Development, degeneration and neural network of the bodily self

The question addressed by this dissertation is how the human brain builds a coherent representation of the body, and how this representation is used to recognize its own body. Recent approaches by neuroimaging and TMS revealed hints for a distinct brain representation of human body, as compared with other stimulus categories. Neuropsychological studies demonstrated that body-parts and self body-parts recognition are separate processes sub-served by two different, even if possibly overlapping, networks within the brain. Bodily self-recognition is one aspect of our ability to distinguish between self and others and the self/other distinction is a crucial aspect of social behaviour. This is the reason why I have conducted a series of experiment on subjects with everyday difficulties in social and emotional behaviour, such as patients with autism spectrum disorders (ASD) and patients with Parkinson’s disease (PD). More specifically, I studied the implicit self body/face recognition (Chapter 6) and the influence of emotional body postures on bodily self-processing in TD children as well as in ASD children (Chapter 7). I found that the bodily self-recognition is present in TD and in ASD children and that emotional body postures modulate self and others’ body processing. Subsequently, I compared implicit and explicit bodily self-recognition in a neuro-degenerative pathology, such as in PD patients, and I found a selective deficit in implicit but not in explicit self-recognition (Chapter 8). This finding suggests that implicit and explicit bodily self-recognition are separate processes subtended by different mechanisms that can be selectively impaired. If the bodily self is crucial for self/other distinction, the space around the body (personal space) represents the space of interaction and communication with others. When, I studied this space in autism, I found that personal space regulation is impaired in ASD children (Chapter 9).

CFD modeling of two-phase boiling flows in the slug flow regime with an interface capturing technique

The objective of this thesis was to improve the commercial CFD software Ansys Fluent to obtain a tool able to perform accurate simulations of flow boiling in the slug flow regime. The achievement of a reliable numerical framework allows a better understanding of the bubble and flow dynamics induced by the evaporation and makes possible the prediction of the wall heat transfer trends. In order to save computational time, the flow is modeled with an axisymmetrical formulation. Vapor and liquid phases are treated as incompressible and in laminar flow. By means of a single fluid approach, the flow equations are written as for a single phase flow, but discontinuities at the interface and interfacial effects need to be accounted for and discretized properly. Ansys Fluent provides a Volume Of Fluid technique to advect the interface and to map the discontinuous fluid properties throughout the flow domain. The interfacial effects are dominant in the boiling slug flow and the accuracy of their estimation is fundamental for the reliability of the solver. Self-implemented functions, developed ad-hoc, are introduced within the numerical code to compute the surface tension force and the rates of mass and energy exchange at the interface related to the evaporation. Several validation benchmarks assess the better performances of the improved software. Various adiabatic configurations are simulated in order to test the capability of the numerical framework in modeling actual flows and the comparison with experimental results is very positive. The simulation of a single evaporating bubble underlines the dominant effect on the global heat transfer rate of the local transient heat convection in the liquid after the bubble transit. The simulation of multiple evaporating bubbles flowing in sequence shows that their mutual influence can strongly enhance the heat transfer coefficient, up to twice the single phase flow value.

Visual-somatosensory interactions in mental representations of the body and the face

The body is represented in the brain at levels that incorporate multisensory information. This thesis focused on interactions between vision and cutaneous sensations (i.e., touch and pain). Experiment 1 revealed that there are partially dissociable pathways for visual enhancement of touch (VET) depending upon whether one sees one’s own body or the body of another person. This indicates that VET, a seeming low-level effect on spatial tactile acuity, is actually sensitive to body identity. Experiments 2-4 explored the effect of viewing one’s own body on pain perception. They demonstrated that viewing the body biases pain intensity judgments irrespective of actual stimulus intensity, and, more importantly, reduces the discriminative capacities of the nociceptive pathway encoding noxious stimulus intensity. The latter effect only occurs if the pain-inducing event itself is not visible, suggesting that viewing the body alone and viewing a stimulus event on the body have distinct effects on cutaneous sensations. Experiment 5 replicated an enhancement of visual remapping of touch (VRT) when viewing fearful human faces being touched, and further demonstrated that VRT does not occur for observed touch on non-human faces, even fearful ones. This suggests that the facial expressions of non-human animals may not be simulated within the somatosensory system of the human observer in the same way that the facial expressions of other humans are. Finally, Experiment 6 examined the enfacement illusion, in which synchronous visuo-tactile inputs cause another’s face to be assimilated into the mental self-face representation. The strength of enfacement was not affected by the other’s facial expression, supporting an asymmetric relationship between processing of facial identity and facial expressions. Together, these studies indicate that multisensory representations of the body in the brain link low-level perceptual processes with the perception of emotional cues and body/face identity, and interact in complex ways depending upon contextual factors.

Supramolecular functional assemblies with photo or chemical addressability

Supramolecular self-assembly represents a key technology for the spontaneous construction of nanoarchitectures and for the fabrication of materials with enhanced physical and chemical properties. In addition, a significant asset of supramolecular self-assemblies rests on their reversible formation, thanks to the kinetic lability of their non-covalent interactions. This dynamic nature can be exploited for the development of “self-healing” and “smart” materials towards the tuning of their functional properties upon various external factors. One particular intriguing objective in the field is to reach a high level of control over the shape and size of the supramolecular architectures, in order to produce well-defined functional nanostructures by rational design. In this direction, many investigations have been pursued toward the construction of self-assembled objects from numerous low-molecular weight scaffolds, for instance by exploiting multiple directional hydrogen-bonding interactions. In particular, nucleobases have been used as supramolecular synthons as a result of their efficiency to code for non-covalent interaction motifs. Among nucleobases, guanine represents the most versatile one, because of its different H-bond donor and acceptor sites which display self-complementary patterns of interactions. Interestingly, and depending on the environmental conditions, guanosine derivatives can form various types of structures. Most of the supramolecular architectures reported in this Thesis from guanosine derivatives require the presence of a cation which stabilizes, via dipole-ion interactions, the macrocyclic G-quartet that can, in turn, stack in columnar G-quadruplex arrangements. In addition, in absence of cations, guanosine can polymerize via hydrogen bonding to give a variety of supramolecular networks including linear ribbons. This complex supramolecular behavior confers to the guanine-guanine interactions their upper interest among all the homonucleobases studied. They have been subjected to intense investigations in various areas ranging from structural biology and medicinal chemistry – guanine-rich sequences are abundant in telomeric ends of chromosomes and promoter regions of DNA, and are capable of forming G-quartet based structures– to material science and nanotechnology. This Thesis, organized into five Chapters, describes mainly some recent advances in the form and function provided by self-assembly of guanine based systems. More generally, Chapter 4 will focus on the construction of supramolecular self-assemblies whose self-assembling process and self-assembled architectures can be controlled by light as external stimulus. Chapter 1 will describe some of the many recent studies of G-quartets in the general area of nanoscience. Natural G- quadruplexes can be useful motifs to build new structures and biomaterials such as self-assembled nanomachines, biosensors, therapeutic aptamer and catalysts. In Chapters 2-4 it is pointed out the core concept held in this PhD Thesis, i.e. the supramolecular organization of lipophilic guanosine derivatives with photo or chemical addressability. Chapter 2 will mainly focus on the use of cation-templated guanosine derivatives as a potential scaffold for designing functional materials with tailored physical properties, showing a new way to control the bottom-up realization of well-defined nanoarchitectures. In section 2.6.7, the self-assembly properties of compound 28a may be considered an example of open-shell moieties ordered by a supramolecular guanosine architecture showing a new (magnetic) property. Chapter 3 will report on ribbon-like structures, supramolecular architectures formed by guanosine derivatives that may be of interest for the fabrication of molecular nanowires within the framework of future molecular electronic applications. In section 3.4 we investigate the supramolecular polymerizations of derivatives dG 1 and G 30 by light scattering technique and TEM experiments. The obtained data reveal the presence of several levels of organization due to the hierarchical self-assembly of the guanosine units in ribbons that in turn aggregate in fibrillar or lamellar soft structures. The elucidation of these structures furnishes an explanation to the physical behaviour of guanosine units which display organogelator properties. Chapter 4 will describe photoresponsive self-assembling systems. Numerous research examples have demonstrated that the use of photochromic molecules in supramolecular self-assemblies is the most reasonable method to noninvasively manipulate their degree of aggregation and supramolecular architectures. In section 4.4 we report on the photocontrolled self-assembly of modified guanosine nucleobase E-42: by the introduction of a photoactive moiety at C8 it is possible to operate a photocontrol over the self-assembly of the molecule, where the existence of G-quartets can be alternately switched on and off. In section 4.5 we focus on the use of cyclodextrins as photoresponsive host-guest assemblies: αCD–azobenzene conjugates 47-48 (section 4.5.3) are synthesized in order to obtain a photoresponsive system exhibiting a fine photocontrollable degree of aggregation and self-assembled architecture. Finally, Chapter 5 contains the experimental protocols used for the research described in Chapters 2-4.

Sviluppo, Basi Neurali e Patologie del Sé corporeo

Il presente elaborato ha per oggetto la tematica del Sé, in particolar modo il Sé corporeo. Il primo capitolo illustrerà la cornice teorica degli studi sul riconoscimento del Sé corporeo, affrontando come avviene l’elaborazione del proprio corpo e del proprio volto rispetto alle parti corporee delle altre persone. Il secondo capitolo descriverà uno studio su soggetti sani che indaga l’eccitabilità della corteccia motoria nei processi di riconoscimento sé/altro. I risultati mostrano un incremento dell’eccitabilità corticospinale dell’emisfero destro in seguito alla presentazione di stimoli propri (mano e cellulare), a 600 e 900 ms dopo la presentazione dello stimolo, fornendo informazioni sulla specializzazione emisferica substrati neurali e sulla temporalità dei processi che sottendono all’elaborazione del sé. Il terzo capitolo indagherà il contributo del movimento nel riconoscimento del Sé corporeo in soggetti sani ed in pazienti con lesione cerebrale destra. Le evidenze mostrano come i pazienti, che avevano perso la facilitazione nell’elaborare le parti del proprio corpo statiche, presentano tale facilitazione in seguito alla presentazione di parti del proprio corpo in movimento. Il quarto capitolo si occuperà dello sviluppo del sé corporeo in bambini con sviluppo atipico, affetti da autismo, con riferimento al riconoscimento di posture emotive proprie ed altrui. Questo studio mostra come alcuni processi legati al sé possono essere preservati anche in bambini affetti da autismo. Inoltre i dati mostrano che il riconoscimento del sé corporeo è modulato dalle emozioni espresse dalle posture corporee sia in bambini con sviluppo tipico che in bambini affetti da autismo. Il quinto capitolo sarà dedicato al ruolo dei gesti nel riconoscimento del corpo proprio ed altrui. I dati di questo studio evidenziano come il contenuto comunicativo dei gesti possa facilitare l’elaborazione di parti del corpo altrui. Nella discussione generale i risultati dei diversi studi verranno considerati all’interno della loro cornice teorica.

Uremic Neuropathy: Epiemiological Study in Hemodialysis Patients

Background/Aims. Uremic Neuropathy (UN) highly limits the individual self-sufficiency causing near-continuous pain. An estimation of the actual UN prevalence among hemodialysis patients was the aim of the present work. Methods. We studied 225 prevalent dialysis patients from two Italian Centres. The Michigan Neuropathy Score Instrument (MNSI), already validated in diabetic neuropathy, was used for the diagnosis of UN. It consisted of a questionnaire (MNSI_Q) and a physical-clinical evaluation (MNSI_P). Patients without any disease possibly inducing secondary neuropathy and with MNSI score  3 have been diagnosed as affected by UN. Electroneurographic (ENG) lower limbs examination was performed in these patients to compare sensory conduction velocities (SCV) and sensory nerve action potentials (SNAP) with the MNSI results. Results. Thirtyseven patients (16.4%) were identified as being affected by UN, while 9 (4%) presented a score <3 in spite of neuropathic symptoms. In the 37 UN patients a significant correlation was found between MNSI_P and SCV (r2 = 0.1959; p<0.034) as well as SNAP (r2 = 0.3454; p=0.027) both measured by ENG. Conclusions. UN is an underestimated disease among the dialysis population even though it represents a huge problem in terms of pain and quality of life. MNSI could represent a valid and simple clinical-instrumental screening test for the early diagnosis of UN in view of an early therapeutic approach.

Synthesis and Supramolecular Architectures of Lipophilic Derivatives of Guanine

Self-assembly relies on the association of pre-programmed building blocks through non-covalent interactions to give complex supramolecular architectures. Previous studies provided evidence for the unique self-assembly properties of semi-synthetic lipophilic guanosine derivatives which can sequestrate ions from an aqueous phase, carry them into an organic phase where they promote the generation of well-defined supramolecular assemblies. In the presence of cations lipophilic guanosines form columnar aggregates while in their absence they generate supramolecular ribbons. The aim of this thesis has been the synthesis of guanine derivatives, in particular N9-alkylated guanines and a guanosine functionalized as a perchlorotriphenylmetil moiety (Gace-a-HPTM) in order to observe their supramolecular behaviour in the absence of sugar (ribose or deoxyribose) and in the presence of a bulky and chiral substituent respectively. By using guanine instead of guanosine, while maintaining all the hydrogen bond acceptor and donor groups required for supramolecular aggregation, the steric hindrance to supramolecular aggregation is notably reduced because (i.e. guanines with groups in N9 different from sugar are expected to have a greatest conformational freedom even in presence of bulky groups in C8). Supramolecular self-assembly of these derivatives has been accomplished in solutions by NMR and CD spectroscopy and on surface by STM technique. In analogy with other guanosine derivatives, also N9-substituted guanines and GAceHPTM form either ribbon-like aggregates or cation-templated G-quartet based columnar structures.

Reti socievoli: l’impatto dei social networks nella costruzione dello spazio pubblico

La tesi si è consolidata nell’analisi dell’impatto dei social networks nella costruzione dello spazio pubblico, nella sfera di osservazione che è la rete e il web2.0. Osservando che il paradigma della società civile si sia modificato. Ridefinendo immagini e immaginari e forme di autorappresentazione sui new media (Castells, 2010). Nel presupposto che lo spazio pubblico “non è mai una realtà precostituita” (Innerarity, 2008) ma si muove all’interno di reti che generano e garantiscono socievolezza. Nell’obiettivo di capire cosa è spazio pubblico. Civic engagement che si rafforza in spazi simbolici (Sassen, 2008), nodi d’incontro significativi. Ivi cittadini-consumatori avanzano corresponsabilmente le proprie istanze per la debacle nei governi.. Cultura partecipativa che prende mossa da un nuovo senso civico mediato che si esprime nelle “virtù” del consumo critico. Portando la politica sul mercato. Cultura civica autoattualizzata alla ricerca di soluzioni alle crisi degli ultimi anni. Potere di una comunicazione che riduce il mondo ad un “villaggio globale” e mettono in relazione i pubblici connessi in spazi e tempi differenti, dando origine ad azioni collettive come nel caso degli Indignados, di Occupy Wall Street o di Rai per una notte. Emerge un (ri)pensare la citizenship secondo due paradigmi (Bennett,2008): l’uno orientato al governo attraverso i partiti, modello “Dutiful Citizenship”; l’altro, modello “Self Actualizing Citizenship” per cui i pubblici attivi seguono news ed eventi, percepiscono un minor obbligo nel governo, il voto è meno significativo per (s)fiducia nei media e nei politici. Mercato e società civile si muovono per il bene comune e una nuova “felicità”. La partecipazione si costituisce in consumerismo politico all’interno di reti in cui si sviluppano azioni individuali attraverso il social networking e scelte di consumo responsabile. Partendo dall’etnografia digitale, si è definito il modello “4 C”: Conoscenza > Coadesione > Co-partecipazione > Corresposabilità (azioni collettive) > Cultura-bility.

Doppia imposizione sui redditi transfrontalieri tra ordinamenti tributari e mercato europeo.

La ricerca affronta in modo unitario e nell’ottica europea i multiformi fenomeni della doppia imposizione economica e giuridica, assumendo come paradigma iniziale la tassazione dei dividendi cross-border. Definito lo statuto giuridico della doppia imposizione, se ne motiva la contrarietà all’ordinamento europeo e si indagano gli strumenti comunitari per raggiungere l’obiettivo europeo della sua eliminazione. In assenza di un’armonizzazione positiva, il risultato sostanziale viene raggiunto grazie all’integrazione negativa. Si dimostra che il riserbo della Corte di Giustizia di fronte a opzioni di politica fiscale è soltanto un’impostazione di facciata, valorizzando le aperture giurisprudenziali per il suo superamento. Questi, in sintesi, i passaggi fondamentali. Si parte dall’evoluzione delle libertà fondamentali in diritti di rango costituzionale, che ne trasforma il contenuto economico e la portata giuridica, attribuendo portata costituzionale ai valori di neutralità e non restrizione. Si evidenzia quindi il passaggio dal divieto di discriminazioni al divieto di restrizioni, constatando il fallimento del tentativo di configurare il divieto di doppia imposizione come principio autonomo dell’ordinamento europeo. Contemporaneamente, però, diventa opportuno riesaminare la distinzione tra doppia imposizione economica e giuridica, e impostare un unico inquadramento teorico della doppia imposizione come ipotesi paradigmatica di restrizione alle libertà. Conseguentemente, viene razionalizzato l’impianto giurisprudenziale delle cause di giustificazione. Questo consente agevolmente di legittimare scelte comunitarie per la ripartizione dei poteri impositivi tra Stati Membri e l’attribuzione delle responsabilità per l’eliminazione degli effetti della doppia imposizione. In conclusione, dunque, emerge una formulazione europea dell’equilibrato riparto di poteri impositivi a favore dello Stato della fonte. E, accanto ad essa, una concezione comunitaria del principio di capacità contributiva, con implicazioni dirompenti ancora da verificare. Sul piano metodologico, l’analisi si concentra criticamente sull’operato della Corte di Giustizia, svelando punti di forza e di debolezza della sua azione, che ha posto le basi per la risposta europea al problema della doppia imposizione.

Aspetti etici e morali della Sedazione Palliativa

La sedazione palliativa come procedura terapeutica è ormai ampiamente affrontata e discussa in letteratura. A causa della delicatezza di tale procedura, molti studi affrontano le problematiche etiche ad essa relative con l’obiettivo di cercare una giustificazione morale e clinica. Questo lavoro intende affrontare la sedazione palliativa applicata ad un caso concreto. Seguendo la trama della storia di Matteo, uomo di 38 anni ricoverato in Hospice con diagnosi di cancro metastatico della mammella maschile (metastasi polmonari con incarceramento del polmone destro, metastasi diffuse a tutto il rachide, metastasi epatiche), verranno affrontate le problematiche etiche relative ad ogni fase della vicenda. In particolare i temi trattati sono i seguenti: il controllo di sé, la negoziazione della terapia e l’autodeterminazione; il principio di autonomia relazionale; l’etica del corpo; differenze tra sedazione palliativa ed eutanasia; le domande di fine vita e la spiritualità; documenti sul fine vita. Il paradigma teorico prescelto come punto di riferimento è quello dell’Etica della Cura.

Erasmo come Ercole nell'adagio Herculei labores

Il lavoro consiste nella traduzione dell’adagio 2001, Herculei labores con commento delle righe 1-116, che comprendono il racconto della fatica di Ercole contro l’idra di Lerna e le interpretazioni che Erasmo ne fornisce per introdurre la filologia come impresa erculea in chiave autobiografica. L’introduzione ha lo scopo di presentare una sintesi degli elementi notevoli del commento e alcune osservazioni sull’autorappresentazione di sé dell’umanista. Erasmo fa dell’identificazione con Ercole un topos della propria descrizione in chiave ironica, ma si propone anche come emulo di Girolamo, di cui cura l’edizione delle lettere. Questo lavoro prende in considerazione infine il ritratto di Erasmo dipinto da Holbein e custodito a Longford Castle in relazione al testo dell’adagio, al quale allude con la scritta in primo piano, ΗΡΑΚΛΕΙΟΙ ΠΟΝΟΙ.

Design and Fabrication of Bond Wire Micro-Magnetics

This thesis presents a new approach for the design and fabrication of bond wire magnetics for power converter applications by using standard IC gold bonding wires and micro-machined magnetic cores. It shows a systematic design and characterization study for bond wire transformers with toroidal and race-track cores for both PCB and silicon substrates. Measurement results show that the use of ferrite cores increases the secondary self-inductance up to 315 µH with a Q-factor up to 24.5 at 100 kHz. Measurement results on LTCC core report an enhancement of the secondary self-inductance up to 23 µH with a Q-factor up to 10.5 at 1.4 MHz. A resonant DC-DC converter is designed in 0.32 µm BCD6s technology at STMicroelectronics with a depletion nmosfet and a bond wire micro-transformer for EH applications. Measures report that the circuit begins to oscillate from a TEG voltage of 280 mV while starts to convert from an input down to 330 mV to a rectified output of 0.8 V at an input of 400 mV. Bond wire magnetics is a cost-effective approach that enables a flexible design of inductors and transformers with high inductance and high turns ratio. Additionally, it supports the development of magnetics on top of the IC active circuitry for package and wafer level integrations, thus enabling the design of high density power components. This makes possible the evolution of PwrSiP and PwrSoC with reliable highly efficient magnetics.

L'inno avestico agli Aməsha Spəṇtas (Yasht 2). Testo critico e traduzione con commentario storico religioso

L'inno dedicato ai sette Amesha Spəṇta è parte della produzione avestica recenziore, e si compone in gran parte di porzioni testuali riprese da altri testi avestici a loro volta di formazione tardiva. Lo Yašt si divide in tre parti principali: le stanze 0-10; 11-14; e infine la stanza 15 che comprende la formula di chiusura tipica degli inni avestici. La prima sezione (2.0-10) è composta dalla formula di apertura, incompleta rispetto a quelle dei restanti inni, seguita dai primi sette capitoli di entrambi i Sīh-rōzag compresi i Gāh. Le stanze centrali (11-14) si caratterizzano per l'assenza di passi gemelli, un elevato numero di hapax e di arcaismi formali e inoltre, una grande variabilità nella tradizione manoscritta. Si tratta di una formula magica per esorcizzare/allontanare demoni e stregoni, che doveva essere recitata per sette volte. Tale formula probabilmente rappresentava in origine un testo autonomo che veniva recitato assieme ad altri testi avestici. La versione a noi pervenuta comprende la recitazione di parte di entrambi i Sīh-rōzag, ma è molto probabile che tale arrangement sia soltanto una sequenza recitativa che doveva coesistere assieme ad altre. Attualmente la formula magica viene recitata principalmente assieme allo Yasna Haptaŋhāiti, senza le restanti stanze dell'inno nella sua versione geldneriana. Il testo sembra nascere come formula magica la quale venne recitata assieme a diversi testi avestici come per esempio parti dello Sīh-rōzag. In un periodo impossibile da stabilire con certezza la versione viene fissata nella forma a noi pervenuta nella maggior parte dei manoscritti e per la sua affinità formale probabilmente interpretato come inno e perciò incluso nell'innario avestico.