15 research outputs found

    High- and low-conductance NMDA receptors are present in layer 4 spiny stellate and layer 2/3 pyramidal neurons of mouse barrel cortex

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    NMDA receptors are ion channels activated by the neurotransmitter glutamate in the mammalian brain and are important in synaptic function and plasticity, but are also found in extrasynaptic locations and influence neuronal excitability. There are different NMDA receptor subtypes which differ in their single-channel conductance. Recently, synaptic plasticity has been studied in mouse barrel cortex, the primary sensory cortex for input from the animal's whiskers. Pharmacological data imply the presence of low-conductance NMDA receptors in spiny stellate neurons of cortical layer 4, but of high-conductance NMDA receptors in pyramidal neurons of layer 2/3. Here, to obtain complementary electrophysiological information on the functional NMDA receptors expressed in layer 4 and layer 2/3 neurons, single NMDA receptor currents were recorded with the patch-clamp method. Both cell types were found to contain high-conductance as well as low-conductance NMDA receptors. The results are consistent with the reported pharmacological data on synaptic plasticity, and with previous claims of a prominent role of low-conductance NMDA receptors in layer 4 spiny stellate neurons, including broad integration, amplification and distribution of excitation within the barrel in response to whisker stimulation, as well as modulation of excitability by ambient glutamate. However, layer 4 cells also expressed high-conductance NMDA receptors. The presence of low-conductance NMDA receptors in layer 2/3 pyramidal neurons suggests that some of these functions may be shared with layer 4 spiny stellate neurons

    Matter Wave Turbulence: Beyond Kinetic Scaling

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    Turbulent scaling phenomena are studied in an ultracold Bose gas away from thermal equilibrium. Fixed points of the dynamical evolution are characterized in terms of universal scaling exponents of correlation functions. The scaling behavior is determined analytically in the framework of quantum field theory, using a nonperturbative approximation of the two-particle irreducible effective action. While perturbative Kolmogorov scaling is recovered at higher energies, scaling solutions with anomalously large exponents arise in the infrared regime of the turbulence spectrum. The extraordinary enhancement in the momentum dependence of long-range correlations could be experimentally accessible in dilute ultracold atomic gases. Such experiments have the potential to provide insight into dynamical phenomena directly relevant also in other present-day focus areas like heavy-ion collisions and early-universe cosmology.Comment: 18 pages, 2 figure

    Fluctuation analysis in nonstationary conditions: single Ca channel current in cortical pyramidal neurons

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    Fluctuation analysis is a method which allows measurement of the single channel current of ion channels even when it is too small to be resolved directly with the patch clamp technique. This is the case for voltage-gated Ca2+ channels (VGCCs). They are present in all mammalian central neurons, controlling presynaptic release of transmitter, postsynaptic signaling and synaptic integration. The amplitudes of their single channel currents in a physiological concentration of extracellular Ca2+, however, are small and not well determined. But measurement of this quantity is essential for estimating numbers of functional VGCCs in the membrane and the size of channel-associated Ca2+ signaling domains, and for understanding the stochastic nature of Ca2+ signaling. Here, we recorded the VGCC current in nucleated patches from layer 5 pyramidal neurons in rat neocortex, in physiological external Ca2+ (1-2 mM). The ensemble-averaging of current responses required for conventional fluctuation analysis proved impractical because of the rapid rundown of VGCC currents. We therefore developed a more robust method, using mean current fitting of individual current responses and band-pass filtering. Furthermore, voltage ramp stimulation proved useful. We validated the accuracy of the method by analyzing simulated data. At an external Ca2+ concentration of 1 mM, and a membrane potential of -20 mV, we found that the average single channel current amplitude was about 0.04 pA, increasing to 0.065 pA at 2 mM external Ca2+, and 0.12 pA at 5 mM. The relaxation time constant of the fluctuations was in the range 0.2-0.8 ms. The results are relevant to understanding the stochastic properties of dendritic Ca2+ spikes in neocortical layer 5 pyramidal neurons. With the reported method, single channel current amplitude of native VGCCs can be resolved accurately despite conditions of unstable rundown

    Análise de timol em cera de abelha por micro-extracção em fase sólida (SPME)

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    A aplicação contínua de acaricídas lipofílicos sintéticos no tratamento das abelhas conduz a uma acumulação que depende da frequência, lipofilicidade e quantidade de princípio activo utilizada. Este efeito é mais acentuado na cera de abelha que no mel, no entanto, e porque a persistência destes resíduos é elevada, provoca o aparecimento de resistências e a perda do seu efeito acaricida.[1] Esta razão levou à pesquisa de outros compostos alternativos não tóxicos e não persistentes, com efeito sobre o ácaro das abelhas, Varroa Jacobsoni. Entre estes compostos encontra-se o timol, um composto fenólico, volátil, presente no tomilho. Dos diversos componentes dos óleos essenciais este é sem dúvida o que demonstrou maior efeito acaricida, utilizando-se no tratamento das abelhas directamente ou como componente de diversas formulações.[2] Em Portugal, foi introduzido muito recentemente sob a forma comercial de APIGUARD: um gel, à base de timol, que controla termicamente a libertação do princípio activo. O controlo dos resíduos de timol na cera de abelha e no mel é assim um desafio actual quer do ponto de vista sanitário quer de qualidade alimentar. A micro-extracção em fase sólida (SPME) é uma técnica de preparação de amostras que se baseia na sorção de analítos no revestimento de uma fibra de sílica fundida e posterior desorção térmica no injector de um cromatógrafo em fase gasosa (GC). Para além de combinar num único processo etapas de extracção, purificação e concentração dos analitos, a técnica de SPME apresenta uma série de vantagens relativamente às técnicas de extracção convencionais, como a extracção líquido-líquido e extracção em fase sólida, nomeadamente a sua relativa simplicidade e rapidez, reduzido custo e não utilização de solventes para a extracção de analitos, para além de permitir a extracção por imersão directa na amostra gasosa ou líquida e extracção por amostragem do espaço-de-cabeça da amostra líquida ou sólida.[3] Ao contrário das técnicas tradicionais, que permitem uma extracção quantitativa dos analitos, a técnica de SPME baseia-se num equilíbrio de partição do analito. Esta particularidade torna a técnica de SPME bastante sensível a parâmetros experimentais que possam afectar os coeficientes de partição dos analitos e, consequentemente, a sensibilidade e reprodutibilidade dos resultados.[4] O objectivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia para a análise de timol em ceras contaminadas, utilizando como padrão interno a benzofenona. Em primeiro lugar, procedeu-se à optimização da técnica através da determinação da quantidade de cera, temperatura de análise e período de contacto da fibra com o espaço-de-cabeça da amostra mais adequados para o caso em estudo. Numa segunda fase, procedeu-se à análise de diversas lâminas de cera contaminadas propositadamente com timol e sujeitas a diferentes condições de armazenamento: em frio, ao ar e em estufa. Finalmente, procedeu-se à construção da curva de calibração e quantificação do timol presente nas diversas amostras de cera analisadas. Considerando-se os resultados, para os níveis de contaminação avaliados, as condições analíticas mais adequadas ocorrem com a utilização de 1 g de cera, mantendo-se a fibra em contacto com o espaço-de-cabeça durante 40 minutos a uma temperatura de 60 ºC. Nestas condições experimentais foi possível obter uma boa correlação linear (r2=0,990) no intervalo de concentrações [3,5-14 mg/g]. A quantidade de timol encontrada nas amostras é significativamente inferior à colocada durante o processo de fabrico das lâminas, pelo que o processo de conservação não é o mais adequado, sendo evidente uma menor quantidade de timol quando a lâmina de cera é colocada na estufa

    On the Boundary Conformal Field Theory Approach to Symmetry-Resolved Entanglement

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    We study the symmetry resolution of the entanglement entropy of an interval in two-dimensional conformal field theories (CFTs), by relating the bipartition to the geometry of an annulus with conformal boundary conditions. In the presence of extended symmetries such as Kac-Moody type current algebrae, symmetry resolution is possible only if the boundary conditions on the annulus preserve part of the symmetry group, i.e. if the factorization map associated with the spatial bipartition is compatible with the symmetry in question. The partition function of the boundary CFT (BCFT) is then decomposed in terms of the characters of the irreducible representations of the symmetry group preserved by the boundary conditions. We demonstrate that this decomposition already provides the symmetry resolution of the entanglement spectrum of the corresponding bipartition. Considering the various terms of the partition function associated with the same representation, or charge sector, the symmetry-resolved R\'enyi entropies can be derived to all orders in the UV cutoff expansion without the need to compute the charged moments. We apply this idea to the theory of a free massless boson with U(1)U(1), R\mathbb{R} and Z2\mathbb{Z}_2 symmetry.Comment: 31 pages, 1 figur
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