Three-dimensional hydrodynamic numerical modelling of fold nappe formation, basement-cover deformation and slab detachment with applications to the helvetic nappe system (W Switzerland)

Many three-dimensional (3-D) structures in rock, which formed during the deformation of the Earth's crust and lithosphere, are controlled by a difference in mechanical strength between rock units and are often the result of a geometrical instability. Such structures are, for example, folds, pinch-and-swell structures (due to necking) or cuspate-lobate structures (mullions). These struc-tures occur from the centimeter to the kilometer scale and the related deformation processes con-trol the formation of, for example, fold-and-thrust belts and extensional sedimentary basins or the deformation of the basement-cover interface. The 2-D deformation processes causing these structures are relatively well studied, however, several processes during large-strain 3-D defor-mation are still incompletely understood. One of these 3-D processes is the lateral propagation of these structures, such as fold and cusp propagation in a direction orthogonal to the shortening direction or neck propagation in direction orthogonal to the extension direction. Especially, we are interested in fold nappes which are recumbent folds with amplitudes usually exceeding 10 km and they have been presumably formed by ductile shearing. They often exhibit a constant sense of shearing and a non-linear increase of shear strain towards their overturned limb. The fold axes of the Morcles fold nappe in western Switzerland plunges to the ENE whereas the fold axes in the more eastern Doldenhorn nappe plunges to the WSW. These opposite plunge direc-tions characterize the Rawil depression (Wildstrubel depression). The Morcles nappe is mainly the result of layer parallel contraction and shearing. During the compression the massive lime-stones were more competent than the surrounding marls and shales, which led to the buckling characteristics of the Morcles nappe, especially in the north-dipping normal limb. The Dolden-horn nappe exhibits only a minor overturned fold limb. There are still no 3-D numerical studies which investigate the fundamental dynamics of the formation of the large-scale 3-D structure including the Morcles and Doldenhorn nappes and the related Rawil depression. We study the 3-D evolution of geometrical instabilities and fold nappe formation with numerical simulations based on the finite element method (FEM). Simulating geometrical instabilities caused by sharp variations of mechanical strength between rock units requires a numerical algorithm that can accurately resolve material interfaces for large differences in material properties (e.g. between limestone and shale) and for large deformations. Therefore, our FE algorithm combines a nu-merical contour-line technique and a deformable Lagrangian mesh with re-meshing. With this combined method it is possible to accurately follow the initial material contours with the FE mesh and to accurately resolve the geometrical instabilities. The algorithm can simulate 3-D de-formation for a visco-elastic rheology. The viscous rheology is described by a power-law flow law. The code is used to study the 3-D fold nappe formation, the lateral propagation of folding and also the lateral propagation of cusps due to initial half graben geometry. Thereby, the small initial geometrical perturbations for folding and necking are exactly followed by the FE mesh, whereas the initial large perturbation describing a half graben is defined by a contour line inter-secting the finite elements. Further, the 3-D algorithm is applied to 3-D viscous nacking during slab detachment. The results from various simulations are compared with 2-D resulats and a 1-D analytical solution. -- On retrouve beaucoup de structures en 3 dimensions (3-D) dans les roches qui ont pour origines une déformation de la lithosphère terrestre. Ces structures sont par exemple des plis, des boudins (pinch-and-swell) ou des mullions (cuspate-lobate) et sont présentés de l'échelle centimétrique à kilométrique. Mécaniquement, ces structures peuvent être expliquées par une différence de résistance entre les différentes unités de roches et sont généralement le fruit d'une instabilité géométrique. Ces différences mécaniques entre les unités contrôlent non seulement les types de structures rencontrées, mais également le type de déformation (thick skin, thin skin) et le style tectonique (bassin d'avant pays, chaîne d'avant pays). Les processus de la déformation en deux dimensions (2-D) formant ces structures sont relativement bien compris. Cependant, lorsque l'on ajoute la troisiéme dimension, plusieurs processus ne sont pas complètement compris lors de la déformation à large échelle. L'un de ces processus est la propagation latérale des structures, par exemple la propagation de plis ou de mullions dans la direction perpendiculaire à l'axe de com-pression, ou la propagation des zones d'amincissement des boudins perpendiculairement à la direction d'extension. Nous sommes particulièrement intéressés les nappes de plis qui sont des nappes de charriage en forme de plis couché d'une amplitude plurikilométrique et étant formées par cisaillement ductile. La plupart du temps, elles exposent un sens de cisaillement constant et une augmentation non linéaire de la déformation vers la base du flanc inverse. Un exemple connu de nappes de plis est le domaine Helvétique dans les Alpes de l'ouest. Une de ces nap-pes est la Nappe de Morcles dont l'axe de pli plonge E-NE tandis que de l'autre côté de la dépression du Rawil (ou dépression du Wildstrubel), la nappe du Doldenhorn (équivalent de la nappe de Morcles) possède un axe de pli plongeant O-SO. La forme particulière de ces nappes est due à l'alternance de couches calcaires mécaniquement résistantes et de couches mécanique-ment faibles constituées de schistes et de marnes. Ces différences mécaniques dans les couches permettent d'expliquer les plissements internes à la nappe, particulièrement dans le flanc inver-se de la nappe de Morcles. Il faut également noter que le développement du flanc inverse des nappes n'est pas le même des deux côtés de la dépression de Rawil. Ainsi la nappe de Morcles possède un important flanc inverse alors que la nappe du Doldenhorn en est presque dépour-vue. A l'heure actuelle, aucune étude numérique en 3-D n'a été menée afin de comprendre la dynamique fondamentale de la formation des nappes de Morcles et du Doldenhorn ainsi que la formation de la dépression de Rawil. Ce travail propose la première analyse de l'évolution 3-D des instabilités géométriques et de la formation des nappes de plis en utilisant des simulations numériques. Notre modèle est basé sur la méthode des éléments finis (FEM) qui permet de ré-soudre avec précision les interfaces entre deux matériaux ayant des propriétés mécaniques très différentes (par exemple entre les couches calcaires et les couches marneuses). De plus nous utilisons un maillage lagrangien déformable avec une fonction de re-meshing (production d'un nouveau maillage). Grâce à cette méthode combinée il nous est possible de suivre avec précisi-on les interfaces matérielles et de résoudre avec précision les instabilités géométriques lors de la déformation de matériaux visco-élastiques décrit par une rhéologie non linéaire (n>1). Nous uti-lisons cet algorithme afin de comprendre la formation des nappes de plis, la propagation latérale du plissement ainsi que la propagation latérale des structures de type mullions causé par une va-riation latérale de la géométrie (p.ex graben). De plus l'algorithme est utilisé pour comprendre la dynamique 3-D de l'amincissement visqueux et de la rupture de la plaque descendante en zone de subduction. Les résultats obtenus sont comparés à des modèles 2-D et à la solution analytique 1-D. -- Viele drei dimensionale (3-D) Strukturen, die in Gesteinen vorkommen und durch die Verfor-mung der Erdkruste und Litosphäre entstanden sind werden von den unterschiedlichen mechani-schen Eigenschaften der Gesteinseinheiten kontrolliert und sind häufig das Resulat von geome-trischen Istabilitäten. Zu diesen strukturen zählen zum Beispiel Falten, Pich-and-swell Struktu-ren oder sogenannte Cusbate-Lobate Strukturen (auch Mullions). Diese Strukturen kommen in verschiedenen Grössenordungen vor und können Masse von einigen Zentimeter bis zu einigen Kilometer aufweisen. Die mit der Entstehung dieser Strukturen verbundenen Prozesse kontrol-lieren die Entstehung von Gerbirgen und Sediment-Becken sowie die Verformung des Kontaktes zwischen Grundgebirge und Stedimenten. Die zwei dimensionalen (2-D) Verformungs-Prozesse die zu den genannten Strukturen führen sind bereits sehr gut untersucht. Einige Prozesse wäh-rend starker 3-D Verformung sind hingegen noch unvollständig verstanden. Einer dieser 3-D Prozesse ist die seitliche Fortpflanzung der beschriebenen Strukturen, so wie die seitliche Fort-pflanzung von Falten und Cusbate-Lobate Strukturen senkrecht zur Verkürzungsrichtung und die seitliche Fortpflanzung von Pinch-and-Swell Strukturen othogonal zur Streckungsrichtung. Insbesondere interessieren wir uns für Faltendecken, liegende Falten mit Amplituden von mehr als 10 km. Faltendecken entstehen vermutlich durch duktile Verscherung. Sie zeigen oft einen konstanten Scherungssinn und eine nicht-lineare zunahme der Scherverformung am überkipp-ten Schenkel. Die Faltenachsen der Morcles Decke in der Westschweiz fallen Richtung ONO während die Faltenachsen der östicher gelegenen Doldenhorn Decke gegen WSW einfallen. Diese entgegengesetzten Einfallrichtungen charakterisieren die Rawil Depression (Wildstrubel Depression). Die Morcles Decke ist überwiegend das Resultat von Verkürzung und Scherung parallel zu den Sedimentlagen. Während der Verkürzung verhielt sich der massive Kalkstein kompetenter als der Umliegende Mergel und Schiefer, was zur Verfaltetung Morcles Decke führ-te, vorallem in gegen Norden eifallenden überkippten Schenkel. Die Doldenhorn Decke weist dagegen einen viel kleineren überkippten Schenkel und eine stärkere Lokalisierung der Verfor-mung auf. Bis heute gibt es keine 3-D numerischen Studien, die die fundamentale Dynamik der Entstehung von grossen stark verformten 3-D Strukturen wie den Morcles und Doldenhorn Decken sowie der damit verbudenen Rawil Depression untersuchen. Wir betrachten die 3-D Ent-wicklung von geometrischen Instabilitäten sowie die Entstehung fon Faltendecken mit Hilfe von numerischen Simulationen basiert auf der Finite Elemente Methode (FEM). Die Simulation von geometrischen Instabilitäten, die aufgrund von Änderungen der Materialeigenschaften zwischen verschiedenen Gesteinseinheiten entstehen, erfortert einen numerischen Algorithmus, der in der Lage ist die Materialgrenzen mit starkem Kontrast der Materialeigenschaften (zum Beispiel zwi-schen Kalksteineinheiten und Mergel) für starke Verfomung genau aufzulösen. Um dem gerecht zu werden kombiniert unser FE Algorithmus eine numerische Contour-Linien-Technik und ein deformierbares Lagranges Netz mit Re-meshing. Mit dieser kombinierten Methode ist es mög-lich den anfänglichen Materialgrenzen mit dem FE Netz genau zu folgen und die geometrischen Instabilitäten genügend aufzulösen. Der Algorithmus ist in der Lage visko-elastische 3-D Ver-formung zu rechnen, wobei die viskose Rheologie mit Hilfe eines power-law Fliessgesetzes beschrieben wird. Mit dem numerischen Algorithmus untersuchen wir die Entstehung von 3-D Faltendecken, die seitliche Fortpflanzung der Faltung sowie der Cusbate-Lobate Strukturen die sich durch die Verkürzung eines mit Sediment gefüllten Halbgraben bilden. Dabei werden die anfänglichen geometrischen Instabilitäten der Faltung exakt mit dem FE Netz aufgelöst wäh-rend die Materialgranzen des Halbgrabens die Finiten Elemente durchschneidet. Desweiteren wird der 3-D Algorithmus auf die Einschnürung während der 3-D viskosen Plattenablösung und Subduktion angewandt. Die 3-D Resultate werden mit 2-D Ergebnissen und einer 1-D analyti-schen Lösung verglichen.

Annonaceae substitution rates: a codon model perspective

The Annonaceae includes cultivated species of economic interest and represents an important source of information for better understanding the evolution of tropical rainforests. In phylogenetic analyses of DNA sequence data that are used to address evolutionary questions, it is imperative to use appropriate statistical models. Annonaceae are cases in point: Two sister clades, the subfamilies Annonoideae and Malmeoideae, contain the majority of Annonaceae species diversity. The Annonoideae generally show a greater degree of sequence divergence compared to the Malmeoideae, resulting in stark differences in branch lengths in phylogenetic trees. Uncertainty in how to interpret and analyse these differences has led to inconsistent results when estimating the ages of clades in Annonaceae using molecular dating techniques. We ask whether these differences may be attributed to inappropriate modelling assumptions in the phylogenetic analyses. Specifically, we test for (clade-specific) differences in rates of non-synonymous and synonymous substitutions. A high ratio of nonsynonymous to synonymous substitutions may lead to similarity of DNA sequences due to convergence instead of common ancestry, and as a result confound phylogenetic analyses. We use a dataset of three chloroplast genes (rbcL, matK, ndhF) for 129 species representative of the family. We find that differences in branch lengths between major clades are not attributable to different rates of non-synonymous and synonymous substitutions. The differences in evolutionary rate between the major clades of Annonaceae pose a challenge for current molecular dating techniques that should be seen as a warning for the interpretation of such results in other organisms.

Sosiaalityö ja maahanmuuttajat. Lastensuojelun ammattilaisten ja asiakkaiden vuorovaikutus ja tulkinnat

Tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa tietoa siitä, mitä maahanmuuttajia koskevat erityiskysymykset suomalaisessa lastensuojelun sosiaalityössä ovat ja miten näitä kysymyksiä lastensuojelussa käsitellään. Teoreettismetodologisena viitekehyksenä on sosiaalinen konstruktionismi. Etnisten suhteiden tutkimusperinteessä työ paikantuu keskusteluun, jossa kulttuuri ja etnisyys nähdään sosiaalisesti rakentuvina ja muuntuvina. Analyysissä sovelletaan diskurssianalyyttistä metodologiaa. Tutkimus rakentuu yhteenveto-osiosta ja neljästä artikkelista. Maahanmuuttajasosiaalityötä ja lastensuojelua tarkastellaan sosiaalityöntekijöiden, muiden ammattilaisten ja asiakkaiden kielenkäytön kautta. Aineisto koostuu 11 lastensuojelun asiakaskeskustelusta ja niiden jälkeen keskustelun osapuolille tehdyistä haastatteluista, joita on yhteensä 35. Tutkimuksessa analysoidaan seuraavia kysymyksiä: Miten sosiaalityöntekijät tulkitsevat maahanmuuttajasosiaalityön erityisyyttä oman ammatillisen tehtävänsä näkökulmasta? Minkälaisia ominaisuuksia sosiaalityöntekijät rakentavat maahanmuuttaja-asiakkaille? Miten lastensuojelun keskusteluissa puhutaan monikulttuurisuuteen liittyvistä teemoista, kuten erilaisuudesta ja samanlaisuudesta sekä kulttuuri- ja rasismikysymyksistä? Miten maahanmuuttajalasten ja -nuorten osallisuus lastensuojelun asiakaskeskusteluissa rakentuu aikuisten ja lasten itsensä tuottamana? Mitä ja miten maahanmuuttajalapset ja -nuoret puhuvat kokemuksistaan lastensuojelussa ja suomalaisessa yhteiskunnassa? Maahanmuuttajien erityiskysymyksiä ovat kieleen, kulttuuriin ja valtayhteiskunnan toimintaan liittyvät ymmärtämisvaikeudet, kokemukset arkipäivän rasismista sekä perheen ja yhteisön merkittävä, osin ristiriitainen rooli. Lapsilla ja nuorilla kulttuuri on muuntuvaa ja jatkuvien neuvottelujen kohteena. Aineiston lastensuojelutilanteiden taustalla on usein kouluympäristöön liittyviä vaikeuksia. Haastatteluissa lapset kertovat kokemuksistaan ja toimijuudestaan perheeseen, yhteisöön ja kouluun paikantuvissa tilanteissa. Asiakaskeskusteluissa lasten puhuja-asema on usein heikko, jos aikuiset eivät aktiivisesti vahvista sitä. Jotkut lapset ottavat itse vahvan puhuja-aseman. Asiakaskeskusteluissa maahanmuuttajien erityiskysymyksistä puhutaan harvoin eksplisiittisesti. Haastatteluissa sosiaalityöntekijät enemmän tai vähemmän tietoisesti paikantavat maahanmuuttajasosiaalityötä vieraannuttavaan, sopeuttavaan, tasa-arvoistavaan, kulttuuritietoiseen, rasismitietoiseen ja osallistavaan kehykseen. Kehykset nostavat sosiaalityön tavoitteista, menetelmistä ja asiakkaasta keskeisiksi erilaisia asioita. Tulkinnat ovat muuntuvia, vaikka osoittavat myös tiettyä säännönmukaisuutta. Kulttuuri on keskeinen käsite erilaisuuden ja samanlaisuuden ymmärtämiseksi. Sekä työntekijät että asiakkaat perustelevat toivottavia elämäntapoja "omalla kulttuurillaan" ja selittävät ongelmia ”erilaisella kulttuurilla”. Kulttuurin käsitettä voidaan myös käyttää työvälineenä asiakaskeskusteluissa avattaessa asiakkaan omaa näkökulmaa korostavaa dialogia. Perheen ja kulttuurisen yhteisön merkitys on tärkeää arvioida lapsen ja nuoren hyvinvoinnin ja kulttuurisen identiteetin kehittymisen näkökulmasta. Sosiaalityöntekijöillä on merkittävä välittäjän rooli yhtäältä valtayhteiskunnan ja maahanmuuttaja-asiakkaiden, toisaalta vanhempien, yhteisöjen sekä lasten ja nuorten välillä. Lastensuojelussa haasteena on arkipäivän rasismin tiedostaminen sekä siihen pureutuvien työmenetelmien kehittäminen.

Kansanomaisen jäljillä

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1.84 micron emission of Tm3+ sensitized by Yb3+ ions in monoclinic KGd(WO4)2 single crystals

By exciting at 940 nm, we have characterized the 1.84 m near infrared emission of trivalent thulium ions in Yb3+, Tm3+:KGd WO4 2 single crystals as a function of the dopant concentration and temperature, from 10 K to room temperature. An overall 3H6 Stark splitting of 470 cm−1 for the Tm3+ ions in the Yb3+, Tm3+:KGd WO4 2 was obtained. We also studied the blue emission at 476 nm Tm3+ and the near infrared emissions at 1.48 m Tm3+ and 1 m Yb3+ as a function of the dopant concentration. Experimental decay times of the 1G4, 3H4, and 3F4 Tm3+ and 2F5/2 Yb3+ excited states have been measured as a function of Yb3+ and Tm3+ ion concentrations. For the 3F4 →3H6 transition of Tm3+ ions, we used the reciprocity method to calculate the maximum emission cross section of 3.07 10−20 cm2 at 1.84 m for the polarization parallel to the Nm principal optical direction.

De l'interactivité du récit au récit interactif

À ses origines, la théorie du récit, notamment la narratologie d'inspiration formaliste et structuraliste, s'est développée dans le creuset des études littéraires. De ce fait, le point focal de cette discipline a longtemps été constitué par le récit verbal, généralement sous la forme d'un texte écrit et planifié par un auteur, laissant de côté les formes narratives émergentes, participatives ou interactives. On observe cependant, depuis une vingtaine d'année, une accélération dans le processus d'élargissement des objets d'étude de la narratologie, accompagnée par une mutation épistémologique. Retraçant cette évolution, Jan Christoph Meister observe ainsi un changement d'orientation faisant passer la théorie du récit de l'étude de phénomènes textuels à l'analyse « des fonctions cognitives de récits oraux et non littéraires, ouvrant ainsi un nouveau chapitre dans le projet narratologique » (2009 : 340). Si l'intrigue peut être décrite - en adoptant un point de vue fonctionnaliste et cognitiviste - comme une matrice de possibilités ontologiquement instable, comme un dispositif dont la fonction première est d'ouvrir des virtualités narratives et d'engendrer de la curiosité ou du suspense (Baroni 2007 ; 2009), alors il n'y a pas de raison de la considérer comme un obstacle à l'analyse de récits émergents et participatifs, voire de simulations ou de pratiques ludiques hautement interactives.

Stress, coping and personal strengths and difficulties in internationally adopted children in spain

This study analyses the types of coping strategies used by internationally adopted children, and explores the relation between these strategies and personal strengths and difficulties. The Kidcope checklist (Spirito, Stark, & Williams, 1998) and the Strengths and Difficulties Questionnaire (SDQ; Goodman, 1997) were administered to a sample of 35 Spanish adoptees (25.7% boys and 74.3% girls, aged 8-12 years) and their parents. Self-reported problems were categorised and their relation with coping strategies and psychological adjustment was explored. Results indicated that adopted children report problems of interpersonal nature. The content of the problems mainly refers to relationships and health, illness, or accidents. Parents reported that children were generally well-adjusted and they had no problems outside the normal range. International adoptees used mainly control-oriented coping strategies. Escape-oriented coping was linked to parents' ratings of total difficulties, with self-criticism accounting for the highest percentage of the variance.

Redox dysregulation in schizophrenia : effect on myelination of cortical structures and connectivity

Cette thèse traite du rôle qu'un facteur de risque génétique développé chez les patients souffrant de schizophrénie, à savoir un déficit de la synthèse du glutathion, peut jouer dans les anomalies de la connectivité cérébrale trouvées chez ces patients. L'essentiel du travail a été consacré à évaluer la structure de la substance blanche dans l'ensemble du cerveau chez un modèle animal par une méthode similaire à celle utilisée en recherche clinique avec l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette approche de translation inverse chez la souris knock-out de glutamate-cystéine ligase modulateur sous-unité (Gclm KO), avait l'objectif d'étudier l'effet des défenses redox déficientes sur le développement des connexions cérébrales, tout en excluant celui des facteurs non liés au génotype. Après avoir établi le protocole de recherche, l'influence d'une manipulation environnementale a également été étudiée. Pour effectuer une analyse statistique fiable des données d'IRM obtenues, nous .avons d'abord créé un atlas du cerveau de la souris afin de l'utiliser comme modèle pour une segmentation précise des différentes régions du cerveau sur les images IRM obtenues in vivo. Les données provenant de chaque région d'intérêt ont ensuite été étudiées séparément. La qualité de cette méthode a été évaluée dans une expérience de simulation pour déduire la puissance statistique réalisable dans chaque région en fonction du nombre d'animaux utilisés. Ces outils d'analyse nous ont permis d'évaluer l'intégrité de la substance blanche dans le cerveau des souris durant le développement grâce à une expérience longitudinale, en utilisant l'imagerie du tenseur de diffusion (DTI). Nous avons ainsi observé des anomalies dans les paramètres dérivés du tenseur (diffusivité et anisotropie) dans la Commissure Antérieure et le Fimbria/Fornix des souris Gclm KO, par rapport aux animaux contrôles. Ces résultats suggèrent une substance blanche endommagée dans ces régions. Dans une expérience électrophysiologique, Pascal Steullet a montré que ces anomalies ont des conséquences fonctionnelles caractérisées par une réduction de la vitesse de conduction dans les fibres nerveuses. Ces données renforcent les conclusions des analyses d'imagerie. Le mécanisme par lequel une dérégulation redox affecte la structure de la substance blanche reste encore à définir, car une analyse immunohistochimique des protéines constituantes de la couche de myéline des fibres concernées n'a pas donné de résultats concluants. Nous avons également constaté un élargissement des ventricules dans les jeunes souris Gclm KO, mais pas chez les adultes et des anomalies neurochimiques déjà connues chez ces animaux (Duarte et al. 2011), à savoir une réduction du Glutathion et une augmentation de l'acide N-acétylaspartique, de l'Alanine et du ratio Glutamine/Glutamate. Nous avons ensuite testé l'effet d'un stress environnemental supplémentaire, l'élevage en isolement social, sur le phénotype. Ce stress n'a eu aucun effet sur la structure de la substance blanche évaluée par DTI, mais a réduit la concentration de myo-Inositol et augmenté le ratio de Glutamine/Glutamate dans le cortex frontal. Nous avons aussi reproduit dans ce groupe indépendant d'animaux les effets du génotype sur le profil neurochimique, sur la taille des ventricules et aussi sur les paramètres dérivés du tenseur de diffusion dans le Fimbria/Fornix, mais pas dans la Commissure Antérieure. Nos résultats montrent qu'une dérégulation redox d'origine génétique perturbe la structure et la fonction de la substance blanche dans des régions spécifiques, causant ainsi l'élargissement des ventricules. Ces phénotypes rassemblent certaines caractéristiques neuro-anatomiques de la schizophrénie, mais les mécanismes qui en sont responsables demeurent encore inconnus. L'isolement social n'a pas d'effet sur la structure de la substance blanche évaluée par DTI, alors qu'il est prouvé qu'il affecte la maturation des oligodendrocytes. La neurochimie corticale et en particulier le rapport Glutamine/Glutamate a été affecté par le dérèglement redox ainsi que par l'isolement social. En conséquence, ce ratio représente un indice prometteur dans la recherche sur l'interaction du stress environnemental avec le déséquilibre redox dans le domaine de la schizophrénie. -- The present doctoral thesis is concerned with the role that a genetic risk factor for the development of schizophrenia, namely a deficit in Glutathione synthesis, may play in the anomalies of brain connectivity found in patients. Most of the effort was devoted to perform a whole-brain assessment of white matter structure in the Glutamate-Cysteine ligase modulatory knockout mouse model (Gclm KO) using Magnetic Resonance Imaging (MRI) techniques similar to those used in state-of-the-art clinical research. Such reverse translational approach taking brain imaging from the bedside to the bench aimed to investigate the role that deficient redox defenses may play in the development of brain connections while excluding all influencing factors beside the genotype. After establishing the protocol, the influence of further environmental manipulations was also studied. Analysis of MRI images acquired in vivo was one of the main challenges of the project. Our strategy consisted in creating an atlas of the mouse brain to use as segmentation guide and then analyze the data from each region of interest separately. The quality of the method was assessed in a simulation experiment by calculating the statistical power achievable in each brain region at different sample sizes. This analysis tool enabled us to assess white matter integrity in the mouse brain along development in a longitudinal experiment using Diffusion Tensor Imaging (DTI). We discovered anomalies in diffusivity parameters derived from the tensor in the Anterior Commissure and Fimbria/Fornix of Gclm KO mice when compared to wild-type animals, which suggest that the structure of these tracts is compromised in the KO mice. In an elegant electrophysiological experiment, Pascal Steullet has provided evidence that these anomalies have functional consequences in form of reduced conduction velocity in the concerned tracts, thus supporting the DTI findings. The mechanism by which redox dysregulation affects WM structure remains unknown, for the immunohistochemical analysis of myelin constituent proteins in the concerned tracts produced inconclusive results. Our experiments also detected an enlargement of the lateral ventricles in young but not adult Gclm KO mice and confirmed neurochemical anomalies already known to affect this animals (Duarte et al. 2011), namely a reduction in Glutathione and an increase in Glutamine/Glutamate ratio, N-acetylaspartate and Alanine. Using the same methods, we tested the effect of an additional environmental stress on the observed phenotype: rearing in social isolation had no effect on white matter structure as assessed by DTI, but it reduced the concentration of myo-Inositol and increased the Glutamine/Glutamate ratio in the frontal cortex. We could also replicate in this separate group of animals the effects of genotype on the frontal neurochemical profile, ventricular size and diffusivity parameters in the Fimbria/Fornix but not in the Anterior Commissure. Our data show that a redox dysregulation of genetic origin may disrupt white matter structure and function in specific tracts and cause a ventricular enlargement, phenotypes that resemble some neuroanatomical features of schizophrenia. The mechanism responsible remains however unknown. We have also demonstrated that environmental stress in form of social isolation does not affect white matter structure as assessed by DTI even though it is known to affect oligodendrocyte maturation. Cortical neurochemistry, and specifically the Glutamine to Glutamate balance was affected both by redox dysregulation and social isolation, and is thus a good target for further research on the interaction of redox imbalance and environmental stress in schizophrenia.

Suomalaiset uudistusten keskellä

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Mobile technology, gender and development in Africa, India and Bangladesh

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Some defects in two-dimensional spin-1/2 Heisenberg antiferromagnets: a numerical study of magnetic effects

En del av de intressantaste fenomenen inom dagens materialfysik uppstår ur ett intrikat samspel mellan myriader av elektroner. Högtemperatursupraledare är det mest berömda exemplet. Varken klassiska teorier eller modeller där elektronerna är oberoende av varandra kan förklara de häpnadsväckande effekterna i de starkt korrelerade elektronsystemen. I vissa kopparoxider, till exempel La2CuO4, är det känt att valenselektronerna till följd av en stark ömsesidig växelverkan lokaliseras en och en till kopparatomerna i föreningens CuO2 plan. Laddningarnas inneboende magnetiska moment—spinnet—får då en avgörande roll för materialets elektriska och magnetiska egenskaper, vilka i exemplets fall kan beskrivas med Heisenbergmodellen som är den grundläggande teoretiska modellen för mikroskopisk magnetism. Men exakt varför föreningarna kan bli supraledande då de dopas med överskottsladdningar är än så länge en obesvarad fråga. Min avhandling undersöker orenheters inverkan på Heisenbergmodellens magnetiska egenskaper—ett problem av både experimentell och teoretisk relevans. En etablerad numerisk metod har använts—en kvantmekanisk Monte Carlo teknik—för att utföra omfattande datorsimuleringar av den matematiska modellen på två dedikerade Linux datorkluster. Arbetet hör till området beräkningsfysik. De teoretiska modellerna för starkt korrelerade elektronsystem, däribland Heisenbergmodellen, är ytterst invecklade matematiskt sett och de kan inte lösas exakt. Analytiska utredningar bygger för det mesta på antaganden och förenklingar vars inverkningar på slutresultatet är ofta oklara. I det avseende kan numeriska studier vara exakta, det vill säga de kan behandla modellerna som de är. Oftast behövs bägge tillvägagångssätten. Den röda tråden i arbetet har varit att numeriskt testa vissa högaktuella analytiska förutsägelser rörande effekterna av orenheter i Heisenbergmodellen. En del av dem har vi på basen av mycket noggranna data kunnat bekräfta. Men våra resultat har också påvisat felaktigheter i de analytiska prognoserna som sedermera delvis reviderats. En del av avhandlingens numeriska upptäckter har i sin tur stimulerat till helt nya teoretiska studier.

Classification, comorbidity, heredity, and risk factors of female sexual dysfunctions

Female sexual dysfunctions, including desire, arousal, orgasm and pain problems, have been shown to be highly prevalent among women around the world. The etiology of these dysfunctions is unclear but associations with health, age, psychological problems, and relationship factors have been identified. Genetic effects explain individual variation in orgasm function to some extent but until now quantitative behavior genetic analyses have not been applied to other sexual functions. In addition, behavior genetics can be applied to exploring the cause of any observed comorbidity between the dysfunctions. Discovering more about the etiology of the dysfunctions may further improve the classification systems which are currently under intense debate. The aims of the present thesis were to evaluate the psychometric properties of a Finnish-language version of a commonly used questionnaire for measuring female sexual function, the Female Sexual Function Index (FSFI), in order to investigate prevalence, comorbidity, and classification, and to explore the balance of genetic and environmental factors in the etiology as well as the associations of a number of biopsychosocial factors with female sexual functions. Female sexual functions were studied through survey methods in a population based sample of Finnish twins and their female siblings. There were two waves of data collection. The first data collection targeted 5,000 female twins aged 33–43 years and the second 7,680 female twins aged 18–33 and their over 18–year-old female siblings (n = 3,983). There was no overlap between the data collections. The combined overall response rate for both data collections was 53% (n = 8,868), with a better response rate in the second (57%) compared to the first (45%). In order to measure female sexual function, the FSFI was used. It includes 19 items which measure female sexual function during the previous four weeks in six subdomains; desire, subjective arousal, lubrication, orgasm, sexual satisfaction, and pain. In line with earlier research in clinical populations, a six factor solution of the Finnish-language version of the FSFI received supported. The internal consistencies of the scales were good to excellent. Some questions about how to avoid overestimating the prevalence of extreme dysfunctions due to women being allocated the score of zero if they had had no sexual activity during the preceding four weeks were raised. The prevalence of female sexual dysfunctions per se ranged from 11% for lubrication dysfunction to 55% for desire dysfunction. The prevalence rates for sexual dysfunction with concomitant sexual distress, in other words, sexual disorders were notably lower ranging from 7% for lubrication disorder to 23% for desire disorder. The comorbidity between the dysfunctions was substantial most notably between arousal and lubrication dysfunction even if these two dysfunctions showed distinct patterns of associations with the other dysfunctions. Genetic influences on individual variation in the six subdomains of FSFI were modest but significant ranging from 3–11% for additive genetic effects and 5–18% for nonadditive genetic effects. The rest of the variation in sexual functions was explained by nonshared environmental influences. A correlated factor model, including additive and nonadditive genetic effects and nonshared environmental effects had the best fit. All in all, every correlation between the genetic factors was significant except between lubrication and pain. All correlations between the nonshared environment factors were significant showing that there is a substantial overlap in genetic and nonshared environmental influences between the dysfunctions. In general, psychological problems, poor satisfaction with the relationship, sexual distress, and poor partner compatibility were associated with more sexual dysfunctions. Age was confounded with relationship length but had over and above relationship length a negative effect on desire and sexual satisfaction and a positive effect on orgasm and pain functions. Alcohol consumption in general was associated with better desire, arousal, lubrication, and orgasm function. Women pregnant with their first child had fewer pain problems than nulliparous nonpregnant women. Multiparous pregnant women had more orgasm problems compared to multiparous nonpregnant women. Having children was associated with less orgasm and pain problems. The conclusions were that desire, subjective arousal, lubrication, orgasm, sexual satisfaction, and pain are separate entities that have distinct associations with a number of different biopsychosocial factors. However, there is also considerable comorbidity between the dysfunctions which are explained by overlap in additive genetic, nonadditive genetic and nonshared environmental influences. Sexual dysfunctions are highly prevalent and are not always associated with sexual distress and this relationship might be moderated by a good relationship and compatibility with partner. Regarding classification, the results supports separate diagnoses for subjective arousal and genital arousal as well as the inclusion of pain under sexual dysfunctions.

Att lära för livet hemma och i skolan : elevers uppfattningar av kost och hälsa, konsumtion och privatekonomi samt hushåll och miljö

The home is an important societal arena for upbringing and learning. A child can experience a feeling of participation in the household he or she belongs to very early in life. In this manner, the home environment constitutes an essential foundation for instruction in the subject of Home Economics. At school, Home Economics pupils should fulfill the intentions that school curriculum has for the subject, that is to say develop the knowledge, skills, and values that allow pupils to be able to take responsibility for their health, finances, comfort, and safety in their close environment. The purpose of this study is twofold. Firstly, the study aims to examine what knowledge and attitudes children and teenagers have acquired from their home environment, close environment, as well as school. Secondly, the study aims to evaluate the effects of instruction in Home Economics, at the 7th grade level, as regards diet and health, consumption and private finances, as well as household and the environment. The study’s methodological foundation focuses on pupils’ understanding of the surrounding world. A phenomenographical approach to the research phenomenon basis itself on the supposition that knowledge is fixed in human beings’ consciousness and experiences. Furthermore, the study stresses individual variations in conjunction with the experienced phenomenon. The empirical portion of the study is based on semistructured interviews of 30 pupils divided into two reference groups. The pupils were interviewed before instruction in the subject of Home Economics started and upon completing instruction. The interview data was analyzed and interpreted in accordance with the “multistage model”. The study results show that upbringing in the home environment is determinative as pertains to understanding of the socio-cultural household environment. Mealtime traditions, for example, are deeply ingrained but nonetheless influenced by lifestyle changes. The study shows that a didactic challenge exists to draw attention to the consequences of poor mealtime habits and stress for everyone raising or educating children and teenagers. Despite good knowledge of what a healthy diet is, the majority of pupils choose fast-food and junk-food when they eat out to save time and money. Studies of pupils’ preparedness for consumption show that a purposeful upbringing in the home in combination with relevant instruction in Home Economics, results in knowledgeable consumers. This study also shows that upbringing in the home environment and instruction in Home Economics requires an intense and conscious focus on the consequences of a household not run in accordance with nature, where the household lifestyle is nonsustainable. Pupils’ understanding is often based on the disregarding of the survival perspective for a comfort perspective. Parents and Home Economics teachers should be able to bring up and teach children and teenagers in a manner that allows children and teenagers to take responsibility for their health, private finances, as well as comfort and safety in the close environment. The method is conscious nurturing and instruction.