This thesis is devoted to understanding and counteracting the primary contributing factor in traffic crashes: inattention. Foremost, it demonstrates the fundamental importance of proactive gaze in the road centre area for action guidance in driving. Inattention is explained with regard to two visual functions (vision-for-action and vision-for-identification), three forms of attentional selection (action-driven-, stimulus-driven-, and goal-directed attention), and two forms of prediction influences (extrapolation-based- and decision-based prediction influences). In Study I an automated eye-movement analysis method was developed for a purpose-built eye-tracking sensor, and was successfully validated. This analysis method was further developed, and several new measures of gaze concentration to the road centre area were created. Study II demonstrated that a sharp decrease in the amount of road centre viewing time is accompanied by a dramatic spatial concentration towards the road centre area in returning gaze during visual tasks. During cognitive tasks, a spatial gaze concentration to road centre is also evident; however contrary to visual tasks, road centre viewing time is increased because the eyes are not directed towards an object within the vehicle. Study III found that gaze concentration measures are highly sensitive to driving task demands as well as to visual and auditory in-vehicle tasks. Gaze concentration to the road centre area was found as driving task complexity increased, as shown in differences between rural curved- and straight sections, between rural and motorway road types, and between simulator and field motorways. Further, when task duration was held constant and the in-vehicle visual task became more difficult, drivers looked less at the road centre area ahead, and looked at the display more often, for longer periods, and for more varied durations. In closing, it is shown how this knowledge can be applied to create in-vehicle attention support functions that counteract the effects of inattention.

Following microsurgical reconstruction of injured peripheral nerves, severed axons are able to undergo spontaneous regeneration. However, the functional result is always unsatisfactory with poor sensory recovery and reduced motor function. One contributing factor is the retrograde neuronal death, which occurs in the dorsal root ganglia (DRG) and in the spinal cord. An additional clinical problem is the loss of nerve tissue that often occurs in the trauma zone and which requires “bridges” to reconnect separated nerve ends. The present thesis investigates the extent of retrograde degeneration in spinal motoneurons and cutaneous and muscular afferent DRG neurons after permanent axotomy and following treatment with N-acetyl-cysteine (NAC). In addition, it examines the survival and growth-promoting effects of nerve reconstructions performed by primary repair and peripheral nerve grafting in combination with NAC treatment. In adult rats, cutaneous sural and muscular medial gastrocnemius DRG neurons and spinal motoneurons were retrogradely labeled with fluorescent tracers from the homonymous transected nerves. Survival of labeled neurons was assessed at different time points after nerve transection, ventral root avulsion and ventral rhizotomy. Axonal regeneration was evaluated using fluorescent tracers after sciatic axotomy and immediate nerve repair. Intraperitoneal or intrathecal treatment with NAC was initiated immediately after nerve injury or was delayed for 1-2 weeks. Counts of labeled gastrocnemius DRG neurons did not reveal any significant retrograde cell death after nerve transection. Sural axotomy induced a delayed loss of DRG cells, which amounted to 43- 48% at 8-24 weeks postoperatively. Proximal transection of the sciatic nerve at 1 week after initial axonal injury did not further increase retrograde DRG degeneration, nor did it affect survival of corresponding motoneurons. In contrast, rhizotomy and ventral root avulsion induced marked 26- 53% cell loss among spinal motoneurons. Primary repair or peripheral nerve grafting supported regeneration of 53-60% of the motoneurons and 47-49% of the muscular gastrocnemius DRG neurons at 13 weeks postoperatively. For the cutaneous sural DRG neurons, primary repair or peripheral nerve grafting increased survival by 19-30% and promoted regeneration of 46-66% of the cells. Regenerating sural and medial gastrocnemius DRG neurons upregulate transcription of peripherin and activating transcription factor 3. The gene expression of the structural neurofilament proteins of high molecular weight was significantly downregulated following injury in both regenerating and non-regenerating sensory neurons. Treatment with NAC was neuroprotective for spinal motoneurons after ventral rhizotomy and avulsion, and sural DRG neurons after sciatic nerve injury. However, combined treatment with nerve graft and NAC had significant additive effect on neuronal survival and also increased the number of sensory neurons regenerating across the graft. In contrast, NAC treatment neither affected the number of regenerating motoneurons nor the number of myelinated axons in the nerve graft and in the distal nerve stump. In summary, the present results demonstrate that cutaneous sural sensory neurons are more sensitive to peripheral nerve injury than muscular gastrocnemius DRG cells. Moreover, the retrograde loss of cutaneous DRG cells taking place despite immediate nerve repair would still limit recovery of cutaneous sensory functions. Experimental data also show that NAC provides a highly significant degree of neuroprotection in animal models of adult nerve injury and could be combined with nerve grafting to further attenuate retrograde neuronal death and to promote functional regeneration.

Successful axon regeneration appears to depend on the development of an injury response. Dorsal root ganglion neurons exemplify the necessity of this injury response in a unique way. Peripheral nerve transection leads to development of an injury response and successful regeneration whereas central root transection does neither. The injury response may involve extracellular and intracellular pathways. To investigate the extraneuronal influences, we performed nerve transection of either the central or peripheral axon branches and studied the expression of GAP-43, a key growth associated protein, and the transcription factors ATF3, c-Jun, and STAT3. Our results show that the responses to peripheral versus central nerve transection are fundamentally different. Peripheral but not central nerve transection increases GAP-43, ATF3, and c-Jun expression. STAT3, however, is upregulated as a result of central but not peripheral nerve transection. To investigate potential intracellular signalling pathways, we applied FGF-2, an extracellular mitogen, or an analog of cAMP, an intracellular second messenger to the cut end of the peripheral axon. Our results indicate that FGF-2 and cAMP act as activators of GAP-43 expression. On the other hand, FGF-2 and cAMP act to downregulate the expression of ATF3. FGF-2 upregulates c-Jun and the activated form of STAT3. Paradoxically, the regulation of GAP-43 expression by cAMP or by FGF-2 in vivo shows opposing results from the previously reported in vitro studies. Our present results suggest that the peripheral nerve injury response may be governed by at least three different signalling pathways.

Successful axon regeneration appears to depend on the development of an injury response. Dorsal root ganglion neurons exemplify the necessity of this injury response in a unique way. Peripheral nerve transection leads to development of an injury response and successful regeneration whereas central root transection does neither. The injury response may involve extracellular and intracellular pathways. To investigate the extraneuronal influences, we performed nerve transection of either the central or peripheral axon branches and studied the expression of GAP-43, a key growth associated protein, and the transcription factors ATF3, c-Jun, and STAT3. Our results show that the responses to peripheral versus central nerve transection are fundamentally different. Peripheral but not central nerve transection increases GAP-43, ATF3, and c-Jun expression. STAT3, however, is upregulated as a result of central but not peripheral nerve transection. To investigate potential intracellular signalling pathways, we applied FGF-2, an extracellular mitogen, or an analog of cAMP, an intracellular second messenger to the cut end of the peripheral axon. Our results indicate that FGF-2 and cAMP act as activators of GAP-43 expression. On the other hand, FGF-2 and cAMP act to downregulate the expression of ATF3. FGF-2 upregulates c-Jun and the activated form of STAT3. Paradoxically, the regulation of GAP-43 expression by cAMP or by FGF-2 in vivo shows opposing results from the previously reported in vitro studies. Our present results suggest that the peripheral nerve injury response may be governed by at least three different signalling pathways.

Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η μελέτη της έκφρασης των υπομονάδων του GABAΑ υποδοχέα σε τομές από τον διαφραγματικό και τον κροταφικό ιππόκαμπο αμέσως μετά την θανάτωση του ζώου και κατά την διάρκεια της ανάπτυξης των "in vitro" οξέων κυμάτων που έχουν παρατηρηθεί μόνο σε τομές του κροταφικού ιππόκαμπου. Επιπλέον, μελετήθηκε η ποσοτική και τοπογραφική κατανομή των Α1 υποδοχέων αδενοσίνης με την χρήση του ραδιενεργού ιχνηθέτη [3H]-CHA (αγωνιστής των Α1 υποδοχέων) στον κροταφικό και τον διαφραγματικό ιππόκαμπο αμέσως μετά την θανάτωση του επίμυος. Η μελέτη της κατανομής των Α1 υποδοχέων αδενοσίνης έδειξε ότι η δέσμευση της [3H]-CHA ήταν μικρότερη στον κροταφικό σε σύγκριση με τον διαφραγματικό ιππόκαμπο με την μεγαλύτερη διαφορά να εντοπίζεται στην CA1 περιοχή. Το παραπάνω αποτέλεσμα έρχεται σε συμφωνία με την υπόθεση, ότι οι συνάψεις του κροταφικού ιππόκαμπου εμφανίζουν μεγαλύτερη πιθανότητα απελευθέρωσης γλουταμινικού οξέος σε σύγκριση με αυτές του διαφραγματικού ιππόκαμπου, καθώς οι Α1 υποδοχέων αδενοσίνης εντοπίζονται στην CA1 περιοχή κυρίως προσυναπτικά όπου ελέγχουν την απελευθέρωση γλουταμινικού οξέος. Στη συνέχεια της παρούσας μελέτης δείξαμε ότι η έκφραση του mRNA και των πρωτεϊνών για τις κυριότερες υπομονάδες του GABAA υποδοχέα είναι διαφορετική μεταξύ του διαφραγματικού και του κροταφικού ιπποκάμπου. Ειδικά, στην CA1 περιοχή του ιπποκάμπου η έκφραση των α1, β2 και γ2 υπομονάδων ήταν μικρότερη, ενώ αντίθετα η έκφραση των α2 και β1 υπομονάδων ήταν μεγαλύτερη στον κροταφικό ιπποκάμπο σε σύγκριση με τον διαφραγματικό ιππόκαμπο. Σύμφωνα με προηγούμενες μελέτες που αφορούν την συνέκφραση των υπομονάδων στο σύμπλοκο του GABAA υποδοχέα τα αποτελέσματα μας υποδηλώνουν ότι ο α1β2 υποτύπος του GABAA υποδοχέα επικρατεί στον διαφραγματικό ιππόκαμπο, ενώ ο α2β1 υπότυπος κυριαρχεί στον κροταφικό ιππόκαμπο. Η διαφορετική κατανομή των υποτύπων στους δυο πόλους του ιπποκάμπου που είναι εντονότερη στην CA1 περιοχή, μπορεί να επηρεάζει τις ιδιότητες του διαύλου (αγωγιμότητα, πλάτος και διάρκεια των IPSCs), δείχνοντας ότι οι υπότυποι του GABAA υποδοχέα που εντοπίζονται στον κροταφικό ιππόκαμπο έχουν μικρότερη ανασταλτική αποτελεσματικότητα, η οποία συμφωνεί με την μικρότερη GABAA-προερχόμενη αναστολή που έχει δειχθεί στην CA1 περιοχή του κροταφικού ιππόκαμπου. Επιπλέον θα μπορούσε να εξηγήσει την μεγαλύτερη επιρρέπεια του κροταφικού ιππόκαμπου στην επιληψία. Η χαμηλότερη έκφραση του mRNA για τις α4, β3 και δ υπομονάδες του GABAA υποδοχέα στην περιοχή της οδοντωτής έλικας του κροταφικού ιπποκάμπο υποδεικνύει ότι η έκφραση του α4β3δ υποτύπου είναι μικρότερη στον κροταφικό σε σύγκριση με τον διαφραγματικό ιππόκαμπο. Καθώς έχει δειχθεί ότι ο α4β3δ υπότυπος παίζει σημαντικό ρόλο στην τονική αναστολή στα κοκκιώδη κύτταρα της οδοντωτής έλικας, τα παραπάνω αποτέλεσμα μας πιθανώς σημαίνει ότι η τονική αναστολή είναι διαφορετική στους δυο πόλους του ιππόκαμπου. Η αύξηση της έκφρασης του mRNA της α5 υπομονάδας στην CA1 περιοχή του κροταφικού ιπποκάμπου μπορεί να επηρεάζει την ικανότητα για συναπτική βραχυ- και μακρο-χρόνια πλαστικότητα η οποία έχει βρεθεί να είναι διαφορετική μεταξύ του κροταφικού και του διαφραγματικού ιπποκάμπου καθώς έχει δειχθεί ότι οι α5-υπότυποι παίζουν ρόλο σε διαδικασίες μνήμης και μάθησης. Επίσης, οι α5-υπότυποι του GABAA υποδοχέα στην CA1 περιοχή του ιππόκαμπου συμμετέχουν στην τονική αναστολή. Τα υψηλότερα επίπεδα στην έκφραση του mRNA για την α5 υπομονάδα στον κροταφικό ιππόκαμπο σε σύγκριση με τον διαφραγματικό ιππόκαμπο πιθανώς υποδεικνύουν ότι η τονική αναστολή είναι διαφορετική στην CA1 περιοχή των δυο πόλων του ιππόκαμπου. Στο δεύτερο μέρος της παρούσας διατριβής μελετήσαμε την πιθανή συσχέτιση του GABAεργικού συστήματος με την οργάνωση των "in vitro" οξέων κυμάτων η οποία έχει παρατηρηθεί, σε κανονικές "in vitro" συνθήκες, μόνο σε τομές του κροταφικού ιππόκαμπου. Για το λόγο αυτό πραγματοποιήσαμε αναλυτική μελέτη της έκφρασης του mRNA των υπομονάδων (α1, α2, α5, β1, β2, β3, γ2) του GABAΑ υποδοχέα σε διάφορα χρονικά διαστήματα κατά την κανονική "in vitro" διατήρηση των τομών (15min, 1, 3, 5 και 8h). Αρχικά μελετήσαμε την έκφραση των πρώιμων γονιδίων (c-fos, zif-268), που είναι δείκτες της νευρωνικής ενεργότητας, μετά από 5 ώρες κανονικής "in vitro" διατήρησης των τομών με σκοπό τη πιθανή συχέτιση της έκφρασης τους με την οργάνωση των "in vitro" οξέων κυμάτων. Τα αποτελέσματα μας έδειξαν και στους δυο πόλους του ιπποκάμπου παρόμοια αύξηση της έκφρασης του mRNA τόσο για το c-fos όσο και για zif-268 γεγονός που υποδηλώνει ότι γονιδιακή ενεργότητα είναι παρόμοια και όσο αφορά τα συγκεκριμένα πρώιμα γονίδια ανεξάρτητη της ανάπτυξης των "in vitro" οξέων κυμάτων. Στην CA1 περιοχή του κροταφικού ιππόκαμπου παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση της έκφρασης του mRNA των α1, β2 και γ2 υπομονάδων του GABAΑ υποδοχέα η οποία ξεκινάει την 1η ώρα, δηλαδή πριν την οργανωμένη εμφάνιση της αυθόρμητης δραστηριότητας, γίνεται μέγιστη στις 4 ώρες παραμονής των τομών σε Τεχνητό Εγκεφαλονωτιαίο Υγρό (ΤΕΝΥ) και συμβαδίζει χρονικά με την οργάνωση των "in vitro" οξέων κυμάτων. Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές σε τομές που προέρχονται από τον διαφραγματικό ιππόκαμπο. Έχει δειχθεί ότι οι α1-υπότυποι παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανασταλτική ικανότητα του υποδοχέα. Επίσης η παρουσία της β2 υπομονάδας στον δίαυλο χαρακτηρίζει μεγαλύτερα σε πλάτος και διάρκεια ανασταλτικά ρεύματα συγκρινόμενη με τις β1 υπομονάδες. Φαίνεται λοιπόν ότι ο υπότυπος α1β2γ2, του οποίου η έκφραση αυξάνει πριν την έναρξη της οργανωμένης ρυθμικής δραστηριότητας, λόγω της συγκρότησης του από τις συγκεκριμένες υπομονάδες, έχει μεγάλη ανασταλτική αποτελεσματικότητα η οποία μπορεί να συμμετέχει στην ανάπτυξη των "in vitro" οξέων κυμάτων. Η δέσμευση της [3H]–muscimol αυξάνει σε τομές που προέρχονται μόνο από τον κροταφικό ιππόκαμπο και έχουν παραμείνει σε κανονικές "in vitro" συνθήκες για 8 ώρες σε σύγκριση με αντίστοιχες τομές που προέρχονται αμέσως μετά την θανάτωση του ζώου. Καμία αλλαγή δεν παρατηρήθηκε στην δέσμευση της [3H]–muscimol σε τομές που προέρχονται από τον διαφραγματικό ιππόκαμπο. Η αύξηση της δέσμευσης της [3H]–muscimol μόνο στις τομές που προέρχονται από τον κροταφικό ιππόκαμπο είναι σε συμφωνία με την αύξηση της έκφρασης του α1β2γ2-υποτύπου καθώς έχει δειχθεί ότι η θέση δέσμευσης της muscimol στο δίαυλο του GABAA υποδοχέα είναι μεταξύ των α1 και β2 υπομονάδων. Συμπερασματικά, η εκλεκτική αύξηση της έκφρασης του α1β2γ2-υπότυπου μόνο στην CA1 περιοχή του κροταφικού δηλώνει μεγαλύτερη ανασταλτική αποτελεσματικότητα των GABAA υποδοχέων, δεδομένου ότι ο α1β2γ2-υπότυπος προκαλεί μεγαλύτερα ανασταλτικά μετασυναπτικά ρεύματα. Το παραπάνω μπορεί να σχετίζεται με την "in vitro" εμφάνιση των οξέων κυμάτων καθώς η αυθόρμητη δραστηριότητα προέρχεται από GABAA-επαγόμενες υπερπολώσεις των πυραμιδικών κυττάρων, ενώ και η αύξηση στην έκφραση του α1β2γ2-υποτύπου συμπίπτει χρονικά με την εμφάνιση των "in vitro" οξέων κυμάτων. / The hippocampus in the rat appears grossly as an elongated structure with its long axis bending in a C-shaped manner from the septal nuclei rostrodorsally to the incipient temporal lobe caudoventrally. The long axis of the hippocampal formation is referred as the dorsoventral axis. Although hippocampus has been traditionally thought as a homogeneous structure, several studies have been demonstrated differences at several organization levels (from the behavioural to the cellular) between its dorsal (DH) and ventral (VH) pole. In the present study, we examined whether the recently reported differences in the GABA-mediated somatic inhibition between the DH and VH could be related to variations in the GABAA receptors. We therefore studied the quantitative distribution, the kinetic parameters and the subunit composition of the GABAA receptors in the two parts of hippocampus. We also studied the A1 adenosine receptors in order to examine the involvement of the adenosinergic system in the glutamate release between the two hippocampal poles. The study of [3H]-CHA binding on A1 adenosine receptors by using "in vitro" quantitative autoradiography, revealed a weaker A1 receptor binding in VH compared to DH in all regions we examined. Taken into consideration that the A1 adenosine receptors are localized in the CA1 glutamatergic terminals, these results may to some extend explain our hypothesis that synapses in the VH have greater probability of glutamate release compared to those in the DH counterpart. Recent data have demonstrated a weaker somatic GABAergic inhibition in CA1 region of VH compared to DH. We therefore examined possible differences in the GABAA receptor subunit composition and receptor binding parameters between DH and VH by using "in situ" hybridization, western blotting and the specific binding of the GABAA receptor agonist [3H]-muscimol using quantitative autoradiography and saturation experiments. The experiments demonstrated that the VH compared to DH displayed: 1) lower levels of mRNA expression for α1, β2, γ2 but higher levels for α2 and β1 subunits in CA1, CA2 and CA3, with the differences being more pronounced in CA1 region. Western blot analysis confirmed the mRNA expression data, showing lower levels for α1, β2 and higher levels for α2 subunits’ protein. Only in the CA1 region the mRNA levels of α5 were higher, while those of α4 subunit were slightly lower; in dentate gyrus, the mRNA levels of α4, β3 and δ subunits were significantly lower in VH compared to DH presumably suggesting a lower expression of the α4/β3/δ receptor subtype; 2) lower levels of [3H]-muscimol binding in the VH, with the lowest value observed in CA1, apparently resulting from weaker affinity for GABA and not from a decreased receptor density, since the KD values were higher in VH, while the Bmax values were similar between DH and VH. In conclusion, the differences in the subunit mRNA and protein expression and the lower affinity of GABAA receptor observed predominantly in CA1 region of VH, suggest that the α1 subunit-containing GABAA receptors dominate in the DH, while the α2 subunit-containing receptors prevail in VH. This could underlie the lower GABAA mediated somatic inhibition observed in VH and, to some extent, explain: a) the higher liability of VH for epileptic activity and b) the differential involvement of DH and VH in cognitive and emotional processes. Recent electrophysiological experiments have been shown that slices from the VH of adult rats generate rhythmical activity during their maintenance in the recording chamber. This activity is fully organized during the first 3 hours of in vitro maintenance and resembles the in vivo recorded hippocampal "sharp waves", therefore called "in vitro sharp waves". The field manifestation of this spontaneous activity results from GABAA receptor-mediated hyperpolarizations in pyramidal cells. The aim of the second part of the present thesis focused on the possible relationship between the characteristics of GABAA receptors and the development of "in vitro sharp waves". Using the "in situ hybridisation" technique, we examined the mRNA expression of the alpha1/2/5,beta1/2/3 and gamma2 subunits of GABAA receptor and the binding of GABAA receptor agonist [3H]-muscimol in a time course including periods before and during the development of the "in vitro sharp waves". Six sets of transversely cut DH and VH slices were prepared: slices frozen immediately after killing the animal (naive slices), and slices maintained in vitro and frozen at different time points (15min, 1, 3, 5 and 8h) during the electrophysiological experiment. The results showed: A) Upregulation of alpha1, beta2 and gamma2 subunits mRNA in VH but not in DH slices at 1h of their maintenance, which became significant at 3h as compared to the respective naive slices; B) Increase in [3H]-muscimol binding only in VH slices, obtained at 8h compared to the respective naive ones. The upregulation of the α1β2γ2 GABAA receptor subtype (starting at 1h) in VH but not in DH presumably suggests an increase in GABAergic activity, which could be related with the appearance of "in vitro sharp waves" observed only in VH; C) Τhe similar mRNA expression of the early genes c-fos and zif-268 in the two hippocampal poles showing a comparable general gene activity in DH and VH. In conclusion, the α1β2γ2 subtype dominates in DH while the α2β2-subtype prevails in VH and this could be related to the weaker somatic inhibition observed in the CA1 region of VH, and also to the distinct involvement of DH and VH in cognitive and emotional processes. Moreover, the higher expression of the GABAA receptor subtype α4β4δ in the DG of DH compared to VH may imply a higher tonic inhibition in the former hippocampal pole. The upregulation of the α1β2γ2- subtype only in VH slices during their in vitro maintenance may reflect an increase in the impact of GABAA receptor-mediated transmission, which is required for the organization of "in vitro" sharp waves.

Tout d'abord, nous avons démontré l'origine périphérique de la corticostérone après l'administration d'un stress aigu. Pour cela, nous avons utilisé un modèle de souris déficient en transporteur de corticostérone : Corticosterone binding-globulin (Cbg-/-). Ensuite, nous avons déterminé si les effets rapides du stress sur le rappel mnésique dépendaient de mécanismes non-génomiques. Nous avons précisé si ces effets étaient médiés par les récepteurs aux minéralocorticoïdes (MR) ou aux glucocorticoïdes de l'hippocampe. Dans ce but dans un premier temps, nous avons injecté un complexe macromoléculaire de corticostérone (Cort-3CMO-BSA) qui ne franchit pas la membrane cellulaire pour évaluer l'implication de mécanismes membranaires. Dans un deuxième temps nous avons administré dans l'hippocampe dorsal (HD) ou ventral (HV), 15 minutes avant le stress, l'antagoniste MR (RU 28318) et l'antagoniste GR (RU 38486) et nous avons évalué les performances mnésiques à 15, 60, 105 et 120 minutes après le stress. En effet ces délais ont été choisis selon l'apparition de pics de corticostérone induit par le stress, mesurés par microdialyse, dans l'HD et l'HV.Les principaux résultats obtenus sont : i) les souris Cbg -/- ne présentent pas de déficit mnésique 15 min après l'administration d'un stress aigu, contrairement aux souris contrôles qui ont un déficit mnésique important; ii) De même, l'administration de métyrapone (un inhibiteur de synthèse de la corticostérone) prévient des effets rapides du stress sur la mémoire; iii) Nous avons démontré que les effets rapides délétères sont médiés par des récepteurs membranaires, puisque l'injection de Cort-3CMO-BSA dans l'HD produit des effets similaires au stress aigu. De plus, l'effet de l'injection du complexe Cort-3CMO-BSA n'est pas bloqué par l'injection systémique d'anisomycine (un inhibiteur de synthèse protéique) nous avons montré que les récepteurs membranaires aux glucocorticoïdes de type MR sont responsables des effets cognitifs rapides du stress et de la cort-3CMO-BSA sur le rappel mnésique ;iv) Dans l'HD, l'injection du RU 28318 bloquait les effets délétères du stress quand les performances mnésiques étaient évaluées 15 min après le stress, mais non aux délais plus longs. Au contraire, le RU 38486 prévenait les déficits mnésiques quand les performances étaient évaluées à 60 mais non à 105 min après le stress. Dans l'HV, le schéma opposé est observé puisque l'injection du RU 38486 est dénuée d'effet quand il est injecté à 60 min après le stress mais il bloque les déficits mnésiques induits 105 min après le stress. L'implication des récepteurs MR et GR et l'efficacité de leur antagoniste semble dépendant de l'évolution de la concentration de corticostérone au cours du temps dans l'HD et l'HV.Pour conclure, notre étude a mis en évidence que le stress aigu diminue le rappel mnésique hipocampo-dépendant par l'intermédiaire d'un mécanisme de "switch" impliquant les récepteurs MR puis GR de l'HD à des délais plus courts et ensuite seulement les récepteurs GR de l'HV à des délais plus long.

Chez les eucaryotes pluricellulaires, la différenciation des cellules repose en partie sur l'activation oula répression des gènes. Les profils d'expression génique mis en place vont perdurer d'une générationcellulaire à l'autre. Ce phénomène met en jeu des mécanismes épigénétiques qui remodèlentlocalement la structure de la chromatine. Chez Drosophila melanogaster, les protéines des groupesPolycomb (PcG) et Trithorax (TrxG) participent au maintien du profil d'expression des gènes au coursdu développement. Les protéines PcG maintiennent les gènes réprimés tandis que les protéines TrxGmaintiennent les gènes activés. Une troisième classe de protéines nommée Enhancers of Trithoraxand Polycomb (ETP) module l'activité des PcG et TrxG. Dorsal Switch Protein 1 (DSP1) est uneprotéine HMGB (High Mobility Group B) classée comme une ETP. Par tamisage moléculaire, nousavions montré que la protéine DSP1 était présente au sein de complexes de poids moléculaire de 100kDa à 1 MDa. Le travail de thèse présenté ici a pour but d'identifier les partenaires de la protéineDSP1 dans l'embryon et de mieux connaître les propriétés biochimiques de DSP1. Premièrement, j'aimis en place puis effectué l'immunopurification des complexes contenant DSP1 dans des extraitsprotéiques embryonnaires. Cette approche nous a permis d'identifier 23 partenaires putatifs de laprotéine DSP1. Parmi ces protéines, nous avons identifié la protéine Rm62 qui est une ARN hélicaseà boîte DEAD. Les relations biologiques entre DSP1 et Rm62 ont été précisées. Deuxièmement, j'aidéterminé, par une approche biochimique, de nouvelles caractéristiques physico-chimiques de laprotéine DSP1.

This thesis addresses the organisation of drive to human upper airway and inspiratory pump muscles. The characterisation of single motor unit activity is important as the discharge frequency or timing of discharge of each motor unit directly reflects the output of single motoneurones. Thus, the firing properties of a population of motor units is indicative of the neural drive to the motoneurone pool. The experiments presented in Chapter 2 measured the recruitment time of five inspiratory pump muscles (diaphragm, scalene, second parasternal intercostal, and third and fifth dorsal external intercostal muscles) during normal quiet breathing and quantified the timing and magnitude of drive reaching each muscle. Chapter 3 examined the EMG activity of a major upper airway muscle (the genioglossus). The single motor units of the genioglossus display activity that can be grouped into six types based on its association or lack of association with respiration. The types of activity are termed: Inspiratory Phasic, Inspiratory Tonic, Expiratory Phasic, Expiratory Tonic, Tonic, and Tonic Other. A new method is presented in Chapter 4 to illustrate large amounts of data from single motor units recorded from respiratory muscles in a concise manner. This single figure displays for each motor unit, the recruitment time and firing frequency, the peak discharge frequency and its time, and the derecruitment time and its frequency. This method, termed the time-and-frequency plot, is used to demonstrate differences in behaviour between populations of diaphragm (Chapter 2) and genioglossus (Chapter 3) motoneurones. In Chapter 5, genioglossus activity during quiet breathing is compared between a group of patients with severe OSA and healthy control subjects. The distribution of central drive is identical between the OSA and control subjects with the same proportion of the six types of motor unit activity in both groups. However, there are alterations in the onset time of Inspiratory Phasic and Inspiratory Tonic motor units in OSA subjects and their peak discharge rates are also altered. Single motor unit action potentials in OSA subjects showed an increased area. This suggests the presence of neurogenic changes and may provide a pathophysiological explanation for the increased multiunit electromyographic activity reported in OSA subjects during wakefulness.

Exquisite visually-guided movements underpin expertise in fast interceptive sports. The assumption that skilled performance relies on superior visual skills has been challenged by studies of sporting expertise which typically advocate vision to be a poor predictor of sporting success. This discordance is addressed in this thesis by examining whether visual degradation (in the form of blur) affects the performance of an interceptive action where successful execution demands precise spatial and temporal visual-motor control. The vision of skilled cricket batters was blurred using contact lenses (four increasing levels: plano, +1.00, +2.00, +3.00) in each of two experimental phases. In the first phase batters faced a bowling-machine and in-situ bowlers to examine the effect of blur on bat-ball interception. The highest level of blur (+3.00) was required to produce a significant decrease in batting performance when facing the bowling-machine at medium-paced ball-velocities (105-115 kph). A similar effect of blur was found when facing in-situ bowlers of comparable ball-velocity, however performance was found to be affected by a lower level of blur (+2.00) for faster-paced ball-velocities (120-130 kph). The +1.00 blur was concluded even at this higher ball-velocity to have no measurable effect on interceptive performance in a natural setting. The second phase sought to investigate the effect of blur on anticipation: a perceptual skill established to be an important component of expertise in many interceptive sports. It was established, using temporal occlusion of a bowling sequence, that optimal anticipation required an opportunity for bat-ball interception (facilitating close coupling between perception and action). Coupled anticipation demonstrated velocity-dependent resilience to blur; +3.00 and +2.00 were required for respective decreases in the anticipation of action-sequences for medium- and fast-paced ball-velocities. Remarkably, results suggest that blur may enhance uncoupled (verbal) anticipation according to the movement velocity of the bowler. Experimental results led to the conclusion that clear vision is not necessarily required for optimal interceptive performance, even when the demanding spatio-temporal task simulates the conditions experienced at the highest levels of competition. Results are interpreted based on the predictions of the dual-pathway theory of vision, including differences in the underlying visual information processed via these pathways.

Exquisite visually-guided movements underpin expertise in fast interceptive sports. The assumption that skilled performance relies on superior visual skills has been challenged by studies of sporting expertise which typically advocate vision to be a poor predictor of sporting success. This discordance is addressed in this thesis by examining whether visual degradation (in the form of blur) affects the performance of an interceptive action where successful execution demands precise spatial and temporal visual-motor control. The vision of skilled cricket batters was blurred using contact lenses (four increasing levels: plano, +1.00, +2.00, +3.00) in each of two experimental phases. In the first phase batters faced a bowling-machine and in-situ bowlers to examine the effect of blur on bat-ball interception. The highest level of blur (+3.00) was required to produce a significant decrease in batting performance when facing the bowling-machine at medium-paced ball-velocities (105-115 kph). A similar effect of blur was found when facing in-situ bowlers of comparable ball-velocity, however performance was found to be affected by a lower level of blur (+2.00) for faster-paced ball-velocities (120-130 kph). The +1.00 blur was concluded even at this higher ball-velocity to have no measurable effect on interceptive performance in a natural setting. The second phase sought to investigate the effect of blur on anticipation: a perceptual skill established to be an important component of expertise in many interceptive sports. It was established, using temporal occlusion of a bowling sequence, that optimal anticipation required an opportunity for bat-ball interception (facilitating close coupling between perception and action). Coupled anticipation demonstrated velocity-dependent resilience to blur; +3.00 and +2.00 were required for respective decreases in the anticipation of action-sequences for medium- and fast-paced ball-velocities. Remarkably, results suggest that blur may enhance uncoupled (verbal) anticipation according to the movement velocity of the bowler. Experimental results led to the conclusion that clear vision is not necessarily required for optimal interceptive performance, even when the demanding spatio-temporal task simulates the conditions experienced at the highest levels of competition. Results are interpreted based on the predictions of the dual-pathway theory of vision, including differences in the underlying visual information processed via these pathways.