Rigorous scaling law for the heat current in disordered harmonic chain

We study the energy current in a model of heat conduction, first considered in detail by Casher and Lebowitz. The model consists of a one-dimensional disordered harmonic chain of n i.i.d. random masses, connected to their nearest neighbors via identical springs, and coupled at the boundaries to Langevin heat baths, with respective temperatures T_1 and T_n. Let EJ_n be the steady-state energy current across the chain, averaged over the masses. We prove that EJ_n \sim (T_1 - T_n)n^{-3/2} in the limit n \to \infty, as has been conjectured by various authors over the time. The proof relies on a new explicit representation for the elements of the product of associated transfer matrices.

Kolmas tehtävä ja neljäs valtiomahti. Uusi yliopistolaki ja yliopiston rooli yhteiskunnassa julkisen keskustelun kohteena 2008-2009.

Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkastellaan yliopiston yhteiskunnallista vuorovaikutusta koskevaa julkista keskustelua. Aineisto koostuu viiden levikiltään Suomen suurimpien joukkoon kuuluvan sanomalehden yliopiston yhteiskunnallista vuorovaikutusta käsittelevistä pääkirjoituksista ajalta 1.1.2008–31.12.2009. Pääkirjoituksia on aineistossa yhteensä 110. Tutkielman tarkoituksena on täydentää politiikan tutkimuksen alalla laiminlyötyä koulutuspolitiikan tutkimusta paneutuen yliopiston yhteiskunnallista roolia koskeviin merkityksiin, jotka nousivat aktiiviseen julkiseen keskusteluun yliopistolain uudistuksen myötä. Tutkimuskysymyksenä on, minkälaisia representaatioita yliopiston roolista yhteiskunnassa suomalaiset sanomalehdet välittivät pääkirjoituksissaan uuden yliopistolain säätämistä edeltäneessä uutisoinnissaan? Tutkielmassa eritellään pääkirjoituksista löytyviä yliopiston yhteiskunnallista roolia koskevia merkitysjärjestelmiä eli diskursseja käyttäen menetelmänä Teun van Dijkin diskurssianalyysia. Yliopiston roolia koskevia representaatioita tarkastellaan Jürgen Habermasin tiedon intressien teoriaan peilaten. Muita keskeisiä teoreetikkoja ovat Gerard Delanty, Henry Etzkowitz, Helga Nowotny, Jean-Francois Lyotard, Andy Green ja Marek Kwiek. Yliopiston kolmannen tehtävän korostumista pohjustetaan historiallisella kuvauksella modernin yliopiston synnystä ja yliopistoinstituution kehityksestä Euroopassa ja tarkemmin Suomessa. Työssä käydään myös läpi tutkimusta, joka pureutuu kansallisvaltion ja yliopistoinstituution historiallisen siteen purkautumiseen ja yliopiston toiminnan legitimiteetin uudelleenmäärittelyyn. Lisäksi nostetaan esiin näkemyksiä tiedon tuotannon monopolin irtautumisesta yliopistolta yhä suuremmalle joukolle toimijoita. Analyysia taustoitetaan myös uuden yliopistolain ja sen taustalla olleen ylikansallisen koulutuspolitiikan konsensuksen kautta. Pääkirjoituksissa esiintyneitä yliopiston yhteiskunnallisen roolin saamia merkityksiä tarkastellaan ensin lehtikohtaisesti, minkä jälkeen pääkirjoitusten sisältämistä representaatioista muodostetaan diskursseja. Aineistosta muodostui viisi diskurssia: globaalin selviämistaistelun diskurssi, lokaalin identiteetin diskurssi, maineenrakennuksen diskurssi, panos-tuotos-diskurssi ja myyttisen humboldtilaisuuden diskurssi. Yliopisto representoitiin alueellisen identiteetinrakennuksen ja integraation välineenä ja sellaiseksi alueen integraation välineeksi, jolle valtio on prosessin laidalla oleva tukiverkko. Alueen integraation välineeksi representoitu yliopisto esitettiin samalla globaalille huipulle tähtäämisen myötä legitimoituvaksi instituutioksi. Yliopisto representoitiin siis glokaalin huipulle nousun välineenä. Pääkirjoituksissa epäpolitisoitiin yliopiston ja alueen välinen yhteys sekä yliopiston ja elinkeinoelämän välinen yhteys. Globaalin selviämistaistelun ja myyttisen humboldtilaisuuden välinen merkityskamppailu kulki läpi aineiston. Yliopisto representoitiin teknisen tiedon intressin mukaisesti välineeksi globaalin kilpailukyvyn nostamiseksi. Toisaalta yliopisto esitettiin myös myyttisen humboldtilaiseksi puhdasta tutkimusta tekeväksi ympäröivästä yhteiskunnasta eristäytyneeksi instituutioksi. Aineistossa ei representoitu yliopistoa emansipatorista tiedon intressiä toteuttavana instituutiona vaihtoehtona teknisen tiedon intressin mukaisille representaatioille. Myöskään kommunikatiivisen tiedon intressin mukainen yliopisto ei tullut aineistossa esiin. Aineistossa annettiin vastoin tutkimuskirjallisuuden näkemyksiä yliopistolle legitiimin tiedon monopolin haltijan rooli. Pääkirjoituksissa representoitiin valtiovallan, yksityisen sektorin ja tiedeyhteisön yliopistoa koskevia intressejä. Kansalaisyhteiskunnan ja yliopiston välistä vuorovaikutusta aineisto ei nostanut esiin. Keskeisimmäksi jatkotutkimuksen aiheeksi identifioitiin tämän myötä yliopiston ja kansalaisyhteiskunnan toimijoiden välisen vuorovaikutuksen tarkastelu.

Tonically Active Kainate Receptors (tKARs) : A Novel Mechanism Regulating Neuronal Function in the Brain

Fast excitatory transmission between neurons in the central nervous system is mainly mediated by L-glutamate acting on ligand gated (ionotropic) receptors. These are further categorized according to their pharmacological properties to AMPA (2-amino-3-(5-methyl-3-oxo-1,2- oxazol-4-yl)propanoic acid), NMDA (N-Methyl-D-aspartic acid) and kainate (KAR) subclasses. In the rat and the mouse hippocampus, development of glutamatergic transmission is most dynamic during the first postnatal weeks. This coincides with the declining developmental expression of the GluK1 subunit-containing KARs. However, the function of KARs during early development of the brain is poorly understood. The present study reveals novel types of tonically active KARs (hereafter referred to as tKARs) which play a central role in functional development of the hippocampal CA3-CA1 network. The study shows for the first time how concomitant pre- and postsynaptic KAR function contributes to development of CA3-CA1 circuitry by regulating transmitter release and interneuron excitability. Moreover, the tKAR-dependent regulation of transmitter release provides a novel mechanism for silencing and unsilencing early synapses and thus shaping the early synaptic connectivity. The role of GluK1-containing KARs was studied in area CA3 of the neonatal hippocampus. The data demonstrate that presynaptic KARs in excitatory synapses to both pyramidal cells and interneurons are tonically activated by ambient glutamate and that they regulate glutamate release differentially, depending on target cell type. At synapses to pyramidal cells these tKARs inhibit glutamate release in a G-protein dependent manner but in contrast, at synapses to interneurons, tKARs facilitate glutamate release. On the network level these mechanisms act together upregulating activity of GABAergic microcircuits and promoting endogenous hippocampal network oscillations. By virtue of this, tKARs are likely to have an instrumental role in the functional development of the hippocampal circuitry. The next step was to investigate the role of GluK1 -containing receptors in the regulation of interneuron excitability. The spontaneous firing of interneurons in the CA3 stratum lucidum is markedly decreased during development. The shift involves tKARs that inhibit medium-duration afterhyperpolarization (mAHP) in these neurons during the first postnatal week. This promotes burst spiking of interneurons and thereby increases GABAergic activity in the network synergistically with the tKAR-mediated facilitation of their excitatory drive. During development the amplitude of evoked medium afterhyperpolarizing current (ImAHP) is dramatically increased due to decoupling tKAR activation and ImAHP modulation. These changes take place at the same time when the endogeneous network oscillations disappear. These tKAR-driven mechanisms in the CA3 area regulate both GABAergic and glutamatergic transmission and thus gate the feedforward excitatory drive to the area CA1. Here presynaptic tKARs to CA1 pyramidal cells suppress glutamate release and enable strong facilitation in response to high-frequency input. Therefore, CA1 synapses are finely tuned to high-frequency transmission; an activity pattern that is common in neonatal CA3-CA1 circuitry both in vivo and in vitro. The tKAR-regulated release probability acts as a novel presynaptic silencing mechanism that can be unsilenced in response to Hebbian activity. The present results shed new light on the mechanisms modulating the early network activity that paves the way for oscillations lying behind cognitive tasks such as learning and memory. Kainate receptor antagonists are already being developed for therapeutic use for instance against pain and migraine. Because of these modulatory actions, tKARs also represent an attractive candidate for therapeutic treatment of developmentally related complications such as learning disabilities.