Group-wise 3D registration based templates to study the evolution of ant worker neuroanatomy

The evolutionary success of ants and other social insects is considered to be intrinsically linked to division of labor and emergent collective intelligence. The role of the brains of individual ants in generating these processes, however, is poorly understood. One genus of ant of special interest is Pheidole, which includes more than a thousand species, most of which are dimorphic, i.e. their colonies contain two subcastes of workers: minors and majors. Using confocal imaging and manual annotations, it has been demonstrated that minor and major workers of different ages of three species of Pheidole have distinct patterns of brain size and subregion scaling. However, these studies require laborious effort to quantify brain region volumes and are subject to potential bias. To address these issues, we propose a group-wise 3D registration approach to build for the first time bias-free brain atlases of intra- and inter-subcaste individuals and automatize the segmentation of new individuals.Comment: 10 pages, 5 figures, preprint for conference (not reviewed

Amélioration de la résolution spatiale de simulations de neige du modèle SNOWPACK dans un contexte de l'accès à la nourriture du caribou de Peary

Le caribou de Peary, désigné en voie de disparition, n’est pas épargné par les changements climatiques. Par le passé, des hivers successifs caractérisés par des conditions météorologiques extrêmes ont entrainé des déclins importants de population en quelques années, pouvant aller jusqu’à 98 %. L’augmentation des épisodes de redoux hivernaux et de pluies sur neige réduit les conditions d’accès à la nourriture de cette sous-espèce. Ces conditions ont pour conséquence d’augmenter la densité des couches de neige dans le manteau neigeux, ce qui empêche le caribou d’avoir accès au fourrage couvrant le sol en hiver. Dans cet esprit, l’outil de spatialisation de SNOWPACK dans l’Arctique (OSSA) développé dans Ouellet et al. (2016) permet la spatialisation des conditions d’accès à la nourriture du caribou de Peary en utilisant le modèle de simulation du couvert nival SNOWPACK. Le paramètre du couvert nival utilisé est l’épaisseur cumulée au-delà d’un seuil fixe de densité durant la saison hivernale (ECD). L'OSSA fournit un résultat d’une résolution spatiale de 32 km puisque les données météorologiques utilisées sont les données de réanalyses du North American Regional Reanalysis (NARR) qui possède une résolution de 32 km. Cette résolution grossière ne permet pas de documenter et prédire la migration locale des différentes populations sur les îles de l'archipel arctique canadien. L’objectif principal de ce projet est donc d’évaluer le potentiel d'une approche de raffinement spatial de l'OSSA à une résolution de 1 km. Afin d’affiner la résolution spatiale de la simulation de l’ECD, des données de pente et de l’albédo du sol à une résolution de 1 km ont été utilisées. Avant d’effectuer les simulations à haute résolution, la sensibilité de l’ECD à ces deux paramètres du terrain a été testée. Les simulations préliminaires ont permis de démontrer que plus la pente est élevée, plus l’ECD sera faible. Également, il a été identifié que la pente va affecter l’ECD à partir d’un seuil de 3 degré. L’albédo du sol a aussi un impact significatif sur l’ECD, mais à un niveau moins important que la pente. Finalement, la comparaison des résultats à faible et haute résolution a pu démontrer que l’approche de raffinement spatial appliquée permet d’obtenir une information plus détaillée des conditions d’accès à la nourriture du caribou de Peary. Les résultats d’ECD obtenus à 1 km de résolution montrent des écarts avec l’ECD à 32 km de résolution pouvant dépasser les 2000 cm. Finalement, cette étude montre l’intérêt d’automatiser cette approche afin de pouvoir spatialiser les conditions d’accès à la nourriture à une résolution de 1 km et de prédire certaines micro-variabilités dans les déplacements futurs des caribous de Peary en fonction des changements climatiques

EEVEE : the Empathy-Enhancing Virtual Evolving Environment

Empathy is a multifaceted emotional and mental faculty that is often found to be affected in a great number of psychopathologies, such as schizophrenia, yet it remains very difficult to measure in an ecological context. The challenge stems partly from the complexity and fluidity of this social process, but also from its covert nature. One powerful tool to enhance experimental control over such dynamic social interactions has been the use of avatars in virtual reality (VR); information about an individual in such an interaction can be collected through the analysis of his or her neurophysiological and behavioral responses. We have developed a unique platform, the Empathy-Enhancing Virtual Evolving Environment (EEVEE), which is built around three main components: (1) different avatars capable of expressing feelings and emotions at various levels based on the Facial Action Coding System (FACS); (2) systems for measuring the physiological responses of the observer (heart and respiration rate, skin conductance, gaze and eye movements, facial expression); and (3) a multimodal interface linking the avatar's behavior to the observer's neurophysiological response. In this article, we provide a detailed description of the components of this innovative platform and validation data from the first phases of development. Our data show that healthy adults can discriminate different negative emotions, including pain, expressed by avatars at varying intensities. We also provide evidence that masking part of an avatar's face (top or bottom half) does not prevent the detection of different levels of pain. This innovative and flexible platform provides a unique tool to study and even modulate empathy in a comprehensive and ecological manner in various populations, notably individuals suffering from neurological or psychiatric disorders.Canadian Foundation for Innovation Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada to PLJ Canadian Institutes of Health Research Fonds de recherche du Québec – Sant

Effect of angiotensin-converting enzyme inhibitor and angiotensin receptor blocker initiation on organ support-free days in patients hospitalized with COVID-19

IMPORTANCE Overactivation of the renin-angiotensin system (RAS) may contribute to poor clinical outcomes in patients with COVID-19. Objective To determine whether angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitor or angiotensin receptor blocker (ARB) initiation improves outcomes in patients hospitalized for COVID-19. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS In an ongoing, adaptive platform randomized clinical trial, 721 critically ill and 58 non–critically ill hospitalized adults were randomized to receive an RAS inhibitor or control between March 16, 2021, and February 25, 2022, at 69 sites in 7 countries (final follow-up on June 1, 2022). INTERVENTIONS Patients were randomized to receive open-label initiation of an ACE inhibitor (n = 257), ARB (n = 248), ARB in combination with DMX-200 (a chemokine receptor-2 inhibitor; n = 10), or no RAS inhibitor (control; n = 264) for up to 10 days. MAIN OUTCOMES AND MEASURES The primary outcome was organ support–free days, a composite of hospital survival and days alive without cardiovascular or respiratory organ support through 21 days. The primary analysis was a bayesian cumulative logistic model. Odds ratios (ORs) greater than 1 represent improved outcomes. RESULTS On February 25, 2022, enrollment was discontinued due to safety concerns. Among 679 critically ill patients with available primary outcome data, the median age was 56 years and 239 participants (35.2%) were women. Median (IQR) organ support–free days among critically ill patients was 10 (–1 to 16) in the ACE inhibitor group (n = 231), 8 (–1 to 17) in the ARB group (n = 217), and 12 (0 to 17) in the control group (n = 231) (median adjusted odds ratios of 0.77 [95% bayesian credible interval, 0.58-1.06] for improvement for ACE inhibitor and 0.76 [95% credible interval, 0.56-1.05] for ARB compared with control). The posterior probabilities that ACE inhibitors and ARBs worsened organ support–free days compared with control were 94.9% and 95.4%, respectively. Hospital survival occurred in 166 of 231 critically ill participants (71.9%) in the ACE inhibitor group, 152 of 217 (70.0%) in the ARB group, and 182 of 231 (78.8%) in the control group (posterior probabilities that ACE inhibitor and ARB worsened hospital survival compared with control were 95.3% and 98.1%, respectively). CONCLUSIONS AND RELEVANCE In this trial, among critically ill adults with COVID-19, initiation of an ACE inhibitor or ARB did not improve, and likely worsened, clinical outcomes. TRIAL REGISTRATION ClinicalTrials.gov Identifier: NCT0273570

Functional and structural characterisation of a mitochondrial alternative protein : AltMiD51

Contrairement à la vision classique des ARNms eucaryotes qui ne contiendrait qu’une seule séquence codante, de nombreuses évidences expérimentales montrent que ces ARNms contiennent plusieurs séquences codantes qui permettraient l’expression de plusieurs protéines différentes. Les ARNms sont donc multicodants et contiennent des cadres de lectures alternatifs (AltORFs pour alternative open reading frames). Ces ORFs alternatifs sont présents dans les régions non-traduites (UTRs) ou chevauchant le RefORF (cadre de lecture ouvert de référence) dans les cadres de lectures non-canoniques +2 et +3. Le protéome est donc plus complexe que ce que l’on pense. Toutefois, le rôle et la fonction de ces nouvelles protéines restent à être investigués. Au cours de mon projet de recherche à la maîtrise, j’ai commencé la caractérisation de la protéine alternative AltMiD51, codée dans le 5’UTR du gène bicistronique MIEF1/SMCR7L/MID51 et co-exprimée avec sa protéine de référence MiD51. Par des approches variées de biologie moléculaire, cellulaire et biochimique, j’ai d’abord démontré et confirmé la localisation cellulaire de la protéine AltMiD51 à la mitochondrie. Par la suite, j’ai pu démontrer que la présence d’AltMiD51 affecte significativement la morphologie mitochondriale en fragmentant celle-ci. De plus, j’ai pu davantage cibler la région qui contient l’information de sa localisation ainsi que son effet de fragmentation, soit seulement les 23 premiers acides aminés de sa séquence. J’ai également observé que cette région Nterminale (a.a.23) est encore plus efficace pour induire la fragmentation des mitochondries. J’ai pu démontrer que le motif protéique L-Y-R est essentiel pour l’activité de fragmentation. J’ai également validé l’interaction in vivo de AltMID51 avec sa protéine partenaire ACPM (Acyl carrier protein) dans des foci mitochondriaux. En conclusion, mes travaux à la maîtrise ont permis de mettre en évidence que la protéine AltMiD51 est un nouveau facteur impliqué dans la fission mitochondriale. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives en ce qui concerne la caractérisation de nouvelles protéines alternatives et par leur contribution dans la biologie moléculaire de la cellule.Abstract : Challenging the dogma that eukaryotic mRNAs contain a single coding sequence, an ever-growing number of studies highlight the possibility for these mRNAs to have several coding sequences, and thereby code for multiple proteins. Thus, eukaryotic mRNAs are multicoding and present alternative open reading frames (AltORFs). These alternative ORFs are present in the non-translated region (UTRs), and within or overlapping the RefORF (reference open reading frame) in non-canonical frames (+2 and +3). The proteome is indeed more complex than we initially thought. However, the role and biological function of these proteins remain to be elucidated. Over the course of my MPhil, I started characterizing the alternative protein AltMiD51, encoded in the 5’UTR of the bicistronic MIEF1/SMCR7L/MID51 gene, and coexpressed with its reference protein (MiD51). Using a wide range of molecular biology, cellular and biochemistry assays, I first demonstrated AltMiD mitochondrial localisation. I then proved AltMiD51 expression alters mitochondrial dynamics, enhancing a fragmented morphology. Moreover, I further characterized the sequence region responsible for AltMiD51 localisation and mitochondrial fragmentation, namely the first 23 amino acids. I also observed that this N-terminal region alone presents a stronger phenotype of mitochondrial fragmentation. In addition, I proved the L-Y-R domain is essential for AltMiD51 fragmentation activity, and I validated AltMiD51 in vivo interaction with ACPM (Acyl Carrier Mitochondrial Protein) within mitochondrial foci. Eventually, the work presented here highlighted AltMiD51 as a novel factor involved in mitochondrial fragmentation. These results shed light on new perspectives regarding the characterisation of alternative proteins and their contribution to the cellular metabolism

Amélioration de la résolution spatiale de simulations de neige du modèle SNOWPACK dans un contexte de l'accès à la nourriture du caribou de Peary

Le caribou de Peary, désigné en voie de disparition, n’est pas épargné par les changements climatiques. Par le passé, des hivers successifs caractérisés par des conditions météorologiques extrêmes ont entrainé des déclins importants de population en quelques années, pouvant aller jusqu’à 98 %. L’augmentation des épisodes de redoux hivernaux et de pluies sur neige réduit les conditions d’accès à la nourriture de cette sous-espèce. Ces conditions ont pour conséquence d’augmenter la densité des couches de neige dans le manteau neigeux, ce qui empêche le caribou d’avoir accès au fourrage couvrant le sol en hiver. Dans cet esprit, l’outil de spatialisation de SNOWPACK dans l’Arctique (OSSA) développé dans Ouellet et al. (2016) permet la spatialisation des conditions d’accès à la nourriture du caribou de Peary en utilisant le modèle de simulation du couvert nival SNOWPACK. Le paramètre du couvert nival utilisé est l’épaisseur cumulée au-delà d’un seuil fixe de densité durant la saison hivernale (ECD). L'OSSA fournit un résultat d’une résolution spatiale de 32 km puisque les données météorologiques utilisées sont les données de réanalyses du North American Regional Reanalysis (NARR) qui possède une résolution de 32 km. Cette résolution grossière ne permet pas de documenter et prédire la migration locale des différentes populations sur les îles de l'archipel arctique canadien. L’objectif principal de ce projet est donc d’évaluer le potentiel d'une approche de raffinement spatial de l'OSSA à une résolution de 1 km. Afin d’affiner la résolution spatiale de la simulation de l’ECD, des données de pente et de l’albédo du sol à une résolution de 1 km ont été utilisées. Avant d’effectuer les simulations à haute résolution, la sensibilité de l’ECD à ces deux paramètres du terrain a été testée. Les simulations préliminaires ont permis de démontrer que plus la pente est élevée, plus l’ECD sera faible. Également, il a été identifié que la pente va affecter l’ECD à partir d’un seuil de 3 degré. L’albédo du sol a aussi un impact significatif sur l’ECD, mais à un niveau moins important que la pente. Finalement, la comparaison des résultats à faible et haute résolution a pu démontrer que l’approche de raffinement spatial appliquée permet d’obtenir une information plus détaillée des conditions d’accès à la nourriture du caribou de Peary. Les résultats d’ECD obtenus à 1 km de résolution montrent des écarts avec l’ECD à 32 km de résolution pouvant dépasser les 2000 cm. Finalement, cette étude montre l’intérêt d’automatiser cette approche afin de pouvoir spatialiser les conditions d’accès à la nourriture à une résolution de 1 km et de prédire certaines micro-variabilités dans les déplacements futurs des caribous de Peary en fonction des changements climatiques

Comparaison des méthodes de mesures manuelles de l'équivalent en eau de la neige (ÉEN) : recherche de la meilleure référence de la valeur vraie de l'ÉEN dans le biome boréal

Titre de l'écran-titre (visionné le 15 mai 2023)La mesure manuelle de l'équivalent en eau de la neige (ÉEN) reste encore pertinente à ce jour pour de multiples applications telles que la validation de modèles hydrologiques. Cette mesure peut être prise par différents types de carottiers à neige ou par différents protocoles de fosses à neige. Bien que ces méthodes d'estimation de l'ÉEN du manteau neigeux soient effectuées depuis plusieurs décennies, il ne semble y avoir eu aucune démonstration claire dans la littérature scientifique de la méthode représentant le mieux la référence de la valeur vraie de l'ÉEN. Pour éclaircir ce problème, l'incertitude et l'erreur de mesure de différentes méthodes de fosses à neige et de carottiers à neige ont été estimées en biome boréal. Les analyses se sont basées sur des mesures faites durant 5 hivers consécutifs (2016-2020) sur un terrain plat et en milieu ouvert situé au site NEIGE à la Forêt Montmorency. Cette étude a comparé deux méthodes de fosses à neige et trois types de carottiers à neige. En plus d'inclure le carottier Standard Federal sampler (SFS), cette étude documente pour la première fois deux carottiers à grand diamètre, soit le Super Carottier d'Hydro-Québec (HQS) et le carottier UL (ULS), développé à des fins de recherche. Les carottiers de grand diamètre ont montré la plus faible incertitude (entre 2,6 et 4,0 %). La fosse à neige a été la méthode avec l'incertitude due aux instruments la plus élevée (entre 7,1 et 11,4 %), proche de l'incertitude du SFS (moyenne de 10,4 %). En raison du grand volume de neige prélevé pour chaque mesure de l'ÉEN et de sa faible incertitude, le carottier UL a été considéré comme la meilleure méthode de référence de la valeur vraie de l'ÉEN. En considérant le carottier UL comme référence pour le calcul de l'erreur de justesse moyenne, les méthodes de fosses à neige analysées surestiment l'ÉEN de 16,6 à 26,2 %, ce qui était beaucoup plus élevé que le SFS (8,4 %). Cette étude suggère donc que les carottiers à grand diamètre sont la meilleure méthode afin d'estimer la valeur vraie de l'ÉEN en biome boréal.Manual measurement of snow water equivalent (SWE) is still important today for several applications such as hydrological model validation. This measurement can be performed with different types of snow tube sampler or by a snow pit. Although these methods have been performed for several decades, there is an apparent lack of information required to have a consensus regarding the best reference for "true" SWE. We define and estimate the uncertainty and measurement error of different methods of snow pits and snow samplers used in a boreal biome. Analysis was based upon measurements taken over five consecutive winters (2016-2020) from the same flat and open area. This study compares two snow pit methods and three snow samplers. In addition to including the Standard Federal sampler (SFS), this study documents the first use of two new large diameter samplers, the Hydro-Québec sampler (HQS) and Université Laval sampler (ULS). Large diameter samplers had the lowest uncertainty (2.6 % to 4.0 %). Snow pit methods had higher uncertainty due to instruments (7.1 % to 11.4 %), close to that of the SFS (mean = 10.4 %). Given its larger collected snow volume for estimating SWE and its lower uncertainty, we posit that ULS represents the most appropriate method of reference for "true" SWE. By considering ULS as the reference in calculating mean bias error (MBE), different snow pit methods overestimated SWE by 16.6 % to 26.2 %, which was much higher than SFS (8.4 %). This study suggests that large diameter samplers are the best method for estimating "true" SWE in a boreal biome

Metastatic SDH-Deficient GIST Diagnosed during Pregnancy: Approach to a Complex Case

Gastrointestinal stromal tumors (GISTs) account for 1% of GI neoplasms in adults, and epidemiological data suggest an even lower occurrence in pregnant women. The majority of GISTs are caused by KIT and PDGFRA mutations. This is not the case in women of childbearing age. Some GISTs do not have a KIT/PDGFRA mutation and are classified as wild-type (WT) GISTs. WT-GIST includes many molecular subtypes including SDH deficiencies. In this paper, we present the first case report of a metastatic SDH-deficient GIST in a 23-year-old pregnant patient and the challenges encountered given her concurrent pregnancy. Our patient underwent a surgical tumor resection of her gastric GIST as well as a lymphadenectomy a week after induction of labor at 37 + 1 weeks. She received imatinib, sunitinib as well as regorafenib afterward. These drugs were discontinued because of disease progression despite treatment or after side effects were reported. Hence, she is currently under treatment with ripretinib. Her last FDG-PET showed a stable disease. This case highlights the complexity of GI malignancy care during pregnancy, and the presentation and management particularities of metastatic WT-GISTs. This case also emphasizes the need for a multidisciplinary approach and better clinical guidelines for offering optimal management to women in this specific context

Change the mind and you change the brain”: effects of cognitive-behavioral therapy on the neural correlates of spider phobia.

Abstract Questions pertaining to the neurobiological effects of psychotherapy are now considered among the most topical in psychiatry. With respect to this issue, positron emission tomography (PET) findings indicate that cognitive and behavioral modifications, occurring in a psychotherapeutic context, can lead to regional brain metabolic changes in patients with major depression or obsessive-compulsive disorder. The goal of the present functional magnetic resonance imaging (fMRI) study, which constitutes the first neuroimaging investigation of the effects of cognitive-behavioral therapy (CBT) using an emotional activation paradigm, was to probe the effects of CBT on the neural correlates of spider phobia. In order to do so, fMRI was used in subjects suffering from spider phobia (n ϭ 12) to measure, before and after effective CBT, regional brain activity during the viewing of film excerpts depicting spiders. Normal control subjects were also scanned (once) while they were exposed to the same film excerpts. Results showed that, in phobic subjects before CBT, the transient state of fear triggered, during the viewing of the phobogenic stimuli, was correlated with significant activation of the right dorsolateral prefrontal cortex (Brodmann area-BA 10), the parahippocampal gyrus, and the visual associative cortical areas, bilaterally. For normal control subjects (n ϭ 13), only the left middle occipital gyrus and the right inferior temporal gyrus were significantly activated. In phobic subjects before CBT, the activation of the dorsolateral prefrontal cortex (BA 10) may reflect the use of metacognitive strategies aimed at self-regulating the fear triggered by the spider film excerpts, whereas the parahippocampal activation might be related to an automatic reactivation of the contextual fear memory that led to the development of avoidance behavior and the maintenance of spider phobia. After successful completion of CBT, no significant activation was found in the dorsolateral prefrontal cortex (BA 10) or the parahippocampal gyrus. These findings suggest that a psychotherapeutic approach, such as CBT, has the potential to modify the dysfunctional neural circuitry associated with anxiety disorders. They further indicate that the changes made at the mind level, within a psychotherapeutic context, are able to functionally "rewire" the brain