Notch/Delta signaling constrains reengineering of pro-T cells by PU.1

PU.1 is essential for early stages of mouse T cell development but antagonizes it if expressed constitutively. Two separable mechanisms are involved: attenuation and diversion. Dysregulated PU.1 expression inhibits pro-T cell survival, proliferation, and passage through β-selection by blocking essential T cell transcription factors, signaling molecules, and Rag gene expression, which expression of a rearranged T cell antigen receptor transgene cannot rescue. However, Bcl2 transgenic cells are protected from this attenuation and may even undergo β-selection, as shown by PU.1 transduction of defined subsets of Bcl2 transgenic fetal thymocytes with differentiation in OP9-DL1 and OP9 control cultures. The outcome of PU.1 expression in these cells depends on Notch/Delta signaling. PU.1 can efficiently divert thymocytes toward a myeloid-like state with multigene regulatory changes, but Notch/Delta signaling vetoes diversion. Gene expression analysis distinguishes sets of critical T lineage regulatory genes with different combinatorial responses to PU.1 and Notch/Delta signals, suggesting particular importance for inhibition of E proteins, Myb, and/or Gfi1 (growth factor independence 1) in diversion. However, Notch signaling only protects against diversion of cells that have undergone T lineage specification after Thy-1 and CD25 up-regulation. The results imply that in T cell precursors, Notch/Delta signaling normally acts to modulate and channel PU.1 transcriptional activities during the stages from T lineage specification until commitment

Predicting Adaptive Behavior in the Environment from Central Nervous System Dynamics

To generate adaptive behavior, the nervous system is coupled to the environment. The coupling constrains the dynamical properties that the nervous system and the environment must have relative to each other if adaptive behavior is to be produced. In previous computational studies, such constraints have been used to evolve controllers or artificial agents to perform a behavioral task in a given environment. Often, however, we already know the controller, the real nervous system, and its dynamics. Here we propose that the constraints can also be used to solve the inverse problem—to predict from the dynamics of the nervous system the environment to which they are adapted, and so reconstruct the production of the adaptive behavior by the entire coupled system. We illustrate how this can be done in the feeding system of the sea slug Aplysia. At the core of this system is a central pattern generator (CPG) that, with dynamics on both fast and slow time scales, integrates incoming sensory stimuli to produce ingestive and egestive motor programs. We run models embodying these CPG dynamics—in effect, autonomous Aplysia agents—in various feeding environments and analyze the performance of the entire system in a realistic feeding task. We find that the dynamics of the system are tuned for optimal performance in a narrow range of environments that correspond well to those that Aplysia encounter in the wild. In these environments, the slow CPG dynamics implement efficient ingestion of edible seaweed strips with minimal sensory information about them. The fast dynamics then implement a switch to a different behavioral mode in which the system ignores the sensory information completely and follows an internal “goal,” emergent from the dynamics, to egest again a strip that proves to be inedible. Key predictions of this reconstruction are confirmed in real feeding animals

Inclusive educational process at the university: Theoretical and experimental model of teachers' psychological readiness

Introduction. The institutionalisation of inclusion in higher education determines new requirements for university teachers, what is also found in the field of psychological readiness for the implementation of the educational process with the participation of students with disabilities. Aim. The present research was aimed to develop theoretical framework and experimental verification of the model of psychological readiness of academic teaching staff for the implementation of an inclusive educational process. Methodology and research methods. Methodologically, the research was based on the idea that the true implementation of inclusive higher education is conditioned by the formation of an inclusive culture of university teachers, which serves as the foundation for the implementation of inclusive practices and policies and one of the immanent attributes of which is psychological readiness to implement the educational process with the participation of disabled students. In the diagnostic and methodological terms, the current study relied on the authors' questionnaire containing the blocks of questions built using a 5-point Likert scale and characterising the severity of the various components of such readiness among university teachers in relation to working with disabled students of diverse nosological groups. The survey results were analysed qualitatively and quantitatively using the Cronbach Alpha coefficient, Shapiro-Wilk, Kolmogorov-Smirnov, Mann-Whitney tests, and the median test applying the Pearson test. To check the consistency of the proposed theoretical model of the psychological readiness of university teachers to implement an inclusive educational process, structural equation modelling (or SEM - the method of asymptotically non-parametric assessment) was employed. For statistical calculations, the program IBM SPSS Statistics ver.23 and the AMOS module were used. Results. The integrative model of the psychological readiness of faculty for the implementation of an inclusive educational process has been theoretically substantiated and experimentally confirmed. This model includes a motivational-value component (the acceptance of the values of an inclusive culture, beliefs and attitudes of the teacher regarding inclusive education), an affective component (the emotional acceptance of the situation of inclusive education and its subjects) and an operational component (the teacher's assessment of own skills in using the tools of inclusive education). In the presented model, the teacher's methodical preparedness for teaching students with disabilities acts as a cognitive component, and the resulting component is the implementation of inclusive practice based on the willingness and ability to interact with students with disabilities. It was found that, to the greatest extent, university teachers have formed a motivational readiness to implement inclusive education, but they experience a deficit of operational skills, when working with students with disabilities. At the same time, the level of psychological readiness to implement an inclusive educational process significantly differs depending on the subject specialisation of teachers and the presence / absence of previous experience of interaction with people with disabilities. Scientific novelty. The model of the psychological readiness of teachers for the implementation of inclusive education in Russia was developed and empirically confirmed. Practical significance. The findings of this research highlight the significance of the stages of the formation of university teachers' psychological readiness for inclusive education. The following stages are determined: from providing basic methodological readiness in the framework of professional development through the creation of internal conditions for readiness for inclusive education, examining the experiences and psychological difficulties in interacting with people with disabilities, and, finally, to accompanying the actual inclusive teaching practice.Введение. Институционализация инклюзии в высшей школе детерминирует новые требования к вузовским педагогам, обнаруживающиеся и в сфере психологической готовности к реализации образовательного процесса с участием студентов-инвалидов. Цель исследования, материалы которого представлены в статье, заключалась в теоретическом обосновании и экспериментальной проверке модели психологической готовности профессорско-преподавательского состава вузов к реализации инклюзивного образовательного процесса. Методология и методики исследования. В методологическом плане исследование основывалось на представлении о том, что подлинная имплементация инклюзивного высшего образования обусловливается формированием инклюзивной культуры вузовских преподавателей, которая служит фундаментом реализации инклюзивной практики и политики и одним из имманентных атрибутов которой является психологическая готовность к осуществлению образовательного процесса с участием студентов-инвалидов. диагностико-методическом плане исследование опиралось на авторский опросник, содержащий блоки вопросов, построенных с использованием 5-пунктовой шкалы Лайкерта и характеризующих выраженность у вузовских педагогов различных компонентов такой готовности применительно к работе со студентами-инвалидами разных нозологических групп. Результаты опроса подвергались качественному и количественному анализу с использованием коэффициента альфа Кронбаха, критериев Шапиро - Уилка, Колмогорова -Смирнова, Манна - Уитни, а также медианного теста с использованием критерия Пирсона. Для проверки состоятельности предложенной теоретической модели психологической готовности вузовских преподавателей к реализации инклюзивного образовательного процесса применялся метод моделирования структурными уравнениями (метод асимптотически непараметрической оценки). Для статистических расчетов использовались программа IBM SPSS Statistics ver.23 и модуль AMOS. Результаты. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена интегративная модель психологической готовности вузовского преподавателя к реализации инклюзивного образовательного процесса, которая включает в себя мотивационно-ценностный компонент (принятие ценностей инклюзивной культуры, убеждения и установки преподавателя, касающиеся инклюзивного образования), аффективный компонент (эмоциональное принятие ситуации инклюзивного образования и ее субъектов) и операциональный компонент (оценка преподавателем своих навыков в использовании инструментов инклюзивного образования) и в которой в качестве когнитивного компонента выступает методическая подготовленность преподавателя к обучению студентов с инвалидностью, а результирующим компонентом является реализация инклюзивной практики, основанная на готовности и способности взаимодействовать со студентами-инвалидами. Установлено, что в наибольшей степени у вузовских преподавателей сформирована мотивационная готовность к реализации инклюзивного образования, но они испытывают дефицит операциональных навыков при работе со студентами с инвалидностью. При этом уровень психологической готовности к реализации инклюзивного образовательного процесса достоверно различается в зависимости от предметной специализации преподавателей и наличия/отсутствия у них предшествующего опыта взаимодействия с инвалидами. Научная новизна результатов исследования определяется тем, что была разработана и эмпирически подтверждена модель психологической готовности преподавателей к реализации инклюзивного образования в России. Практическая значимость исследования связана с тем, что в свете его результатов определяются этапы формирования психологической готовности вузовских преподавателей к инклюзивному образованию: от обеспечения базовой методической подготовленности в рамках повышения профессиональной квалификации - через создание внутренних условий готовности к инклюзивному образованию, с проработкой переживаний и психологических затруднений во взаимодействии с людьми с инвалидностью - к сопровождению собственно инклюзивной преподавательской практики

Hormonal basis of sex differences in anesthetic sensitivity

General anesthesia-a pharmacologically induced reversible state of unconsciousness-enables millions of life-saving procedures. Anesthetics induce unconsciousness in part by impinging upon sexually dimorphic and hormonally sensitive hypothalamic circuits regulating sleep and wakefulness. Thus, we hypothesized that anesthetic sensitivity should be sex-dependent and modulated by sex hormones. Using distinct behavioral measures, we show that at identical brain anesthetic concentrations, female mice are more resistant to volatile anesthetics than males. Anesthetic sensitivity is bidirectionally modulated by testosterone. Castration increases anesthetic resistance. Conversely, testosterone administration acutely increases anesthetic sensitivity. Conversion of testosterone to estradiol by aromatase is partially responsible for this effect. In contrast, oophorectomy has no effect. To identify the neuronal circuits underlying sex differences, we performed whole brain c-Fos activity mapping under anesthesia in male and female mice. Consistent with a key role of the hypothalamus, we found fewer active neurons in the ventral hypothalamic sleep-promoting regions in females than in males. In humans, we demonstrate that females regain consciousness and recover cognition faster than males after identical anesthetic exposures. Remarkably, while behavioral and neurocognitive measures in mice and humans point to increased anesthetic resistance in females, cortical activity fails to show sex differences under anesthesia in either species. Cumulatively, we demonstrate that sex differences in anesthetic sensitivity are evolutionarily conserved and not reflected in conventional electroencephalographic-based measures of anesthetic depth. This covert resistance to anesthesia may explain the higher incidence of unintended awareness under general anesthesia in females

Coherence of Visual-Evoked Gamma Oscillations Is Disrupted by Propofol but Preserved Under Equipotent Doses of Isoflurane

Previous research demonstrates that the underlying state of the brain influences how sensory stimuli are processed. Canonically, the state of the brain has been defined by quantifying the spectral characteristics of spontaneous fluctuations in local field potentials (LFP). Here, we utilized isoflurane and propofol anesthesia to parametrically alter the spectral state of the murine brain. With either drug, we produce slow wave activity, with low anesthetic doses, or burst suppression, with higher doses. We find that while spontaneous LFP oscillations were similar, the average visual-evoked potential (VEP) was always smaller in amplitude and shorter in duration under propofol than under comparable doses of isoflurane. This diminished average VEP results from increased trial-to-trial variability in VEPs under propofol. One feature of single trial VEPs that was consistent in all animals was visual-evoked gamma band oscillation (20–60 Hz). This gamma band oscillation was coherent between trials in the early phase (<250 ms) of the visual evoked potential under isoflurane. Inter trial phase coherence (ITPC) of gamma oscillations was dramatically attenuated in the same propofol anesthetized mice despite similar spontaneous oscillations in the LFP. This suggests that while both anesthetics lead to loss of consciousness (LOC), elicit slow oscillations and burst suppression, only the isoflurane permits phase resetting of gamma oscillations by visual stimuli. These results demonstrate that accurate characterization of a brain state must include both spontaneous as well as stimulus-induced perturbations of brain activity

Organisational factors influencing the integration model of interaction between a pedagogical university and a regional educational system

Introduction. At the current stage of development in the interaction between pedagogical universities and regional education systems (RESs), there is an opportunity to evaluate both the effectiveness of existing models of collaboration between the region and universities, as well as the influence of internal and external factors on the functioning of these models. Aim. The present research aimed to identify the most significant factors influencing the effectiveness of the integration model of interaction between a pedagogical university and RESs, as well as how these factors are perceived by the participants involved in this interaction. Methodology and research methods. In this study, the authors investigated the effectiveness of various factors influencing the integration model of interaction between pedagogical universities and RESs through the lens of systems and environmental approaches. In this context, interaction is viewed as both a process and an outcome of the dynamically evolving relationships between complex, integrated systems, aimed at maintaining balance and achieving objectives within the contemporary socio-cultural educational environment. A survey was employed as the assessment method, involving 2,335 employees from regional educational organisations, educational authorities, educational development institutes, and pedagogical universities. The participants ranged in age from 20 to 73 years, with an average age of 45.6 years (standard deviation: 12.3), and 89.8% of the respondents were women. Results. The study revealed a discrepancy between the perspectives of different parties regarding the nature of their interactions, particularly in how representatives from various organisations perceive the functioning of interaction models between pedagogical universities and RESs. University representatives view these interactions as more fruitful and intensive, while RES representatives tend to perceive their engagement with pedagogical universities primarily in terms of addressing the challenges of training future teachers and mitigating staff shortages within RESs. Furthermore, the research indicated that the territorial factor holds greater significance for RES representatives compared to university employees. It was also found that the selection of programme content and the educational outcomes associated with it reflect the actual deficits and needs of the interacting parties. Scientific novelty. For the first time, a large-scale survey conducted among representatives of RESs and pedagogical universities comprehensively examined the perceptions of the involved parties regarding the nature of their interaction. It also identified the factors influencing this interaction and revealed the expectations of the participants concerning the professional development programme. Practical significance. The research findings can serve as a foundation for designing interactions between pedagogical universities and RESs. This implementation is feasible during the development of professional competencies, motivations, and the significance of collaborative activities within a specially designed professional development programme for the participants involved in this interaction.Введение. На современном этапе развития взаимодействия педагогических вузов и региональных систем образования (РСО) РФ появляется возможность как оценки эффективности действующих моделей совместной деятельности региона и вузов, так и роли внутренних и внешних факторов, влияющих на функционирование данных моделей. Цель исследования – определение наиболее значимых факторов, влияющих на функционирование интеграционной модели взаимодействии педагогического вуза и РСО и их отражение в сознании субъектов данного взаимодействия. Методология, методы и методики. Использованы системный и средовой подходы, в рамках которых взаимодействие рассматривается как процесс и результат динамически развивающихся отношений между сложными и комплексными системами в целях сохранения равновесия и достижения поставленных целей в условиях современной социокультурной образовательной среды. В качестве метода оценки был использован опрос. В исследовании приняли добровольное участие 2335 работников региональных образовательных организаций, органов управления образованием, институтов развития образования и педагогических вузов в возрасте от 20 до 73 лет (средний возраст – 45,6 года, стандартное отклонение – 12,3; 89,8 % – женщины). Результаты. Выявлено несоответствие взглядов сторон на характер взаимодействия, отраженное в мнениях о функционировании моделей взаимодействия педагогического вуза и РСО в сознании представителей организаций разного типа. Для вузовских представителей взаимодействие видится более плодотворным и интенсивным, а репрезентанты РСО воспринимают его в контексте решения задач подготовки будущих педагогов и их вовлечения в решение проблем кадровой нехватки в РСО. Для представителей РСО большей значимостью по отношению к вузовским работникам обладает территориальный фактор. Выявлено, что в выборе содержания программы и образовательных результатов ее освоения отражаются реальные дефициты и потребности взаимодействующих сторон. Научная новизна. Впервые на масштабной выборке представителей РСО и педагогических вузов комплексно изучены мнения сторон о характере взаимодействия педагогического вуза и РСО, факторах, оказывающих на него влияние, выявлены ожидания по отношению к программе повышения квалификации субъектов взаимодействия. Практическая значимость. Результаты исследования могут быть положены в основу проектирования взаимодействия педагогического вуза и РСО, реализация которого возможна уже на этапе развития профессиональных компетенций, мотиваций и смыслов совместной деятельности в ходе освоения специально разработанной программы повышения квалификации для субъектов взаимодействия.Исследование выполнено за счет внутреннего гранта РГПУ им. А. И. Герцена (проект № 27ВГ).The research was supported by an internal grant of the Herzen State Pedagogical University of Russia (project No. 27ВГ)

Ikaros is a principal regulator of Aire+ mTEC homeostasis, thymic mimetic cell diversity, and central tolerance

Mutations in the gene encoding the zinc-finger transcription factor Ikaros (IKZF1) are found in patients with immunodeficiency, leukemia, and autoimmunity. Although Ikaros has a well-established function in modulating gene expression programs important for hematopoietic development, its role in other cell types is less well defined. Here, we uncover functions for Ikaros in thymic epithelial lineage development in mice and show that Ikzf1 expression in medullary thymic epithelial cells (mTECs) is required for both autoimmune regulator-positive (Aire+) mTEC development and tissue-specific antigen (TSA) gene expression. Accordingly, TEC-specific deletion of Ikzf1 in mice results in a profound decrease in Aire+ mTECs, a global loss of TSA gene expression, and the development of autoimmunity. Moreover, Ikaros shapes thymic mimetic cell diversity, and its deletion results in a marked expansion of thymic tuft cells and muscle-like mTECs and a loss of other Aire-dependent mimetic populations. Single-cell analysis reveals that Ikaros modulates core transcriptional programs in TECs that correlate with the observed cellular changes. Our findings highlight a previously undescribed role for Ikaros in regulating epithelial lineage development and function and suggest that failed thymic central tolerance could contribute to the autoimmunity seen in humans with IKZF1 mutations

Pedagogical education as an area to form teacher inclusive dispositions

Introduction. In recent decades, pedagogical education as a special branch of vocational education has been called upon to solve a qualitatively new task related to satisfying the personnel demand for an intensively expanding inclusive educational practice. Aim. The present research aims to reveal the essential characteristics of the teacher inclusive dispositions formation in the context of her/his professional and personal formation in the process of university education in the system of pedagogical education. Methodology and research methods The research was based on a competency-based approach to the university training of an inclusive school teacher as a professional teacher of a new type within the framework of inclusive educational philosophy. In its empirical part, it was built on the basis of quantitative methodology with the use of correlation design. The final sample of the respondents consisted of 1122 master’s and senior bachelor’s degree students from 33 cities of Russia, mastering different educational programmes in pedagogy. On the basis of informed consent, the students filled out online forms (Yandex Form), which included a set of 4 authored and adapted questionnaires and tests. The empirical data obtained were processed by frequency, comparative and multivariate analysis, using the median test, Spearman’s rank correlation coefficient. The analysis of the structure of professional dispositions and the internal consistency of the constructed scales was carried out using the Cronbach’s alpha coefficient and confirmatory factor analysis. For statistical calculations, the program IBM SPSS Statistics ver.23 and the AMOS module were employed. Results. The structure of relations between the components of inclusive dispositions and the indicators of the teacher professional dispositions is revealed. It is established that inclusive dispositions cannot be considered outside the context of the common teacher professional dispositions, being their integral component, which determines the significance of inclusive dispositions as a resource of professional and personal formation of a teacher. The asynchrony of the formation of inclusive dispositions of future teachers in the process of their university training is revealed, which is found in the status of future school psychologists and teachers of physical culture and life safety more preferable in contrast to future subject teachers. The authors revealed the heterogeneity of inclusive dispositions of future teachers in their correlation with different nosological groups of children with disabilities as potential subjects of school inclusion, which is manifested in the reduction of these dispositions in relation to children with behavioural disorders in comparison with similar dispositions concerning children with sensory, motor and communicative disorders. The conclusion is made that the framework of traditionally organised university training of pre-service teachers has an insufficient effectiveness to solve the problem of inclusive disposition formation among future teachers. Scientific novelty. The research findings are considered theoretically significant as they promote an understanding of the underlying patterns of the formation of inclusive readiness of the teacher, taking into account its dispositional predictors. Practical significance. The empirical materials obtained can be used as a basis for the modernisation of pedagogical education in terms of improving the personality-oriented university training for future teachers’ ability to work in the conditions of inclusion.Введение. В последние десятилетия педагогическое образование как особая отрасль профессионального образования призвано решать качественно новую задачу, связанную с удовлетворением кадрового запроса интенсивно расширяющейся инклюзивной образовательной практики. Цель исследования, материалы которого представлены в статье, заключалась в раскрытии сущностных характеристик формирования инклюзивных диспозиций учителя в контексте его профессионально-личностного становления в процессе вузовского обучения в системе педагогического образования. Методология, методы и методики. Исследование в целом базировалось в методологическом плане на инклюзивной образовательной философии в ее воплощении в компетентностном подходе к вузовской подготовке учителя инклюзивной школы как педагога-профессионала нового типа. В своей эмпирической части оно строилось на основе количественной методологии с применением корреляционного дизайна. Итоговую выборку респондентов составили 1122 студента магистратуры и старших курсов бакалавриата, осваивающих разные по предметной направленности образовательные программы общепедагогического профиля, из 33 городов России. На основе информированного согласия они заполняли онлайн-формы (Yandex Form), включавшие комплекс из 4 авторских и адаптированных опросников и тестов. Полученные эмпирические данные обрабатывались путем частотного, сравнительного и многомерного анализа, с использованием медианного теста, коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Анализ структуры профессиональных диспозиций и внутренней согласованности сконструированных шкал осуществлялся с помощью коэффициента альфа Кронбаха и конфирматорного факторного анализа, статистический анализ – с использованием программы IBM SPSS Statistics v. 23 и модуля Amos. Результаты. Выявлена структура взаимосвязей компонентов инклюзивных диспозиций с показателями общих профессиональных диспозиций учителя, на основе чего установлено, что инклюзивные диспозиции не могут рассматриваться вне контекста общих профессиональных диспозиций учителя, будучи их неотъемлемой составляющей или содержательным компонентом, чем и определяется значимость инклюзивных диспозиций как ресурса профессионально-личностного становления педагога в целом. Зафиксирована асинхронность формирования инклюзивных диспозиций будущих учителей в процессе их вузовской подготовки, которая обнаруживается в более предпочтительном, нежели у будущих учителей-предметников, статусе будущих специалистов психолого-педагогического профиля и учителей физической культуры и безопасности жизнедеятельности. Констатирована гетерогенность инклюзивных диспозиций будущих учителей в их соотнесенности с разными нозологическими группами детей с ограниченными возможностями здоровья как потенциальных субъектов школьной инклюзии, что проявляется в редуцированности этих диспозиций применительно к детям с поведенческими нарушениями в сравнении с аналогичными диспозициями, касающимися детей с сенсорными, двигательными и коммуникативными нарушениями. Сделан вывод о недостаточной эффективности решения задачи формирования инклюзивных диспозиций у будущих учителей в рамках традиционно организованной вузовской подготовки педагогических кадров. Научная новизна. Результаты исследования в теоретическом плане значимы тем, что продвигают к пониманию глубинных закономерностей становления инклюзивной готовности педагога с учетом ее диспозиционных предикторов. Практическая значимость. Полученные эмпирические материалы могут быть положены в основу модернизации педагогического образования в части совершенствования личностно-ориентированной вузовской подготовки педагогических кадров к работе в условиях инклюзии.The paper was supported by the Ministry of Education of the Russian Federation as part of the 2023 state-commissioned assignment for conducting a fundamental research “Inclusive Dispositions of Teachers of Educational Organisations”.Публикация подготовлена в рамках реализации государственного задания Министерства просвещения РФ на 2023 г. на выполнение работы по проведению фундаментального научного исследования «Инклюзивные диспозиции педагогов общеобразовательных организаций»