L'aphasie est un trouble acquis du langage qui cause des difficultés de communication pouvant affecter la compréhension et l'expression. Lorsque l'aphasie survient par suite d’un accident vasculaire cérébral, des difficultés importantes de communication sont initialement constatées, puis une amélioration graduelle dans les semaines et les mois qui suivent. Toutefois, pour certaines personnes, l’aphasie peut rester sévère un an, l’aphasie est alors considérée comme chronique. L'une des manifestations les plus courantes de l'aphasie est l'anomie - un manque de mots. Un nombre croissant d'études se penchent sur l'impact de la thérapie sur l'aphasie chronique et ont montré une amélioration du langage après plusieurs années. Des thérapies sont développées et étudiées en anglais, mais peu d’écrits scientifiques décrivent les effets des thérapies spécifiques et formalisées en français. Le but du présent travail doctoral est d'examiner les effets comportementaux et d’explorer les substrats neurologies du protocole Analyse des Composantes Phonologiques (ACP) ainsi que l’influence des facteurs individuels sur les gains chez dix-huit personnes vivant avec une aphasie chronique. Ainsi, la thèse comporte trois articles qui abordent, chacun, des facettes différentes des effets de l’ACP. Dans le premier article, les effets comportementaux de l’ACP sont explorés ainsi que le rôle des facteurs individuels sur la réponse à l’intervention. Le deuxième considère l’effet de l’ACP sur la connectivité fonctionnelle du cerveau, tout en considérant l’effet des facteurs individuels. Enfin, le troisième article s’intéresse à la réponse par suite de l’intervention ACP en considérant les facteurs individuels du bilinguisme et des caractéristiques neuroanatomiques comme la localisation des lésions et l’épaisseur corticale. L'ensemble de résultats démontre une amélioration significative de la dénomination des noms parmi les dix-huit participant·e·s inclus·e·s. Par ailleurs, cette amélioration a été mesurée sur des mots non-traités, ce qui reflète un effet de généralisation. Par surcroit, cette amélioration se maintient à trois mois et six mois après la fin de l’intervention. L’âge, la sévérité de l’anomie et la présence d’une apraxie de la parole sévère influencent les gains mesurés. Les analyses neurofonctionnelles de connectivité fonctionnelle au repos auprès de dix participant·e·s montrent une meilleure intégration des réseaux visuels et langagiers, associés lors d’une tâche de dénomination des noms. Les changements de connectivité observés dépendent de la sévérité de l'aphasie. Plus spécifiquement, l’intégration interhémisphérique et au sein de l’hémisphère droit est plus importante chez les personnes ayant une aphasie plus légère. Finalement, être bilingue influence aussi les gains observés par suite du protocole Analyse des Composantes Phonologiques. Les personnes bilingues s’améliorent davantage, cet avantage est associé une épaisseur corticale supérieure dans l’hémisphère droit comparativement aux personnes monolingues. Ces données préliminaires suggèrent que les changements comportementaux observés résultent de la combinaison des composantes phonologiques et orthographiques de l'intervention, et que l’intervention requiert et entraîne les fonctions exécutives. Les données cueillies dans le cadre de cette thèse sont prometteuses en ce qui concerne les effets bénéfiques de l’Analyse des Composantes Phonologiques en français. Plus précisément, les gains mesurés auprès d’un échantillon présentant des symptômes variés, la généralisation et le maintien supportent l’utilisation de ce protocole d’intervention auprès de personnes francophones. Il est à noter que la taille du groupe étudié est modeste, mais les méthodologies complémentaires et la convergence des résultats avec les données existantes dans les écrits scientifiques et à travers les méthodes d'étude de cette thèse (niveaux comportemental et neurofonctionnel) justifient des études subséquentes pour mieux comprendre les mécanismes d'action et l’influence des facteurs individuels sur les gains. / Aphasia is an acquired language disorder that causes communication difficulties that can affect understanding and expression. When aphasia occurs following a stroke, significant communication difficulties are initially noted, followed by gradual improvement over the following weeks and months. However, for some people, the aphasia may remain severe after a year even when recovery has been seen, in which case the aphasia is considered chronic. One of the most common symptoms in aphasia is anomia - a difficulty finding and saying words. A growing number of studies are looking at the impact of speech and language therapy on chronic aphasia and have shown improvement in language after several years. Therapies are developed and studied in English, but little scientific literature describes the effects of specific, formalized therapies in French. The purpose of the present doctoral work is to examine the behavioural effects and to explore the neurological substrates of the Phonological Component Analysis (PCA) protocol as well as the influence of individual factors on gains in 18 adults living with chronic aphasia. Thus, the dissertation consists of three articles, each of which addresses different facets of the effects of PCA. In the first article, the behavioural effects of PCA are explored as well as the role of individual factors on the response to the intervention. The second considers the effect of PCA on resting-state functional brain connectivity, while considering the effect of individual factors. Finally, the third paper looks at the response to the PCA intervention by considering the individual factors of bilingualism and neuroanatomical characteristics associated such as cortical thickness, and also lesion location. The overall results show a significant improvement in naming among the eighteen participants included in the thesis. Moreover, this improvement was measured on untreated words, which reflects a generalization effect and was maintained at three and six months after the end of the intervention. Age, severity of impairment and the presence of severe apraxia of speech influenced the measured gains. Neurofunctional analyses of resting-state functional connectivity in ten participants showed improved integration of the visual and language networks, associated during a naming task. The connectivity changes observed depend on the severity of the aphasia. More specifically, interhemispheric and right hemisphere integration is greater in individuals with milder aphasia. Finally, being bilingual also influences the gains observed following the Phonological Component Analysis protocol. Bilinguals improved more, and this advantage was associated with greater cortical thickness in frontal regions of the right hemisphere compared to monolinguals. These preliminary data suggest that the observed behavioural changes result from the combination of the phonological and orthographic components of the intervention, and that the intervention requires and trains executive functions. The data collected in this thesis show promise for the beneficial effects of Phonological Component Analysis in French. Specifically, the gains, generalization, and maintenance measured in a sample of adults living with aphasia displaying varied symptoms support the use of this intervention protocol with French speakers. It should be noted that the size of the study group is modest, but the complementary methodologies and the convergence of the results with existing data in the scientific literature and through the study methods of this thesis (behavioural and neurofunctional levels) justify subsequent studies to better understand the mechanisms of action and the influence of individual factors on gains.

La perception visuelle implique une interaction complexe entre les yeux, le cerveau et les processus cognitifs, transformant les stimuli visuels en une représentation interne de l'environnement. Bien qu'une fraction limitée des informations parviennent à notre conscience visuelle, le cerveau traite une quantité considérable d'informations de manière inconsciente. Des recherches en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ont visé à mieux discerner les corrélats neuronaux associés à la perception consciente et inconsciente. Cependant, l'identification précise des régions cérébrales impliquées dans la génération d'une perception consciente, et leur modulation par l'expérience ou par des lésions cérébrales, demeure un défi. Cette thèse examine le traitement conscient et inconscient de l'information visuelle à l'aide de tâches visuelles et de neuroimagerie, pour comprendre comment ces processus se reflètent dans l'activation cérébrale et l'impact de lésions du cortex visuel. L'article 1 vise à identifier de manière empirique les zones d'activation fonctionnelle associées au traitement visuel conscient et inconscient chez les individus neurotypiques, en menant deux méta-analyses quantitatives de données de neuroimagerie. Les résultats révèlent que le traitement conscient mobilise la jonction fronto-inférieure, le sillon intrapariétal, le cingulum antérieur dorsal, le gyrus angulaire, le cortex temporo-occipital et l'insula antérieure. Le traitement visuel inconscient sollicite davantage les régions postérieures, comme le complexe occipital latéral. L'article 2 traite des processus cognitifs associés à la modulation de l'activation fonctionnelle suite à une lésion du cortex visuel. La déficience visuelle cérébrale (DVC) est caractérisée par une perte des fonctions visuelles due à un dommage cérébral plutôt qu'à une atteinte des yeux. Bien que la majorité des individus ne regagnent pas une vision normale, dans certains cas fascinants une amélioration peut être notée avec le temps en raison de la capacité du cerveau à se réorganiser. La perte visuelle peut s'accompagner du blindsight, où les individus sont capables de traiter de l'information visuelle tout en niant l'avoir vue. Cet article novateur utilise un paradigme de détection de mouvement pour évaluer l'activation des structures corticales et sous-corticales lors d'une performance de blindsight chez un individu avec DVC. Cette contribution significative met en évidence des corrélats neuronaux indépendants des aires visuelles primaires, associés à des structures spécifiques pendant la détection de mouvement en blindsight. Le chapitre 4 présente une base de données d'IRM haute résolution pour la perception du mouvement visuel d'individus neurotypiques et atteints de DVC. Les données incluent des mesures d'IRM structurelles, fonctionnelles, et de diffusion, des évaluations comportementales et de suivi du regard, des mesures électrophysiologiques, en plus de données prétraitées, le code et des métriques de contrôle de la qualité. L'article 3 caractérise les conséquences neurologiques des lésions cérébrales chez les participants DVC, ainsi que l'impact sur leur capacité à traiter divers stimuli de mouvement, comparés à un groupe de contrôles neurotypiques, en utilisant des techniques comportementales et d'IRM fonctionnelle à haute résolution. La détection automatisée des lésions a permis de quantifier de manière fiable l'étendue des dommages cérébraux et les participants ont été catégorisés selon leur capacités visuelles résiduelles. Les résultats confirment que le cerveau peut traiter des informations visuelles malgré l'absence de zones visuelles primaires intactes. Les participants DVC ont présenté des altérations fonctionnelles étendues, contrairement aux participants neurotypiques, qui ont montré une activation focalisée dans des régions spécialisées pour le traitement visuel et de mouvement. L'hémisphère lésé présente une activation plus synergique dans l'aire temporale médiane et le complexe occipital latéral. Dans l'hémisphère intact, ce dernier peut répondre à une stimulation du champ visuel atteint. Le thalamus et le pulvinar ipsilésionnels ont montré une dominance ipsilatérale en réponse au mouvement, contrairement à la dominance controlatérale dans l'hémisphère intact et chez les participants DVC avec des capacités visuelles résiduelles comparables à celles des contrôles. Cette thèse, par une approche multimodale, étudie les mécanismes neuronaux du traitement visuel chez les individus neurotypiques et atteints de DVC. L'utilisation d'étapes empiriques séquentielles, notamment une étude de cas, des analyses de groupes et des méta-analyses, renforce la fiabilité et l'applicabilité de la recherche, et vise à cartographier l'adaptation cérébrale après une lésion du cortex visuel. / Visual perception involves the intricate interplay of the eyes, brain, and cognitive processes, enabling photons of visible light to be captured on the retina, processed through specific pathways in the brain and transformed into a rich internal representation of our surroundings. While only a fraction of information reaches conscious awareness, the brain can process the remaining unconsciously. Functional magnetic resonance imaging studies have sought to understand the neural signals associated with conscious versus unconscious perception. However, comprehensively understanding the core brain regions involved in generating a conscious perception and their modulation through experience or brain damage remains a challenge. In this thesis, we investigate the conscious and unconscious processing of visual information through a series of visual tasks. We aim to understand how these processes are reflected in brain activation and how they can be modulated by damage to the visual cortex. Article 1 aimed to empirically identify and characterize areas of reliable convergence in functional activation of regions engaged during either conscious or unconscious visual processing in neurotypical participants by conducting two distinct quantitative meta-analyses. The findings reveal that conscious visual processing readily engages a constellation of regions comprising the inferior frontal junction, intraparietal sulcus, dorsal anterior cingulate, angular gyrus, temporo-occipital cortex and anterior insula, whereas unconscious processing recruits posterior regions, mainly the lateral occipital complex. The aim of Article 2 was to provide a detailed understanding of cognitive constructs and functional alterations following visual cortex damage. Cerebral visual impairment (CVI) refers to a loss of visual function caused by damage to the brain rather than the eyes. While most individuals do not recover intact vision, some cases have demonstrated improvement over time due to the brain's ability to reorganize itself. In certain instances of visual loss, blindsight can occur, allowing individuals to process visual information without conscious awareness. To our knowledge, this article was the first to propose the use of an event-related motion detection paradigm to assess functional activation in cortical and subcortical structures, independant of primary visual areas, during a CVI individual's blindsight performance. Chapter 4 aimed to conceptualize and acquire a unique high-resolution MRI dataset for studying visual motion perception in neurotypical and CVI individuals. This comprehensive dataset encompasses multiple modalities, including structural, functional task-based, resting-state and diffusion MRI, behavioral and evaluations, electrophysiological measures, and eyetracking data, in addition to preprocessed data, code and quality control metrics. Article 3 aimed to understand the functional consequences of brain damage in CVI individuals and the resulting impact on their ability to process diverse visual motion stimuli, including looming and biological motion, compared to a group of neurotypical controls, using behavioral and high-resolution neuroimaging techniques. Automatic lesion mapping enabled to reliably quantify the extent of brain damage and participants were categorized based on their residual visual ability. The findings demonstrate that the brain can process and represent visual information, without intact primary visual areas. CVI participants exhibited broad functional alterations, contrasting the focused activation in visual and motion processing regions for neurotypical controls. Specifically, the lesioned hemisphere displayed synergistic activation in the middle temporal area and lateral occipital complex, while the intact hemisphere's lateral occipital complex responded to impaired visual field stimulation. The ipsilesional thalamus and pulvinar demonstrated an ipsilateral dominance in response to looming motion, in contrast to the contralateral dominance in the intact hemisphere and among CVI participants with residual visual abilities akin to neurotypical controls. By employing a multi-modal approach integrating behavioral assessments, structural and functional neuroimaging methods, this thesis comprehensively investigates the neural mechanisms underlying visual processing in both neurotypical individuals and those with CVI. The use of sequential steps in empirical science, namely a case study, group analyses, and meta-analyses, enhances the reliability and applicability of the research, and effectively contributes to help map brain adaptation post visual cortex injury and further inform neurotypical visual information processing.

L’aphasie est un trouble acquis du langage entraînant des problèmes de communication pouvant toucher la compréhension et/ou l’expression. Lorsque l’aphasie fait suite à un accident vasculaire cérébral, une régression des déficits communicatifs s'observe initialement, mais elle peut demeurer sévère pour certains et est considérée chronique après un an. Par ailleurs, l’aphasie peut aussi être observée dans l’aphasie progressive primaire, une maladie dégénérative affectant uniquement le langage dans les premières années. Un nombre grandissant d’études s’intéressent à l’impact de la thérapie dans l’aphasie chronique et ont démontré des améliorations langagières après plusieurs années. L’hémisphère gauche semble avoir un rôle crucial et est associé à de meilleures améliorations langagières, mais la compréhension des mécanismes de plasticité cérébrale est encore embryonnaire. Or, l’efficacité de la thérapie dans l’aphasie progressive primaire est peu étudiée. À l’aide de la résonance magnétique fonctionnelle, le but des présentes études consiste à examiner les mécanismes de plasticité cérébrale induits par la thérapie Semantic Feature Analysis auprès de dix personnes souffrant d’aphasie chronique et d’une personne souffrant d’aphasie progressive primaire. Les résultats suggèrent que le cerveau peut se réorganiser plusieurs années après une lésion cérébrale ainsi que dans une maladie dégénérative. Au niveau individuel, une meilleure amélioration langagière est associée au recrutement de l’hémisphère gauche ainsi qu’une concentration des activations. Les analyses de groupe mettent en évidence le recrutement du lobule pariétal inférieur gauche, alors que l’activation du gyrus précentral gauche prédit l’amélioration suite à la thérapie. D’autre part, les analyses de connectivité fonctionnelle ont permis d’identifier pour la première fois le réseau par défaut dans l’aphasie. Suite à la thérapie, l’intégration de ce réseau bien connu est comparable à celle des contrôles et les analyses de corrélation suggèrent que l’intégration du réseau par défaut a une valeur prédictive d’amélioration. Donc, les résultats de ces études appuient l’idée que l’hémisphère gauche a un rôle prépondérant dans la récupération de l’aphasie et fournissent des données probantes sur la neuroplasticité induite par une thérapie spécifique du langage dans l’aphasie. De plus, l’identification d’aires clés et de réseaux guideront de futures recherches afin d’éventuellement maximiser la récupération de l’aphasie et permettre de mieux prédire le pronostic. / Aphasia is an acquired language impairment leading to communication disorders which may affect comprehension and/or expression. When aphasia follows a stroke, major recovery of the communicative deficits is initially observed after the lesion, but for some the aphasia may remain severe and is considered to be chronic after a year. Furthermore aphasia can be observed in primary progressive aphasia, a degenerative disease only affecting language in the early years. The impact of therapy in chronic aphasia is the subject of growing literature in recent years and has shown language improvements after several years of therapy. The left hemisphere seems to have a crucial role and is associated with greater language improvements but our understanding of brain plasticity mechanisms is still lacking. In primary progressive aphasia, few studies have examined therapy effectiveness. Using functional magnetic resonance imaging, the aim of these studies was to examine therapy-induced brain plasticity mechanisms following Semantic Feature Analysis in ten participants suffering from chronic aphasia and one participant with primary progressive aphasia. The results suggest that brain reorganization is possible several years after injury and in degenerative disease. At the individual level, greater language improvement is associated with the recruitment of the left hemisphere and less activated areas. Group analysis shows the recruitment of left inferior parietal lobule, whereas the activation of left precentral gyrus predicts improved response to therapy. Functional connectivity analysis allowed for the first time the identification of the default-mode network in aphasia. Following therapy, the integration of this well-known network is comparable to that of the controls and the correlation analysis suggests that the default-mode network integration has a predictive value for improvement. Therefore, the results of these studies support the idea that the left hemisphere has a major role in the recovery of aphasia and provide evidence on therapy-induced neuroplasticity in aphasia. In addition, the identification of key areas and networks will guide future research in order to possibly maximize the recovery of aphasia and to better predict the prognosis.

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Dopamin und Acetylcholin sind wichtige neuromodulatorische Substanzen im menschlichen zentralen Nervensystem mir einem starken Einfluß auf Neuroplastizität. Der spezifische Einfluß dieser Substanzen auf Neuroplastizität wird durch verschiedene Faktoren, unter anderem Dosisabhängigkeit, Hintergrundaktivität neuronaler Netze und Subrezeptorspezifität determiniert. In dieser Dissertation haben wir den dosis- und subrezeptorabhängigen Effekt des cholinergen und dopaminergen Systems auf Neuroplastizität des menschlichen motorischen Kortex untersucht. Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und gepaarte assoziative Stimulation (PAS) stellen nicht-invasive Hirnstimulationstechniken dar, die die Erzeugung von Neuroplastizität beim Menschen ermöglichen. Wir haben in unseren Studien tDCS zur Erzeugung nicht-fokaler und PAS zur Erzeugung fokaler synapsenspezifischer Plastizität im motorischen Kortex von gesunden Probanden eingesetzt. In der ersten Studie konnten wir zeigen, daß die Aktivierung nikotinischer Rezeptoren einen fokussierenden Effekt auf fazilitatorische Plastizität hatte, inhibitorische Plastizität aber unabhängig von ihrer Fokalität verhinderte. Somit hat die Aktivierung nikotinerger Rezeptoren ähnliche Effekte wie globale cholinerge Aktivierung auf fazilitatorische, aber differente Effekte auf inhibitorische Plastizität. In der zweiten Studie untersuchten wir die dosisabhängigen Auswirkungen der Dopamin-Vorläufersubstanz l-Dopa auf Neuroplastizität. Bei mittlerer Dosis von l-Dopa war fokale Plastizität unverändert, wohingegen niedrige und hohe Dosen von l-Dopa die Induktion von Plastizität verhinderten. Die Ergebnisse zeigen somit einen klaren nicht-linearen dosisabhängigen Effekt. Aus den Ergebnissen dieser Studien kann geschlossen werden, daß Neuromodulatoren Plastizität im motorischen Kortex des Menschen relevant beeinflussen. Diese Effekte sind Subrezeptor- und Dosis-abhängig.

The influence of experience during brain development was investigated on juvenile behavior, adult amphetamine sensitization, and neuronal structural plasticity in rats. Two experiential factors (i.e., tactile stimulation and stress) were studied either before or soon after birth. Early experience feminized social behavior in males; however, only stress enhanced anxiety-like behavior in males. Repeated amphetamine administration resulted in the development and persistence of behavioral sensitization. However, tactile stimulation attenuated the drug-induced behavioral sensitization whereas stress failed to influence the degree of sensitization. Neuroanatomical findings revealed that early experience altered the cortical and subcortical structures. Furthermore, drug exposure reorganized the brain structures involved in addiction but early experience prevented the drug-associated changes. Early adverse experience influences the subsequent exposure to a drug of abuse at anatomical level whereas a favorable experience has an effect both at behavioral and anatomical levels and thus may play a protective role against drug-induced sensitization and addiction. / xii, 263 leaves : ill. ; 29 cm

L’aphasie est un trouble acquis du langage entraînant des problèmes de communication pouvant toucher la compréhension et/ou l’expression. Lorsque l’aphasie fait suite à un accident vasculaire cérébral, une régression des déficits communicatifs s'observe initialement, mais elle peut demeurer sévère pour certains et est considérée chronique après un an. Par ailleurs, l’aphasie peut aussi être observée dans l’aphasie progressive primaire, une maladie dégénérative affectant uniquement le langage dans les premières années. Un nombre grandissant d’études s’intéressent à l’impact de la thérapie dans l’aphasie chronique et ont démontré des améliorations langagières après plusieurs années. L’hémisphère gauche semble avoir un rôle crucial et est associé à de meilleures améliorations langagières, mais la compréhension des mécanismes de plasticité cérébrale est encore embryonnaire. Or, l’efficacité de la thérapie dans l’aphasie progressive primaire est peu étudiée. À l’aide de la résonance magnétique fonctionnelle, le but des présentes études consiste à examiner les mécanismes de plasticité cérébrale induits par la thérapie Semantic Feature Analysis auprès de dix personnes souffrant d’aphasie chronique et d’une personne souffrant d’aphasie progressive primaire. Les résultats suggèrent que le cerveau peut se réorganiser plusieurs années après une lésion cérébrale ainsi que dans une maladie dégénérative. Au niveau individuel, une meilleure amélioration langagière est associée au recrutement de l’hémisphère gauche ainsi qu’une concentration des activations. Les analyses de groupe mettent en évidence le recrutement du lobule pariétal inférieur gauche, alors que l’activation du gyrus précentral gauche prédit l’amélioration suite à la thérapie. D’autre part, les analyses de connectivité fonctionnelle ont permis d’identifier pour la première fois le réseau par défaut dans l’aphasie. Suite à la thérapie, l’intégration de ce réseau bien connu est comparable à celle des contrôles et les analyses de corrélation suggèrent que l’intégration du réseau par défaut a une valeur prédictive d’amélioration. Donc, les résultats de ces études appuient l’idée que l’hémisphère gauche a un rôle prépondérant dans la récupération de l’aphasie et fournissent des données probantes sur la neuroplasticité induite par une thérapie spécifique du langage dans l’aphasie. De plus, l’identification d’aires clés et de réseaux guideront de futures recherches afin d’éventuellement maximiser la récupération de l’aphasie et permettre de mieux prédire le pronostic. / Aphasia is an acquired language impairment leading to communication disorders which may affect comprehension and/or expression. When aphasia follows a stroke, major recovery of the communicative deficits is initially observed after the lesion, but for some the aphasia may remain severe and is considered to be chronic after a year. Furthermore aphasia can be observed in primary progressive aphasia, a degenerative disease only affecting language in the early years. The impact of therapy in chronic aphasia is the subject of growing literature in recent years and has shown language improvements after several years of therapy. The left hemisphere seems to have a crucial role and is associated with greater language improvements but our understanding of brain plasticity mechanisms is still lacking. In primary progressive aphasia, few studies have examined therapy effectiveness. Using functional magnetic resonance imaging, the aim of these studies was to examine therapy-induced brain plasticity mechanisms following Semantic Feature Analysis in ten participants suffering from chronic aphasia and one participant with primary progressive aphasia. The results suggest that brain reorganization is possible several years after injury and in degenerative disease. At the individual level, greater language improvement is associated with the recruitment of the left hemisphere and less activated areas. Group analysis shows the recruitment of left inferior parietal lobule, whereas the activation of left precentral gyrus predicts improved response to therapy. Functional connectivity analysis allowed for the first time the identification of the default-mode network in aphasia. Following therapy, the integration of this well-known network is comparable to that of the controls and the correlation analysis suggests that the default-mode network integration has a predictive value for improvement. Therefore, the results of these studies support the idea that the left hemisphere has a major role in the recovery of aphasia and provide evidence on therapy-induced neuroplasticity in aphasia. In addition, the identification of key areas and networks will guide future research in order to possibly maximize the recovery of aphasia and to better predict the prognosis.

For more than half a decade, lithium has been successfully used to treat bipolar disorder. Worldwide, it is considered the first-line mood stabilizer. Apart from its proven antimanic and prophylactic effects, considerable evidence also suggests an antisuicidal effect in affective disorders. Lithium is also effectively used to augment antidepressant drugs in the treatment of refractory major depressive episodes and prevent relapses in recurrent unipolar depression. In contrast to many psychiatric drugs, lithium has outlasted various pharmacotherapeutic ‘fashions’, and remains an indispensable element in contemporary psychopharmacology. Nevertheless, data from pharmacogenetic studies of lithium are comparatively sparse, and these studies are generally characterized by small sample sizes and varying definitions of response. Here, we present an international effort to elucidate the genetic underpinnings of lithium response in bipolar disorder. Following an initiative by the International Group for the Study of Lithium-Treated Patients (www.IGSLI.org) and the Unit on the Genetic Basis of Mood and Anxiety Disorders at the National Institute of Mental Health,lithium researchers from around the world have formed the Consortium on Lithium Genetics (www.ConLiGen.org) to establish the largest sample to date for genome-wide studies of lithium response in bipolar disorder, currently comprising more than 1,200 patients characterized for response to lithium treatment. A stringent phenotype definition of response is one of the hallmarks of this collaboration. ConLiGen invites all lithium researchers to join its efforts. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Alzheimer disease (AD) results, in part, from the excess accumulation of the amyloid-β peptide (Aβ) as neuritic plaques in the brain. The short Aβ peptide is derived from a large transmembrane precursor protein, APP. Two different proteolytic enzymes, BACE1 and the gamma-secretase complex, are responsible for cleaving Aβ peptide from APP through an intricate processing pathway. Dysregulation of APP and BACE1 levels leading to excess Aβ deposition has been implicated in various forms of AD. Thus, a major goal in this dissertation was to discover novel regulatory pathways that control APP and BACE1 expression as a means to identify novel drug targets central to the Aβ-generating process. MicroRNAs (miRNA) are short, non-coding RNAs that act as post-transcriptional regulators of gene expression through specific interactions with target mRNAs. Global analyses predict that over sixty percent of human transcripts contain evolutionarily conserved miRNA target sites. Therefore, the specific hypothesis tested was that miRNA are relevant regulators of APP and BACE1 expression. In this work, several specific miRNA were identified that regulate APP protein expression (miR-101, miR-153 and miR-346) or BACE1 expression (miR-339-5p). These miRNAs mediated their post-transcriptional effects via interactions with specific target sites in the APP and BACE1 transcripts. Importantly, these miRNA also altered secretion of Aβ peptides in primary human fetal brain cultures. Surprisingly, miR-346 stimulated APP expression via target sites in the APP 5’-UTR. The mechanism of this effect appears to involve other RNA-binding proteins that bind to the APP 5’-UTR. Expression analyses demonstrated that these miRNAs are expressed to varying degrees in the human brain. Notably, miR-101, miR-153 and miR-339-5p are dysregulated in the AD brain at various stages of the disease. The work in this dissertation supports the hypothesis that miRNAs are important regulators of APP and BACE1 expression and are capable of altering Aβ homeostasis. Therefore, these miRNA may possibly serve as novel therapeutic targets for AD.

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