Modeling rhythmic patterns in the hippocampus

We investigate different dynamical regimes of neuronal network in the CA3 area of the hippocampus. The proposed neuronal circuit includes two fast- and two slowly-spiking cells which are interconnected by means of dynamical synapses. On the individual level, each neuron is modeled by FitzHugh-Nagumo equations. Three basic rhythmic patterns are observed: gamma-rhythm in which the fast neurons are uniformly spiking, theta-rhythm in which the individual spikes are separated by quiet epochs, and theta/gamma rhythm with repeated patches of spikes. We analyze the influence of asymmetry of synaptic strengths on the synchronization in the network and demonstrate that strong asymmetry reduces the variety of available dynamical states. The model network exhibits multistability; this results in occurrence of hysteresis in dependence on the conductances of individual connections. We show that switching between different rhythmic patterns in the network depends on the degree of synchronization between the slow cells.Comment: 10 pages, 9 figure

Developmental psychology: Parent responsiveness and its role in neurocognitive and socioemotional development of one-year-old preterm infants

Background. It has been demonstrated that preterm birth negatively affects the neurocognitive and socioemotional development of a child. It is therefore important to identify the factors that can decrease potential risks for atypical development in preterm infants. The social environment which surrounds a child is considered to be one such factor. We hypothesize that parent responsiveness positively influences the development of a preterm child. Objective. The purpose of this research is to reveal differences in the development of two one-year-old preterm children whose parents have exhibited opposite types of parent responsiveness. Design. Based on the analysis of video recordings of child-parent interactions, we identified two children whose parents registered opposite patterns of responsiveness. Parent responsiveness was measured based on Parent Responsiveness Markers Protocol methodology. The Bayley-III was used to assess the children's cognitive and socioemotional development. Results. We identified that the preterm child whose parent showed a high level of parental responsiveness had normative levels of neurocognitive development, socioemotional skills and adaptive behavior. The preterm child, whose parent showed a low level of parental responsiveness, scored lower on the Bayley-III. Conclusion. Preterm birth not only affects infant development, but also has a psychological impact on parents, evoking fear and anxiety for their child. This affects parental behavior and their responsiveness towards their child. This study showed that parent responsiveness has a positive effect on the neurocognitive and socioemotional development of a preterm child. Further research should focus on assessing the role of parent responsiveness in child development using a larger sample. © Lomonosov Moscow State University, 2019. Russian Psychological Society, 2019.19-513-92001\19The research was supported by the grant of the Russian Science Foundation RFBR № 19-513-92001\19

Via Hexagons to Squares in Ferrofluids: Experiments on Hysteretic Surface Transformations under Variation of the Normal Magnetic Field

We report on different surface patterns on magnetic liquids following the Rosensweig instability. We compare the bifurcation from the flat surface to a hexagonal array of spikes with the transition to squares at higher fields. From a radioscopic mapping of the surface topography we extract amplitudes and wavelengths. For the hexagon--square transition, which is complex because of coexisting domains, we tailor a set of order parameters like peak--to--peak distance, circularity, angular correlation function and pattern specific amplitudes from Fourier space. These measures enable us to quantify the smooth hysteretic transition. Voronoi diagrams indicate a pinning of the domains. Thus the smoothness of the transition is roughness on a small scale.Comment: 17 pages, 14 figure

Conformation of gem-diphenyl group in six-membered cyclic ethers of acids of sulfur, selenium, and arsenic

1. The sulfate, selenite, chloroarsenite, and bromoarsenite of 2,2-diphenyl-1,3-propanediol have been synthesized. 2. In the molecules of cyclic esters based on 2,2-diphenyl-l,3-propanediol, in the dissolved state, equivalent rotation of the phenyl groups relative to the ring symmetry plane is realized. © 1980 Plenum Publishing Corporation

Вплив L-aргініну на швидкість розрішення післяопераційного парезу кишечника у хворих з ургентною абдомінальною патологією

Background. Postoperative ileus is widespread in the postoperative period and occurs not only after extended operations on the abdominal cavity, retroperitoneal cavity, but also after minor surgical interventions, including laparoscopic operations [1, 2]. The aim of this study is to increase the effectiveness of intensive care after urgent abdominal surgeries by developing a drug correction for bowel motility disorders based on studying of the motor and evacuator function of the gastrointestinal tract, inflammatory markers, hemodynamic parameters and electrolyte blood composition. Materials and methods. 51 patients were examined, who underwent urgent surgical interventions with laparotomy access for infringed hernias, acute intestinal obstruction, perforation of duodenal ulcers. Depending on the variant of drug correction of postoperative intestinal motility disorder, patients were divided into 2 groups. The first (control) group (n = 27). In the postoperative period, the pharmacological correction of the motor-evacuator function of the gastrointestinal tract was performed by combining a solution of 0,5% metoclopramide and neostigmine bromide. The second (main) group (n = 24). In the postoperative period, the pharmacological correction of the motor-evacuator function of the gastrointestinal tract was performed by combining 0.5% metoclopramide solution and L-arginine (Tivortin, Yuriya-Farm, Ukraine). Motorevacuation disorders of the gastrointestinal tract (the frequency of development of bloating, nausea, vomiting, delay in the escape of gases, an independent moving of gases, measurement of intra-abdominal pressure), parameters of hemodynamics, the level of systolic, diastolic, mean arterial pressure, cardiac index, stroke volume, total peripheral vascular resistance, heart rate, minute volume of blood circulation and left ventricular power, markers of inflammation (leukocyte count, fibrinogen, IL-lα, TNFα, IL-10, calculation of leukocyte intoxication index, the study of electrolytes of blood serum (Na+, K+, Ca2+, Cl- ) were studied before and after 1st, 3rd and 7th days after the operation. Results. The use of L-arginine leads to a decrease in the phenomena of peripheral vasospasm, which, improving the microcirculation of the intestinal wall leads to a faster recovery of the motor-evacuation function of the gastrointestinal tract. With standard prokinetic therapy (combination of metoclopramide with neostigmine bromide), the number of patients with elevated intra-abdominal pressure increases in 92,1%, оn the second day after surgery, the number of patients with elevated intra-abdominal pressure exceeds the norm in 100%. The resumption of intestinal motility 3 days after the operation is accompanied by the normalization of intra-abdominal pressure in 55% of patients. Against the backdrop of the use of L-arginine with metoclopramide on day 1 after the operation, the number of patients with an increase in intra-abdominal pressure does not exceed 50%. 37,5% of them have elevated intra-abdominal pressure, 8,3% have abdominal hypertension of the 1st degree. On the second day of the observation, intraabdominal pressure in 41,7% patients normalized, abdominal hypertension of 1 degree was noted in 16,7%. of them. On the 3rd day after surgery, intra-abdominal pressure corresponded to the norm in 79,2% of patients, abdominal hypertension of 1st degree was registered in 8,3% of patients. Сonclusions. The use of a combination of metoclopramide with L-arginine reduces the stress on the myocardium, activates - anti-inflammatory link of the cytokine system, accelerates the normalization of intra-abdominal pressure, increases the rate of self-evacuation, independent defecation, and reduces the patients’ stay in the intensive care, which makes it possible to recommend it as the most optimal remedy for resuming motor activity intestines after urgent operations in abdominal surgery.Актуальность. Моторно-эвакуаторная дисфункция желудочно-кишечного тракта широко распространена в послеоперационном периоде и возникает не только после больших операций на брюшной полости, забрюшинном пространстве, но и после небольших по объему оперативных вмешательств, в том числе выполненных лапароскопически [1, 2]. Целью данного исследования является повышение эффективности интенсивной терапии после неотложных абдоминальных операций путем разработки медикаментозной коррекции нарушений моторики кишечника на основании изучения моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта, маркеров воспаления, показателей гемодинамики и электролитного состава крови. Материалы и методы. Обследовано 51 больных, которым проводились ургентные оперативные вмешательства лапаротомным доступом по поводу ущемленнных грыж, острой кишечной непроходимости, перфорации язв двенадцатиперстной кишки. В зависимости от варианта медикаментозной коррекции послеоперационного нарушения моторики кишечника пациенты были разделены на 2 группы. У больных первой (контрольной) группы (n=27) в послеоперационном периоде медикаментозная коррекция моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта проводилась комбинацией раствора метоклопрамида и неостигмина бромида. Больным второй (основной) группы (n = 24) в послеоперационном периоде медикаментозная коррекция моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта проводилась комбинацией раствора метоклопрамида и L-аргинина (Тивортин, “Юрия-Фарм”, Украина). Моторно-эвакуаторные нарушения желудочно-кишечного тракта (частоту развития вздутия живота, тошноту, рвоту, задержку отхождения газов, начало самостоятельного отхождения газов, измерение внутрибрюшного давления), параметры гемодинамики, уровень систолического, диастолического, среднего артериального давления, сердечный индекс, ударный объем, общее периферическое сосудистое сопротивление, частоту сердечных сокращений, минутный объем кровообращения, работу имощность левого желудочка, маркеры воспаления (уровень лейкоцитов, фибриногена, IL-lα, TNFα, IL-10, лейкоцитарный индекс интоксикации, уровень электролитов сыворотки крови (Na+ , K+ , Ca2+, Cl- ) изучали до и на 1, 3, 5 и 7 сутки после операции. Результаты. Применение L-аргинина уменьшало явления периферического вазоспазма, что за счёт улучшения микроциркуляции стенки кишки способствовало ускоренному восстановлению моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта. При стандартной прокинетической терапии (комбинация метоклопрамида с неостигмина бромидом) через 1 сутки после операции до 92,1% увеличивается количество больных с повышенным внутрибрюшным давлением, на 2 сутки после операции количество больных с повышенным внутрибрюшным давлением увеличивается до 100%. Возобновление моторики кишечника через 3 суток после операции сопровождается нормализацией внутрибрюшного давления у 55% больных. На фоне применения L-аргинина с метоклопрамидом в 1 сутки после операции количество больных с повышенным внутрибрюшым давлением не превышает 50%, из них 37,5% имеют повышенное внутрибрюшное давление, 8,3% – внутрибрюшную гипертензию 1 степени. На вторые сутки наблюдения у 41,7% больных внутрибрюшное давление нормализуется, внутрибрюшная гипертензия 1 степени отмечается у 16,7%. На 3 сутки после операции внутрибрюшное давление соответствует норме у 79,2% больных, внутрибрюшная гипертензия 1 степени регистрируется у 8,3% больных. Выводы. Использование комбинации метоклопрамида с L-аргинином уменьшает нагрузку на миокард, активизирует противовоспалительное звено цитокиновой системы, ускоряет нормализацию внутрибрюшного давления, увеличивает скорость самостоятельного отхождения газов и дефекации, сокращает пребывание пациентов в ОАИТ, что позволяет рекомендовать его в качестве наиболее оптимального варианта возобновления моторики кишечника после неотложных операций в абдоминальной хирургии.Актуальність. Моторно-евакуаторна дисфункція шлунково-кишкового тракту широко розповсюджена в післяопераційному періоді і виникає не тільки після великих операцій на черевній порожнині, заочеревиннному просторі, а й після невеликих за обсягом оперативних втручань, у тому числі виконаних лапароскопічно. Порушення моторики шлунка та кишечника зазвичай триває перші 3–5 діб після операції, що підвищує тривалість перебування в стаціонарі, летальність та вартість лікування [1, 2]. Мета дослідження. Підвищення ефективності інтенсивної терапії після невідкладних абдомінальних операцій шляхом розробки та обґрунтування медикаментозної корекції порушень моторики кишок на підставі вивчення моторно-евакуаторної функції шлунково-кишкового тракту, маркерів запалення, показників гемодинаміки та електролітного складу крові. Матеріали та методи. Обстежено 51 хворих, яким у КЗ “Дніпропетровська шоста міська клінічна лікарня” ДОР проводилися оперативні втручання лапаротомним доступом з приводу защемлених кил, гострої кишкової непрохідності, перфорації виразок 12-палої кишки з розлитим перитонітом. Залежно від варіанта медикаментозної корекції післяопераційного порушення моторики кишок хворих було поділено на дві групи. До 1 (контрольної) групи увійшло 27 пацієнтів. Тривалість оперативного втручання у хворих цієї групи становила 81,5 ± 29,0 хвилин. Медикаментозна корекція порушень моторно-евакуаторної функції шлунково-кишкового тракту у них проводилася комбінацією метоклопраміду та неостигміну броміду. До 2 (основної) групи увійшло 24 хворих, серед яких було 9 чоловіків і 15 жінок. Тривалість оперативного втручання складала 104,6 ± 48,3 хвилини. Хворим цієї групи медикаментозна корекція моторно-евакуаторної функції шлунково-кишкового тракту проводилася комбінацією розчину 0,5 % метоклопраміду та L-аргініну (Тівортін, “Юрія-Фарм”, Україна). Моторно-евакуаторні порушення шлунково-кишкового тракту, вимірювання внутрішньочеревного тиску, параметрів гемодинаміки, маркерів запалення здійстнювали до операції, через 1, 3 і 7 діб після неї. Прикінцевими результатами лікування були: тривалість перебування у BAIT та у стаціонарі, летальність у BAIT та у стаціонарі, строки відновлення самостійного відходження газів та відновлення самостійної дефекації. Кінцевою точкою дослідження була 28 доба після оперативного втручання, коли оцінювали якість життя за шкалою Rancho Los Amigos Scale (RLAS). Результати. До операції гострі хірургічні захворювання органів черевної порожнини супроводжуються моторно-евакуаторними розладами шлунково-кишкового тракту, помірною внутрішньочеревною гіпертензією, гемодинамічними змінами у вигляді підвищення роботи лівого шлуночка при зменшенні його потужності, збільшенням периферичного судинного опору на тлі зменшення ударного об’єму. В післяопераційному періоді стандартної стимуляції шлунково-кишкового тракту у більшості хворих порушення моторики шлунково-кишкового тракту досягають свого максимуму на 2–3 добу та супроводжуються підвищенням внутрішньочеревного тиску, наростаючим збільшенням судинного опору, підвищеною роботою лівого шлуночка при зменшеній його потужності та запальною відповіддю організму, яка зберігається понад 7 діб після операції. Прискорення відновлення перистальтики настає при включенні до терапії L-аргініну і супроводжується зменшенням постнавантаження, сталою роботою лівого шлуночка при збільшенні його потужності та прискореним розрішенням запальної відповіді організму