Adaptive walks in a gene network model of morphogenesis: insights into the Cambrian explosion

The emergence of complex patterns of organization close to the Cambrian boundary is known to have happened over a (geologically) short period of time. It involved the rapid diversification of body plans and stands as one of the major transitions in evolution. How it took place is a controversial issue. Here we explore this problem by considering a simple model of pattern formation in multicellular organisms. By modeling gene network-based morphogenesis and its evolution through adaptive walks, we explore the question of how combinatorial explosions might have been actually involved in the Cambrian event. Here we show that a small amount of genetic complexity including both gene regulation and cell-cell signaling allows one to generate an extraordinary repertoire of stable spatial patterns of gene expression compatible with observed anteroposterior patterns in early development of metazoans. The consequences for the understanding of the tempo and mode of the Cambrian event are outlined.Comment: to appear in International Journal of Developmental Biology, special issue on Evo-Devo (2003

Comparison of Models for Olfactometer Data

Olfactometer experiments are used to study the responses of arthropods to potential attractants, for purposes such as understanding natural defenses of plants against their herbivores. Such experiments typically lead to multivariate data consisting of small correlated counts, which are overdispersed relative to standard models. In this paper models that account for the overdispersion under different hypotheses on insect behavior are described and illustrated with an example, and a graphical approach to discriminating among them is briefly discussed. Supplementary files giving technical computations, data and code are available onlin

Continuous infusion of an agonist of the tumor necrosis factor receptor 2 in the spinal cord improves recovery after traumatic contusive injury.

AimThe activation of the TNFR2 receptor is beneficial in several pathologies of the central nervous system, and this study examines whether it can ameliorate the recovery process following spinal cord injury.MethodsEHD2-sc-mTNFR2 , an agonist specific for TNFR2, was used to treat neurons exposed to high levels of glutamate in vitro. In vivo, it was infused directly to the spinal cord via osmotic pumps immediately after a contusion to the cord at the T9 level. Locomotion behavior was assessed for 6 weeks, and the tissue was analyzed (lesion size, RNA and protein expression, cell death) after injury. Somatosensory evoked potentials were also measured in response to hindlimb stimulation.ResultsThe activation of TNFR2 protected neurons from glutamate-mediated excitotoxicity through the activation of phosphoinositide-3 kinase gamma in vitro and improved the locomotion of animals following spinal cord injury. The extent of the injury was not affected by infusing EHD2-sc-mTNFR2 , but higher levels of neurofilament H and 2', 3'-cyclic-nucleotide 3'-phosphodiesterase were observed 6 weeks after the injury. Finally, the activation of TNFR2 after injury increased the neural response recorded in the cortex following hindlimb stimulation.ConclusionThe activation of TNFR2 in the spinal cord following contusive injury leads to enhanced locomotion and better cortical responses to hindlimb stimulation

Analyse du modèle CHIMIOTOX du point de vue de ses implications toxicologiques [Article bilingue]

Le modèle CHIMIOTOX a été mis au point comme outil de gestion dans le but de réduire de façon importante la quantité de substances toxiques déversées dans le fleuve Saint-Laurent. Ce modèle effectue un calcul dont le résultat est une valeur numérique qui se veut représentative de la charge toxique présente dans un effluent industriel. Pour ce faire, le modèle attribue à chaque substance toxique une constante de toxicité, le facteur de pondération toxique (Ftox), dont la valeur est déterminée à partir des critères de qualité de l'eau du ministère de l'Environnement du Québec. Le Ftox sert à calculer l'unité CHIMIOTOX (UC) qui est le produit de Ftox par la charge journalière du polluant (kg/jour). La sommation des UC de toutes les substances ciblées donne l'indice CHIMIOTOX (IC) qui doit représenter le potentiel toxique de l'effluent. Dans la présente étude, le modèle CHIMIOTOX a été analysé du point de vue de ses implications au plan toxicologique. Les résultats de cette analyse montrent les faits saillants suivants. En premier lieu, le calcul du potentiel toxique théorique se fait selon l'équation d'une droite de pente Ftox. Ceci implique que le potentiel toxique calculé est directement proportionnel à la quantité de la substance, et cela, quel que soit le niveau supposé d'exposition. Cette démarche n'est pas compatible avec le concept fondamental de la dose-réponse, basé sur l'observation expérimentale. À cette étape du modèle, l'estimation du théorique risque de s'écarter considérablement de la réalité. En second lieu, l'UC est calculé en utilsant la charge journalière moyenne de l'effluent à partir de mesures effectuées sur trois jours. Le modèle fait abstraction des variations ponctuelles dans le temps, variations qui peuvent influencer de manière significative le profil d'exposition des organismes, et par conséquent, la toxicité. En troisième lieu, l'IC, qui est la sommation des UC, ne tient pas compte des interactions toxiques pouvant survenir dans le cas d'un mélange de substances, ni de la bioaccumulation dans la chaîne trophique. Une comparaison du CHIMIOTOX avec le modèle des TEF (Toxic Equivalency Factor) développé pour les dibenzo-p-dioxines et les dibenzofurannes polychlorés, a été effectuée afin de souligner la difficulté d'obtenir des valeurs théoriques prédictives de la toxicité de mélanges complexes, même lorsque ses composants possèdent un mécanisme d'action commun, ce qui n'est pas le cas pour la plupart des substances considérées par le CHIMIOTOX. Au total, le modèle CHIMIOTOX génère une incertitude qui s'accroît à chaque étape du calcul. Ceci l'empêche d'avoir une véritable valeur quantitative et limite considérablement son utilité dans l'évaluation du rique environnemental associé aux substances toxiques.CHIMIOTOX is a model designed to provide a numerical indicator of toxic discharges for the purpose of comparing and integrating sampling results. CHIMIOTOX was also intended to be used as a tool in managing toxic substances. In this paper, the CHIMIOTOX model has been analysed from the standpoint of its toxicological implications. The analysis shows that the model's numerical indicator does not integrate principles such as the dose-response relationship, the level of exposure of the target organisms in the receiving waters, the transformation of toxic substances in the environment and their bioaccumulation, or the possible interactions between the different components of a complex mixture of toxic substances. The CHIMIOTOX model has been compared to the toxic equivalency factor (TEF) approach developed for polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans to illustrate the difficulties in obtaining reliable predictive values for the toxicity of mixtures even when their components share a similar mechanism of action, which is not the case for most substances subjected to CHIMIOTOX. Because CHIMIOTOX generates a high degree of uncertainty that increases at each step of the calculation, and because this uncertainty is not taken into account, the usefulness of the model from the point of view of ecotoxicological risk assessment and management appears significantly limited

Analysis of factors affecting length of competitive life of jumping horses

Official competition data were used to study the length of competitive life in jumping horses. The trait considered was the number of years of participation in jumping. Data included 42 393 male and gelded horses born after 1968. The competitive data were recorded from 1972 to 1991. Horses still alive in 1991 had a censored record (43% of records). The survival analysis was based on Cox’s proportional hazard model. The independent variables were year, age at record, level of performance in competition (these three first variables were time dependent), age at first competition, breed and a random sire effect. The prior density of the sire effect was a log gamma distribution. The maximization of the marginal likelihood of the γ parameter of the gamma density gave an estimate of the additive genetic variance. The baseline hazard, the fixed effects and the sire effects were then estimated simultaneously by maximizing their marginal posterior likelihood. Jumping horses were culled for either involuntary or voluntary reasons. The involuntary reasons included the management of the horse, for example, the earlier a horse starts competing the longer he lives. The voluntary reasons related to the jumping ability: the better a horse, the longer he lives (at a given time, an average horse is 1.6 times more likely to be culled than a good horse with a performance of one standard deviation above the mean). The heritability of functional stayability was 0.18. The difference in half-lives of the progeny of two extreme stallions exceeded 2 years.La durée de vie sportive des chevaux de concours hippique est analysée à partir des données des compétitions officielles. Le caractère étudié est le nombre d’années en compétition. Les données concernent 42 393 chevaux mâles et hongres nés depuis 1968 et enregistrés en compétition de 1972 à 1991. Les chevaux encore en compétition en 1991 se voient attribuer une donnée dite censurée (43 % des données). L’analyse de survie est basée sur le modèle de risque proportionnel de Cox. Les variables indépendantes sont l’année, l’âge au moment de l’enregistrement, l’âge à la première compétition, le niveau de performance en compétition, la race et un effet « père » aléatoire. La densité a priori de l’effet «père» est une distribution log gamma. La maximisation de la vraisemblance marginale du paramètre γ de la fonction de densité gamma permet une estimation de la variance génétique additive. La fonction de risque de base, les effets fixés et l’effet « père» ont été estimés de façon simultanée par la maximisation de leur vraisemblance marginale a posteriori. Les chevaux de concours hippique sont éliminés de la compétition soit pour raisons volontaires, soit pour raisons involontaires. Les premières sont dues aux circonstances (effet année) et à la valorisation : plus un cheval commence tôt la compétition, plus il y reste longtemps. Les secondes concernent l’aptitude du cheval au saut d’obstacles : meilleur est le cheval, plus longtemps il concourt (à un moment donné, un cheval moyen a 1,6 fois plus de chances d’être éliminé qu’un bon cheval de performance égale à un écart type au dessus de la moyenne). L’héritabilité de la longévité fonctionnelle est 0,18. La différence entre les demi-vies des descendants de deux étalons extrêmes dépasse 2 ans

Meeting the Mental Health Needs of Syrian Refugees in Turkey

Movements such as the Arab Spring (as described by popular media) and recent regional conflicts have forced people to leave their homes and flee to other countries or regions. Syrian refugees are currently the second largest refugee group worldwide, with half of them resettled in Turkey. Turkish government and non-governmental civil organizations have mobilized efforts to address the immediate survival needs of these refugees such as food, shelter and other provisions. Despite efforts to manage the complexity of mental health and social service needs of forcibly displaced people, counseling services are still lacking. This expository article addresses the mental health needs of Syrian refugees and provides implications for counseling professionals working with displaced people from a crisis intervention approach built on principles and perspectives of humanistic mental health. In addition, programs of support, such as the Mental Health Facilitator program, are discussed

STB-VMM: Swin Transformer Based Video Motion Magnification

The goal of video motion magnification techniques is to magnify small motions in a video to reveal previously invisible or unseen movement. Its uses extend from bio-medical applications and deepfake detection to structural modal analysis and predictive maintenance. However, discerning small motion from noise is a complex task, especially when attempting to magnify very subtle, often sub-pixel movement. As a result, motion magnification techniques generally suffer from noisy and blurry outputs. This work presents a new state-of-the-art model based on the Swin Transformer, which offers better tolerance to noisy inputs as well as higher-quality outputs that exhibit less noise, blurriness, and artifacts than prior-art. Improvements in output image quality will enable more precise measurements for any application reliant on magnified video sequences, and may enable further development of video motion magnification techniques in new technical fields.Comment: Code available at: https://github.com/RLado/STB-VM

La immigració en àrees rurals i petites ciutats d'Espanya : un estat de la qüestió

En l'estudi de la immigració a Espanya habitualment s'ha prioritzat la recerca sobre les àrees metropolitanes i les ciutats grans o mitjanes. Durant bona part dels segles XIX i XX, la major part dels fluxos han tingut com a destinació les grans àrees urbanes, però, en les darreres dècades, la migració cap a àrees rurals i petites ciutats, tant procedent de l'estranger com d'altres parts d'Espanya, ha esdevingut un fenomen molt significatiu. En aquestes pàgines, els autors realitzen una aproximació a la literatura publicada des de la dècada de 1980 sobre la immigració estrangera i sobre la immigració interior cap a àrees rurals i petites ciutats.En el estudio de la inmigración en España, habitualmente se ha priorizado la investigación de las áreas metropolitanas y las ciudades grandes o medianas. Durante buena parte de los siglos XIX y XX, la mayor parte de los flujos han tenido como destino las grandes áreas urbanas, pero en las últimas décadas la migración hacia áreas rurales y pequeñas ciudades, tanto procedente del extranjero como de otras partes de España, ha comenzado a ser un fenómeno muy significativo. En estas páginas, los autores realizan una aproximación a la literatura publicada desde la década de 1980 sobre la inmigración extranjera y sobre la inmigración interior hacia áreas rurales y pequeñas ciudades.Dans l'étude de l'immigration en Espagne on a couramment accordé la priorité à la recherche sur les zones métropolitaines et les grandes ou moyennes villes. Au long d'une bonne partie du XIXe et XXe siècles, la plupart des courants migratoires ont eu comme destination les grandes zones urbaines, mais dans les dernières décennies la migration vers les zones rurales et vers les petites villes, en provenance aussi bien de l'étranger que d'autres parties de l'Espagne, est devenu un phénomène très significatif. Dans les pages qui suivent les auteurs font une approche à la littérature publiée depuis les années 80 sur l'immigration étrangère et sur l'immigration interne.In Spain, immigration studies have been mainly focused on metropolitan areas and big or intermediate cities. During important parts of the XIXth and XXth centuries, most migration flows have had big urban areas as destination, but in the last decades both international and internal migration into rural areas and small towns have become a very significant phenomenon. In this paper, the authors approach the academic literature published since the 1980s on foreign immigration and internal immigration in rural areas and small towns