Constraints on Hidden Sector Gaugino Condensation

We study the phenomenology of a class of models describing modular invariant gaugino condensation in the hidden sector of a low-energy effective theory derived from the heterotic string. Placing simple demands on the resulting observable sector, such as a supersymmetry-breaking scale of approximately 1 TeV, a vacuum with properly broken electroweak symmetry, superpartner masses above current direct search limits, etc., results in significant restrictions on the possible configurations of the hidden sector.Comment: 33 pages, 10 figures. Full postscript also available from http://phyweb.lbl.gov/theorygroup/papers/44305.p

Modular Invariant Formulation of Multi-Gaugino and Matter Condensation

Using the linear multiplet formulation for the dilaton superfield, we construct an effective lagrangian for hidden-sector gaugino condensation in string effective field theories with arbitrary gauge groups and matter. Nonperturbative string corrections to the K\"ahler potential are invoked to stabilize the dilaton at a supersymmetry breaking minimum of the potential. When the cosmological constant is tuned to zero the moduli are stabilized at their self-dual points, and the vev's of their F-component superpartners vanish. Numerical analyses of one- and two-condensate examples with massless chiral matter show considerable enhancement of the gauge hierarchy with respect to the E_8 case. The nonperturbative string effects required for dilaton stabilization may have implications for gauge coupling unification. As a comparison, we also consider a parallel approach based on the commonly used chiral formulation.Comment: 37 pages, LaTeX, 3 postscript figures. Footnote of p.26 and ref.19 are corrected. Ref.16 is update

Re-examination of Electroweak Symmetry Breaking in Supersymmetry and Implications for Light Superpartners

We examine arguments that could avoid light superpartners as an implication of supersymmetric radiative electroweak symmetry breaking. We argue that, from the point of view of string theory and standard approaches to generating the mu-term, cancellations among parameters are not a generic feature. While the coefficients relating the Z-mass to parameters in the soft supersymmetry breaking Lagrangian can be made smaller, these same mechanisms lead to lighter superpartner masses at the electroweak scale. Consequently we strengthen the implication that gluinos, neutralinos, and charginos are light and likely to be produced at the Fermilab Tevatron and a linear collider.Comment: 27 pages, 3 figure

Phenomenological Aspects of Heterotic Orbifold Models at One Loop

We provide a detailed study of the phenomenology of orbifold compactifications of the heterotic string within the context of supergravity effective theories. Our investigation focuses on those models where the soft Lagrangian is dominated by loop contributions to the various soft supersymmetry breaking parameters. Such models typically predict non-universal soft masses and are thus significantly different from minimal supergravity and other universal models. We consider the pattern of masses that are governed by these soft terms and investigate the implications of certain indirect constraints on supersymmetric models, such as flavor-changing neutral currents, the anomalous magnetic moment of the muon and the density of thermal relic neutralinos. These string-motivated models show novel behavior that interpolates between the phenomenology of unified supergravity models and models dominated by the superconformal anomaly.Comment: 47 pages, 14 figure

Outer-Membrane-Vesicle-Associated O Antigen, a Crucial Component for Protecting Against Bordetella parapertussis Infection

Bordetella parapertussis is a respiratory-disease pathogen producing symptomatology similar to that of pertussis but of underestimated incidence and with no specific vaccine existing. We recently designed a vaccine candidate from B. parapertussis outer-membrane vesicles (OMVs) that proved to be safe and protective in a murine-infection model. Based on protection recently reported for the B. parapertussis O antigen in aqueous solution, we assessed here whether the B. parapertussis O-antigen-containing lipopolysaccharide (BppLPS-O+) embedded in the membranes, as present in B. parapertussis-derived OMVs (OMVs(Bpp-LPS-O+)), was the component responsible for that previously observed protection by OMVs. By performing a comparative study with OMVs from a human strain with undetectable O antigen (OMVs(Bpp-LPS-O-)), we demonstrated that the OMVs(Bpp-LPS-O+), but not the OMVs(Bpp-LPS-O-), protected mice against sublethal B. parapertussis infections. Indeed, the B. parapertussis loads were significantly reduced in the lungs of OMVs(Bpp-LPS-O+) -vaccinated animals, with the CFUs recovered being decreased by 4 log units below those detected in the non-immunized animals or in the animals treated with the OMVs(Bpp-LPS-O-), (p < 0.001). We detected that the OMVs(Bpp-LPS-O+) induced IgG antibodies against B. parapertussis whole-cell lysates, which immunocomponents recognized, among others, the O antigen and accordingly conferred protection against B. parapertussis infection, as observed in in-vivo-passive-transfer experiments. Of interest was that the OMVs(Bpp-LPS-O+) -generated sera had opsonophagocytic and bactericidal capabilities that were not detected with the OMVs(Bpp-LPS-O-)-induced sera, suggesting that those activities were involved in the clearance of B. parapertussis. Though stimulation of cultured spleen cells from immunized mice with formulations containing the O antigen resulted in gamma interferon (IFN-γ) and interleukin-17 production, spleen cells from OMVs(Bpp-LPS-O+) -immunized mice did not significantly contribute to the observed protection against B. parapertussis infection. The protective capability of the B. parapertussis O antigen was also detected in formulations containing both the OMVs derived from B. pertussis and purified BppLPS-O+. This combined formulation protected mice against B. pertussis along with B. parapertussis.Fil: Bottero, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Zurita, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Gaillard, María Emilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Carriquiriborde, Francisco Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Martin Aispuro, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Elizagaray, Maia Lina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigaciones del Sistema Inmune; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; ArgentinaFil: Bartel, Erika Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Castuma, Celina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Hozbor, Daniela Flavia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; Argentin

Reward processing under influence: Effects of stress and cognitive load on reward processing, and their clinical implications for the vulnerability to major depression

Les humains ont la propension à rechercher les récompenses et à éviter les punitions. La motivation à rechercher des récompenses et la capacité à en ressentir les effets positifs, à constater qu’un comportement a eu des conséquences positives et celle de le reproduire sont des fonctions fondamentales du traitement de la récompense. Elles promeuvent la survie et le bien-être.Cependant, ces fonctions peuvent être menacées ou altérées par l’exposition à des situations ou des contextes stressants. Afin de clarifier les facteurs déterminants qui, chez les adultes sains, sont susceptibles de porter atteinte au traitement de la récompense, cette thèse poursuit quatre objectifs. Premièrement, investiguer les mécanismes neuronaux et psychologiques qui favorisent les comportements motivés et la sensibilité hédonique, et comment l’exposition à un stresseur aigu imprévisible peut affecter ces mécanismes. Deuxièmement, explorer comment la disponibilité de processus cognitifs régulateurs peut moduler les effets de l’exposition à ce stresseur sur le traitement de la récompense. Troisièmement, dès lors que les stratégies de régulation émotionnelle peuvent améliorer ou altérer le maintien d’un traitement adaptatif de la récompense, cette thèse examine comment la propension à utiliser des stratégies de régulation émotionnelle adaptatives ou inadaptées influence la sensibilité à la récompense chez des adultes sains. D’une importance clinique particulière, le quatrième objectif se fonde sur le fait que le trouble dépressif caractérisé (TDC) se caractérise par un dérèglement du traitement de la récompense, une sensibilité accrue au stress et une altération des processus cognitifs et de la régulation émotionnelle. Par conséquent, en utilisant la vulnérabilité au TDC comme modèle clinique, cette thèse compare les effets neuronaux et psychologiques de l’exposition à un stresseur sur les comportements motivés et la sensibilité hédonique, chez des individus présentant une vulnérabilité accrue au TDM (IV, individu vulnérable) et chez des individus sains (IC, individu contrôle). Trois études empiriques adressent ces objectifs. Notre première étude empirique investigue comment, chez des sujets sains, l’exposition à un stresseur aigu et imprévisible affecte les mécanismes neuronaux et psychologiques impliqués lors de la phase d’anticipation et de réception de la récompense, et comment l’effort cognitif requis module les effets induits par le stresseur sur le traitement de la récompense. Pour mesurer l’activation cérébrale durant le traitement de la récompense, nous avons utilisé une tâche de récompense durant laquelle un stress expérimental était induit au travers de l’administration de chocs électriques, alors que le traitement de la récompense était modulé par le renforcement ou non des réponses correctes. La disponibilité des fonctions cognitives régulatrices a été manipulée en variant le niveau d’effort cognitif requis durant la tâche expérimentale (charge cognitive faible ou élevée). Nos résultats indiquent que l’exposition à un stresseur et un effort cognitif accru influence la réactivité striatale pendant la phase de réception du feedback, sans toutefois que ces deux facteurs n’intéragissent. Dans toutes les conditions, l’exposition au stresseur a augmenté la réactivité du striatum dorsal et les performances cognitives, alors que la nécessité d’engager un effort cognitif accru s’est traduit par une réduction de la réactivité du striatum ventral lors de la réception de récompenses et par une diminution de la performance cognitive. Sur cette base, notre deuxième étude empirique porte sur la relation entre la propension d’individus sains à utiliser des stratégies de régulation émotionnelle adaptatives ou inadaptées et leur sensibilité cérébrale à la réception de récompenses, une mesure reflétant la sensibilité hédonique. Nos résultats suggèrent que la réactivité du striatum ventral en réponse à la réception d’une récompense est négativement corrélée à la tendance des sujets à réguler leurs émotions de manière inadaptée, ainsi qu’à la sévérité et à l’intensité des symptômes dépressifs subcliniques qu’ils rapportent. Avec pour objectif d’explorer les implications cliniques pour la vulnérabilité au TDC, notre troisième étude empirique explore la manière dont l’exposition à un stresseur affecte le traitement de la récompense chez les IV par rapport aux IC durant la phase d’anticipation et de réception de la récompense lorsque ceux-ci effectuent la même tâche expérimentale que celle réalisée dans notre première étude empirique. De manière exploratoire, nous examinons également si le niveau de l’effort cognitif à investir dans la tâche modère de manière différente l’effet du stresseur sur le traitement de la récompense chez les IV en comparaison aux IC. Nos résultats mettent en évidence que l’exposition à un stresseur a réduit la réactivité du striatum ventral chez les IV durant la phase d’anticipation, indépendamment d’une potentielle récompense. Cet effet induit par le stresseur était renforcé lorsque l’effort cognitif annoncé était plus faible. Durant la phase d’anticipation, les IV ont également présenté une augmentation de l’activation du striatum dorsal dans toutes les conditions. Durant la présentation du feedback, une diminution de la réactivité du striatum ventral est apparue chez les IV dans la condition où un effort cognitif accru avait été investi dans la tâche expérimentale, et ce indépendamment de la présence du stresseur ou de récompense. En somme, les résultats de cette thèse indiquent que l’exposition à un stresseur aigu imprévisible pourrait induire une augmentation du niveau d’éveil, menant potentiellement à une amplification de la motivation orientée vers la recherche de récompenses et à l’émergence de conduites automatisées au détriment de comportements orientés vers un but. Nos résultats apportent un nouvel éclairage sur la complexité de l’influence exercée par le niveau d’effort cognitif et sur la manière dont celui-ci modère les effets du stress sur le traitement de la récompense. Quant au rôle joué par la régulation émotionnelle, les stratégies inadaptées semblent avoir un effet néfaste sur la sensibilité à la réception d’une récompense. D’une importance clinique particulière, nos résultats suggèrent que la vulnérabilité familiale au TDC est associée à une difficulté à encoder la valeur d’un stimulus émotionnel et à des dysfonctions dans les processus d’apprentissage en lien avec la récompense. Ainsi, les résultats de cette thèse pourraient contribuer à ouvrir de nouvelles perspectives pour le développement de programmes de prévention efficaces visant à renforcer la résilience face au stress et à réduire le risque face à l’émergence de symptômes psychopathologiques liés au stress.Humans have a propensity to pursue rewards and to avoid punishments. The motivation to seek rewards and the ability to experience and to learn from positive consequences are fundamental functions in the reward processing. They promote survival and well-being. However, these functions can be challenged or impaired by stressful events or contexts. To clarify the determinant factors that might impair the normal reward function in healthy humans, this thesis has four aims. First, to investigate the brain and psychological mechanisms that foster adaptive motivated behaviors and hedonic responsiveness, and how unpredictable acute stress exposure might challenge these mechanisms. Second, to explore how the availability of cognitive regulatory processes may modulate the effect of stress exposure on these reward functions. Third, since emotion regulation strategies might improve or alter the maintenance of an adaptive reward processing, this thesis examines how the propensity to use adaptive or maladaptive emotion regulation strategies influences the responsiveness to reward delivery in healthy individuals. Of clinical importance, the fourth aim is based on the fact that major depression disorder (MDD) is characterized by a disrupted reward processing, increased stress sensitivity, and altered cognitive and emotion regulation processes. Consequently, we used the vulnerability to MDD as a clinical model to test the neural and psychological effects of stress exposure on motivated behaviors and hedonic responsiveness in healthy individuals vulnerable to MDD (HV) compared to closely matched healthy controls (HC). Three empirical works address these aims. Empirical work I explores how, in healthy individuals, unpredictable acute stress exposure affects the neural and behavioral mechanisms engaged during cues predicting rewards and during reward delivery, and how cognitive effort modulates stress-related effects on reward processing. To measure brain activations during reward processing, we used an event-related functional magnetic resonance imaging (fMRI) reward task with unpredictable acute stress induced by threat-of-shock, and reward responsiveness modulated by variable reinforcement schedules (rewarded vs not-rewarded trials). The availability of cognitive regulatory processes was manipulated by two levels of cognitive effort to exert in the task (low, high working memory load). Our findings indicate that both stress exposure and increased cognitive effort influenced the striatal reactivity during the delivery phase, but these factors did not interact. In all conditions, stress exposure enhanced both dorsal striatal activation during the delivery phase and cognitive performance, while higher cognitive effort reduced both ventral striatal reactivity to reward receipt and cognitive performance. Moving on from there, Empirical work II provides insight into the relationship between the propensity of healthy adults to use adaptive or maladaptive emotion regulation strategies, and their neural responsiveness to reward delivery, a measure of hedonic responsivity. Our findings demonstrate that the ventral striatal responsiveness to reward delivery was negatively associated with both the subject’s tendency to use maladaptive emotion regulation strategies, and the severity and intensity of the subclinical depressive symptoms they reported. With the aim to test the clinical implications for the vulnerability to MDD, Empirical work III examines whether unpredictable acute stress exposure affects differently HC’s and HV’s neural responsiveness to cues predicting rewards and to reward delivery when performing the reward task used in our first empirical work. In an exploratory way, we also investigate whether cognitive effort modulates differently the effect of unpredictable acute stress exposure on reward responsiveness. Our findings evidence that stress exposure reduced the ventral striatal reactivity in HV during the anticipation phase, regardless of reinforcement schedule. This stress-related effect was potentiated when individuals were asked to exert a lower cognitive effort in the task. Also, HV showed diminished dorsal striatal activation in all conditions during the anticipation phase. During the delivery phase, the exertion of higher cognitive effort decreased the ventral striatal reactivity in HV, irrespective of stress exposure and reinforcement schedule. Overall, the findings of this thesis demonstrate that stress exposure might strengthen arousal resulting possibly in increased reward-seeking motivation and in the emergence of automatized actions at the expense of goal-directed behaviors. Our results bring new insights into the complex influence of cognitive demands and how they modulate the effect of unpredictable acute stress on the reward processing. Regarding the role played by emotion regulation, maladaptive emotion regulation strategies might have an adverse effect on the ability to experience hedonic feelings. Of clinical significance, our findings indicate finally that increased familial risk for MDD may be associated with impaired ability to encode incentive value and with dysfunctions in reward learning processes including the learning of action-outcome and stimulus-outcome associations. Altogether, the results of this thesis might open new avenues for developing efficient prevention programs promoting resilience in the face of stress exposure, and for reducing the risk for stress-related psychopathological symptoms

More Corrections to the Higgs Mass in Supersymmetry

In supersymmetry, the Higgs quartic couplings is given by the sum in quadrature of the weak gauge couplings. This leads to the prediction of a light Higgs boson, which still holds when considering loop corrections from soft supersymmetry breaking. However, another source of corrections, which explicitly depends on the scale of the mediation of supersymmetrey breaking, is from generic hard breaking terms. We show that these corrections can significantly modify the Higgs mass prediction in models of low-energy supersymmetry breaking, for example, gauge mediation. Conversely, the Higgs mass measurement can be used to constrain the scale of mediation of supersymmetry breaking.Comment: 8 pages, 3 figures (included), RevTe

Supersymmetry breaking and weakly vs. strongly coupled string theory

In the context of the field theory limit of superstrings, we consider an almost realistic model of supersymmetry breaking by gaugino condensation which includes, through nonperturbative corrections to the K\"ahler potential, dilaton stabilization at a value compatible with a weak coupling regime. Invariance under modular transformations is ensured through a Green-Schwarz term and string threshold corrections, which lead to moduli stabilization at the self-dual point. We are thus in a position to discuss several issues of physical relevance: gravitino, dilaton and moduli masses, axion, soft supersymmetry breaking parameters and gauge coupling unification.Comment: LATEX, 15 page