Effects of co-exposure to CS2 and noise on hearing and balance in rats: continuous versus intermittent CS2 exposures

Background: carbon disulfide (CS2) exacerbates the effect of noise on hearing, and disrupts the vestibular system. The goal of this study was to determine whether these effects are also observed with intermittent CS2 exposure. Methods: rats were exposed for 4 weeks (5 days/week, 6 h/day) to a band noise at 106 dB SPL either alone or combined with continuous (63 ppm or 250 ppm) or intermittent (15 min/h or 2 × 15 min/h at 250 ppm) CS2. Hearing function was assessed by measuring distortion product otoacoustic emissions (DPOAEs); balance was monitored based on the vestibulo-ocular reflex (VOR). Functional measurements were performed before, at the end of exposure and 4 weeks later. Histological analyses of the inner ear were also performed following exposure and after the 4-week recovery period. Results: the results obtained here confirmed that CS2 exposure exerts two differential temporary effects on hearing: (1) it attenuates the noise-induced DPOAE decrease below 6 kHz probably through action on the middle ear reflex when exposure lasts 15 min per hour, and (2) continuous exposure to 250 ppm for 6 h extends the frequency range affected by noise up to 9.6 kHz (instead of 6 kHz with noise alone). With regard to balance, the VOR was reversibly disrupted at the two highest doses of CS2 (2 × 15 min/h and continuous 250 ppm). No morphological alterations to the inner ear were observed. Conclusion: these results reveal that short periods of CS2 exposure can alter the sensitivity of the cochlea to noise at a dose equivalent to only 10 times the short-term occupational limit value, and intermittent exposure to CS2 (2 × 15 min/h) can alter the function of the vestibular system

Connectivité intracérébrale : organisation en situation de tâche cognitive et réorganisation après lésion

La majeure partie des études menées pour comprendre les aspects fonctionnels du cerveau se concentre sur la notion de spécialisation fonctionnelle c’est-à-dire qu’elles visent à identifier les « rôles » des différentes structures cérébrales et les ensembles de structures qui s’activent lors d’une tâche donnée. Partant de l’hypothèse que pour comprendre comment le cerveau génère les fonctions, l’architecture du réseau de structures est tout aussi important que l’identification des structures activées, nous avons choisi d’utiliser une approche basée sur l’étude de la connectivité intracérébrale afin d’appréhender la complexité des processus cognitifs en général et des systèmes de mémoire en particulier. Pour ce faire, nous avons caractérisé la connectivité intracérébrale induite lors de tâches de mémoire spatiale (« emplacement » et « indice ») et décrit son évolution au cours de l’apprentissage et à la suite d’une lésion de l’hippocampe. La comparaison de la connectivité fonctionnelle induite par chacune des deux stratégies a permis de mettre en évidence qu’alors que la stratégie « emplacement » induit la convergence de la connectivité vers l’hippocampe, l’utilisation de la stratégie « indice » coïncide avec la convergence de la connectivité des mêmes structures vers l’amygdale. Ces résultats nous mènent à penser qu’il serait possible d’établir des dissociations entre les systèmes de mémoire en se basant sur l’étude de leurs connectivités. Dans une deuxième partie, nous avons montré que la maîtrise de la tâche « emplacement » s’accompagnait d’une modification de la connectivité fonctionnelle. En effet, au cours de l’acquisition, l’hippocampe semble se désengager du réseau sous-tendant la procédure au profit du striatum. Enfin, la dernière partie de notre travail visait à caractériser la réorganisation du réseau neuronal associée aux phénomènes compensatoires post-lésionnels. Cette étude s’est appuyée sur des techniques d’analyses statistiques multivariées. Nous avons montré que la récupération comportementale observée suite à la lésion de l’hippocampe était couplée à l’établissement d’un nouveau réseau composé des cortex entorhinal, périrhinal, rétrosplénial, prélimbique, cingulaire, piriforme, visuel et somatosensoriel ainsi que du subiculum. L’ensemble de ces résultats suggère que les processus cognitifs reposent sur la formation de clusters fonctionnels dynamiques, décrits par des schémas de connectivité entre des structures cérébrales spécialisées.In order to understand the processes underlying memory systems, the first part of my PhD has concerned the way common cerebral structures differentially interact to sustain two different strategies tested in a spatial memory task, the water cross maze. The functional connectivity among these structures has been evaluated by using the matrices of correlation among the structure activities (revealed by counting the number of Zif 268 immunoreactive cells). We have observed a rearrangement of the functional connectivity according to the learning condition, what suggests that the activation of a memory system should be described as the focusing of functional connectivity toward the central structure of the system. My second aim has been to study the effect of brain injuries on the network supporting memory retrieval test inducing bilateral dorso-hippocampal lesions to mice. Though impaired during the first three days, lesioned-mice had the same level of performance than the sham-mice on the last day of behavioural training. Our recent studies have shown that structural equation modeling can accurately be used on low sample sizes. Therefore, we applied this method on imaging data to describe how the pattern of effective connectivity induced by learning is changed face to the lesion of the hippocampus. In other words we have shown that behavioural recuperation is coupled with a change in the pattern of connectivity. Although, this change in connectivity may be due to the use of a different strategy, this study gives an insight into understanding how decreasing cognitive resources due to age (or pathology) may be compensated

Connectivité intracérébrale : organisation en situation de tâche cognitive et réorganisation après lésion

La majeure partie des études menées pour comprendre les aspects fonctionnels du cerveau se concentre sur la notion de spécialisation fonctionnelle c’est-à-dire qu’elles visent à identifier les « rôles » des différentes structures cérébrales et les ensembles de structures qui s’activent lors d’une tâche donnée. Partant de l’hypothèse que pour comprendre comment le cerveau génère les fonctions, l’architecture du réseau de structures est tout aussi important que l’identification des structures activées, nous avons choisi d’utiliser une approche basée sur l’étude de la connectivité intracérébrale afin d’appréhender la complexité des processus cognitifs en général et des systèmes de mémoire en particulier. Pour ce faire, nous avons caractérisé la connectivité intracérébrale induite lors de tâches de mémoire spatiale (« emplacement » et « indice ») et décrit son évolution au cours de l’apprentissage et à la suite d’une lésion de l’hippocampe. La comparaison de la connectivité fonctionnelle induite par chacune des deux stratégies a permis de mettre en évidence qu’alors que la stratégie « emplacement » induit la convergence de la connectivité vers l’hippocampe, l’utilisation de la stratégie « indice » coïncide avec la convergence de la connectivité des mêmes structures vers l’amygdale. Ces résultats nous mènent à penser qu’il serait possible d’établir des dissociations entre les systèmes de mémoire en se basant sur l’étude de leurs connectivités. Dans une deuxième partie, nous avons montré que la maîtrise de la tâche « emplacement » s’accompagnait d’une modification de la connectivité fonctionnelle. En effet, au cours de l’acquisition, l’hippocampe semble se désengager du réseau sous-tendant la procédure au profit du striatum. Enfin, la dernière partie de notre travail visait à caractériser la réorganisation du réseau neuronal associée aux phénomènes compensatoires post-lésionnels. Cette étude s’est appuyée sur des techniques d’analyses statistiques multivariées. Nous avons montré que la récupération comportementale observée suite à la lésion de l’hippocampe était couplée à l’établissement d’un nouveau réseau composé des cortex entorhinal, périrhinal, rétrosplénial, prélimbique, cingulaire, piriforme, visuel et somatosensoriel ainsi que du subiculum. L’ensemble de ces résultats suggère que les processus cognitifs reposent sur la formation de clusters fonctionnels dynamiques, décrits par des schémas de connectivité entre des structures cérébrales spécialisées.In order to understand the processes underlying memory systems, the first part of my PhD has concerned the way common cerebral structures differentially interact to sustain two different strategies tested in a spatial memory task, the water cross maze. The functional connectivity among these structures has been evaluated by using the matrices of correlation among the structure activities (revealed by counting the number of Zif 268 immunoreactive cells). We have observed a rearrangement of the functional connectivity according to the learning condition, what suggests that the activation of a memory system should be described as the focusing of functional connectivity toward the central structure of the system. My second aim has been to study the effect of brain injuries on the network supporting memory retrieval test inducing bilateral dorso-hippocampal lesions to mice. Though impaired during the first three days, lesioned-mice had the same level of performance than the sham-mice on the last day of behavioural training. Our recent studies have shown that structural equation modeling can accurately be used on low sample sizes. Therefore, we applied this method on imaging data to describe how the pattern of effective connectivity induced by learning is changed face to the lesion of the hippocampus. In other words we have shown that behavioural recuperation is coupled with a change in the pattern of connectivity. Although, this change in connectivity may be due to the use of a different strategy, this study gives an insight into understanding how decreasing cognitive resources due to age (or pathology) may be compensated

Connectivité intracérébrale (organisation en situation de tâche cognitive et réorganisation après lésion)

La majeure partie des études menées pour comprendre les aspects fonctionnels du cerveau se concentre sur la notion de spécialisation fonctionnelle c est-à-dire qu elles visent à identifier les rôles des différentes structures cérébrales et les ensembles de structures qui s activent lors d une tâche donnée. Partant de l hypothèse que pour comprendre comment le cerveau génère les fonctions, l architecture du réseau de structures est tout aussi important que l identification des structures activées, nous avons choisi d utiliser une approche basée sur l étude de la connectivité intracérébrale afin d appréhender la complexité des processus cognitifs en général et des systèmes de mémoire en particulier. Pour ce faire, nous avons caractérisé la connectivité intracérébrale induite lors de tâches de mémoire spatiale ( emplacement et indice ) et décrit son évolution au cours de l apprentissage et à la suite d une lésion de l hippocampe. La comparaison de la connectivité fonctionnelle induite par chacune des deux stratégies a permis de mettre en évidence qu alors que la stratégie emplacement induit la convergence de la connectivité vers l hippocampe, l utilisation de la stratégie indice coïncide avec la convergence de la connectivité des mêmes structures vers l amygdale. Ces résultats nous mènent à penser qu il serait possible d établir des dissociations entre les systèmes de mémoire en se basant sur l étude de leurs connectivités. Dans une deuxième partie, nous avons montré que la maîtrise de la tâche emplacement s accompagnait d une modification de la connectivité fonctionnelle. En effet, au cours de l acquisition, l hippocampe semble se désengager du réseau sous-tendant la procédure au profit du striatum. Enfin, la dernière partie de notre travail visait à caractériser la réorganisation du réseau neuronal associée aux phénomènes compensatoires post-lésionnels. Cette étude s est appuyée sur des techniques d analyses statistiques multivariées. Nous avons montré que la récupération comportementale observée suite à la lésion de l hippocampe était couplée à l établissement d un nouveau réseau composé des cortex entorhinal, périrhinal, rétrosplénial, prélimbique, cingulaire, piriforme, visuel et somatosensoriel ainsi que du subiculum. L ensemble de ces résultats suggère que les processus cognitifs reposent sur la formation de clusters fonctionnels dynamiques, décrits par des schémas de connectivité entre des structures cérébrales spécialisées.In order to understand the processes underlying memory systems, the first part of my PhD has concerned the way common cerebral structures differentially interact to sustain two different strategies tested in a spatial memory task, the water cross maze. The functional connectivity among these structures has been evaluated by using the matrices of correlation among the structure activities (revealed by counting the number of Zif 268 immunoreactive cells). We have observed a rearrangement of the functional connectivity according to the learning condition, what suggests that the activation of a memory system should be described as the focusing of functional connectivity toward the central structure of the system. My second aim has been to study the effect of brain injuries on the network supporting memory retrieval test inducing bilateral dorso-hippocampal lesions to mice. Though impaired during the first three days, lesioned-mice had the same level of performance than the sham-mice on the last day of behavioural training. Our recent studies have shown that structural equation modeling can accurately be used on low sample sizes. Therefore, we applied this method on imaging data to describe how the pattern of effective connectivity induced by learning is changed face to the lesion of the hippocampus. In other words we have shown that behavioural recuperation is coupled with a change in the pattern of connectivity. Although, this change in connectivity may be due to the use of a different strategy, this study gives an insight into understanding how decreasing cognitive resources due to age (or pathology) may be compensated.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Histological analysis of vestibular explants to assess toxicity of chemicals

peer reviewedMany epidemiologic and experimental studies have shown that occupational exposures to aromatic solvents can induce hearing deficits in both humans and laboratory rodents. Although the end-organ of balance, the vestibular labyrinth, is in the inner ear, and has morphological and functional similarities with the cochlea, no information is available on the adverse effects of solvents on this receptor. However, epidemiological data suggest that solvent exposure can generate balance disorders, which might increase the risk of falls. In this paper, we describe the methods for assessing peripheral vestibulotoxicity using cultured vestibular samples (utricles and ampullae) collected from newborn rats. After a few days in culture, these sensory tissues become spheres filled with endolymph, which we call “cysts”. Endolymphatic potassium concentration measurements and histopathological observations were performed to understand the toxic mechanisms and identify the cellular targets of a chemical exposure, an aromatic solvent in this case. The model was tested using molecules with known effects: ouabain, a blocker of Na+/K+ ATPase pumps, gentamicin, a cytotoxic antibiotic for vestibular hair cells, and finally styrene, an aromatic solvent used in industry with well-known cochleotoxic properties

Study of potential transfer of aluminum to the brain via the olfactory pathway

International audienceMany employees in the aluminum industry are exposed to a range of aluminum compounds by inhalation, and the presence of ultrafine particles in the workplace has become a concern to occupational health professionals. Some metal salts and metal oxides have been shown to enter the brain through the olfactory route, bypassing the blood-brain barrier, but few studies have examined whether aluminum compounds also use this pathway. In this context, we sought to determine whether aluminum was found in rat olfactory bulbs and whether its transfer depended on physicochemical characteristics such as solubility and granulometry. Aluminum salts (chloride and fluoride) and various nanometric aluminum oxides (13 nm, 20 nm and 40–50 nm) were administered to rats by intranasal instillation through one nostril (10 μg Al/30 μL for 10 days). Olfactory bulbs (ipsilateral and contralateral relative to instilled nostril) were harvested and the aluminum content was determined by graphite furnace atomic absorption spectrometry after tissue mineralization. Some transfer of aluminum salts to the central nervous system via the olfactory route was observed, with the more soluble aluminum chloride being transferred at higher levels than aluminum fluoride. No cerebral translocation of any of the aluminas studied was detected.De nombreux salariés de l'industrie de l'aluminium sont exposés à de nombreux composés contenant de l'aluminium par inhalation et la présence de particules ultrafines sur le lieu de travail est devenue une préoccupation pour les professionnels de la santé au travail. Certains travaux ont montré que des sels de métaux et oxydes métalliques pouvaient pénétrer dans le cerveau par la voie olfactive en court-circuitant la barrière hémato-encéphalique, mais peu d'études ont cherché à savoir si les composés de l’aluminium empruntaient également cette voie. Dans ce contexte, cette étude vise à déterminer si l'aluminium pouvait migrer dans les bulbes olfactifs de rat et si ce transfert dépendait des caractéristiques physico-chimiques telles que la solubilité et la granulométrie. Les sels d'aluminium (chlorure et fluorure) et divers oxydes d'aluminium sous forme nanométrique (13 nm, 20 nm et 40-50 nm) ont été administrés à des rats par instillation intranasale (10 ìg Al / 30 microL pendant 10 jours). Les bulbes olfactifs (ipsilatéral et contralatéral par rapport à la narine instillée) ont été collectés et la concentration en aluminium a été déterminée par spectrométrie d'absorption atomique à four graphite après minéralisation des tissus. Il a été montré que les sels d’aluminium migraient vers le système nerveux central via la voie olfactive et que le chlorure d'aluminium, sel plus soluble le faisait davantage que le fluorure d'aluminium. Aucune translocation cérébrale des alumines étudiées n'a été mise en évidence

Molecular heterogeneity of glioblastomas: does location matter?

International audienceGlioblastomas in adults are highly heterogeneous tumors that can develop throughout the brain. To date no predictive-location marker has been identified. We previously derived two glioblastoma cell lines from cortical and periventricular locations and demonstrated distinct transcriptomic profiles. Based on these preliminary results, the aim of this study was to correlate glioblastoma locations with the expression of ten selected genes (VEGFC, FLT4, MET, HGF, CHI3L1, PROM1, NOTCH1, DLL3, PDGFRA, BCAN). Fifty nine patients with newly diagnosed glioblastomas were retrospectively included. Tumors were classified into cortical and periventricular locations, which were subsequently segregated according to cerebral lobes involved: cortical fronto-parietal (C-FP), cortical temporal (C-T), periventricular fronto-parietal (PV-FP), periventricular temporal (PV-T), and periventricular occipital (PV-O). Gene expression levels were determined using RT-qPCR. Compared to cortical glioblastomas, periventricular glioblastomas were characterized by a higher expression of two mesenchymal genes, VEGFC (p = 0.001) and HGF (p = 0.001). Among cortical locations, gene expressions were homogeneous. In contrast, periventricular locations exhibited distinct expression profiles. PV-T tumors were associated with higher expression of two proneural and cancer stem cell genes, NOTCH1 (p = 0.028) and PROM1 (p = 0.033) while PV-FP tumors were characterized by high expression of a mesenchymal gene, CHI3L1 (p = 0.006). Protein expression of NOTCH1 was correlated with RNA expression levels. PV-O glioblastomas were associated with lower expression of VEGFC (p = 0.032) than other periventricular locations, whereas MET overexpression remained exceptional. These data suggest a differential gene expression profile according to initial glioblastoma location

Combining two repurposed drugs as a promising approach for Alzheimer's disease therapy

International audienc

Méthodes d’enregistrement des données en archéologie

L’archéologie nécessite des méthodes d’enregistrement rigoureuses qui sont la base de l’approche scientifique de l’étude d’un site et de la construction d’un corpus. Comment doit-on enregistrer les données archéologiques ? Quelles sont les méthodes à notre disposition pour réaliser cette tâche sur le terrain et en laboratoire ? Cette publication fait suite à la 13e journée doctorale d’archéologie dont l’objectif était de débattre et de discuter autour de ces questions. Les communications et posters ont porté à la fois sur les différentes méthodes de fouilles et sur l’enregistrement des données, en laboratoire et sur le terrain, ainsi que sur leur partage. Les interventions ont mis en avant l’utilisation des nouvelles technologies pour l’enregistrement des données de terrain et de bases de données pour l’homogénéisation de la documentation de fouilles anciennes et récentes. Les cas d’étude présentés montrent également l’intérêt du partage de données en archéologie pour développer des approches pluridisciplinaires et complémentaires.Archaeology requires rigorous recording methods that are the basis of a scientific approach to the analysis of an archaeological site and for the construction of a suitable corpus. How should archaeological data be recorded? Which methods are available to perform it during the excavation and in the following laboratory analysis? This publication follows the 13th PhD day in archaeology centred around the debate and the discussion on these questions. Talks and posters covered both the different excavation methods and the archaeological data saving and registration, both in the laboratory and in the archaeological sites. The interventions highlighted the use of new technologies for recording field data and databases to homogenize past and recent archaeological documentation. The cases of study presented highlight the importance of sharing archaeological data and encourage to develop multidisciplinary and complementary approaches