Dynamic Effective Connectivity of Inter-Areal Brain Circuits

Anatomic connections between brain areas affect information flow between neuronal circuits and the synchronization of neuronal activity. However, such structural connectivity does not coincide with effective connectivity (or, more precisely, causal connectivity), related to the elusive question “Which areas cause the present activity of which others?”. Effective connectivity is directed and depends flexibly on contexts and tasks. Here we show that dynamic effective connectivity can emerge from transitions in the collective organization of coherent neural activity. Integrating simulation and semi-analytic approaches, we study mesoscale network motifs of interacting cortical areas, modeled as large random networks of spiking neurons or as simple rate units. Through a causal analysis of time-series of model neural activity, we show that different dynamical states generated by a same structural connectivity motif correspond to distinct effective connectivity motifs. Such effective motifs can display a dominant directionality, due to spontaneous symmetry breaking and effective entrainment between local brain rhythms, although all connections in the considered structural motifs are reciprocal. We show then that transitions between effective connectivity configurations (like, for instance, reversal in the direction of inter-areal interactions) can be triggered reliably by brief perturbation inputs, properly timed with respect to an ongoing local oscillation, without the need for plastic synaptic changes. Finally, we analyze how the information encoded in spiking patterns of a local neuronal population is propagated across a fixed structural connectivity motif, demonstrating that changes in the active effective connectivity regulate both the efficiency and the directionality of information transfer. Previous studies stressed the role played by coherent oscillations in establishing efficient communication between distant areas. Going beyond these early proposals, we advance here that dynamic interactions between brain rhythms provide as well the basis for the self-organized control of this “communication-through-coherence”, making thus possible a fast “on-demand” reconfiguration of global information routing modalities

Carcinoembryonic antigen is the preferred biomarker for in vivo colorectal cancer targeting.

BACKGROUND: Colorectal cancer-specific biomarkers have been used as molecular targets for fluorescent intra-operative imaging, targeted PET/MRI, and selective cytotoxic drug delivery yet the selection of biomarkers used is rarely evidence-based. We evaluated sensitivities and specificites of four of the most commonly used markers: carcinoembryonic antigen (CEA), tumour-associated glycoprotein-72 (TAG-72), folate receptor-α (FRα) and Epithelial growth factor receptor (EGFR). METHODS: Marker expression was evaluated semi-quantitatively in matched mucosal and colorectal cancer tissues from 280 patients using immunohistochemistry (scores of 0-15). Matched positive and negative lymph nodes from 18 patients were also examined. RESULTS: Markers were more highly expressed in tumour tissue than in matched normal tissue in 98.8%, 79.0%, 37.1% and 32.8% of cases for CEA, TAG-72, FRα and EGFR, respectively. Carcinoembryonic antigen showed the greatest differential expression, with tumours scoring a mean of 10.8 points higher than normal tissues (95% CI 10.31-11.21, P<0.001). Similarly, CEA showed the greatest differential expression between positive and negative lymph nodes. Receiver operating characteristic analyses showed CEA to have the best sensitivity (93.7%) and specificity (96.1%) for colorectal cancer detection. CONCLUSION: Carcinoembryonic antigen has the greatest potential to allow highly specific tumour imaging and drug delivery; future translational research should aim to exploit this

NethMap 2020: Consumption of antimicrobial agents and antimicrobial resistance among medically important bacteria in the Netherlandsin 2019 / MARAN 2020: Monitoring of Antimicrobial Resistance and Antibiotic Usage in Animals in the Netherlands in 2019

The number of bacteria that are resistant to antibiotics is increasing worldwide. In the Netherlands, that number is generally stable, and it is not at such a high level as in many other countries. There were hardly any increases in resistance found in 2019, and the resistance of some species of bacteria actually decreased in comparison to the previous years. The number of bacteria that are resistant to several different antibiotics and are therefore more difficult to treat is also not increasing. However, there is still reason to be vigilant in order to ensure that potential changes can be noticed in time. To prevent resistance from developing, it is important to use antibiotics properly and only when necessary. General practitioners prescribed somewhat fewer courses of antibiotics in the past year compared to previous years. The overall use of antibiotics in hospitals increased somewhat. Fewer antibiotics were prescribed for domestic farm animals in 2019 compared to 2018. In comparison to 2009, the reference year, the sale of antibiotics decreased by almost 70%. Almost no antibiotics that are important for treating infections in humans have been used for domestic farm animals in recent years. The level of antibiotic resistance in the various animal sectors remained the same or decreased somewhat in comparison to 2018. The percentage of ESBL-positive animals decreased further in all animal sectors. The biggest decrease in the percentage of ESBL-positive animals over the last 5 years was seen in broilers and on chicken meat. ESBLs are enzymes that can break down commonly used antibiotics such as penicillins. In recent years, extra measures have been taken in the Netherlands to combat antibiotic resistance. These measures extend beyond the healthcare system because resistant bacteria also occur in animals, in foodstuffs and in the environment. That is why a 'One Health' approach is used in the Netherlands. In the annual NethMap/MARAN 2020 report, various organisations collectively present their data on ntibiotic use and resistance in the Netherlands, for humans as well as animals

NethMap 2021. Consumption of antimicrobial agents and antimicrobial resistance among medically important bacteria in the Netherlands in 2020 / MARAN 2021. Monitoring of Antimicrobial Resistance and Antibiotic Usage in Animals in the Netherlands in 2020

De uitbraak van SARS-CoV-2 (het coronavirus) heeft de gezondheidszorg in Nederland erg belast. Er hebben meer mensen op de IC gelegen en de reguliere zorg is afgeschaald. Toch lijkt het er niet op dat er in 2020 meer bacteriën resistent zijn geworden tegen antibiotica. Bij sommige bacteriesoorten is de resistentie zelfs afgenomen ten opzichte van de jaren ervoor. Ook is het aantal bacteriën dat resistent is tegen verschillende antibiotica tegelijk, waardoor ze moeilijker te behandelen zijn, gelijk gebleven. De effecten van de coronauitbraak op de antibioticaresistentie op de langere termijn zijn nog niet duidelijk. Wereldwijd komt het steeds vaker voor dat infecties worden veroorzaakt door bacteriën die resistent zijn tegen antibiotica. In Nederland is dat probleem minder groot dan in veel andere landen. Vanwege de situatie in de wereld blijft het belangrijk om in Nederland waakzaam te blijven. Dan kan het op tijd worden opgemerkt als het resistentieprobleem toeneemt. Om antibioticaresistentie te voorkomen is het belangrijk om antibiotica op de juiste manier te gebruiken en alleen als het nodig is. Huisartsen schreven het afgelopen jaar in Nederland ongeveer 10 procent minder antibioticakuren voor dan de jaren daarvoor. Door de maatregelen tegen het coronavirus, zoals afstand houden en thuis werken, kwamen veel infectieziekten die van mens op mens overdraagbaar zijn minder vaak voor. Ook gingen er minder mensen naar een huisarts. In ziekenhuizen bleef de totale hoeveelheid gebruikte antibiotica in 2019 ongeveer stabiel. De gegevens over het gebruik in ziekenhuizen in 2020 zijn nog niet bekend. De maatregelen die in Nederland zijn genomen om antibioticaresistentie te bestrijden, reiken verder dan de gezondheidszorg. Resistente bacteriën komen namelijk ook voor bij dieren, in voeding en in het milieu (One Health-aanpak). De laatste tien jaar zijn bij varkens, koeien en kippen die voor de voedselproductie worden gehouden (landbouwhuisdieren) de aanwezige darmbacteriën steeds minder resistent geworden. Ten opzichte van 2019 is de antibioticaresistentie in de verschillende diersectoren ongeveer gelijk gebleven. ESBLproducerende darmbacteriën in vleeskuikens en op kippenvlees kwamen in 2020 minder vaak voor. In de andere diersectoren zijn deze resistente bacteriën ongeveer even vaak aangetroffen als in 2019. ESBL zijn enzymen die veelgebruikte antibiotica kunnen afbreken, zoals penicillines. In 2020 zijn voor landbouwhuisdieren iets meer antibiotica verkocht dan in 2019. Ten opzichte van 2009, het referentiejaar, is de verkoop met bijna 70 procent verminderd. Voor landbouwhuisdieren zijn de afgelopen jaren bijna geen antibiotica gebruikt die van cruciaal belang zijn om infecties bij de mens te behandelen. Dit blijkt uit de jaarlijkse rapportage NethMap/MARAN 2021. Hierin presenteren diverse organisaties samen de gegevens over het antibioticagebruik en -resistentie in Nederland, voor mensen en dieren.The outbreak of Covid 19 (the coronavirus) has put the health care sector in the Netherlands under extreme pressure. Many more people were admitted to intensive care, and the regular care activities were downscaled. Nevertheless, it does not seem that more bacteria developed resistance to antibiotics in 2020. For some types of bacteria, resistance even seems to have diminished in comparison to previous years. In addition, the number of bacteria that are resistant to various antibiotics at the same time, making it more difficult to treat them, remained the same. The long-term effects of the corona outbreak on antibiotic resistance are not yet clear. Over the entire world, we are seeing increasing numbers of infections caused by bacteria with resistance to antibiotics. This problem is less severe in the Netherlands than in many other countries. However, due to the global situation, it remains important to be on the alert in the Netherlands. If the problem of resistance does increase, it will then be easier to detect it in time. To prevent antibiotic resistance from developing, it is important to use antibiotics properly and only when necessary. General practitioners prescribed approximately 10% fewer courses of antibiotics in the past year compared to previous years. Due to the Covid 19 measures, such as social distancing and working from home, many infectious diseases that are spread by social contacts occurred less frequently. In addition, fewer people visited their general practitioner. The total quantity of antibiotics used in hospitals in 2019 remained fairly stable. The data on their use in hospitals in 2020 is not yet available. The scope of the measures implemented in the Netherlands to combat antibiotic resistance extend further than the health care sector. After all, resistant bacteria also occur in animals, food and in the environment (One Health approach). Over the last decade, the intestinal bacteria in pigs, cows, and chickens kept for food production (farm animals) have become less resistant. The level of antibiotic resistance in the various animal sectors remained approximately the same in comparison to 2019. ESBL producing intestinal bacteria in broiler chickens and on chicken meat were less prevalent in 2020. In the other animal sectors, the prevalence of these resistant bacteria was the same as in 2019. ESBLs are enzymes that can break down commonly used antibiotics such as penicillins. The quantity of antibiotics sold in 2020 for farm animals increased somewhat compared to 2019. In comparison to 2009, the reference year, the sale of antibiotics decreased by almost 70%. Almost no antibiotics that are crucial for treating infections in humans have been used for farm animals in recent years. This is shown in the annual report NethMap/MARAN 2021, in which various organisations jointly present data on antibiotic use and resistance in the Netherlands, for both humans and animals.Ministerie van VW

NethMap 2023. Consumption of antimicrobial agents and antimicrobial resistance among medically important bacteria in the Netherlands in 2022 / MARAN 2023. Monitoring of Antimicrobial Resistance and Antibiotic Usage in Animals in the Netherlands in 2022

Elk jaar wordt per bacteriesoort geteld welk percentage resistent is. Een bacterie is dan ongevoelig voor antibiotica. In Nederland was in 2022 het deel van de resistente bacteriën ongeveer even groot als in 2021. Bij sommige bacteriesoorten kwam resistentie in de afgelopen 5 jaar iets minder vaak voor. Toch zijn enkele soorten bacteriën vaker resistent dan vijf jaar geleden. Deze bacteriën veroorzaken vaak milde infecties van onder andere de huid. In 2020 en 2021 zijn in Nederland minder antibiotica voorgeschreven. Dat kwam waarschijnlijk doordat er door de coronapandemie minder mensen in het ziekenhuis lagen of bij de huisarts kwamen. Dit effect van de pandemie op het gebruik van antibiotica begint af te nemen. In 2022 hebben huisartsen en ziekenhuizen meer antibiotica voorgeschreven dan tijdens de coronajaren. In ziekenhuizen was het gebruik ongeveer hetzelfde als in de jaren vóór de pandemie; huisartsen schreven ze iets minder vaak voor. Verder zijn er in ziekenhuizen en verpleeghuizen weer meer uitbraken gemeld van infecties door resistente bacteriën dan in de coronajaren. Maar dit aantal is nog altijd lager dan in de jaren vóór de pandemie. Ondanks de stabiele percentages blijft alertheid op resistente bacteriën nodig. Vooral mensen die in het buitenland in het ziekenhuis hebben gelegen, kunnen bacteriën bij zich dragen die resistent zijn tegen verschillende antibiotica tegelijk. Goede maatregelen om infecties te voorkomen, zoals handen wassen en andere hygiënemaatregelen, zijn nodig om te voorkomen dat deze bacteriën zich verspreiden. Ook moet onjuist en onnodig gebruik van antibiotica zo veel mogelijk worden voorkomen (antimicrobial stewardship). De maatregelen die nu al in Nederland zijn genomen om antibioticaresistentie te bestrijden, reiken verder dan de gezondheidszorg bij mensen (one health). Resistente bacteriën komen namelijk ook voor bij dieren, in voeding en in het milieu. Sinds 2009 worden steeds minder antibioticaresistente darmbacteriën gevonden bij varkens, koeien en kippen die voor de voedselproductie worden gehouden (landbouwhuisdieren). Dat past bij het nog steeds verder afnemende gebruik van antibiotica bij landbouwhuisdieren. In 2022 zijn ook minder antibiotica voor álle diersoorten verkocht dan in 2021. Ten opzichte van 2009, het referentiejaar, is de verkoop met meer dan 77 procent gedaald. De antibiotica die cruciaal zijn om infecties bij de mens te behandelen, worden alleen nog bij hoge uitzondering gebruikt voor (landbouw)huisdieren. Dit blijkt uit de jaarlijkse rapportage NethMap(Consumption of antimicrobial agents and antimicrobial resistance among medically important bacteria in the Netherlands)/MARAN(Monitoring of antimicrobial resistance and antibiotic usage in animals in the Netherlands) 2023. Hierin presenteren diverse organisaties samen de gegevens over het antibioticagebruik en -resistentie in Nederland, voor mensen en dieren.Every year for different types of bacteria is determined which percentage is resistant. The latter means that a bacterium has become insensitive to antibiotics. In the Netherlands, the percentage of resistant bacteria in 2022 was around the same as in 2021. For some types of bacteria, the resistance percentage has dropped slightly over the past five years. On the other hand, the resistance percentage for other types of bacteria has increased over the same period. These bacteria often cause mild infections, including skin infections. The number of antibiotic prescriptions issued in the Netherlands fell in 2020 and 2021. The most likely reason for this is that fewer people consulted a hospital or their GP due to the coronavirus pandemic. This effect of the pandemic on antibiotic use is on the wane. In 2022, GPs and hospitals prescribed more antibiotics than during the coronavirus pandemic. In hospitals, antibiotic use was roughly the same as in the years before the pandemic, while GPs prescribed them slightly less often than before the pandemic. Furthermore, hospitals and nursing homes reported more outbreaks of infections with resistant bacteria than during the coronavirus pandemic, but the number of outbreaks was still lower than in the years before the pandemic. Despite the stable figures, resistant bacteria require constant vigilance. Particularly, people who have spent time in a hospital abroad may be carrying bacteria that have become resistant against multiple antibiotics simultaneously. Adequate measures, such as thorough hand washing and other hygiene measures, are needed to prevent these bacteria from spreading. In addition, incorrect and unnecessary antibiotic use should be prevented as much as possible (‘antimicrobial stewardship’). The measures that have already been taken in the Netherlands to combat antimicrobial resistance go beyond human healthcare (one health). This is because resistant bacteria are also carried by animals and are present in food and the environment. Since 2009, the resistance in gut bacteria found in pigs, cows and chickens kept for food production (livestock) has steadily decreased. This is in line with the decreasing use of antibiotics for livestock. In 2022, fewer antibiotics for all kinds of animals were sold than in 2021. Compared to the baseline year of 2009, sales have fallen by more than 77 per cent. Nowadays, antibiotics that are crucial for the treatment of infections in humans are only used for livestock (and other kinds of animals) in extremely rare cases. These are the findings of the annual report NethMap/MARAN 2023. In this report, a number of organisations present data about antibiotic use and antimicrobial resistance in the Netherlands for both humans and animals

NethMap 2016: Consumption of antimicrobial agents and antimicrobial resistance among medically important bacteria in the Netherlands in 2015 / MARAN 2016: Monitoring of antimicrobial resistance and antibiotic usage in animals in the Netherlands in 2015

Wereldwijd neemt het aantal bacteriën dat resistent is tegen antibiotica toe. In Nederland is van de meeste bacteriën die in resistente vorm bij mensen is aangetroffen, het aantal de afgelopen jaren stabiel gebleven. Toch is er reden voor zorg. Het gebruik van antibiotica neemt langzaam toe. Ook zijn sommige resistente bacteriën, zoals Klebsiella, die resistent zijn voor 'laatste redmiddel-antibiotica' (carbapenems), in 2015 iets vaker aangetroffen, onder andere door een 'uitbraak' in een zorginstelling. Gezonde mensen hebben daar geen last van, maar kwetsbare mensen kunnen er ziek van worden.Verder blijken steeds meer bacteriën die bij mensen infecties kunnen veroorzaken, resistent tegen de antibiotica die als laatste redmiddel gebruikt worden. Dat betekent dat de keuze voor een antibioticum dat goed werkt steeds moeilijker wordt. Om de ontwikkeling van resistentie tegen te gaan, moet het antibioticagebruik beter op de individuele patiënt en de infectie worden afgestemd. Daarnaast is het van belang dat zorgverleners zorgvuldig de hygiëne- en infectiepreventiemaatregelen naleven om te voorkomen dat resistente bacteriën zich verspreiden. Dankzij deze maatregelen is bijvoorbeeld het aantal MRSA-bacteriën in ziekenhuizen in de afgelopen jaren laag gebleven. Deze 'ziekenhuisbacterie' wordt overgedragen via direct huidcontact, vooral via handen en is ongevoelig voor veel soorten antibiotica. Het gebruik van antibiotica in Nederland die via de huisarts zijn verstrekt, is marginaal toegenomen (met ongeveer 1 procent ten opzichte van het voorgaande jaar). In Nederlandse ziekenhuizen is het totale gebruik eveneens licht gestegen (4-5 procent). Het gebruik van antibiotica voor dieren is, na jaren van forse daling, in 2015 zo goed als stabiel gebleven. Wel blijkt de mate waarin resistente bacteriën bij dieren voorkomen te zijn afgenomen. Dit blijkt uit de jaarlijkse rapportage NethMap/MARAN 2016, waarin diverse organisaties de gegevens over het antibioticagebruik en resistentie, zowel voor mensen als voor dieren, gezamenlijk presenteren. part 1: NethMap 2016 pag 1-140part 2: MARAN 2016 pag 1-76<br