useful data transmission justify their use in various complex environmental conditions, which require the organization of fast and reliable digital communication when it is impossible or limitation to use wired or radio lines. Main scientific results: One of the factors that can considerably affect the FSO efficiency is radioactive radiation produced by various sources and phenomena of ionizing effects. In the research the issues of the assessment of the vulnerability of the FSO receivers of input signal from the effects of gamma radiation are directly considered. The analysis of the design of the receiving path of the input signal of FSO is conducted and the list and the partial attenuation coefficients of radioactive radiation by the FSO components that separate the receiver of input signal from the external environment are determined. The area of practical use of research results: The methods has been developed and with its help the assessment of the vulnerability of the FSO receivers of input signal from the effects of gamma radiation, as the effects of the destruction of the radiation-hazardous object has been conducted. Innovative technological product: The nature of the influence of gamma radiation as the effects of the destruction of the radiation-hazardous object on the FSO receiver of input signal is determined. Scope of application of an innovative technological product: The results allow to develop a set of measures aimed at reducing the effects of gamma radiation, as the effects of the destruction of the radiation-hazardous object, on the FSO efficiency