Optimal Control of Saccades by Spatial-Temporal Activity Patterns in the Monkey Superior Colliculus

A major challenge in computational neurobiology is to understand how populations of noisy, broadly-tuned neurons produce accurate goal-directed actions such as saccades. Saccades are high-velocity eye movements that have stereotyped, nonlinear kinematics; their duration increases with amplitude, while peak eye-velocity saturates for large saccades. Recent theories suggest that these characteristics reflect a deliberate strategy that optimizes a speed-accuracy tradeoff in the presence of signal-dependent noise in the neural control signals. Here we argue that the midbrain superior colliculus (SC), a key sensorimotor interface that contains a topographically-organized map of saccade vectors, is in an ideal position to implement such an optimization principle. Most models attribute the nonlinear saccade kinematics to saturation in the brainstem pulse generator downstream from the SC. However, there is little data to support this assumption. We now present new neurophysiological evidence for an alternative scheme, which proposes that these properties reside in the spatial-temporal dynamics of SC activity. As predicted by this scheme, we found a remarkably systematic organization in the burst properties of saccade-related neurons along the rostral-to-caudal (i.e., amplitude-coding) dimension of the SC motor map: peak firing-rates systematically decrease for cells encoding larger saccades, while burst durations and skewness increase, suggesting that this spatial gradient underlies the increase in duration and skewness of the eye velocity profiles with amplitude. We also show that all neurons in the recruited population synchronize their burst profiles, indicating that the burst-timing of each cell is determined by the planned saccade vector in which it participates, rather than by its anatomical location. Together with the observation that saccade-related SC cells indeed show signal-dependent noise, this precisely tuned organization of SC burst activity strongly supports the notion of an optimal motor-control principle embedded in the SC motor map as it fully accounts for the straight trajectories and kinematic nonlinearity of saccades

Therapieerfolg mit dem VAC-Schema bei sinunasalem Ewing Sarkom der PNET-Familie

Einleitung: Ewing Sarkome sind aggressive Tumoren, die durch CD99 positive, klein-, blau und rundzellige Tumorzellen charakterisiert sind, und sich überwiegend im Bereich des Skeletts im Kindes-und Jugendenalter manifestieren. Die Manifestation im sinunasalen Trakt ist extrem selten. Die kausale Therapie erfolgt in Anlehnung an die Leitlinie für Ewing Sarkome als Kombination aus medikamentöser Therapie, Operation und Bestrahlung im Rahmen von Studien. Verlauf: In dem Fall einer 77-jährigen Patientin mit dem histologischen Nachweis eines sinunasalem Ewing Sarkoms der PNET-Familie wurde eine Chemotherapie nach dem Vincristin-Dactinomycin- Cyclophosphamid (VAC)-Schema über 6 Zyklen durchgeführt. Das Ansprechen der Therapie konnte bereits nach 3 Zyklen klinisch und radiologisch verdeutlicht und mit Abschluss der Therapie nach 6 Zyklen und konsolidierender Bestrahlung bestätigt werden. Das Follow-up nach 6 Monaten ergab kein Tumorresiduum oder - rezidiv.Beurteilung: Die weltweit publizierte Zahl an sinunasalen Ewing Sarkomen der PNET Familie beschränkt sich bislang auf 14 Fälle und der sinunasalen Ewing Sarkome auf 58 Fälle. Die häufigste verfolgte Therapiestrategie ist eine kombinierte Radiochemotherapie mit Operation. In 29 Fällen wurde eine kombinierte Radiochemotherapie, wie in unserem Fall, durchgeführt und in 12 Fällen eine Tumorfreiheit nach einem Jahr erreicht. Bisherige Studien zeigen die höchste 5-Jahres Rezidivfreiheit (60%) unter einer adjuvanten Chemotherapie mit Vincristin, Dactinomycin, Cyclophosphamid und Doxorubicin (VACD). Wichtige prognostische Faktoren für die Therapie sind die Tumorgröße, fehlende Ansprechbarkeit auf eine neoadjuvante Chemotherapie, erhöhte Serum LDH-Level und das Alter. Daher ist eine individuelle Therapieplanung bislang unabdingbar.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an

Rekonstruktion radikal mutilierter Ober- und Unterlippen im Rahmen eines Interplast-Germany Einsatzes im Kongo

Einleitung: Zielsetzung der vorgestellten Lippenrekonstruktion ist der Funktionsaufbau und die Wiederherstellung der Ästhetik unter eingeschränkten Operationsbedingungen im Auslandseinsatz. Es werden 2 Fälle aus der demokratische Republik Kongo vorgestellt. Marodierende Soldaten hatten 2 jungen Männern Ober- und Unterlippen, Ohren und Finger abgeschnitten.Methode: Es wurden zwei Wangenlappen zwischen den Unterlidern und der Nase umschnitten, die Wangen bis präaurikulär unterminiert, um die beiden Lappen unterhalb der Kolumella zusammenzubringen. Mit einem Visierlappen vom Hals gelang auch die Rekonstruktion der Unterlippen. Die Innenauskleidung wurde mit zwei vertikalen Mukosalappen aus den Wangen gebildet. Ergebnis: Durch die Operationen gelang ein nahezu vollständiger Lippenschluss wodurch Gingiva und Zähne bedeckt werden konnten. Die Sensibilität in den rekonstruierten Oberlippen war bei beiden Patienten von Anfang an erhalten. Die Verwendung des Platysmas bei der Rekonstruktion der Unterlippe macht geringe Bewegungen in ca. 6 Monaten wahrscheinlich. Die Rekonstruktion des Lippenrotes mit Wangenmukosa gelang bei den beiden beschriebenen Fällen nur partiell und muss durch einen Folgeeingriff vervollständigt werden.Diskussion: Das beschriebene Verfahren stellt eine sichere Methode zur Rekonstruktion der Ober- und Unterlippe dar und bietet ein gutes funktionelles und ästhetisches Resultat. Besonders in Regionen mit geringen Ressourcen und eingeschränkten technischen Möglichkeiten eröffnet dieses Verfahren eine Alternative zum Einsatz freier mikrovaskulärer Transplantate.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an

Epistaxis als Erstsymptom eines sinunasalen Ewing-Sarkoms aus der PNET-Familie

Einleitung: Epistaxis ist ein häufig auftretendes Symptom im HNO-Bereich, wobei differentialdiagnotisch auch an eine Neoplasie gedacht werden muss. So ist Epistaxis in 62,5% der Fälle das Erstsymptom bei einem malignen Tumor der Nasenhaupt- oder Nasennebenhöhlen. Wir berichten über eine 76-jährige Patientin mit neuaufgetretener Epistaxis. Als Blutungsquelle stellte sich ein livider Polyp der rechten Nasenhaupthöhle dar.Verlauf: Die histologische Befundung des Tumors ergab die Diagnose einer sinunasalen Manifestation eines Tumors aus der Ewing-Sarkom-PNET-Familie mit Translokation des EWSR1-Gens. Das Staging wurde ohne den Nachweis einer Fernmetastasierung komplettiert. Bei Infiltration beider Orbitae, sowie Destruktion der Schädelbasis, wurde jedoch Abstand von einer operativen Therapie genommen und es erfolgte die primäre Radiochemotherapie nach dem VAC-Protokoll mit Vincristin, Dactinomycin, Cyclophosphamid über 7 Zyklen.Beurteilung: Malignome der Nasennebenhöhlen sind generell sehr seltene aber aggressive Tumore. Die häufigste Tumorentität, mit ca 42%, ist das Plattenepithelkarzinom; es folgen Non-Hodgkin-Lymphome (10,6%) und Adenokarzinome (10.2%). Ewing-Sarkome gehören zu einer Gruppe von Tumoren, die im frühen Erwachsenenalter auftreten und häufig die langen Röhrenknochen befallen. Primäre Ewing-Sarkome der paranasalen Sinus sind eine außerordentliche Rarität. In der Literatur sind bislang 27 Fälle beschrieben. Eine multidisziplinäre Therapiestrategie mit operativer Tumorresektion, Radiatio und Chemotherapie scheint die Überlebensrate zu steigern, jedoch gibt es aufgrund der geringen Fallzahlen im HNO-Bereich keine verlässlichen Studien.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an