Modelli Digitali e Archivi di Progetto. Sistemi integrati di documentazione per l'architettura.

Le tecniche dell'informazione e i metodi della comunicazione hanno modificato il modo di redigere documenti destinati a trasmettere la conoscenza, in un processo che è a tutt'oggi in corso di evoluzione. Anche l'attività progettuale in ingegneria ed architettura, pure in un settore caratterizzato da una notevole inerzia metodologica e restio all'innovazione quale è quello dell'industria edilizia, ha conosciuto profonde trasformazioni in ragione delle nuove espressioni tecnologiche. Da tempo l'informazione necessaria per realizzare un edificio, dai disegni che lo rappresentano sino ai documenti che ne indicano le modalità costruttive, può essere gestita in maniera centralizzata mediante un unico archivio di progetto denominato IPDB (Integrated Project DataBase) pur essendone stata recentemente introdotta sul mercato una variante più operativa chiamata BIM (Building Information Modelling). Tuttavia l'industrializzazione del progetto che questi strumenti esplicano non rende conto appieno di tutti gli aspetti che vedono la realizzazione dell'opera architettonica come collettore di conoscenze proprie di una cultura progettuale che, particolarmente in Italia, è radicata nel tempo. La semantica della rappresentazione digitale è volta alla perequazione degli elementi costitutivi del progetto con l'obiettivo di catalogarne le sole caratteristiche fabbricative. L'analisi della letteratura scientifica pertinente alla materia mostra come non sia possibile attribuire ai metodi ed ai software presenti sul mercato la valenza di raccoglitori omnicomprensivi di informazione: questo approccio olistico costituisce invece il fondamento della modellazione integrata intesa come originale processo di rappresentazione della conoscenza, ordinata secondo il paradigma delle "scatole cinesi", modello evolvente che unifica linguaggi appartenenti ai differenti attori compartecipanti nei settori impiantistici, strutturali e della visualizzazione avanzata. Evidenziando criticamente i pregi e i limiti operativi derivanti dalla modellazione integrata, la componente sperimentale della ricerca è stata articolata con l'approfondimento di esperienze condotte in contesti accademici e professionali. Il risultato conseguito ha coniugato le tecniche di rilevamento alle potenzialità di "modelli tridimensionali intelligenti", dotati cioè di criteri discriminanti per la valutazione del relazionamento topologico dei componenti con l'insieme globale.

Investigating the role of single point mutations in the human proteome: a computational study

In the post genomic era with the massive production of biological data the understanding of factors affecting protein stability is one of the most important and challenging tasks for highlighting the role of mutations in relation to human maladies. The problem is at the basis of what is referred to as molecular medicine with the underlying idea that pathologies can be detailed at a molecular level. To this purpose scientific efforts focus on characterising mutations that hamper protein functions and by these affect biological processes at the basis of cell physiology. New techniques have been developed with the aim of detailing single nucleotide polymorphisms (SNPs) at large in all the human chromosomes and by this information in specific databases are exponentially increasing. Eventually mutations that can be found at the DNA level, when occurring in transcribed regions may then lead to mutated proteins and this can be a serious medical problem, largely affecting the phenotype. Bioinformatics tools are urgently needed to cope with the flood of genomic data stored in database and in order to analyse the role of SNPs at the protein level. In principle several experimental and theoretical observations are suggesting that protein stability in the solvent-protein space is responsible of the correct protein functioning. Then mutations that are found disease related during DNA analysis are often assumed to perturb protein stability as well. However so far no extensive analysis at the proteome level has investigated whether this is the case. Also computationally methods have been developed to infer whether a mutation is disease related and independently whether it affects protein stability. Therefore whether the perturbation of protein stability is related to what it is routinely referred to as a disease is still a big question mark. In this work we have tried for the first time to explore the relation among mutations at the protein level and their relevance to diseases with a large-scale computational study of the data from different databases. To this aim in the first part of the thesis for each mutation type we have derived two probabilistic indices (for 141 out of 150 possible SNPs): the perturbing index (Pp), which indicates the probability that a given mutation effects protein stability considering all the “in vitro” thermodynamic data available and the disease index (Pd), which indicates the probability of a mutation to be disease related, given all the mutations that have been clinically associated so far. We find with a robust statistics that the two indexes correlate with the exception of all the mutations that are somatic cancer related. By this each mutation of the 150 can be coded by two values that allow a direct comparison with data base information. Furthermore we also implement computational methods that starting from the protein structure is suited to predict the effect of a mutation on protein stability and find that overpasses a set of other predictors performing the same task. The predictor is based on support vector machines and takes as input protein tertiary structures. We show that the predicted data well correlate with the data from the databases. All our efforts therefore add to the SNP annotation process and more importantly found the relationship among protein stability perturbation and the human variome leading to the diseasome.

Background minimization issues for next generation hard X-ray focusing telescopes

The hard X-ray band (10 - 100 keV) has been only observed so far by collimated and coded aperture mask instruments, with a sensitivity and an angular resolution lower than two orders of magnitude as respects the current X-ray focusing telescopes operating below 10 - 15 keV. The technological advance in X-ray mirrors and detection systems is now able to extend the X-ray focusing technique to the hard X-ray domain, filling the gap in terms of observational performances and providing a totally new deep view on some of the most energetic phenomena of the Universe. In order to reach a sensitivity of 1 muCrab in the 10 - 40 keV energy range, a great care in the background minimization is required, a common issue for all the hard X-ray focusing telescopes. In the present PhD thesis, a comprehensive analysis of the space radiation environment, the payload design and the resulting prompt X-ray background level is presented, with the aim of driving the feasibility study of the shielding system and assessing the scientific requirements of the future hard X-ray missions. A Geant4 based multi-mission background simulator, BoGEMMS, is developed to be applied to any high energy mission for which the shielding and instruments performances are required. It allows to interactively create a virtual model of the telescope and expose it to the space radiation environment, tracking the particles along their path and filtering the simulated background counts as a real observation in space. Its flexibility is exploited to evaluate the background spectra of the Simbol-X and NHXM mission, as well as the soft proton scattering by the X-ray optics and the selection of the best shielding configuration. Altough the Simbol-X and NHXM missions are the case studies of the background analysis, the obtained results can be generalized to any future hard X-ray telescope. For this reason, a simplified, ideal payload model is also used to select the major sources of background in LEO. All the results are original contributions to the assessment studies of the cited missions, as part of the background groups activities.

Distacco di retina e lavoro manuale: utilizzo delle schede di dimissione ospedaliera per uno studio di incidenza

Introduzione. La movimentazione manuale di carichi è stata recentemente proposta come un possibile determinante del distacco di retina. Al fine di confortare quest’ipotesi, sono stati analizzati i tassi di incidenza di distacco di retina regmatogeno (DRR) idiopatico, trattato chirurgicamente, tra i residenti in Toscana addetti ad attività lavorative manuali, non manuali e casalinghe. Metodi. Le schede di dimissione ospedaliera (SDO) della Toscana contengono anche informazioni codificate sulla categoria generica di impiego. Sono stati utilizzati i dati di tutti i pazienti residenti in Toscana con una SDO emessa da un qualsiasi ospedale italiano nel periodo 1997-2009, con diagnosi principale di DRR (ICD-9: 361,0-361,07 e 361,9) e con DRG 36 (“interventi sulla retina”). Dopo l’eliminazione dei soggetti che non soddisfacevano i criteri di eligibilità, è stato deciso di restringere la popolazione in studio ai soggetti di età 25-59 anni, successivamente classificati in addetti ad attività lavorative manuali, non manuali o casalinghe. Risultati. Sono stati identificati 1.946 casi. Tra gli uomini, gli addetti ad attività lavorative manuali hanno riportato un tasso di incidenza standardizzato per età 1,8 volte più alto rispetto agli addetti ad attività lavorative non manuali (17,4 [IC95%, 16,1–18,7] vs. 9,8 [IC95%, 8,8–10,8]). Tra le donne, i tassi di incidenza standardizzati per età erano 1,9 volte più alti negli addetti ad attività lavorative manuali (11,1 [IC95%, 9,8–12,3]) e 1,7 volte più alti nelle casalinghe (9,5 [IC95%, 8,3–10,8]) rispetto agli addetti ad attività lavorative non manuali (5,7 [IC95%, 4,8–6,6]). Conclusioni. Lo studio mette in evidenza come gli addetti ad attività lavorative manuali siano maggiormente affetti da DRR idiopatico rispetto agli addetti ad attività lavorative non manuali. Questi risultati supportano l’ipotesi che la movimentazione manuale di carichi, che difficilmente può ritrovarsi come compito di attività lavorative non manuali, possa avere un ruolo causale nella genesi della patologia.

Il ruolo e la funzione del falso nella storia della Shoah. Storici, affaires e opinione pubblica

Quello del falso è un problema con cui si sono dovuti confrontare gli specialisti di ogni epoca storica, ma che ha subito un’accelerazione e un’esasperazione con la storia del tempo presente, anche per via della simultanea presenza dei protagonisti che hanno reso più complessa una scena storica e memoriale segnata profondamente dal rapporto tra storici e testimoni e dall’articolazione della memoria pubblica e di quella privata. L’evento che più acutamente ha risentito del problema del falso in età contemporanea è certamente il genocidio degli ebrei compiuto dai nazisti durante la Seconda Guerra Mondiale perché è proprio al cuore dell’impresa genocidiaria che è avvenuta la grande falsificazione che ha alimentato qualsiasi successivo discorso revisionista. L’emersione del testimone sulla scena pubblica ha posto pertanto in modo acuto il problema dello statuto della testimonianza rendendo l’analisi del funzionamento della memoria indispensabile per comprendere quanto un testimone sia molto più utile per la descrizione, non tanto del fatto in sé, ma del modo in cui l’evento è stato socialmente codificato, registrato e trasmesso. Il legame tra i casi esaminati, pur nella loro estrema eterogeneità, spaziando da false autobiografie, come quella di Binjamin Wilkomirski, a testi controversi, come quello di Jean-François Steiner, o da racconti contestati, come quelli di Deli Strummer e Herman Rosenblat, a narrazioni che nel tempo hanno subito importanti variazioni, come nel caso Aubrac e nelle vicende del libro di Alcide Cervi, sarà stabilito grazie alla centralità giocata, in ognuno di essi, dalla forma testimoniale e dall’altrettanto fondamentale argomentazione in termini di affaire. Il problema del falso è stato perciò indagato all’interno delle ragioni storiche e culturali che hanno determinato la formazione discorsiva che ha per soggetto il testimone e la testimonianza come più autentico punto di vista sugli eventi del passato con le relative conseguenze sul piano storico e pubblico.

Identification and functional characterization of human cytomegalovirus Fc binding proteins

ABSTRACT Human cytomegalovirus (HCMV) employs many different mechanisms to escape and subvert the host immune system surveillance. Among these different mechanisms the role of human IgG Fc receptors (FcγR) in HCMV pathogenesis is still unclear. In mammalians, FcγRs are expressed on the surface of all haematopoietic cells and have a multifaceted role in regulating the activity of antibodies to generate a well-balanced immune response. Viral proteins with Fcγ binding ability are highly diffuse among herpesviruses. They interfere with the host receptors functions in order to counteract immune system recognition. So far, two human HCMV Fcγ binding proteins have been described: UL119 and RL11. This work was aimed to the identification and characterization of HCMV Fcγ binding proteins. The study is divided in two parts: first the characterization of UL119 and RL11; second the identification and characterization of novel HCMV Fcγ binding proteins. Regarding the first part, we demonstrated that both UL119 and RL11 internalize Fcγ fragments from transfected cells surface through a clathrin dependent pathway. In infected cells both proteins were found in the viral assembly complex and on virions surface as envelope associated glycoproteins. Moreover, internalized Fcγ in infected cells do not undergo lysosomal degradation but rather traffic in early endosomes up to the viral assembly complex. Regarding the second part, we were able to identify two novels Fcγ binding protein coded by CMV: RL12 and RL13. The latter was also further characterized as recombinant protein in terms of cellular localization, Fc binding site and IgG internalization ability. Finally binding specificity of both RL12 and RL13 seems to be confined to human IgG1 and IgG2. Taken together, these data show that HCMV codes for up to 4 FcγR and that they could have a double role both on virus and on infected cells.

Prematurità: Interazioni Precoci e Sintomatologia Materna

La prematurità rappresenta un fattore di rischio per la qualità delle interazioni precoci e la sintomatologia materna, soprattutto in caso di nascita VLBW (peso ≤ 1500 grammi) ed ELBW (≤1000 grammi). Scopo dello studio è valutare a 3 e 9 mesi di età corretta le modalità interattive delle diadi madre-bambino e lo stato affettivo materno in due campioni di prematuri, ELBW e VLBW, confrontandoli con un gruppo di bambini nati a termine (GC). Un campione di 119 diadi madre-bambino, di cui 71 nati prematuri (30 VLBW e 21 ELBW) e 68 a termine, sono stati valutati all'età di 3 e 9 mesi. Durante gli assessment, è avvenuta la videoregistrazione dell’interazione madre-bambino, codificata mediante le Global Rating Scales (a 3 mesi) ed il CARE Index Infant (a 9 mesi), e la valutazione della sintomatologia materna, attraverso Edinburgh Postnatal Depression Scale, Penn State Worry Questionnaire, Social Interaction and Anxiety Scale, Social Phobia Scale, Parenting Stress Index-Short Form, Questionari italiani del Temperamento. A 3 mesi, le madri di ELBW appaiono più demanding e meno sensibili rispetto a quelle di VLBW; più intrusive rispetto a quelle di GC. Tali madri, inoltre, sono significativamente meno sensibili di quelle del GC anche a 9 mesi. In entrambi gli assessment, tali madri presentano livelli significativamente maggiori di depressione, ansia generalizzata e stress, rispetto a quelle di entrambi gli altri gruppi. Non emergono differenze rispetto all'ansia sociale nè alla percezione del temperamento. Le analisi della correlazione hanno evidenziato specifiche relazioni tra la sintomatologia materna e i pattern interattivi nei tre gruppi. La nascita pretermine rappresenta un fattore di rischio solo per le madri di ELBW, che presentano difficoltà interattive ed elevata sintomatologia; quelle dei VLBW, infatti, tendono a presentare pattern interattivi affini a quelle del GC, mostrando adeguata sensibilità e bassi livelli di depressione, ansia e stress.

Plasticity in body and peripersonal space representations

A successful interaction with objects in the environment requires integrating information concerning object-location with the shape, dimension and position of body parts in space. The former information is coded in a multisensory representation of the space around the body, i.e. peripersonal space (PPS), whereas the latter is enabled by an online, constantly updated, action-orientated multisensory representation of the body (BR) that is critical for action. One of the critical features of these representations is that both PPS and BR are not fixed, but they dynamically change depending on different types of experience. In a series of experiment, I studied plastic properties of PPS and BR in humans. I have developed a series of methods to measure the boundaries of PPS representation (Chapter 4), to study its neural correlates (Chapter 3) and to assess BRs. These tasks have been used to study changes in PPS and BR following tool-use (Chapter 5), multisensory stimulation (Chapter 6), amputation and prosthesis implantation (Chapter 7) or social interaction (Chapter 8). I found that changes in the function (tool-use) and the structure (amputation and prosthesis implantation) of the physical body elongate or shrink both PPS and BR. Social context and social interaction also shape PPS representation. Such high degree of plasticity suggests that our sense of body in space is not given at once, but it is constantly constructed and adapted through experience.

Il contributo della psicopatologia ansiosa materna prenatale sul temperamento infantile e la relazione precoce madre-bambino

La sintomatologia ansiosa materna nel periodo prenatale risulta influire negativamente non sullo stato materno ma anche sul successivo sviluppo infantile, Tuttavia, sono limitati gli studi che hanno considerato lo specifico contributo dei disturbi d’ansia nel periodo prenatale. L’obiettivo generale dello studio è quello di indagare nel primo periodo post partum la relazione tra psicopatologia ansiosa materna e: temperamento e sviluppo neonatale, qualità del caregiving materno e dei pattern interattivi madre-bambino. 138 donne sono state intervistate utilizzando SCID-I (First et al., 1997) durante il terzo trimestre di gravidanza. 31 donne (22,5%) presentano disturbo d’ansia nel periodo prenatale. A 1 mese post partum il comportamento del neonato è stato valutato mediante NBAS (Brazelton, Nugent, 1995), mentre le madri hanno compilato MBAS (Brazelton, Nugent, 1995). A 3 mesi postpartum, una sequenza interattiva madre-bambino è stata videoregistrata e codificata utilizzando GRS (Murray et al., 1996). La procedura dello Stranger Episode (Murray et al., 2007) è stata utilizzata per osservare i pattern interattivi materni e infantili nell’interazione con una persona estranea. I neonati di madri con disturbo d’ansia manifestano alle NBAS minori capacità a livello di organizzazione di stati comportamentali, minori capacità attentive e di autoregolazione. Le madri ansiose si percepiscono significativamente meno sicure nell’occuparsi di loro, valutando i propri figli maggiormente instabili e irregolari. Nell’interazione face to face, esse mostrano comportamenti significativamente meno sensibilI, risultando meno coinvolte attivamente con il proprio bambino. Durante lo Stranger Episode, le madri con fobia sociale presentano maggiori livelli di ansia e incoraggiando in modo significativamente inferiore l’interazione del bambino con l’estraneo. I risultati sottolineano l’importanza di valutare in epoca prenatale la psicopatologia ansiosa materna. Le evidenze confermano la rilevanza che può assumere un modello multifattoriale di rischio in cui i disturbi d’ansia prenatali e la qualità del caregiving materno possono agire in modo sinergico nell’influire sugli esiti infantili.

Statistical analysis of the error associated with the simplification of the stratigraphy in geotechnical models

The uncertainties in the determination of the stratigraphic profile of natural soils is one of the main problems in geotechnics, in particular for landslide characterization and modeling. The study deals with a new approach in geotechnical modeling which relays on a stochastic generation of different soil layers distributions, following a boolean logic – the method has been thus called BoSG (Boolean Stochastic Generation). In this way, it is possible to randomize the presence of a specific material interdigitated in a uniform matrix. In the building of a geotechnical model it is generally common to discard some stratigraphic data in order to simplify the model itself, assuming that the significance of the results of the modeling procedure would not be affected. With the proposed technique it is possible to quantify the error associated with this simplification. Moreover, it could be used to determine the most significant zones where eventual further investigations and surveys would be more effective to build the geotechnical model of the slope. The commercial software FLAC was used for the 2D and 3D geotechnical model. The distribution of the materials was randomized through a specifically coded MatLab program that automatically generates text files, each of them representing a specific soil configuration. Besides, a routine was designed to automate the computation of FLAC with the different data files in order to maximize the sample number. The methodology is applied with reference to a simplified slope in 2D, a simplified slope in 3D and an actual landslide, namely the Mortisa mudslide (Cortina d’Ampezzo, BL, Italy). However, it could be extended to numerous different cases, especially for hydrogeological analysis and landslide stability assessment, in different geological and geomorphological contexts.

Matrix Designs and Methods for Secure and Efficient Compressed Sensing

The idea of balancing the resources spent in the acquisition and encoding of natural signals strictly to their intrinsic information content has interested nearly a decade of research under the name of compressed sensing. In this doctoral dissertation we develop some extensions and improvements upon this technique's foundations, by modifying the random sensing matrices on which the signals of interest are projected to achieve different objectives. Firstly, we propose two methods for the adaptation of sensing matrix ensembles to the second-order moments of natural signals. These techniques leverage the maximisation of different proxies for the quantity of information acquired by compressed sensing, and are efficiently applied in the encoding of electrocardiographic tracks with minimum-complexity digital hardware. Secondly, we focus on the possibility of using compressed sensing as a method to provide a partial, yet cryptanalysis-resistant form of encryption; in this context, we show how a random matrix generation strategy with a controlled amount of perturbations can be used to distinguish between multiple user classes with different quality of access to the encrypted information content. Finally, we explore the application of compressed sensing in the design of a multispectral imager, by implementing an optical scheme that entails a coded aperture array and Fabry-Pérot spectral filters. The signal recoveries obtained by processing real-world measurements show promising results, that leave room for an improvement of the sensing matrix calibration problem in the devised imager.