A biophysical model for valence-based navigational learning: the role of D-Serine

Recent experiments have revealed the fundamental importance of neuromodulatory action on activity-dependent synaptic plasticity underlying behavioral learning and spatial memory formation. Neuromodulators affect synaptic plasticity through the modification of the dynamics of receptors on the synaptic membrane. However, chemical substances other than neuromodulators, such as receptors co-agonists, can influence the receptors' dynamics and thus participate in determining plasticity. Here we focus on D-serine, which has been observed to affect the activity thresholds of synaptic plasticity by co-activating NMDA receptors. We use a computational model for spatial value learning with plasticity between two place cell layers. The D-serine release is CB1R mediated and the model reproduces the impairment of spatial memory due to the astrocytic CB1R knockout for a mouse navigating in the Morris water maze. The addition of path-constraining obstacles shows how performance impairment depends on the environment's topology. The model can explain the experimental evidence and produce useful testable predictions to increase our understanding of the complex mechanisms underlying learning.

Analisi della migrazione cellulare in vitro in presenza e in assenza di un campo elettrico

La galvanotassi, la migrazione cellulare stimolata dalla presenza di un campo elettrico esogeno o endogeno, `e stata oggetto di studi sin dalla fine del diciannovesimo secolo. Nonostante la molteplicità di lavori a riguardo, non c’`e uniformità. a nelle tecniche sperimentali, se non per il fatto che il campo elettrico viene generato tramite una configurazione a cella elettrolitica, detta anche a generazione interna di campo elettrico. Scopo di questa tesi `e analizzare e caratterizzare la migrazione di cellule isolate in vitro in presenza e in assenza di un campo elettrostatico esterno, rendendola originale rispetto a studi precedenti. La differenza nella configurazione sperimentale `e fondamentale per spiegare le caratteristiche dei moti osservati. Per la procedura sperimentale sono state usate come campione cellule di linea di origine tumorale denominate T98G adese a una piastra in polistirene posta, non a contatto, tra due piastre in rame cariche. Sono state acquisite micrografie in contrasto di fase a intervalli regolari inizialmente in una fase di controllo, quindi applicando un campo elettrostatico, cos`ı da poter analizzare il moto cellulare nelle diverse condizioni. In particolare, l’analisi del tracking di singole cellule selezionate sulla base di criteri stabiliti a priori ha permesso di evidenziare un moto isotropo, indipendentemente dalla presenza del campo elettrostatico. Invece, mostrando che i dati sperimentali delle distanze e delle velocita seguono distribuzioni Gamma, si osserva che dipende dalla presenza del campo elettrostatico la maggiore probabilità che una cellula si sposti pi`u della media. Infine, `e stato possibile determinare che l’influenza del campo elettrostatico sul moto delle cellule non dipende dalla posizione di queste rispetto alle piastre. Il lavoro svolto in questa tesi sarà parte dei risultati inseriti in una pubblicazione su rivista internazionale.

Automatic classification of stellar orbits in axisymmetric potentials

Within the classification of orbits in axisymmetric stellar systems, we present a new algorithm able to automatically classify the orbits according to their nature. The algorithm involves the application of the correlation integral method to the surface of section of the orbit; fitting the cumulative distribution function built with the consequents in the surface of section of the orbit, we can obtain the value of its logarithmic slope m which is directly related to the orbit’s nature: for slopes m ≈ 1 we expect the orbit to be regular, for slopes m ≈ 2 we expect it to be chaotic. With this method we have a fast and reliable way to classify orbits and, furthermore, we provide an analytical expression of the probability that an orbit is regular or chaotic given the logarithmic slope m of its correlation integral. Although this method works statistically well, the underlying algorithm can fail in some cases, misclassifying individual orbits under some peculiar circumstances. The performance of the algorithm benefits from a rich sampling of the traces of the SoS, which can be obtained with long numerical integration of orbits. Finally we note that the algorithm does not differentiate between the subtypes of regular orbits: resonantly trapped and untrapped orbits. Such distinction would be a useful feature, which we leave for future work. Since the result of the analysis is a probability linked to a Gaussian distribution, for the very definition of distribution, some orbits even if they have a certain nature are classified as belonging to the opposite class and create the probabilistic tails of the distribution. So while the method produces fair statistical results, it lacks in absolute classification precision.

Serialità televisiva, sesso e tabù. Il caso di "Sex Education"

Le serie televisive occidentali tendono ad avere un approccio superficiale per quanto riguarda il sesso. Talvolta le tematiche sessuali e la rappresentazione esplicita del corpo sembrano spiattellate per attirare pubblico, risultando anche forzate. Tuttavia, la loro sola messa in scena potrebbe costituire una rivoluzione e creare scalpore, come alle origini della televisione. Con l’arrivo della pay tv, in particolare della via cavo, si è assistito sempre più a un cambiamento nella messa in scena del sesso, arrivando a sdoganare sempre più tabù. Ciò che riguarda la sfera sessuale pian piano è sempre più mostrato, fino a toccare una dimensione personale e sociale, come hanno dato prova la televisione premium e le piattaforme OTT, che scardinano la rappresentazione perbenista e moralista tradizionale. Un dirompente esempio è testimoniato dalla serie televisiva "Sex Education", che, oltre a mettere in scena il sesso, ne affronta le delicate questioni in maniera profonda e con un immancabile pizzico di ironia e comicità. La serie riesce a problematizzare e normalizzare tante delle questioni relative agli aspetti più intimi, di cui raramente si parla in televisione e nella realtà. Diventa così uno spunto di riflessione e un bacino di informazione specialmente per un pubblico giovane, ma non solo. Gli adolescenti hanno bisogno di sapere, di essere informati, di essere rassicurati e "Sex Education" riesce in questo, rendendo fede al suo titolo e tematizzando l’educazione sessuale. Eppure il sesso non riguarda solo i giovani, interessa tutte le età, orientamenti e identità. In questo senso una ricerca sul campo rivela i pareri e le reazioni di un gruppo di spettatori eterogeneo per età, genere e identità sessuale.

DS4H Image Alignment tool, allineamento multimodale automatico: sviluppo di modulo per ottimizzazione dei dati acquisiti ed estensione ad immagini a colori

Molti degli studi oncologici partono dalla analisi di provini istologici, cioè campioni di tessuto prelevati dal paziente. Grazie a marcatori specifici, ovvero coloranti selettivi applicati alla sezione da analizzare, vengono studiate specifiche parti del campione. Spesso per raccogliere più informazioni del campione si utilizzano più marcatori. Tuttavia, questi non sempre possono essere applicati in parallelo e spesso vengono utilizzati in serie dopo un lavaggio del campione. Le immagini così ottenute devono quindi essere allineate per poter procedere con studi di colocalizzazione simulando una acquisizione in parallelo dei vari segnali. Tuttavia, non esiste una procedura standard per allineare le immagini così ottenute. L’allineamento manuale è tempo-dispendioso ed oggetto di possibili errori. Un software potrebbe rendere il tutto più rapido e affidabile. In particolare, DS4H Image Alignment è un plug-in open source implementato per ImageJ/Fiji per allineare immagini multimodali in toni di grigio. Una prima versione del software è stata utilizzata per allineare manualmente una serie di immagini, chiedendo all’utente di definire punti di riferimento comuni a tutte le immagini. In una versione successiva, è stata aggiunta la possibilità di effettuare un allineamento automatico. Tuttavia, questo non era ottimizzato e comportava una perdita di informazione nelle aree non sovrapposte all’immagine definita come riferimento. In questo lavoro, è stato sviluppato un modulo ottimizzato di registrazione automatica di immagini che non assume nessuna immagine di riferimento e preserva tutti i pixel delle immagini originali creando uno stack di dimensioni idonee a contenere il tutto. Inoltre, l’architettura dell’intero software è stata estesa per poter registrare anche immagini a colori.