Novel word learning ability in chronic post-stroke aphasia : variability and modality effects

Novel word learning has been rarely studied in people with aphasia (PWA), although it can provide a relatively pure measure of their learning potential, and thereby contribute to the development of effective aphasia treatment methods. The main aim of the present thesis was to explore the capacity of PWA for associative learning of word–referent pairings and cognitive-linguistic factors related to it. More specifically, the thesis examined learning and long-term maintenance of the learned pairings, the role of lexical-semantic abilities in learning as well as acquisition of phonological versus semantic information in associative novel word learning. Furthermore, the effect of modality on associative novel word learning and the neural underpinnings of successful learning were explored. The learning experiments utilized the Ancient Farming Equipment (AFE) paradigm that employs drawings of unfamiliar referents and their unfamiliar names. Case studies of Finnishand English-speaking people with chronic aphasia (n = 6) were conducted in the investigation. The learning results of PWA were compared to those of healthy control participants, and active production of the novel words and their semantic definitions was used as learning outcome measures. PWA learned novel word–novel referent pairings, but the variation between individuals was very wide, from more modest outcomes (Studies I–II) up to levels on a par with healthy individuals (Studies III–IV). In incidental learning of semantic definitions, none of the PWA reached the performance level of the healthy control participants. Some PWA maintained part of the learning outcomes up to months post-training, and one individual showed full maintenance of the novel words at six months post-training (Study IV). Intact lexical-semantic processing skills promoted learning in PWA (Studies I–II) but poor phonological short-term memory capacities did not rule out novel word learning. In two PWA with successful learning and long-term maintenance of novel word–novel referent pairings, learning relied on orthographic input while auditory input led to significantly inferior learning outcomes (Studies III–IV). In one of these individuals, this previously undetected modalityspecific learning ability was successfully translated into training with familiar but inaccessible everyday words (Study IV). Functional magnetic resonance imaging revealed that this individual had a disconnected dorsal speech processing pathway in the left hemisphere, but a right-hemispheric neural network mediated successful novel word learning via reading. Finally, the results of Study III suggested that the cognitive-linguistic profile may not always predict the optimal learning channel for an individual with aphasia. Small-scale learning probes seem therefore useful in revealing functional learning channels in post-stroke aphasia.

Quantum transport phenomena and shallow impurity states in CdSb

This work is dedicated to investigation of the energy spectrum of one of the most anisotropic narrow-gap semiconductors, CdSb. At the beginning of the present studies even the model of its energy band structure was not clear. Measurements of galvanomagnetic effects in wide temperature range (1.6 - 300 K) and in magnetic fields up to 30 T were chosen for clarifying of the energy spectrum in the intentionally undoped CdSb single crystals and doped with shallow impurities (In, Ag). Detection of the Shubnikov - de Haas oscillations allowed estimating the fundamental energy spectrum parameters. The shapes of the Fermi surfaces of electrons (sphere) and holes (ellipsoid), the number of the equivalent extremums for valence band (2) and their positions in the Brillouin zone were determined for the first time in this work. Also anisotropy coefficients, components of the tensor of effective masses of carriers, effective masses of density of states, nonparabolicity of the conduction and valence bands, g-factor and its anisotropy for n- and p-CdSb were estimated for the first time during these studies. All the results obtained are compared with the cyclotron resonance data and the corresponding theoretical calculations for p-CdSb. This is basic information for the analyses of the complex transport properties of CdSb and for working out the energy spectrum model of the shallow energy levels of defects and impurities in this semiconductor. It was found out existence of different mechanisms of hopping conductivity in the presence of metal - insulator transition induced by magnetic field in n- and p-CdSb. Quite unusual feature opened in CdSb is that different types of hopping conductivity may take place in the same crystal depending on temperature, magnetic field or even orientation of crystal in magnetic field. Transport properties of undoped p-CdSb samples show that the anisotropy of the resistivity in weak and strong magnetic fields is determined completely by the anisotropy of the effective mass of the holes. Temperature and magnetic field dependence of the Hall coefficient and magnetoresistance is attributed to presence of two groups of holes with different concentrations and mobilities. The analysis demonstrates that below Tcr ~ 20 K and down to ~ 6 - 7 K the low-mobile carriers are itinerant holes with energy E2 ≈ 6 meV. The high-mobile carriers, at all temperatures T < Tcr, are holes activated thermally from a deeper acceptor band to itinerant states of a shallower acceptor band with energy E1 ≈ 3 meV. Analysis of temperature dependences of mobilities confirms the existence of the heavy-hole band or a non-equivalent maximum and two equivalent maxima of the light-hole valence band. Galvanomagnetic effects in n-CdSb reveal the existence of two groups of carriers. These are the electrons of a single minimum in isotropic conduction band and the itinerant electrons of the narrow impurity band, having at low temperatures the energies above the bottom of the conduction band. It is found that above this impurity band exists second impurity band of only localized states and the energy of both impurity bands depend on temperature so that they sink into the band gap when temperature is increased. The bands are splitted by the spin, and in strong magnetic fields the energy difference between them decreases and redistribution of the electrons between the two impurity bands takes place. Mobility of the conduction band carriers demonstrates that scattering in n-CdSb at low temperatures is strongly anisotropic. This is because of domination from scattering on the neutral impurity centers and increasing of the contribution to mobility from scattering by acoustic phonons when temperature increases. Metallic conductivity in zero or weak magnetic field is changed to activated conductivity with increasing of magnetic field. This exhibits a metal-insulator transition (MIT) induced by the magnetic field due to shift of the Fermi level from the interval of extended states to that of the localized states of the electron spectrum near the edge of the conduction band. The Mott variablerange hopping conductivity is observed in the low- and high-field intervals on the insulating side of the MIT. The results yield information about the density of states, the localization radius of the resonant impurity band with completely localized states and about the donor band. In high magnetic fields this band is separated from the conduction band and lies below the resonant impurity bands.

Kerrostumien muodostumisen määritys sondin lämmönsiirron perusteella

Diplomityön tavoitteena oli tutkia kerrostumien muodostumista voimalaitoskattiloiden lämpöpinnoille ja niiden vaikutusta lämmönsiirtoon. Kerrostumien vaikutusta lämpöpintojen lämpötiloihin tutkittiin kerrostumasondin avulla kierto- ja kerrosleijukattiloissa. Saadun mittausaineiston muodostettiin mittaustilannetta vastaava laskentamalli, jonka avulla pystytään selvittämään voimalaitoksen lämpöpintojen likaantumista käyttöperiodin aikana. Työn alussa tarkasteltiin kerrostumien muodostumismekanismeja lämmönsiirtopinnoille, kerrostumien ominaisuuksia ja virtausympäristön vaikutusta lämmönsiirtoon. Poltossa syntyvä tuhka kiinnittyy eri mekanismeilla kattilan seinille ja lämpöpinnoille riippuen polttoaineesta ja ympäröivistä olosuhteista. Likakerrosten muodostuminen lämmönsiirtimen pinnalle pienentää putkeen siirtyvää lämpövirtaa ja alentaa kattilan hyötysuhdetta. Kerrostumien lämmönjohtumisesta ja mikrorakenteesta on hyvin vähän kokeellisen tietoa, mikä vaikeuttaa reaalisten mallien muodostamista kattilan käyttäytymisestä sen likaantuessa.Työn kokeellisessa osassa tarkasteltiin kahdella eri kattilalla tehtyjä mittauksia. Mittaukset tehtiin kerrostumasondilla, jonka lämmönsiirrosta luotiin laskentamalli SIMULINK-simulointiohjelmalla. Mittaustuloksina saatiin kolmen eri pinnan lämpötilat, jotka muuttuivat kerrostuman ja jäähdytyksen vaikutuksesta. Laskentamallista muokattiin mittaustilanteita vastaava, jolloin lämpötilamuutoksista nähdään likakerroksen ominaisuuksien vaikutus lämmönsiirtoon. Sondista muodostettiin myös FLUENT-malli, jolla tarkasteltiin yksittäisen putken virtauskenttää sekä kahden lähekkäin olevan putken vaikutusta virtaukseen.

Kupariliekkisulatusuunin lampohavioiden maarittaminen

Työn teoriaosassa käydään läpi kuparisulaton prosessi pääpiirteittäin, jonka jälkeen siirrytään lämmönsiirron teoriaan. Lämpö siirtyy kolmella penis mekanismilla: johtumalla, säteilemällä ja konvektiolla. Naiden ilmiöiden vaikutusta kupariliekkisulatusuunin eri osissa tapahtuviin lämpöhäviöihin on käyty läpi. Lisaksi työstä löytyy kupariliekkisulatusuunin lämpö- ja ainetase sekä erilaisten lämpötilanmittauslaitteiden vertailua sekä mitä tulee ottaa huomioon lämpötiloja mitatessa. Työn kokeellisessa osassa esitellään lämpötilanmittausten perusteella lasketut kupariliekkisulatusuunin eri osien lämpöhäviöiden suuruudet mittauskampanjan ajalta. Saatuja tuloksia on vertailtu kirjallisuudesta löydettyihin aikaisempiin arvoihin. Uunin keskimääräiseksi kokonaislämpöhäviöksi saatiin 9,8 MW mittauskampanjan ajalle. Lisäksi on vertailtu uunin erilaisten ajoarvojen, kuten rikaste-, lentopöly-, murska-, ja kuonarikastesyötön suuruuden sekä öljyn syötön ja rikasteseoksen vaihtumisen vaikutusta lämpöhäviöihin sekä mietitty muita mahdollisia syitä lämpöhäviöiden vaihtelulle.

Hakkuriteholähteen säädön suunnittelu

Diplomityö on tehty osana ETX-tutkimushanketta: 'Volyymiteholähteen suunnittelumetodien kehitys ja optimointi DFM-viitekehyksessä'. Työssä suunnitellaan hakkuriteholähteelle säätäjä. Tähän suunnittelun sektoriin syventyminen on teollisuudessa jäänyt monesti vähälle. Säätö on tavallisesti ajan puutteen ja apuvälineiden käytön osaamattomuuden tai puuttumisen takia suunniteltu kokeilemalla. Työssä muodostetaan jännitemuotoisesti säädetylle hakkurille piensignaalimallilla linearisoidut siirtofunktiot, joiden perusteella voidaan tarkastella hakkurin stabiilisuutta takaisinkytketyssä säätösilmukassa. Stabiiliustarkastelu tehdään taajuustasossa käyttäen Bode-kuvaajia. Näiden kuvaajien perusteella viritetään järjestelmään säätäjä. Säätäjän toimintaa aikatasossa tarkastellaan simuloimalla ja reaalisen laitteen toimimista laboratorioprototyypin avulla. Tulosten perusteella voidaan todeta, että jännitemuotoisella säädöllä flyback-hakkuri saadaan nopeaksi epäjatkuvalla käämivirralla. Mikäli halutaan hakkurin toimivan jatkuvalla käämivirralla, on syytä käyttää muita säätömenetelmiä, esimerkiksi huippuvirtasäätöä.

Välimiehen esteellisyys ja korvausvastuu

Tutkielman tarkoituksena oli välimiehen vastuun johtaminen korvausperusteen ollessa esteellisyys. Tutkielmassa paneuduttiin syvällisesti välimiehen asemaan, velvollisuuksiin, esteellisyyteen ja vastuun johtamiseen. Tutkimusmetodi oli lainopillinen systematisointi ja tulkinta, ja jossain määrin käsiteanalyysi. Tutkimusaineisto koostui ennakkopäätöksen KKO:2005:14 lisäksi suurimmalta osalta lakiartikkeleista ja -teksteistä. Tutkielmassa päädyttiin siihen johtopäätökseen, että välimiehen esteellisyys voi johtaa korvausvastuuseen, kun tuottamus ja syy-yhteys vahinkoon todetaan. Tuottamus voi KKO:2005:14 mukaisesti ilmetä myös velvollisuuden laiminlyöntinä. Tällaisena rikottuna velvoitteena toimi välimiesmenettelylain 9.2 §. Todettavissa on, ettei välimiehen korvausvastuun määrittyminen etenkin esteellisyyden kyseessä ollessa ole selkeää eikä yksioikoista.

Neurophysiologic diagnosis, clinical symptoms and neuropathologic findings in polyneuropathies

Tausta: Polyneuropatia (PNP) on ääreishermoston sairaus, joka aiheuttaa laaja-alaisia, yleensä symmetrisiä vaurioita ääreishermostossa. PNP:aan johtavia syitä on satoja. Tavoitteet: Löytää parhaat neurofysiologiset menetelmät uremian, myelooman hoidossa käytettävän talidomidin sekä Fabryn taudin aiheuttaman PNP:n diagnosoimiseksi. Fabryn taudissa tutkin lisäksi ohutsäieneuropatian aiheuttamia neuropatologisia löydöksiä iholta otetusta koepalasta. Tutkimuksissa kartoitettiin lisäksi PNP:n aiheuttamien subjektiivisten oireiden korrelaatio neurofysiologisten ja neuropatologisten löydösten kanssa. Munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla potilailla tavoitteena oli tutkia dialyysihoidon tehon vaikutusta autonomisen hermoston toimintaan sekä yhden dialyysikerran vaikutusta neurofysiologisiin löydöksiin. Aineisto ja menetelmät: I: Tutkittiin 21 uremiapotilaan sensoristen ja motoristen hermojen vasteet, värinä- sekä lämpötuntokynnykset ennen ja jälkeen hemodialyysin. Subjektiiviset PNP oireet kartoitettiin PNP oireita kysyvillä kaavakkeella. II:12 talidomidi hoitoa saavaa myeloomapotilasta, tutkimuksen menetelmät olivat samat kuin tutkimuksessa I. III: 12 Fabryn tautia sairastavaa potilasta, edellä mainittujen neurofysiologisten tutkimusten lisäksi potilailta otettiin ihobiopsia säären alueelta. Ihobiopsiasta laskettiin ohuiden hermosyiden määrä koepalan värjäyksen jälkeen. Subjektiiviset PNP oireet kartoitettiin kyselykaavakkeella. Sydämen sykevaihtelu tutkittiin levossa taajuustason analyysillä. IV: 32 uremiapotilaan autonomisen hermoston toimintaa tutkittiin sydämen sykevaihtelun aikatason analysillä, paksujen myelinoituneiden säikeiden toimintaa tutkittiin perifeeristen sensoristen hermojen mittauksilla toistetusti noin 2.9 vuoden aikana. Tulokset: Ureemisen PNP:n diagnostiikassa herkimmät tutkimukset ovat F-aaltojen parametrit alaraajojen motorisista hermoista, värinätuntokynnys alaraajoista sekä suralishermon amplitudi. Positiiviset PNP oireet uremiassa korreloivat värinätunto-kynnyksen sekä sensoristen hermojen neurografialöydösten kanssa. Neurofysiologisten tutkimusten ajankohdalla dialyysiajankohtaan nähden ei ole merkitystä. Talidomidi-PNP on pääasiassa sensorinen, mutta motoriset syyt ovat lievästi vaurioituneet. Talidomidi PNP:ssa subjektiiviset oireet korreloivat huonosti neurofysiologisten löydösten kanssa. Fabryn taudissa naisilla on oletettua enemmän ohutsäieneuropatian aiheuttamia oireita ja löydöksiä. Paksujen säikeiden löydöksiä ei tullut esiin. Ohutsäieneuropatian diagnostiikassa ihobiopsia ja kvantitatiiviset tuntokynnysmittaustestit täydentävät toisiaan. Tehokas dialyysi parantaa autonomisen hermoston toimintaa uremiapotilailla. Päätelmät: Erityyppisten polyneuropatioiden diagnostiikassa pitää etukäteen valita PNP tyypille oikeat tutkimusmenetelmät raskaiden tutkimuspatterien vähentämiseksi sekä diagnostiikan parantamiseksi. PNP:n aiheuttamat oireet ja kliiniset löydökset pitää aina tutkia, mutta yksin ne eivät ole herkkiä PNP:n diagnostiikassa.

Laserhitsausparametrien vaikutus ruostumattomien terästen hitsin mikrorakenteeseen

Työn teoriaosassa käsitellään ruostumattomia teräksiä ja terästen metallurgiaan vaikuttavia tekijöitä yleisesti, sekä terästen hitsattavuutta. Hitsauksesta teoriassa käydään läpi laser- ja kaasukaarihitsausta ja hitsin metallurgiaan vaikuttavia tekijöitä. Kokeellisessa osassa paneudutaan kahdeksan eri ruostumattoman teräksen hitsien metallurgiaan ja metallurgiassa tapahtuviin muutoksiin hitsausparametrien mukaan. Koemateriaaleina on neljä austeniittista ruostumatonta terästä, 201, 301LN, 316L ja 254 SMO, kaksi austeniittis-ferriittistä ruostumatonta terästä, 2101 LDX ja 2205, sekä kaksi ferriittistä ruostumatonta terästä, 430 ja 1.4003. Hitsien mikrorakenteen tutkimisessa käytettiin sekä valomikroskooppia sekä joissain tapauksissa pyyhkäisyelektronimikroskooppia. Lisäksi työn kokeellisessa osassa paneuduttiin hitsien metallografisiin syövytystekniikoihin. Kokeiden perusteella voidaan sanoa, että hitsin metallurgia riippuu hitsauksen aikaisesta lämpösyklistä ja hitsausparametreilla voidaan vaikuttaa tämän lämpösyklin muotoon. Austeniittis-ferriittisillä teräksillä hitsauksen aikaisesta lämpösyklistä riippuu pitkälti hitsin austeniitti-ferriitti-suhde. Ferriittisillä teräksillä lämpösyklin muoto vaikuttaa hitsiin muodostuvan martensiitin kovuuteen ja määrään sekä rakenteen hienojakoisuuteen. Austeniittisilla teräksillä lämpösyklinmuodon vaikutus riippuu pitkälti teräksen seostusasteesta ja seosaineista. Austeniittisilla teräksillä kokeissa havaittuja muutoksia, parametrien muutosten mukaan oli muun muassa suotautumisen voimakkuuden

Afasia tutkimuksen kohteena

Kirjallisuusarvostelu

Miksi Broca?

Kirjallisuusarvostelu

Kestomagneettigeneraattorin lämmönsiirron mallinnus tuulivoimakäytössä

Pyörivien sähkökoneiden suunnittelussa terminen suunnittelu on yhtä tärkeää kuin sähköinen ja mekaaninen suunnittelukin. Tässä diplomityössä tarkoituksena on kehittää ilmajäähdytteisten kestomagneettigeneraattorien laskentaan soveltuva lämmönsiirtymismalli, jolla staattorin lämpötilajakauma voitaisiin selvittää. Kehitetty lämmönsiirtymismalli perustuu kolmiulotteiseen äärellisen erotuksen (finite difference) menetelmään. Malli ottaa huomioon lämmönjohtumisen staattorin aktiiviosissa ja konvektion jäähdytysilmavirtaan. Mallissa on myös yksinkertainen painehäviölaskenta jäähdytysjärjestelmän komponenttien mitoittamista varten. Laskentamallilla lasketaan esimerkkitapauksena 4,3 MW:n kestomagneettigeneraattorin jäähdytystä eri toimintapisteissä. Tuloksia verrataan CFD-mallinnuksen antamiin tuloksiin sekä kokeellisten mittausten antamiin tuloksiin.

Loss Modelling of Three-Level Inverters controlled with Space Vector Modulation Technique

The objective of this master’s thesis is to investigate the loss behavior of three-level ANPC inverter and compare it with conventional NPC inverter. The both inverters are controlled with mature space vector modulation strategy. In order to provide the comparison both accurate and detailed enough NPC and ANPC simulation models should be obtained. The similar control model of SVM is utilized for both NPC and ANPC inverter models. The principles of control algorithms, the structure and description of models are clarified. The power loss calculation model is based on practical calculation approaches with certain assumptions. The comparison between NPC and ANPC topologies is presented based on results obtained for each semiconductor device, their switching and conduction losses and efficiency of the inverters. Alternative switching states of ANPC topology allow distributing losses among the switches more evenly, than in NPC inverter. Obviously, the losses of a switching device depend on its position in the topology. Losses distribution among the components in ANPC topology allows reducing the stress on certain switches, thus losses are equally distributed among the semiconductors, however the efficiency of the inverters is the same. As a new contribution to earlier studies, the obtained models of SVM control, NPC and ANPC inverters have been built. Thus, this thesis can be used in further more complicated modelling of full-power converters for modern multi-megawatt wind energy conversion systems.

Fundamentals of heat transfer

Following over 170+ pages and additional appendixes are formed based on content of Course: Fundamentals of Heat Transfer. Mainly this summarizes relevant parts on Book of Fundamentals of Heat and Mass Transfer (Incropera), but also other references introducing the same concepts are included. Student’s point of view has been consideredwith following highlights: (1) Relevant topics are presented in a nutshell to provide fast digestion of principles of heat transfer. (2) Appendixes include terminology dictionary. (3) Totally 22 illustrating examples are connecting theory to practical applications and quantifying heat transfer to understandable forms as: temperatures, heat transfer rates, heat fluxes, resistances and etc. (4) Most important Learning outcomes are presented for each topic separately. The Book, Fundamentals of Heat and Mass Transfer (Incropera), is certainly recommended for those going beyond basic knowledge of heat transfer. Lecture Notes consists of four primary content-wise objectives: (1) Give understanding to physical mechanisms of heat transfer, (2)Present basic concepts and terminology relevant for conduction, convection and radiation (3) Introduce thermal performance analysis methods for steady state and transient conduction systems. (4) Provide fast-to-digest phenomenological understanding required for basic design of thermal models

Performance and scalability of isolated DC-DC converter topologies in low voltage, high current applications

Fuel cells are a promising alternative for clean and efficient energy production. A fuel cell is probably the most demanding of all distributed generation power sources. It resembles a solar cell in many ways, but sets strict limits to current ripple, common mode voltages and load variations. The typically low output voltage from the fuel cell stack needs to be boosted to a higher voltage level for grid interfacing. Due to the high electrical efficiency of the fuel cell, there is a need for high efficiency power converters, and in the case of low voltage, high current and galvanic isolation, the implementation of such converters is not a trivial task. This thesis presents galvanically isolated DC-DC converter topologies that have favorable characteristics for fuel cell usage and reviews the topologies from the viewpoint of electrical efficiency and cost efficiency. The focus is on evaluating the design issues when considering a single converter module having large current stresses. The dominating loss mechanism in low voltage, high current applications is conduction losses. In the case of MOSFETs, the conduction losses can be efficiently reduced by paralleling, but in the case of diodes, the effectiveness of paralleling depends strongly on the semiconductor material, diode parameters and output configuration. The transformer winding losses can be a major source of losses if the windings are not optimized according to the topology and the operating conditions. Transformer prototyping can be expensive and time consuming, and thus it is preferable to utilize various calculation methods during the design process in order to evaluate the performance of the transformer. This thesis reviews calculation methods for solid wire, litz wire and copper foil winding losses, and in order to evaluate the applicability of the methods, the calculations are compared against measurements and FEM simulations. By selecting a proper calculation method for each winding type, the winding losses can be predicted quite accurately before actually constructing the transformer. The transformer leakage inductance, the amount of which can also be calculated with reasonable accuracy, has a significant impact on the semiconductor switching losses. Therefore, the leakage inductance effects should also be taken into account when considering the overall efficiency of the converter. It is demonstrated in this thesis that although there are some distinctive differences in the loss distributions between the converter topologies, the differences in the overall efficiency can remain within a range of a few percentage points. However, the optimization effort required in order to achieve the high efficiencies is quite different in each topology. In the presence of practical constraints such as manufacturing complexity or cost, the question of topology selection can become crucial.