This study was designed to investigate the effects of dietary intake of sugars as well as type 2 diabetes (T2D) on mesenteric arterial function in rats with respect to sex. To test the effects of simple sugars, Sprague-Dawley female rats were supplemented with 20% w/v glucose or fructose in drinking water for 8 weeks. To study the effects of T2D and sex, two diabetic rat models were used- Zucker Diabetic Fatty (ZDF) (an established monogenic model of T2D) and UC Davis Type 2 Diabetes Mellitus (UCD-T2DM, (a novel and validated polygenic model of T2D). The plasma analytes for metabolic parameters and mesenteric arterial responses to vasodilator and vasoconstrictor agents were determined. The expression of molecules associated with vascular response (eg. endothelial nitric oxide (NO) synthase (eNOS) and small conductance calcium-dependent potassium channels (SKCa)) were also evaluated in mesenteric arterial tissues. The main objectives of the study were whether 1) the mesenteric arterial function was impaired in sugar-supplemented and diabetic rats, 2) sex differences exist in the development of abnormal vascular responses, and 3) there were changes in the relative contributions of endothelium-derived relaxing factors (EDRFs) in modulating vascular reactivity of mesenteric arteries (MA). In the study of examining the effects of sugar supplementation, we demonstrated that only fructose intake causes hypertriglyceridemia and increases in body and liver weight in female rats. Our data also showed that the endothelium-dependent vasodilation (EDV) was impaired in MA of animals supplemented with fructose but not glucose. In the study of assessing the effect of diabetes, EDV was impaired in MA from both models of diabetes compared to controls, regardless of sex. In female ZDF, the relative importance of endothelium-derived hyperpolarizing factor (EDHF, a major EDRF) was reduced along with a decrease in SKca mRNA expression, while importance of NO as well as eNOS mRNA expressions were increased in MA of this experimental group. In MA of male ZDF, however, the role of NO was reduced. Furthermore, vascular smooth muscle sensitivity to NO was increased in ZDF rats, regardless of sex. In UCD-T2DM model, MA of female diabetic rats showed a greater impairment of EDV compared to that in pre-diabetic and male diabetic rats as well as a reduction in eNOS mRNA expression compared to their male counterparts. Diabetes also significantly increased sensitivity of MA to contractile agents in females compared to males and pre-diabetic females. Finally, the relative importance of EDHF to vascular regulation was lost in pre-diabetic and diabetic rats, regardless of sex. Accordingly, the mRNA expression of SKca was decreased in MA of both pre-diabetic and diabetic male and female rats. In conclusion, this study suggests that the type of sugar supplementation determines adverse metabolic and vascular changes in female rats. Furthermore, the 9 effects of type 2 diabetes on MA are sex- and rat model- specific. Finally, we showed a greater predisposition of MA to vascular injury in diabetic female UCD-T2DM rats.

Wissenschaftliche Schriftenreihe, die Dissertationen der Professur Medieninformatik beinhaltet.

Wissenschaftliche Schriftenreihe, die Dissertationen der Professur Mess- und Sensortechnik beinhaltet.

Wissenschaftliche Schriftenreihe, die Dissertationen der Professur Verteilte und selbstorganisierende Rechnersysteme beinhaltet.

Insbesondere bildgebende Verfahren wie die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT), haben innerhalb der letzten Jahre verdeutlicht, dass verschiedene Sprachkomponenten in weit verzweigten kortikalen Netzwerken im menschlichen Gehirn repräsentiert sind. Die in dieser Arbeit durchgeführte Studie kombinierte transkranielle Magnetstimulation (TMS) und fMRT mit dem Ziel phonologische und semantische Sprachnetzwerke detaillierter zu charakterisieren. Bisherige Studien identifizierten u. a. den linken Gyrus supramarginalis (SMG) und posterioren Anteil des Gyrus frontalis inferior (pIFG) als Kernregionen der phonologischen Entscheidungsaufgabe. Semantische Entscheidungsaufgaben wurden dahingegen u. a. mit dem linken Gyrus Angularis (ANG) und dem anterioren Anteil des Gyrus frontalis inferior (aIFG) in Verbindung gebracht. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Laborexperiment an 17 gesunden, rechtshändigen und deutschsprachigen Probanden in zwei Sitzungen durchgeführt. Mithilfe eines hemmenden TMS Protokolls, der „continuous Theta Burst Stimulation“ (cTBS) sollte die kortikale Erregbarkeit über den Stimulationszeitraum hinaus reversibel moduliert werden. Eine neuronavigierte cTBS wurde entweder über dem linken SMG oder dem linken ANG appliziert. Der cTBS folgte, direkt im Anschluss, eine ereigniskorrelierte fMRT Untersuchung, während derer die Probanden auditiv präsentierte semantische und phonologische (Einzel ) Wortentscheidungsaufgaben bearbeiteten. Mit der fMRT sollten Veränderungen kortikaler Aktivierungsmuster durch die konditionierende TMS während der Bearbeitung der Aufgaben abgebildet werden. Die Ergebnisse der Studie tragen zum Verständnis der Wirkungsweise der cTBS über nicht motorischen Kortexarealen bei. Die Stimulation führte zu einer signifikanten Abnahme des „blood oxygenation level dependent“ (BOLD) Kontrasts am Stimulationsort. Weiterhin zeigten die Ergebnisse, dass die cTBS nicht nur am Ort der Stimulation zu einer Änderung der BOLD Kontrasts führt, sondern ein gesamtes Netzwerk spezifisch zu modulieren scheint. Eine cTBS über dem linken SMG führt u. a. zu einer verminderten BOLD Antwort im linken pIFG. Die Stimulation des linken ANG resultierte u. a. in einer erniedrigten BOLD Reaktion des aIFG. Eine Aufgabenspezifität nach Stimulation des SMG bzw. ANG wurde jedoch nicht evident. Dennoch unterstützen die Ergebnisse die Annahme, dass mögliche Verhaltenseffekte nach einer cTBS nicht zwingend auf den Ort der Stimulation zurückgeführt werden können. Weiterhin verdeutlichen die Stimulationseffekte, dass der SMG und der ANG in zwei unterschiedliche Netzwerke eingebunden sind.

Insbesondere bildgebende Verfahren wie die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT), haben innerhalb der letzten Jahre verdeutlicht, dass verschiedene Sprachkomponenten in weit verzweigten kortikalen Netzwerken im menschlichen Gehirn repräsentiert sind. Die in dieser Arbeit durchgeführte Studie kombinierte transkranielle Magnetstimulation (TMS) und fMRT mit dem Ziel phonologische und semantische Sprachnetzwerke detaillierter zu charakterisieren. Bisherige Studien identifizierten u. a. den linken Gyrus supramarginalis (SMG) und posterioren Anteil des Gyrus frontalis inferior (pIFG) als Kernregionen der phonologischen Entscheidungsaufgabe. Semantische Entscheidungsaufgaben wurden dahingegen u. a. mit dem linken Gyrus Angularis (ANG) und dem anterioren Anteil des Gyrus frontalis inferior (aIFG) in Verbindung gebracht. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Laborexperiment an 17 gesunden, rechtshändigen und deutschsprachigen Probanden in zwei Sitzungen durchgeführt. Mithilfe eines hemmenden TMS Protokolls, der „continuous Theta Burst Stimulation“ (cTBS) sollte die kortikale Erregbarkeit über den Stimulationszeitraum hinaus reversibel moduliert werden. Eine neuronavigierte cTBS wurde entweder über dem linken SMG oder dem linken ANG appliziert. Der cTBS folgte, direkt im Anschluss, eine ereigniskorrelierte fMRT Untersuchung, während derer die Probanden auditiv präsentierte semantische und phonologische (Einzel ) Wortentscheidungsaufgaben bearbeiteten. Mit der fMRT sollten Veränderungen kortikaler Aktivierungsmuster durch die konditionierende TMS während der Bearbeitung der Aufgaben abgebildet werden. Die Ergebnisse der Studie tragen zum Verständnis der Wirkungsweise der cTBS über nicht motorischen Kortexarealen bei. Die Stimulation führte zu einer signifikanten Abnahme des „blood oxygenation level dependent“ (BOLD) Kontrasts am Stimulationsort. Weiterhin zeigten die Ergebnisse, dass die cTBS nicht nur am Ort der Stimulation zu einer Änderung der BOLD Kontrasts führt, sondern ein gesamtes Netzwerk spezifisch zu modulieren scheint. Eine cTBS über dem linken SMG führt u. a. zu einer verminderten BOLD Antwort im linken pIFG. Die Stimulation des linken ANG resultierte u. a. in einer erniedrigten BOLD Reaktion des aIFG. Eine Aufgabenspezifität nach Stimulation des SMG bzw. ANG wurde jedoch nicht evident. Dennoch unterstützen die Ergebnisse die Annahme, dass mögliche Verhaltenseffekte nach einer cTBS nicht zwingend auf den Ort der Stimulation zurückgeführt werden können. Weiterhin verdeutlichen die Stimulationseffekte, dass der SMG und der ANG in zwei unterschiedliche Netzwerke eingebunden sind.

Wissenschaftliche Schriftenreihe, die Dissertationen der Professur Medieninformatik beinhaltet. / Scientific series containing dissertations of the Professorship of Media Informatics.

Wissenschaftliche Schriftenreihe, die Dissertationen der Professur Verteilte und selbstorganisierende Rechnersysteme beinhaltet. / Scientific series containing dissertations of the Professorship Distributed and Self-Organizing Systems.

Thèse diffusée initialement dans le cadre d'un projet pilote des Presses de l'Université de Montréal/Centre d'édition numérique UdeM (1997-2008) avec l'autorisation de l'auteur.

ABSTRACT The theoretical argument that emerges from my empirical study argues that food provisioning systems in Johannesburg, as a potential lens to further investigation of food supply systems in the developing south cannot be classified within a traditional-modern dichotomy. This dissertation proposes a new conceptual device – a food provisioning continuum – which should inform research on African food supply systems in the future. The process of locating this rich case within a broader theoretical paradigm to validate it and to provide it discursive space, however, is not objective or without friction. I argue that it is possible to choose to locate rich empirical material in different conceptual frameworks, related not only to its applicability, but also to how the research may be valued and seen to extend knowledge. The expectation of the research community and the epistemological demand of new research, for a Masters dissertation is that the scholarly work will build on and extend existing knowledge. It is assumed that thorough research will challenge the boundaries of knowledge and that the candidate, after having undergone this academic rite of passage, will graduate from being a student to being a colleague within a research community. However, the process of creating new theory and advancing existing theory is not quite an objective or frictionless process as it first appears. Research in the south is validated more highly if it is located within, or builds upon international/northern theory even by research forums in the south like the NRF. The pressure for researchers from the south to locate their research in conceptual frameworks from the north – in order to be validated – appears to be one of the rules of the game. While this is validation as part of an academic exercise may be necessary, the practise entrenches spatial or geographical hierarchies within academia and academic discourse. The epistemological process of forging new theoretical frontiers is thus a constructed, unnatural space fraught with less critical valuing systems than are expected to be present within academia, no less within the discipline of geography.