Ordens não inteiras em cinética química

Starting from zero-, first-, and second-order integrated laws for chemical kinetics, some cases are shown which produce fractional orders. Taking the Michaelis-Menten mechanism as a first example, it is shown that substrate order can go from 1 to zero, depending on relative concentration of enzyme and substrate. Using other examples which show fractional orders higher than one and even negative (inhibition), it is shown that the presence of an equilibrium before or parallel to the rate determining step can be the reason for fractional orders, which is an indication of a more complex mechanism.

L’intégration de la perception visuelle du mouvement

La perception visuelle du mouvement est essentielle à l’exécution de déplacements sécuritaires ainsi qu’à l’interaction efficace avec notre environnement. C’est pourquoi il est nécessaire de comprendre la nature des mécanismes responsables de l’analyse de l’information sur le mouvement, ainsi que l’effet du vieillissement sur la réponse de ces mécanismes. Deux études seront présentées. La première avait pour but l’analyse des mécanismes responsables de la perception du mouvement de rotation fractale, nouveau stimulus introduit par Benton, O’Brien & Curran (2007). Ce type de stimulus a été créé afin d’isoler les mécanismes sensibles à la forme. Plusieurs auteurs ont suggéré que les mécanismes sensibles au mouvement de deuxième ordre utiliseraient les indices de position afin d’extraire l’information sur le mouvement (Seiffert & Cavanagh, 1998). Ainsi, la présente étude visait à déterminer si la rotation fractale est analysée par de tels mécanismes. Les résultats obtenus suggèrent que les mécanismes sensibles à la rotation fractale seraient basés sur l’orientation; tandis que ceux sensibles à la rotation de premier ordre, basés sur l’énergie. De plus, une certaine dissociation des mécanismes responsables du traitement de la rotation fractale et de premier ordre serait présente. La deuxième étude avait pour but, quant à elle, d’établir l’effet du vieillissement sur l’intégration du mouvement de premier et deuxième ordre. Les résultats indiquent que les mécanismes sensibles au mouvement de deuxième ordre seraient davantage affectés, comparativement à ceux de premier ordre. Ainsi, les fonctions visuelles requérant une intégration corticale de plus haut niveau seraient davantage affectées par l’effet du vieillissement.

Étude du traitement visuel simple et complexe chez les enfants autistes

Les personnes ayant un trouble du spectre autistique (TSA) manifestent des particularités perceptives. En vision, des travaux influents chez les adultes ont mené à l’élaboration d’un modèle explicatif du fonctionnement perceptif autistique qui suggère que l’efficacité du traitement visuel varie en fonction de la complexité des réseaux neuronaux impliqués (Hypothèse spécifique à la complexité). Ainsi, lorsque plusieurs aires corticales sont recrutées pour traiter un stimulus complexe (e.g., modulations de texture; attributs de deuxième ordre), les adultes autistes démontrent une sensibilité diminuée. À l’inverse, lorsque le traitement repose principalement sur le cortex visuel primaire V1 (e.g., modulations locales de luminance; attributs de premier ordre), leur sensibilité est augmentée (matériel statique) ou intacte (matériel dynamique). Cette dissociation de performance est spécifique aux TSA et peut s’expliquer, entre autre, par une connectivité atypique au sein de leur cortex visuel. Les mécanismes neuronaux précis demeurent néanmoins méconnus. De plus, on ignore si cette signature perceptuelle est présente à l’enfance, information cruciale pour les théories perceptives de l’autisme. Le premier volet de cette thèse cherche à vérifier, à l’aide de la psychophysique et l’électrophysiologie, si la double dissociation de performance entre les attributs statiques de premier et deuxième ordre se retrouve également chez les enfants autistes d’âge scolaire. Le second volet vise à évaluer chez les enfants autistes l’intégrité des connexions visuelles descendantes impliquées dans le traitement des textures. À cet effet, une composante électrophysiologique reflétant principalement des processus de rétroaction corticale a été obtenue lors d’une tâche de ségrégation des textures. Les résultats comportementaux obtenus à l’étude 1 révèlent des seuils sensoriels similaires entre les enfants typiques et autistes à l’égard des stimuli définis par des variations de luminance et de texture. Quant aux données électrophysiologiques, il n’y a pas de différence de groupe en ce qui concerne le traitement cérébral associé aux stimuli définis par des variations de luminance. Cependant, contrairement aux enfants typiques, les enfants autistes ne démontrent pas une augmentation systématique d’activité cérébrale en réponse aux stimuli définis par des variations de texture pendant les fenêtres temporelles préférentiellement associées au traitement de deuxième ordre. Ces différences d’activation émergent après 200 ms et engagent les aires visuelles extrastriées des régions occipito-temporales et pariétales. Concernant la connectivité cérébrale, l’étude 2 indique que les connexions visuelles descendantes sont fortement asymétriques chez les enfants autistes, en défaveur de la région occipito-temporale droite. Ceci diffère des enfants typiques pour qui le signal électrophysiologique reflétant l’intégration visuo-corticale est similaire entre l’hémisphère gauche et droit du cerveau. En somme, en accord avec l’hypothèse spécifique à la complexité, la représentation corticale du traitement de deuxième ordre (texture) est atypiquement diminuée chez les enfants autistes, et un des mécanismes cérébraux impliqués est une altération des processus de rétroaction visuelle entre les aires visuelles de haut et bas niveau. En revanche, contrairement aux résultats obtenus chez les adultes, il n’y a aucun indice qui laisse suggérer la présence de mécanismes supérieurs pour le traitement de premier ordre (luminance) chez les enfants autistes.

Caractérisation des réponses du PMLS au mouvement de deuxième ordre (modulé par le contraste)

La perception visuelle ne se résume pas à la simple perception des variations de la quantité de lumière qui atteint la rétine. L’image naturelle est en effet composée de variation de contraste et de texture que l’on qualifie d’information de deuxième ordre (en opposition à l’information de premier ordre : luminance). Il a été démontré chez plusieurs espèces qu’un mouvement de deuxième ordre (variation spatiotemporelle du contraste ou de la texture) est aisément détecté. Les modèles de détection du mouvement tel le modèle d’énergie d’Adelson et Bergen ne permettent pas d’expliquer ces résultats, car le mouvement de deuxième ordre n’implique aucune variation de la luminance. Il existe trois modèles expliquant la détection du mouvement de deuxième ordre : la présence d’une circuiterie de type filter-rectify-filter, un mécanisme de feature-tracking ou simplement l’existence de non-linéarités précoces dans le traitement visuel. Par ailleurs, il a été proposé que l’information visuelle de deuxième ordre soit traitée par une circuiterie neuronale distincte de celle qui traite du premier ordre. Bon nombre d’études réfutent cependant cette théorie et s’entendent sur le fait qu’il n’y aurait qu’une séparation partielle à bas niveau. Les études électrophysiologiques sur la perception du mouvement de deuxième ordre ont principalement été effectuées chez le singe et le chat. Chez le chat, toutefois, seules les aires visuelles primaires (17 et 18) ont été extensivement étudiées. L’implication dans le traitement du deuxième ordre de l’aire dédiée à la perception du mouvement, le Sulcus syprasylvien postéro-médian latéral (PMLS), n’est pas encore connue. Pour ce faire, nous avons étudié les profils de réponse des neurones du PMLS évoqués par des stimuli dont la composante dynamique était de deuxième ordre. Les profils de réponses au mouvement de deuxième ordre sont très similaires au premier ordre, bien que moins sensibles. Nos données suggèrent que la perception du mouvement par le PMLS serait de type form-cue invariant. En somme, les résultats démontrent que le PMLS permet un traitement plus complexe du mouvement du deuxième ordre et sont en accord avec son rôle privilégié dans la perception du mouvement.

Impacts fonctionnels du traumatisme craniocérébral léger sur la vision et l'équilibre postural chez l'adulte

Le traumatisme craniocérébral léger (TCCL) a des effets complexes sur plusieurs fonctions cérébrales, dont l’évaluation et le suivi peuvent être difficiles. Les problèmes visuels et les troubles de l’équilibre font partie des plaintes fréquemment rencontrées après un TCCL. En outre, ces problèmes peuvent continuer à affecter les personnes ayant eu un TCCL longtemps après la phase aiguë du traumatisme. Cependant, les évaluations cliniques conventionnelles de la vision et de l’équilibre ne permettent pas, la plupart du temps, d’objectiver ces symptômes, surtout lorsqu’ils s’installent durablement. De plus, il n’existe pas, à notre connaissance, d’étude longitudinale ayant étudié les déficits visuels perceptifs, en tant que tels, ni les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL, chez l’adulte. L’objectif de ce projet était donc de déterminer la nature et la durée des effets d’un tel traumatisme sur la perception visuelle et sur la stabilité posturale, en évaluant des adultes TCCL et contrôles sur une période d’un an. Les mêmes sujets, exactement, ont participé aux deux expériences, qui ont été menées les mêmes jours pour chacun des sujets. L’impact du TCCL sur la perception visuelle de réseaux sinusoïdaux définis par des attributs de premier et de second ordre a d’abord été étudié. Quinze adultes diagnostiqués TCCL ont été évalués 15 jours, 3 mois et 12 mois après leur traumatisme. Quinze adultes contrôles appariés ont été évalués à des périodes identiques. Des temps de réaction (TR) de détection de clignotement et de discrimination de direction de mouvement ont été mesurés. Les niveaux de contraste des stimuli de premier et de second ordre ont été ajustés pour qu’ils aient une visibilité comparable, et les moyennes, médianes, écarts-types (ET) et écarts interquartiles (EIQ) des TR correspondant aux bonnes réponses ont été calculés. Le niveau de symptômes a également été évalué pour le comparer aux données de TR. De façon générale, les TR des TCCL étaient plus longs et plus variables (plus grands ET et EIQ) que ceux des contrôles. De plus, les TR des TCCL étaient plus courts pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, et plus variables pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, dans la condition de discrimination de mouvement. Ces observations se sont répétées au cours des trois sessions. Le niveau de symptômes des TCCL était supérieur à celui des participants contrôles, et malgré une amélioration, cet écart est resté significatif sur la période d’un an qui a suivi le traumatisme. La seconde expérience, elle, était destinée à évaluer l’impact du TCCL sur le contrôle postural. Pour cela, nous avons mesuré l’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur et l’instabilité posturale (au moyen de la vitesse quadratique moyenne (VQM) des oscillations posturales) en position debout, les pieds joints, sur une surface ferme, dans cinq conditions différentes : les yeux fermés, et dans un tunnel virtuel tridimensionnel soit statique, soit oscillant de façon sinusoïdale dans la direction antéropostérieure à trois vitesses différentes. Des mesures d’équilibre dérivées de tests cliniques, le Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd edition (BOT-2) et le Balance Error Scoring System (BESS) ont également été utilisées. Les participants diagnostiqués TCCL présentaient une plus grande instabilité posturale (une plus grande VQM des oscillations posturales) que les participants contrôles 2 semaines et 3 mois après le traumatisme, toutes conditions confondues. Ces troubles de l’équilibre secondaires au TCCL n’étaient plus présents un an après le traumatisme. Ces résultats suggèrent également que les déficits affectant les processus d’intégration visuelle mis en évidence dans la première expérience ont pu contribuer aux troubles de l’équilibre secondaires au TCCL. L’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur de même que les mesures dérivées des tests cliniques d’évaluation de l’équilibre (BOT-2 et BESS) ne se sont pas révélées être des mesures sensibles pour quantifier le déficit postural chez les sujets TCCL. L’association des mesures de TR à la perception des propriétés spécifiques des stimuli s’est révélée être à la fois une méthode de mesure particulièrement sensible aux anomalies visuomotrices secondaires à un TCCL, et un outil précis d’investigation des mécanismes sous-jacents à ces anomalies qui surviennent lorsque le cerveau est exposé à un traumatisme léger. De la même façon, les mesures d’instabilité posturale se sont révélées suffisamment sensibles pour permettre de mesurer les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL. Ainsi, le développement de tests de dépistage basés sur ces résultats et destinés à l’évaluation du TCCL dès ses premières étapes apparaît particulièrement intéressant. Il semble également primordial d’examiner les relations entre de tels déficits et la réalisation d’activités de la vie quotidienne, telles que les activités scolaires, professionnelles ou sportives, pour déterminer les impacts fonctionnels que peuvent avoir ces troubles des fonctions visuomotrice et du contrôle de l’équilibre.

Structure of turbulent flow over arrays of cubical roughness

The structure of turbulent flow over large roughness consisting of regular arrays of cubical obstacles is investigated numerically under constant pressure gradient conditions. Results are analysed in terms of first- and second-order statistics, by visualization of instantaneous flow fields and by conditional averaging. The accuracy of the simulations is established by detailed comparisons of first- and second-order statistics with wind-tunnel measurements. Coherent structures in the log region are investigated. Structure angles are computed from two-point correlations, and quadrant analysis is performed to determine the relative importance of Q2 and Q4 events (ejections and sweeps) as a function of height above the roughness. Flow visualization shows the existence of low-momentum regions (LMRs) as well as vortical structures throughout the log layer. Filtering techniques are used to reveal instantaneous examples of the association of the vortices with the LMRs, and linear stochastic estimation and conditional averaging are employed to deduce their statistical properties. The conditional averaging results reveal the presence of LMRs and regions of Q2 and Q4 events that appear to be associated with hairpin-like vortices, but a quantitative correspondence between the sizes of the vortices and those of the LMRs is difficult to establish; a simple estimate of the ratio of the vortex width to the LMR width gives a value that is several times larger than the corresponding ratio over smooth walls. The shape and inclination of the vortices and their spatial organization are compared to recent findings over smooth walls. Characteristic length scales are shown to scale linearly with height in the log region. Whilst there are striking qualitative similarities with smooth walls, there are also important differences in detail regarding: (i) structure angles and sizes and their dependence on distance from the rough surface; (ii) the flow structure close to the roughness; (iii) the roles of inflows into and outflows from cavities within the roughness; (iv) larger vortices on the rough wall compared to the smooth wall; (v) the effect of the different generation mechanism at the wall in setting the scales of structures.

Segmental dynamics in entangled linear polymer melts

We present molecular dynamics (MD) and slip-springs model simulations of the chain segmental dynamics in entangled linear polymer melts. The time-dependent behavior of the segmental orientation autocorrelation functions and mean-square segmental displacements are analyzed for both flexible and semiflexible chains, with particular attention paid to the scaling relations among these dynamic quantities. Effective combination of the two simulation methods at different coarse-graining levels allows us to explore the chain dynamics for chain lengths ranging from Z ≈ 2 to 90 entanglements. For a given chain length of Z ≈ 15, the time scales accessed span for more than 10 decades, covering all of the interesting relaxation regimes. The obtained time dependence of the monomer mean square displacements, g1(t), is in good agreement with the tube theory predictions. Results on the first- and second-order segmental orientation autocorrelation functions, C1(t) and C2(t), demonstrate a clear power law relationship of C2(t) C1(t)m with m = 3, 2, and 1 in the initial, free Rouse, and entangled (constrained Rouse) regimes, respectively. The return-to-origin hypothesis, which leads to inverse proportionality between the segmental orientation autocorrelation functions and g1(t) in the entangled regime, is convincingly verified by the simulation result of C1(t) g1(t)−1 t–1/4 in the constrained Rouse regime, where for well-entangled chains both C1(t) and g1(t) are rather insensitive to the constraint release effects. However, the second-order correlation function, C2(t), shows much stronger sensitivity to the constraint release effects and experiences a protracted crossover from the free Rouse to entangled regime. This crossover region extends for at least one decade in time longer than that of C1(t). The predicted time scaling behavior of C2(t) t–1/4 is observed in slip-springs simulations only at chain length of 90 entanglements, whereas shorter chains show higher scaling exponents. The reported simulation work can be applied to understand the observations of the NMR experiments.

Sparse density estimation on the multinomial manifold

A new sparse kernel density estimator is introduced based on the minimum integrated square error criterion for the finite mixture model. Since the constraint on the mixing coefficients of the finite mixture model is on the multinomial manifold, we use the well-known Riemannian trust-region (RTR) algorithm for solving this problem. The first- and second-order Riemannian geometry of the multinomial manifold are derived and utilized in the RTR algorithm. Numerical examples are employed to demonstrate that the proposed approach is effective in constructing sparse kernel density estimators with an accuracy competitive with those of existing kernel density estimators.

Sparse density estimation on multinomial manifold combining local component analysis

A new sparse kernel density estimator is introduced based on the minimum integrated square error criterion combining local component analysis for the finite mixture model. We start with a Parzen window estimator which has the Gaussian kernels with a common covariance matrix, the local component analysis is initially applied to find the covariance matrix using expectation maximization algorithm. Since the constraint on the mixing coefficients of a finite mixture model is on the multinomial manifold, we then use the well-known Riemannian trust-region algorithm to find the set of sparse mixing coefficients. The first and second order Riemannian geometry of the multinomial manifold are utilized in the Riemannian trust-region algorithm. Numerical examples are employed to demonstrate that the proposed approach is effective in constructing sparse kernel density estimators with competitive accuracy to existing kernel density estimators.

Metodologia para re-sintonia de controladores PID industriais

The present work has as objective to present a method of project and implementation of controllers PID, based on industrial instrumentation. An automatic system of auto-tunning of controllers PID will be presented, for systems of first and second order. The software presented in this work is applied in controlled plants by PID controllers implemented in a CLP. Software is applied to make the auto-tunning of the parameters of controller PID of plants that need this tunning. Software presents two stages, the first one is the stage of identification of the system using the least square recursive algorithm and the second is the stage of project of the parameters of controller PID using the root locus algorithm. An important fact of this work is the use of industrial instrumentation for the accomplishment of the experiments. The experiments had been carried through in controlled real plants for controllers PID implemented in the CLP. Thus has not only one resulted obtained with theoreticians experiments made with computational programs, and yes resulted obtained of real systems. The experiments had shown good results gotten with developed software

Sistemas de dunas do parque das Dunas e Barreiras do Inferno/Natal (RN: levantamento geológico /geofísico, elaboração do modelo deterministico e avaliação da vulnerabilidade/suscetibilidade

The current work was developed on the dune systems of the Parque das Dunas and Barreira do Inferno. These places are located in the cities of Natal and Parnamirim (RN, Brazil), respectively. This project has the purpose of developing the deterministic model on a specific blowout at Parque das Dunas, based in the geophysical interpretations of the lines gotten with the Ground Penetration Radar and the planialtimetric acquisitions of the topographical surface of the land. Also analyses of the vulnerability/susceptibility of these dune systems had been done in relation to the human pressures. To develop its deterministic model, it is necessary to acquire inner and outer geometries of the cited blowout. In order to depict inner geometries underneath the surface are used the GPR observing the altimetric control for topographical correction of the GPR lines. As for the outer geometries, the geodesic GPS gives us the planialtimetric points (x, y and z points) with milimetric precision, resulting in high-resolution surfaces. Using interpolation methods of the planialtimetric points was possible create Digital Elevations Models (DEM´s) of these surfaces. As a result, 1,161.4 meters of GPR lines were acquired on the blowout at the Parque das Dunas and 3,735.27 meters on the blowout at the Barreira do Inferno. These lines had been acquired with a 200 MHz antenna, except the 7 and 8 lines, for which we had been used a 100 MHz antenna. The gotten data had been processed and interpreted, being possible to identify boundary surfaces of first, second and third order. The first order boundary surface is related with the contact of the rocks of the Barreiras Group with the aeolian deposits. These deposits had been divided in two groups (Group 1 and Group 2) which are related with the geometry of stratum and the dip of its stratifications. Group 1 presented stratum of sigmoidal and irregular geometries and involved bodies where the reflectors had presented dips that had varied of 20 to the 28 degrees for the Parque das Dunas blowout and of 22 to the 29 degrees for the Barreira do Inferno blowout. Usually, it was limited in the base for the first order surface and in the top for the second order surface. Group 2 presented stratum of trough, wedge or lens geometries, limited in the base for the second order vi surface, where the corresponding deposits had more shown smoothed reflectors or with dips of low angle. The Deterministic and Digital Elevation Models had been developed from the integration and interpretation of the 2D data with the GOCAD® program. In Digital Elevations Models it was possible to see, for the localities, corridor or trough-shaped blowouts. In Deterministic Model it was possible to see first and second order boundary surfaces. For the vulnerability/susceptibility of the dune systems it was applied the methodology proposal by Boderè al (1991); however the same one did not show adequate because it evaluates actual coastal dunes. Actual coastal dunes are dunes that are presented in balance with the current environmental conditions. Therefore, a new methodology was proposal which characterizes the supplying and activity sedimentary, as well as the human pressures. For the methodology developed in this work, both the localities had presented a good management. The Parque das Dunas was characterized as a relic dune system and the Barreira do Inferno was characterized as a palimpsestic dune system. Also two Thematic Maps had been elaborated for the environmental characterization of the studied dune systems, with software ArcGis 8.3, and its respective data bases

Peixes de riacho do parque estadual Morro do Diabo, Bacia do Alto Rio Paraná, SP

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Duality in noncommutative topologically massive gauge field theory revisited

We introduce a master action in non-commutative space, out of which we obtain the action of the non-commutative Maxwell-Chern-Simons theory. Then, we look for the corresponding dual theory at both first and second order in the non-commutative parameter. At the first order, the dual theory happens to be, precisely, the action obtained from the usual commutative self-dual model by generalizing the Chern-Simons term to its non-commutative version, including a cubic term. Since this resulting theory is also equivalent to the non-commutative massive Thirring model in the large fermion mass limit, we remove, as a byproduct, the obstacles arising in the generalization to non-commutative space, and to the first non-trivial order in the non-commutative parameter, of the bosonization in three dimensions. Then, performing calculations at the second order in the non-commutative parameter, we explicitly compute a new dual theory which differs from the non-commutative self-dual model and, further, differs also from other previous results and involves a very simple expression in terms of ordinary fields. In addition, a remarkable feature of our results is that the dual theory is local, unlike what happens in the non-Abelian, but commutative case. We also conclude that the generalization to non-commutative space of bosonization in three dimensions is possible only when considering the first non-trivial corrections over ordinary space.

Investigações sobre o impacto da modernização do GNSS no Posicionamento

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Remoção de antibióticos da água por meio do processo de adsorção em carvão ativado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)