The reconstruction of social meaning in the space of flows

Artikkeli on alunperin julkaistu teoksessa: The informational city (1989) / Manuel Castells

Effects of group size and space allocation on physiological, behavioural and production-related welfare parameters in farmed silver fox cubs

Selostus: Ryhmäkoon ja käytössä olevan tilan vaikutus tarhattujen hopeakettupentujen hyvinvointiin

A new climatic periodisation of the Gold and Guinea Coasts in West Africa, 1750-1798 : a reconstruction of the climate during the slave trade era, including an analysis of the climatically facilitated Trans-Atlantic slave trade

Avsikten med studien är att producera den första rekonstruktionen av det västafrikanska klimatet mellan 1750 och 1798. Kunskapen om det västafrikanska klimatet före 1800-talet är till dags dato bristfällig, vilket gör det svårare att förstå framtida klimatvariationer. Det är bristen på instrumentell meteorologisk data (temperatur, regnmängd, och lufttryck), vilket i princip bara täcker det senaste århundradet, som är orsaken till att tidigare klimat är bristfälligt kartlagda. Klimatet och miljön är även sådana att proxydata från ’naturens arkiv’ (såsom t.ex. trädringar) har begränsad användning. Således är historiska dokument, främst från gästande kulturer/nationer/intressenter, innehållande deskriptiv information om vädret och klimatet, klimatforskarens viktigaste källa. Genom att använda tidigare, för det här syftet, oanvända källor påvisade den här undersökningen att klimatet i västra Afrika och Guldkusten (Ghana) har ändrats sedan 1700-talet. Monsunregnen var svagare och kortvarigare, speciellt den sekundära regnperioden under hösten var betydligt svagare än idag. Det förekom kraftiga årliga variationer i monsunregnen, men sett ur längre tidsperspektiv utmärktes torrare och blötare perioder. Studien kunde också visa en viss korrelation mellan det globala väderfenomenet El Niño och regnperiodens intensitet längs med kusten. Flera torrperioder sammanföll med tidigare registrerade El Niño sekvenser. Speciellt slutet av 1760-talet påverkades kraftigt av El Niño och även det globala klimatet verkar ha genomgått graftiga förändringar just dessa år. På basis av den nya klimatrekonstruktionen genomfördes också en jämförelse av klimatets inverkan på den transatlantiska slavhandeln från 1750 till 1798, en fråga som historikerna gjort anspelningar på i över 30 år. Utförseln av slavar från västra Afrika var som kraftigast under 1700-talets andra hälft. Analysen visade att slavhandeln delvis tilltog i samband med klimatanomalierna.

Simulation of Boundary Layers and Heat Transfer in the Entrance Region of Pipes

The study of fluid flow in pipes is one of the main topic of interest for engineers in industries. In this thesis, an effort is made to study the boundary layers formed near the wall of the pipe and how it behaves as a resistance to heat transfer. Before few decades, the scientists used to derive the analytical and empirical results by hand as there were limited means available to solve the complex fluid flow phenomena. Due to the increase in technology, now it has been practically possible to understand and analyze the actual fluid flow in any type of geometry. Several methodologies have been used in the past to analyze the boundary layer equations and to derive the expression for heat transfer. An integral relation approach is used for the analytical solution of the boundary layer equations and is compared with the FLUENT simulations for the laminar case. Law of the wall approach is used to derive the empirical correlation between dimensionless numbers and is then compared with the results from FLUENT for the turbulent case. In this thesis, different approaches like analytical, empirical and numerical are compared for the same set of fluid flow equations.

Institutional trust - development of the construct and the scale

Organisatorisen luottamuksen tutkimuksessa luottamus nähdään yleensä henkilöiden välisenä ilmiönä kuten työntekijän luottamuksena työtovereihin, esimieheen tai lähimpään johtoon. Organisatorisessa luottamuksessa on kuitenkin myös ei-henkilöityvä ulottuvuus, ns. institutionaalinen luottamus. Tähän mennessä vain muutamat tutkijat ovat omissa tutkimuksissaan käyttäneet myös institutionaalista luottamusta osana organisatorista luottamusta. Tämän työn tavoitteena on kehittää institutionaalisen luottamuksen käsitettä sekä mittari sen havainnoimiseksi organisaatioympäristössä. Kehitysprosessi koostui kolmesta vaiheesta. Ensimmäisessä vaiheessa kehitettiin mittariin tulevia väittämiä sekä arvioitiin sisällön validiteetti. Toinen vaihe käsitti aineiston keruun, väittämien karsimisen sekä vaihtoehtoisten mallien vertailun. Kolmannessa vaiheessa arvioitiin rakennevaliditeetti sekä reliabiliteetti. Työn empiirinen osatoteutettiin internet-kyselynä aikuisopiskelijoiden keskuudessa. Aineiston analysoinnissa käytettiin pääkomponenttianalyysiä sekä konfirmatorista faktorianalyysiä. Institutionaalinen luottamus muodostuu kahdesta ulottuvuudesta: kyvykkyys ja oikeudenmukaisuus. Kyvykkyys muodostuu viidestä alakomponentista: operatiivisen toiminnan organisointi, organisaation pysyvyys, kyvykkyys liiketoiminnan ja ihmisten johtamisessa, teknologinen luotettavuus sekä kilpailukyky. Oikeudenmukaisuus puolestaan muodostuu HRM-käytännöistä, organisaatiossa vallitsevasta reilun pelin hengestä sekä kommunikaatiosta. Lopullinen mittari kyvykkyydelle käsittää 18 väittämää ja oikeudenmukaisuudelle 13 väittämää. Työssä kehitetty mittari mahdollistaa organisatorisen luottamuksen entistä paremman ja luotettavamman mittaamisen. Tutkijan tietämyksen mukaan tämä onensimmäinen kokonaisvaltainen mittari institutionaalisen luottamuksen mittaamiseksi.

Reconstruction of 3D Planar Objects with Partial Occlusion

Kolmiulotteisten kappaleiden rekonstruktio on yksi konenäön haastavimmista ongelmista, koska kappaleiden kolmiulotteisia etäisyyksiä ei voida selvittää yhdestä kaksiulotteisesta kuvasta. Ongelma voidaan ratkaista stereonäön avulla, jossa näkymän kolmiulotteinen rakenne päätellään usean kuvan perusteella. Tämä lähestymistapa mahdollistaa kuitenkin vain rekonstruktion niille kappaleiden osille, jotka näkyvät vähintään kahdessa kuvassa. Piilossa olevien osien rekonstruktio ei ole mahdollista pelkästään stereonäön avulla. Tässä työssä on kehitetty uusi menetelmä osittain piilossa olevien kolmiulotteisten tasomaisten kappaleiden rekonstruktioon. Menetelmän avulla voidaan selvittää hyvällä tarkkuudella tasomaisista pinnoista koostuvan kappaleen muoto ja paikka käyttäen kahta kuvaa kappaleesta. Menetelmä perustuu epipolaarigeometriaan, jonka avulla selvitetään molemmissa kuvissa näkyvät kappaleiden osat. Osittain piilossa olevien piirteiden rekonstruointi suoritetaan käyttämäen stereonäköä sekä tietoa kappaleen rakenteesta. Esitettyä ratkaisua voitaisiin käyttää esimerkiksi kolmiulotteisten kappaleiden visualisointiin, robotin navigointiin tai esineentunnistukseen.

Statistical Methods for Conservation and Alignment Quality in Proteins

Construction of multiple sequence alignments is a fundamental task in Bioinformatics. Multiple sequence alignments are used as a prerequisite in many Bioinformatics methods, and subsequently the quality of such methods can be critically dependent on the quality of the alignment. However, automatic construction of a multiple sequence alignment for a set of remotely related sequences does not always provide biologically relevant alignments.Therefore, there is a need for an objective approach for evaluating the quality of automatically aligned sequences. The profile hidden Markov model is a powerful approach in comparative genomics. In the profile hidden Markov model, the symbol probabilities are estimated at each conserved alignment position. This can increase the dimension of parameter space and cause an overfitting problem. These two research problems are both related to conservation. We have developed statistical measures for quantifying the conservation of multiple sequence alignments. Two types of methods are considered, those identifying conserved residues in an alignment position, and those calculating positional conservation scores. The positional conservation score was exploited in a statistical prediction model for assessing the quality of multiple sequence alignments. The residue conservation score was used as part of the emission probability estimation method proposed for profile hidden Markov models. The results of the predicted alignment quality score highly correlated with the correct alignment quality scores, indicating that our method is reliable for assessing the quality of any multiple sequence alignment. The comparison of the emission probability estimation method with the maximum likelihood method showed that the number of estimated parameters in the model was dramatically decreased, while the same level of accuracy was maintained. To conclude, we have shown that conservation can be successfully used in the statistical model for alignment quality assessment and in the estimation of emission probabilities in the profile hidden Markov models.

Surgical treatment of hamstring injuries and disorders – the clinical spectrum from chronic tendinopathy to complete rupture

Hamstring muscle injuries and tendon disorders are common, especially in sports. They can be severe and difficult to treat, often resulting in impaired athletic performance and long rehabilitation times. Previous studies considering treatment of these problems are scarce. The current study was designed to investigate the effect of surgery on different types of hamstring muscle injuries and on proximal hamstring tendinopathy. In addition, we wanted to study the typical histopathological findings relating to proximal hamstring tendinopathy. In the study of complete (all three muscles torn) proximal hamstring avulsions (41 patients), our results showed that early operative treatment gives significantly better results than late surgery, and is therefore recommended. Despite this, considerable improvement of symptoms could also be achieved in chronic cases. In the study of partial (one or two muscles torn) proximal hamstring tears (47 patients), we observed that these injuries can cause significant functional deficit and impaired performance in athletes. The main finding was that after surgical repair most of the patients were able to return to their pre-injury level of sports. In the study of distal hamstring tears (18 patients), the results showed that surgical treatment had a good effect in the majority of these cases. In proximal hamstring tendinopathy, the main problem is pain which limits sports. In this study (90 patients), we found that after unsuccessful conservative treatment, surgery was a good treatment option resulting in full return to sports in most cases. In tendinopathic hamstring tendons, the morphological changes of tendinosis were largely identical to those previously described in other common (e.g. Achilles and patellar) tendinopathies. In chronic proximal hamstring avulsions, and also in reoperations, a large defect between distally retracted tendons and the ischial tuberosity may occasionally prevent anatomic reinsertion. We have described a reconstruction method using fascia lata autograft augmentation to be used in these most challenging repairs. This technique was utilized in the treatment of five patients, with encouraging results.

First principles modeling of metallic alloys and alloy surfaces

By alloying metals with other materials, one can modify the metal’s characteristics or compose an alloy which has certain desired characteristics that no pure metal has. The field is vast and complex, and phenomena that govern the behaviour of alloys are numerous. Theories cannot penetrate such complexity, and the scope of experiments is also limited. This is why the relatively new field of ab initio computational methods has much to give to this field. With these methods, one can extend the understanding given by theories, predict how some systems might behave, and be able to obtain information that is not there to see in physical experiments. This thesis pursues to contribute to the collective knowledge of this field in the light of two cases. The first part examines the oxidation of Ag/Cu, namely, the adsorption dynamics and oxygen induced segregation of the surface. Our results demonstrate that the presence of Ag on the Cu(100) surface layer strongly inhibits dissociative adsorption. Our results also confirmed that surface reconstruction does happen, as experiments predicted. Our studies indicate that 0.25 ML of oxygen is enough for Ag to diffuse towards the bulk, under the copper oxide layer. The other part elucidates the complex interplay of various energy and entropy contributions to the phase stability of paramagnetic duplex steel alloys. We were able to produce a phase stability map from first principles, and it agrees with experiments rather well. Our results also show that entropy contributions play a very important role on defining the phase stability. This is, to the author’s knowledge, the first ab initio study upon this subject.

Charge transport in disordered materials : simulations, theory, and numerical modeling of hopping transport and electron-hole recombination

Min avhandling behandlar hur oordnade material leder elektrisk ström. Bland materialen som studeras finns ledande polymerer, d.v.s. plaster som leder ström, och mer allmänt organiska halvledare. Av de här materialen har man kunnat bygga elektroniska komponenter, och man hoppas på att kunna trycka hela kretsar av organiska material. För de här tillämpningarna är det viktigt att förstå hur materialen själva leder elektrisk ström. Termen oordnade material syftar på material som saknar kristallstruktur. Oordningen gör att elektronernas tillstånd blir lokaliserade i rummet, så att en elektron i ett visst tillstånd är begränsad t.ex. till en molekyl eller ett segment av en polymer. Det här kan jämföras med kristallina material, där ett elektrontillstånd är utspritt över hela kristallen (men i stället har en väldefinierad rörelsemängd). Elektronerna (eller hålen) i det oordnade materialet kan röra sig genom att tunnelera mellan de lokaliserade tillstånden. Utgående från egenskaperna för den här tunneleringsprocessen, kan man bestämma transportegenskaperna för hela materialet. Det här är utgångspunkten för den så kallade hopptransportmodellen, som jag har använt mig av. Hopptransportmodellen innehåller flera drastiska förenklingar. Till exempel betraktas elektrontillstånden som punktformiga, så att tunneleringssannolikheten mellan två tillstånd endast beror på avståndet mellan dem, och inte på deras relativa orientation. En annan förenkling är att behandla det kvantmekaniska tunneleringsproblemet som en klassisk process, en slumpvandring. Trots de här grova approximationerna visar hopptransportmodellen ändå många av de fenomen som uppträder i de verkliga materialen som man vill modellera. Man kan kanske säga att hopptransportmodellen är den enklaste modell för oordnade material som fortfarande är intressant att studera. Man har inte hittat exakta analytiska lösningar för hopptransportmodellen, därför använder man approximationer och numeriska metoder, ofta i form av datorberäkningar. Vi har använt både analytiska metoder och numeriska beräkningar för att studera olika aspekter av hopptransportmodellen. En viktig del av artiklarna som min avhandling baserar sig på är att jämföra analytiska och numeriska resultat. Min andel av arbetet har främst varit att utveckla de numeriska metoderna och applicera dem på hopptransportmodellen. Därför fokuserar jag på den här delen av arbetet i avhandlingens introduktionsdel. Ett sätt att studera hopptransportmodellen numeriskt är att direkt utföra en slumpvandringsprocess med ett datorprogram. Genom att föra statisik över slumpvandringen kan man beräkna olika transportegenskaper i modellen. Det här är en så kallad Monte Carlo-metod, eftersom själva beräkningen är en slumpmässig process. I stället för att följa rörelsebanan för enskilda elektroner, kan man beräkna sannolikheten vid jämvikt för att hitta en elektron i olika tillstånd. Man ställer upp ett system av ekvationer, som relaterar sannolikheterna för att hitta elektronen i olika tillstånd i systemet med flödet, strömmen, mellan de olika tillstånden. Genom att lösa ekvationssystemet fås sannolikhetsfördelningen för elektronerna. Från sannolikhetsfördelningen kan sedan strömmen och materialets transportegenskaper beräknas. En aspekt av hopptransportmodellen som vi studerat är elektronernas diffusion, d.v.s. deras slumpmässiga rörelse. Om man betraktar en samling elektroner, så sprider den med tiden ut sig över ett större område. Det är känt att diffusionshastigheten beror av elfältet, så att elektronerna sprider sig fortare om de påverkas av ett elektriskt fält. Vi har undersökt den här processen, och visat att beteendet är väldigt olika i endimensionella system, jämfört med två- och tredimensionella. I två och tre dimensioner beror diffusionskoefficienten kvadratiskt av elfältet, medan beroendet i en dimension är linjärt. En annan aspekt vi studerat är negativ differentiell konduktivitet, d.v.s. att strömmen i ett material minskar då man ökar spänningen över det. Eftersom det här fenomenet har uppmätts i organiska minnesceller, ville vi undersöka om fenomenet också kan uppstå i hopptransportmodellen. Det visade sig att det i modellen finns två olika mekanismer som kan ge upphov till negativ differentiell konduktivitet. Dels kan elektronerna fastna i fällor, återvändsgränder i systemet, som är sådana att det är svårare att ta sig ur dem då elfältet är stort. Då kan elektronernas medelhastighet och därmed strömmen i materialet minska med ökande elfält. Elektrisk växelverkan mellan elektronerna kan också leda till samma beteende, genom en så kallad coulombblockad. En coulombblockad kan uppstå om antalet ledningselektroner i materialet ökar med ökande spänning. Elektronerna repellerar varandra och ett större antal elektroner kan leda till att transporten blir långsammare, d.v.s. att strömmen minskar.

Biomolecular screening for inhibitors of butyrylcholinesterase : identification and characterization using in vitro and in silico tools

Drug discovery is a continuous process where researchers are constantly trying to find new and better drugs for the treatment of various conditions. Alzheimer’s disease, a neurodegenerative disease mostly affecting the elderly, has a complex etiology with several possible drug targets. Some of these targets have been known for years while other new targets and theories have emerged more recently. Cholinesterase inhibitors are the major class of drugs currently used for the symptomatic treatment of Alzheimer’s disease. In the Alzheimer’s disease brain there is a deficit of acetylcholine and an impairment in signal transmission. Acetylcholinesterase has therefore been the main target as this is the main enzyme hydrolysing acetylcholine and ending neurotransmission. It is believed that by inhibiting acetylcholinesterase the cholinergic signalling can be enhanced and the cognitive symptoms that arise in Alzheimer’s disease can be improved. Butyrylcholinesterase, the second enzyme of the cholinesterase family, has more recently attracted interest among researchers. Its function is still not fully known, but it is believed to play a role in several diseases, one of them being Alzheimer’s disease. In this contribution the aim has primarily been to identify butyrylcholinesterase inhibitors to be used as drug molecules or molecular probes in the future. Both synthetic and natural compounds in diverse and targeted screening libraries have been used for this purpose. The active compounds have been further characterized regarding their potencies, cytotoxicity, and furthermore, in two of the publications, the inhibitors ability to also inhibit Aβ aggregation in an attempt to discover bifunctional compounds. Further, in silico methods were used to evaluate the binding position of the active compounds with the enzyme targets. Mostly to differentiate between the selectivity towards acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase, but also to assess the structural features required for enzyme inhibition. We also evaluated the compounds, active and non-active, in chemical space using the web-based tool ChemGPS-NP to try and determine the relevant chemical space occupied by cholinesterase inhibitors. In this study, we have succeeded in finding potent butyrylcholinesterase inhibitors with a diverse set of structures, nine chemical classes in total. In addition, some of the compounds are bifunctional as they also inhibit Aβ aggregation. The data gathered from all publications regarding the chemical space occupied by butyrylcholinesterase inhibitors we believe will give an insight into the chemically active space occupied by this type of inhibitors and will hopefully facilitate future screening and result in an even deeper knowledge of butyrylcholinesterase inhibitors.

Reconstruction of cranial bone defects with fiber-reinforced composite–bioactive glass implants

A cranial bone defect may result after an operative treatment of trauma, infection, vascular insult, or tumor. New biomaterials for cranial bone defect reconstructions are needed for example to mimic the biomechanical properties and structure of cranial bone. A novel glass fiber-reinforced composite implant with bioactive glass particulates (FRC–BG, fiber-reinforced composite–bioactive glass) has osteointegrative potential in a preclinical setting. The aim of the first and second study was to investigate the functionality of a FRC–BG implant in the reconstruction of cranial bone defects. During the years 2007–2014, a prospective clinical trial was conducted in two tertiary level academic institutions (Turku University Hospital and Oulu University Hospital) to evaluate the treatment outcome in 35 patients that underwent a FRC–BG cranioplasty. The treatment outcome was good both in adult and pediatric patients. A number of conventional complications related to cranioplasty were observed. In the third study, a retrospective outcome evaluation of 100 cranioplasty procedures performed in Turku University Hospital between years 2002–2012 was conducted. The experimental fourth study was conducted to test the load-bearing capacity and fracture behavior of FRC–BG implants under static loading. The interconnective bars in the implant structure markedly increased the load-bearing capacity of the implant. A loading test did not demonstrate any protrusions of glass fibers or fiber cut. The fracture type was buckling and delamination. In this study, a postoperative complication requiring a reoperation or removal of the cranioplasty material was observed in one out of five cranioplasty patients. The treatment outcomes of cranioplasty performed with different synthetic materials did not show significant difference when compared with autograft. The FRC–BG implant was demonstrated to be safe and biocompatible biomaterial for large cranial bone defect reconstructions in adult and pediatric patients.