A new Pennsylvanian Oriocrassatellinae from Brazil and the distribution of the genus Oriocrassatella in space and time

Oriocrassatella Etheridge Jr., 1907 is a long range crassatellid bivalve genus well recognized in shallow waters of epeiric seas throughout the upper part of Paleozoic. The first occurrences of this genus are recorded in the sedimentary successions of the Gondwana, both in Australia and South America. However, the geographic and age distribution of Oriocrassatella in Late Mississippian deposits of Australia and Argentina may indicate an earliest Visean or even a pre-Visean origin for the genus. Following its origin in Early Carboniferous a complex paleobiogeographic history from Southern to Northern Hemisphere took place in the Permian. During its initial dispersal phase from Late Carboniferous to the Early Permian the genus thrived in cold water environments associated to the Late Paleozoic Gondwana glaciation. Shallow-water bottoms of the warm waters of the central Gondwana fringe and Laurussia were colonized by Oriocrassatella only during Early Permian times when the genus became cosmopolitan. A new species of this genus is described herein, Oriocrassatella piauiensis n. sp., recorded from the Piaui Formation, Pennsylvanian of the Parnaiba Basin. This new species may represent an early adaptation to warm waters. However, based on available data, species of this genus seem to have adapted definitely to warm water environments probably related the Late Pennsylvanian interglacial phases. In these phases, climatic barrier were interrupted allowing the faunal interchange and larval dispersion following a South to North migration route through the eastern margins of Gondwana and the eastern Paleotethys.

Combining meta-learning and search techniques to select parameters for support vector machines

Support Vector Machines (SVMs) have achieved very good performance on different learning problems. However, the success of SVMs depends on the adequate choice of the values of a number of parameters (e.g., the kernel and regularization parameters). In the current work, we propose the combination of meta-learning and search algorithms to deal with the problem of SVM parameter selection. In this combination, given a new problem to be solved, meta-learning is employed to recommend SVM parameter values based on parameter configurations that have been successfully adopted in previous similar problems. The parameter values returned by meta-learning are then used as initial search points by a search technique, which will further explore the parameter space. In this proposal, we envisioned that the initial solutions provided by meta-learning are located in good regions of the search space (i.e. they are closer to optimum solutions). Hence, the search algorithm would need to evaluate a lower number of candidate solutions when looking for an adequate solution. In this work, we investigate the combination of meta-learning with two search algorithms: Particle Swarm Optimization and Tabu Search. The implemented hybrid algorithms were used to select the values of two SVM parameters in the regression domain. These combinations were compared with the use of the search algorithms without meta-learning. The experimental results on a set of 40 regression problems showed that, on average, the proposed hybrid methods obtained lower error rates when compared to their components applied in isolation.

EEG amplitude modulation analysis for semi-automated diagnosis of Alzheimer's disease

Recent experimental evidence has suggested a neuromodulatory deficit in Alzheimer's disease (AD). In this paper, we present a new electroencephalogram (EEG) based metric to quantitatively characterize neuromodulatory activity. More specifically, the short-term EEG amplitude modulation rate-of-change (i.e., modulation frequency) is computed for five EEG subband signals. To test the performance of the proposed metric, a classification task was performed on a database of 32 participants partitioned into three groups of approximately equal size: healthy controls, patients diagnosed with mild AD, and those with moderate-to-severe AD. To gauge the benefits of the proposed metric, performance results were compared with those obtained using EEG spectral peak parameters which were recently shown to outperform other conventional EEG measures. Using a simple feature selection algorithm based on area-under-the-curve maximization and a support vector machine classifier, the proposed parameters resulted in accuracy gains, relative to spectral peak parameters, of 21.3% when discriminating between the three groups and by 50% when mild and moderate-to-severe groups were merged into one. The preliminary findings reported herein provide promising insights that automated tools may be developed to assist physicians in very early diagnosis of AD as well as provide researchers with a tool to automatically characterize cross-frequency interactions and their changes with disease.

System level design space exploration for MPSoC : methods, algorithms and new infrastructure

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Modulation der Genexpression und des neuronalen Zelltods durch das Amyloid-Vorläufer-Protein (APP)

Das Amyloid-Vorläufer-Protein (APP) spielt eine zentrale Rolle in der Entstehung und Entwicklung von Morbus Alzheimer. Hierbei ist die proteolytische Prozessierung von APP von entscheidender Bedeutung. Das Verhältnis von neurotoxischen und neuroprotektiven Spaltprodukten, die über den amyloidogenen und nicht-amyloidogenen Weg der APP-Prozessierung gebildeten werden, ist für das Überleben von Neuronen und deren Resistenz gegen zytotoxische Stress-Stimuli von hoher Relevanz. Störungen der Calcium-Homöostase sind ein bekanntes Phänomen bei Morbus Alzheimer. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von überexprimiertem APP in der Regulation des neuronalen Zelltods nach Calcium Freisetzung untersucht. Die Calcium Freisetzung aus dem endoplasmatischen Retikulum wurde durch die Inhibition der sarko- und endoplasmatischen Calcium-ATPasen (SERCA) ausgelöst. Dies führt zur Induktion der sogenannten „unfolded protein response“ (UPR) und zu einer Aktivierung von Effektor-Caspasen. Für APP-überexprimierende PC12 Zellen konnte bereits zuvor eine im Vergleich zur Kontrolle nach der durch Calcium Freisetzung-induzierten Apoptose eine erhöhte intrazelluläre Calcium Konzentration nachgewiesen werden. Über die Messung der Aktivierung von Effektor-Caspasen konnte zudem ein gesteigerter Zelltod in den APP-überexprimierenden Zellen gemessen werden. Zudem konnte gezeigt werden, dass der pro-apoptotische Transkriptionsfaktor CHOP, nicht aber die klassischen UPR-Zielgene spezifisch hochreguliert wurden. Die APP-modulierte gesteigerte Induktion von Apoptose nach Calcium Freisezung konnte durch Komplexierung der intrazellulären Calcium Ionen und durch Knockdown von CHOP im Vergleich zur Kontrolle gänzlich unterdrückt werden. Ferner bewirkte die Inhibition der Speicher-aktivierten Calcium-Kanälen (SOCC) eine signifikante Unterdrückung der beobachteten erhöhten intrazellulären Calcium Konzentration und der gesteigerten Apoptose in den APP-überexprimierenden PC12 Zellen. In diesem Teil der Arbeit konnte eindeutig gezeigt werden, dass APP in der Lage ist den durch Calcium-Freisetzung-induzierten Zelltod zu potenzieren. Diese Modulation durch APP verläuft in einer UPR-unabhängigen Reaktion über die Aktivierung von SOCC’s, einer erhöhten Aufnahme von extrazellulärem Calcium und durch erhöhte Induktion des pro-apoptotischen Transkriptionsfaktors CHOP. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die sAPPα-vermittelte Neuroprotektion untersucht. Dabei handelt es sich um die N-terminale Ektodomäne von APP, die über die Aktivität der α-Sekretase prozessiert wird und anschließend extrazellulär abgegeben wird. Ziel dieser Versuchsreihe war die neuroprotektive physiologische Funktion von APP im Hinblick auf den Schutz von neuronalen Zellen vor diversen für Morbus Alzheimer relevanten Stress-Stimuli bzw. Apoptose-Stimuli zu untersuchen. Durch die Analyse der Effektor-Caspasen konnte gezeigt werden, dass sAPPα in der Lage ist PC12 Zellen potent vor oxidativem Stress, DNA-Schäden, Hypoxie, proteasomalem Stress und Calcium-Freisetzung zu schützen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass sAPPα in der Lage ist den pro-apoptotischen Stress-induzierten JNK/Akt-Signalweg zu inhibieren. Eine Beteiligung des anti-apoptotischen PI3K/Akt-Signalwegs bei der sAPPα-vermittelten Protektion konnte über die Inhibition der PI3-Kinase ebenfalls demonstriert werden, die eine Aufhebung der sAPPα-vermittelten Neuroprotektion bewirkte. Diese Daten zeigen neue molekulare Mechanismen auf, die dem sAPPα-vermittelten Schutz vor pathophysiologisch relevanten Stress-Stimuli in neuronalen Zellen zugrunde liegen. Im letzten Teil der Arbeit wurden verschieden Gruppen von pharmakologischen Substanzen im Hinblick auf ihre neuroprotektive Wirkung untersucht und mit ihren Effekten auf den APP-Metabolismus korreliert. Die Untersuchungen ergaben, dass Galantamin, ein schwacher Acetycholinesterase Inhibitor und allosterisch potenzierender Ligand von nikotinischen Acetylcholin-Rezeptoren in der Lage war, naive, und mit noch höherer Effizienz APP-überexprimierende Zelllinien vor dem Stress-induzierten Zelltod zu schützen. Zudem bewirkte Galantamin in APP-überexprimierenden HEK293 Zellen eine rasche Erhöhung der sAPPα Sekretion, so dass hier von einer Rezeptor-vermittelten Modulation des APP Metabolismus ausgegangen werden kann. Omega-3 Fettsäuren wirken sich positiv auf die Membranfluidität von Zellen aus und es konnte bereits gezeigt werden, dass die Bildung des toxischen Aβ Peptids hierdurch vermindert wird. In Analogie zu Galantamin schützte die Omega-3 Fettsäure Docosahexaensäure (DHA) neuronale Zellen vor dem Stress-induzierten Zelltod, wobei der Schutz in APP-überexprimierenden Zellen besonders effizient war. Diese Daten legen nahe, dass die Aktivierung des antiamyloidogenen Wegs der APP-Prozessierung ein viel versprechender Ansatz für die Entwicklung neuer Therapien gegen Morbus Alzheimer sein könnte.

Vector Fields in a Rindler Space

In questo lavoro ci si propone di studiare la quantizzazione del campo vettoriale, massivo e non massivo, in uno spazio-tempo di Rindler, considerando in particolare i gauge di Feynman e assiale. Le equazioni del moto vengono risolte esplicitamente in entrambi i casi; sotto opportune condizioni, è stato inoltre possibile trovare una base completa e ortonormale di soluzioni delle equazioni di campo in termini di modi normali di Fulling. Si è poi analizzata la quantizzazione dei campi vettoriali espressi in questa base.

Computer simulation studies of vector spin glasses

Die vorliegende Doktorarbeit befasst sich mit klassischen Vektor-Spingläsern eine Art von ungeordneten Magneten - auf verschiedenen Gittertypen. Da siernbedeutsam für eine experimentelle Realisierung sind, ist ein theoretisches Verständnis von Spinglas-Modellen mit wenigen Spinkomponenten und niedriger Gitterdimension von großer Bedeutung. Da sich dies jedoch als sehr schwierigrnerweist, sind neue, aussichtsreiche Ansätze nötig. Diese Arbeit betrachtet daher den Limesrnunendlich vieler Spindimensionen. Darin entstehen mehrere Vereinfachungen im Vergleichrnzu Modellen niedriger Spindimension, so dass für dieses bedeutsame Problem Eigenschaften sowohl bei Temperatur Null als auch bei endlichen Temperaturenrnüberwiegend mit numerischen Methoden ermittelt werden. Sowohl hyperkubische Gitter als auch ein vielseitiges 1d-Modell werden betrachtet. Letzteres erlaubt es, unterschiedliche Universalitätsklassen durch bloßes Abstimmen eines einzigen Parameters zu untersuchen. "Finite-size scaling''-Formen, kritische Exponenten, Quotienten kritischer Exponenten und andere kritische Größen werden nahegelegt und mit numerischen Ergebnissen verglichen. Eine detaillierte Beschreibung der Herleitungen aller numerisch ausgewerteter Gleichungen wird ebenso angegeben. Bei Temperatur Null wird eine gründliche Untersuchung der Grundzustände und Defektenergien gemacht. Eine Reihe interessanter Größen wird analysiert und insbesondere die untere kritische Dimension bestimmt. Bei endlicher Temperatur sind der Ordnungsparameter und die Spinglas-Suszeptibilität über die numerisch berechnete Korrelationsmatrix zugänglich. Das Spinglas-Modell im Limes unendlich vieler Spinkomponenten kann man als Ausgangspunkt zur Untersuchung der natürlicheren Modelle mit niedriger Spindimension betrachten. Wünschenswert wäre natürlich ein Modell, das die Vorteile des ersten mit den Eigenschaften des zweiten verbände. Daher wird in Modell mit Anisotropie vorgeschlagen und getestet, mit welchem versucht wird, dieses Ziel zu erreichen. Es wird auf reizvolle Wege hingewiesen, das Modell zu nutzen und eine tiefergehende Beschäftigung anzuregen. Zuletzt werden sogenannte "real-space" Renormierungsgruppenrechnungen sowohl analytisch als auch numerisch für endlich-dimensionale Vektor-Spingläser mit endlicher Anzahl von Spinkomponenten durchgeführt. Dies wird mit einer zuvor bestimmten neuen Migdal-Kadanoff Rekursionsrelation geschehen. Neben anderen Größen wird die untere kritische Dimension bestimmt.

Advanced morphological 3D magnetic resonance observation of cartilage repair tissue (MOCART) scoring using a new isotropic 3D proton-density, turbo spin echo sequence with variable flip angle distribution (PD-SPACE) compared to an isotropic 3D steady-state free precession sequence (True-FISP) and standard 2D sequences

To evaluate a new isotropic 3D proton-density, turbo-spin-echo sequence with variable flip-angle distribution (PD-SPACE) sequence compared to an isotropic 3D true-fast-imaging with steady-state-precession (True-FISP) sequence and 2D standard MR sequences with regard to the new 3D magnetic resonance observation of cartilage repair tissue (MOCART) score.

Identification and quantification of a new family of peptide endocannabinoids (Pepcans) showing negative allosteric modulation at CB1 receptors

The α-hemoglobin-derived dodecapeptide RVD-hemopressin (RVDPVNFKLLSH) has been proposed to be an endogenous agonist for the cannabinoid receptor type 1 (CB(1)). To study this peptide, we have raised mAbs against its C-terminal part. Using an immunoaffinity mass spectrometry approach, a whole family of N-terminally extended peptides in addition to RVD-Hpα were identified in rodent brain extracts and human and mouse plasma. We designated these peptides Pepcan-12 (RVDPVNFKLLSH) to Pepcan-23 (SALSDLHAHKLRVDPVNFKLLSH), referring to peptide length. The most abundant Pepcans found in the brain were tested for CB(1) receptor binding. In the classical radioligand displacement assay, Pepcan-12 was the most efficacious ligand but only partially displaced both [(3)H]CP55,940 and [(3)H]WIN55,212-2. The data were fitted with the allosteric ternary complex model, revealing a cooperativity factor value α < 1, thus indicating a negative allosteric modulation. Dissociation kinetic studies of [(3)H]CP55,940 in the absence and presence of Pepcan-12 confirmed these results by showing increased dissociation rate constants induced by Pepcan-12. A fluorescently labeled Pepcan-12 analog was synthesized to investigate the binding to CB(1) receptors. Competition binding studies revealed K(i) values of several Pepcans in the nanomolar range. Accordingly, using competitive ELISA, we found low nanomolar concentrations of Pepcans in human plasma and ∼100 pmol/g in mouse brain. Surprisingly, Pepcan-12 exhibited potent negative allosteric modulation of the orthosteric agonist-induced cAMP accumulation, [(35)S]GTPγS binding, and CB(1) receptor internalization. Pepcans are the first endogenous allosteric modulators identified for CB(1) receptors. Given their abundance in the brain, Pepcans could play an important physiological role in modulating endocannabinoid signaling.