Underwater mapping using sonar

[ES]El proyecto contiene módulos de simulación, procesado de datos, mapeo y localización, desarrollados en C++ utilizando ROS (Robot Operating System) y PCL (Point Cloud Library). Ha sido desarrollado bajo el proyecto de robótica submarina AVORA.Se han caracterizado el vehículo y el sensor, y se han analizado diferentes tecnologías de sensores y mapeo. Los datos pasan por tres etapas: Conversión a nube de puntos, filtrado por umbral, eliminación de puntos espureos y, opcionalmente, detección de formas. Estos datos son utilizados para construir un mapa de superficie multinivel. La otra herramienta desarrollada es un algoritmo de Punto más Cercano Iterativo (ICP) modificado, que tiene en cuenta el modo de funcionamiento del sonar de imagen utilizado.

Competitività in sostenibilità urbana e territoriale. L’Emilia Romagna, regione d’Europa

The thesis in Urban and Regional Geography titled “URBAN AND TERRITORIAL COMPETITIVENESS IN SUSTAINABILITY. EMILIA-ROMAGNA, REGION OF EUROPE” is divided into two sections. Section one is additionally composed by two chapters (chap. 1 and 2) and deals with theoretical and gnosiological issues. Section two, of two more chapters (chap. 3 and 4), provides practical contributions: these issues give explanatory patterns to interpret the performances of emiliano-romagnoli urban systems. Chapter one is an introductory chapter. It analyzes globalization that involves a larger and larger number of cities, rich or poor. It also considers the so called “digital divide” either as one of the major phenomena of this unhomogeneous development or as an interesting gnosiological and practical challenge of geography. Globalization is now involving all the cities, large or small, but the small ones have higher risks of exclusion: it depends on their more fragile socio-economic, cultural, and environmental urban structure. That’s why European Union (chapter two) promotes policies and endows politics to sustain cities, because urban systems are the basis for the territorial development. So, European, national and local Institutions are firmly interested in promoting urban and local interventions and projects. Section two deals with economic-geography methods, which consists on collecting indicators and the benchmarking methodology. It also specifically analyzes the urban systems of Emilia-Romagna. Consequences of the globalization on the cities are interpreted with a study of their local resources, intended as potentials for their development. The STeMA approach, proposed by Professor Maria Prezioso (University of Roma, “Tor Vergata”) and used by the ESPON (European Spatial Program Observation Network) project, describes the main “determinants” of the territorial and urban development. These are easily comparable to one another (similar or better performing). This approach achieves two goals. On one hand, it is possible to analyze every urban system in its all main characteristics and to preserve its historical and cultural factors. On another hand, each city is “knowable” and “understandable” by all scholars, as it is objectively comparable. So, urban planners can propose specific “multi-level” and “multi-varied” programs of governance. These will face globalization by exalting local empowerment.

Filiera corta: percorsi di innovazione tecnici, organizzativi e sociali nella gestione strategica delle nicchie. Esperienze in Toscana e in Provenza

There is a widening consensus around the fact that, in many developed countries, food production-consumption patterns are in recent years interested by a process of deep change towards diversification and re-localisation practices, as a counter-tendency to the trend to the increasing disconnection between farming and food, producers and consumers. The relevance of these initiatives doesn't certainly lie on their economic dimension, but rather in their intense diffusion and growth rate, their spontaneous and autonomous nature and, especially, their intrinsic innovative potential. These dynamics involve a wide range of actors around local food patterns, embedding short food supply chains initiatives within a more complex and wider process of rural development, based on principles of sustainability, multifunctionality and valorisation of endogenous resources. In this work we have been analysing these features through a multi-level perspective, with reference to the dynamics between niche and regime and the inherent characteristics of the innovation paths. We apply this approach, through a qualitative methodology, to the analysis of the experience of farmers’ markets and Solidarity-Based Consumers Groups (Gruppi di Acquisto Solidale) ongoing in Tuscany, seeking to highlight the dynamics that are affecting the establishment of this alternative food production-consumption model (and its related innovative potential) from within and from without. To verify if and in which conditions they can constitute a niche, a protected space where radical innovations can develop, we make reference to the three interrelated analytic dimensions of socio-technical systems: the actors (i.e. individuals. social groups, organisations), the rules and institutions system, and the artefacts (i.e. the material and immaterial contexts in which the actors move). Through it, we analyse the innovative potential of niches and the level of their structuration and , then, the mechanisms of system transition, focusing on the new dynamics within the niche and between the niche and the policy regime emerging after the growth of interest by mass-media and public institutions and their direct involvement in the initiatives. Following the development of these significant experiences, we explore more deeply social, economic, cultural, political and organisational factors affecting innovations in face-to-face interactions, underpinning the critical aspects (sharing of alternative values, coherence at individual choices level, frictions on organisational aspects, inclusion/exclusion, attitudes towards integration at territorial level), towards uncovering until to the emergence of tensions and the risks of opportunistic behaviours that might arise from their growth. Finally, a comparison with similar experiences abroad is drawn (specifically with Provence), in order to detect food for thought, potentially useful for leading regional initiativestowards transition path.

Lernassoziierte Genexpression im murinen Hippokampus

Die bei Lern- und Gedächtnisvorgängen ablaufenden neurobiologischen Prozesse sind in ihrer Funktion bis heute nur unzureichend verstanden, wobei besonders die Rolle der lernabhängigen Genexpression unklar ist. Wiederholungen im Lernprozess fördern die Bildung von stabilen Gedächtnisinhalten. Die Lerneffiktivität kann hierbei durch lernfreie Zeitintervalle, insbesondere durch eingeschobene Schalfperioden, zusätzlich gesteigert werden. Entsprechend kann man den mehrtägigen Morris Water Maze (MWM)-Test mit einer verborgenen Plattform als einen mehrstufigen räumlichen Lernprozess bezeichnen. Dieser Test ist Hippokampus-abhängig und produziert Langzeitgedächtnisspuren in Nagern. Für diese Studie wurden FVB/NxC57Bl/6-Mäuse der F1-Generation über vier Tage in der MWM trainiert, das Erlernte in einem Probe Trial an Tag 5 überprüft und die Tiere gemäß ihrer Lernleistung in die beiden Gruppen „gute“ und „schlechte Lerner“ eingeteilt. Eine Analyse der hippokampalen Expression von Kandidatengenen per Microarray und Real-Time PCR erfolgte eine, sechs beziehungsweise 24 Stunden nach dem jeweils letzten Trainingslauf eines Tages. Durch den Vergleich von Schwimmkontrollen mit Test-naiven Mäusen wurde eine gleichgeschaltete, mit dem impliziten Lernen der MWM-Erfahrung der Tiere assoziierte unspezifische Genexpression festgestellt. Beim Vergleich der Schwimmkontrollen (ohne Plattform) mit den trainierten Tieren (verborgene Plattform mit konstanter Lokalisation) wurde in guten Lernern zu bestimmten Zeitpunkten eine Hochregulation von Genen, die mit Lernen und Gedächtnis (PP1, Kibra), neuronaler Aktivität (mt-CO1), Epigenetik (Dnmt3a, Dnmt3b) und neurodegenerativen Erkrankungen (Mapt, Sorl1) assoziiert sind, gefunden. Im Hippokampus der schlechten Lerner wurde eine im Vergleich zu den guten Lernern gesteigerte Synthese der mRNA von Genen festgestellt, die mit Lernen und Gedächtnis (Reelin, PP1, Kibra), Epigenetik (Dnmt1, Dnmt3a, Dnmt3b) und neurodegenerativen Erkrankungen (Mapt, Sorl1, APP) in Zusammenhang stehen. Diese Studie liefert somit den bisher ersten Hinweis, dass während eines mehrtägigen MWM-Lernprozesses eine abnormal erhöhte de novo-mRNA-Synthese mit verminderter Lernleistung in Zusammenhang steht.

Un modello multicriteriale di supporto alla pianificazione territoriale finalizzato alla classificazione del territorio rurale e alla caratterizzazione dell’Impronta Agro ambientale delle aree agricole periurbane.

La ricerca proposta si pone l’obiettivo di definire e sperimentare un metodo per un’articolata e sistematica lettura del territorio rurale, che, oltre ad ampliare la conoscenza del territorio, sia di supporto ai processi di pianificazione paesaggistici ed urbanistici e all’attuazione delle politiche agricole e di sviluppo rurale. Un’approfondita disamina dello stato dell’arte riguardante l’evoluzione del processo di urbanizzazione e le conseguenze dello stesso in Italia e in Europa, oltre che del quadro delle politiche territoriali locali nell’ambito del tema specifico dello spazio rurale e periurbano, hanno reso possibile, insieme a una dettagliata analisi delle principali metodologie di analisi territoriale presenti in letteratura, la determinazione del concept alla base della ricerca condotta. E’ stata sviluppata e testata una metodologia multicriteriale e multilivello per la lettura del territorio rurale sviluppata in ambiente GIS, che si avvale di algoritmi di clustering (quale l’algoritmo IsoCluster) e classificazione a massima verosimiglianza, focalizzando l’attenzione sugli spazi agricoli periurbani. Tale metodo si incentra sulla descrizione del territorio attraverso la lettura di diverse componenti dello stesso, quali quelle agro-ambientali e socio-economiche, ed opera una sintesi avvalendosi di una chiave interpretativa messa a punto allo scopo, l’Impronta Agroambientale (Agro-environmental Footprint - AEF), che si propone di quantificare il potenziale impatto degli spazi rurali sul sistema urbano. In particolare obiettivo di tale strumento è l’identificazione nel territorio extra-urbano di ambiti omogenei per caratteristiche attraverso una lettura del territorio a differenti scale (da quella territoriale a quella aziendale) al fine di giungere ad una sua classificazione e quindi alla definizione delle aree classificabili come “agricole periurbane”. La tesi propone la presentazione dell’architettura complessiva della metodologia e la descrizione dei livelli di analisi che la compongono oltre che la successiva sperimentazione e validazione della stessa attraverso un caso studio rappresentativo posto nella Pianura Padana (Italia).

Power Converters and Electric Drives for Smart Grid Applications

The present dissertation aims to explore, theoretically and experimentally, the problems and the potential advantages of different types of power converters for “Smart Grid” applications, with particular emphasis on multi-level architectures, which are attracting a rising interest even for industrial requests. The models of the main multilevel architectures (Diode-Clamped and Cascaded) are shown. The best suited modulation strategies to function as a network interface are identified. In particular, the close correlation between PWM (Pulse Width Modulation) approach and SVM (Space Vector Modulation) approach is highlighted. An innovative multilevel topology called MMC (Modular Multilevel Converter) is investigated, and the single-phase, three-phase and "back to back" configurations are analyzed. Specific control techniques that can manage, in an appropriate way, the charge level of the numerous capacitors and handle the power flow in a flexible way are defined and experimentally validated. Another converter that is attracting interest in “Power Conditioning Systems” field is the “Matrix Converter”. Even in this architecture, the output voltage is multilevel. It offers an high quality input current, a bidirectional power flow and has the possibility to control the input power factor (i.e. possibility to participate to active and reactive power regulations). The implemented control system, that allows fast data acquisition for diagnostic purposes, is described and experimentally verified.

Prozessevaluation einer kognitiv-verhaltenstherapeutischen Gruppentherapie bei Diabetes und Depression : Entwicklung und Validierung der Patienten- und Therapeuten- Gruppentherapiestundenbögen (GTS-P, GTS-T, GTS-TP) zur Vorhersage des Therapieerfolgs

Untersucht werden Prozess-Ergebnis-Zusammenhänge einer kognitiv-verhaltenstherapeutischen Gruppentherapie für Diabetes und Depression im Rahmen der DAD-Studie. rnAufgrund des Mangels an geeigneten Erhebungsinstrumenten der validen, ökonomischen und komplementären Sitzungsbewertung von Gruppenpatienten und -therapeuten wurden angelehnt an einen Patienten- (GTS-P) zwei Therapeutenstundenbögen entwickelt: der GTS-T zur Bewertung der Gesamtgruppe und der GTS-TP zur Bewertung einzelner Patienten. Die GTS-Bögen zeigen bei der Überprüfung der Testgüte insgesamt gute Itemparameter und Reliabilitäten. Das in den exploratorischen Faktorenanaylsen des GTS-P identifizierte zweifaktorielle Modell (1. wahrgenommene Zuversicht hinsichtlich der Gruppentherapie, 2. wahrgenommene persönliche Beteiligung) kann in den konfirmatorischen Faktorenanalysen bestätigt werden. Dazu wurden GTS-P-Daten aus einer Untersuchung mit Patienten mit somatoformen Störungen (Schulte, 2001) einbezogen. Den Ergebnissen der Item- und Faktorenanalysen folgend, wurden zwei Items des GTS-P und zwei weitere Items des GTS-T aus den Instrumenten ausgeschlossen. Für den GTS-T zeigt sich eine einfaktorielle, für den GTS-TP eine zum GTS-P parallele zweifaktorielle Struktur. rnIn den Mehrebenenanalysen zur Vorhersage des Therapieergebnisses (Post-Depressionssymptomatik) zeigt sich die Skala Zuversicht des GTS-P zu Therapiebeginn (1.-4. Sitzung) kontrolliert an der Skala Beteiligung und der Prä-Symptomatik, als valider Prädiktor. Das Item 5 „Anregungen“ (Skala Zuversicht) und Item 2 „Aktive Mitwirkung“ (Skala Beteiligung) sind am stärksten an diesem Effekt beteiligt, da diese Itemkombination das Therapieergebnis ebenfalls valide vorhersagen kann. Die Prognose ist schon durch die Werte der ersten Gruppentherapiesitzungen in der Remoralisierungsphase (Howard et al., 1993) möglich und verbessert sich nicht bei Berücksichtigung aller 10 Gruppensitzungen. Die Therapeutenbögen zeigen keine prädiktive Validität. Bedeutsame Zusammenhänge der Patienten- und Therapeutenbewertungen finden sich lediglich für den GTS-P und GTS-TP. Weitere Prädiktoren, wie der Diabetestyp, Diabeteskomplikationen und die Adhärenz, konnten nicht zur Verbesserung der Vorhersage beitragen. Für sekundär überprüfte Kriterien gelang die Prognose lediglich für ein weiteres Maß der Depressionssymptomatik und für eine Gesamtbewertung der Gruppentherapie durch die Patienten zu Therapieende. Bei der deskriptiven Betrachtung der Prozessqualität der DAD-Gruppentherapien zeigen sich positive, über den Verlauf der Gruppe zunehmende und nach Therapiephasen differenzierbare Bewertungsverläufe. rnDie Ergebnisse der Studie sprechen für die Relevanz von unspezifischen Wirkfaktoren für das Therapieergebnis von kognitiv-behavioralen Gruppentherapien. Die von den Gruppenpatienten wahrgenommene Zuversicht und Beteiligung als Zeichen der Ansprechbarkeit auf die Therapie sollte mit Hilfe von Stundenbögen, wie den GTS-Bögen, von Gruppentherapeuten zur Prozessoptimierung und Prävention von Therapieabbrüchen und Misserfolgen beachtet werden. rn

Organisationale Selbststeuerung in deutschen Universitäten : Bedingungen, Prozesse und Wirkungen

Die Regulierung und Steuerung von Hochschulen unterliegt spätestens seit der Liberalisierung des Hochschulrahmengesetzes im Jahr 1998 einer erheblichen Reformdynamik. Hochschulautonomie, New Public Management, Profilbildung, Exzellenz und Wettbewerb sind zentrale Stichworte im Rahmen der durchgeführten politischen Reformen und Programme.rnDer politisch intendierte Ausbau einer organisationalen Selbststeuerung von Universitäten stellt die Hochschulen vor beachtliche Herausforderungen und kann als Paradigmenwechsel im Bereich der Hochschul-Governance betrachtet werden. In der Fachdiskussion wird der entsprechende Wandel auch als Stärkung der „managerial governance“ (bspw. de Boer et al. 2007) oder als Wandel von Universitäten hin zu „more complete organizations“ (Brunsson/ Sahlin-Andersson 2000) bzw. „organisational actors“ (Krücken/Meier 2006) beschrieben. rnGleichzeitig liegt bislang eher fragmentarisches Wissen darüber vor, wie der veränderte Re-gulierungskontext von den Steuerungsakteuren in deutschen Hochschulen aufgegriffen wird, d.h. ob auf Organisationsebene tatsächlich ein Ausbau der organisationalen Selbststeuerung stattfindet, welche Steuerungsinitiativen und -instrumente sich bewähren und warum dies der Fall ist. Die vorliegende Arbeit geht diesen Fragen im Rahmen einer vergleichenden Fallstudie an sechs Universitäten nach. rnIm Zentrum der empirischen Erhebung stehen 60 qualitative sozialwissenschaftliche Interviews mit Leitungsakteuren auf Hochschul- und Fachbereichsebene. Diese Daten werden ergänzt durch umfangreiche Dokumentenanalysen, insbesondere von Jahresberichten, Grundordnungen, Strategie- und Planungsdokumenten sowie durch Daten der amtlichen Hochschul-statistik. Das Untersuchungsdesign erlaubt überdies eine Gegenüberstellung von großen und kleinen Universitäten sowie von Hochschulen mit einer technisch-naturwissenschaftlichen Ausrichtung gegenüber solchen mit einem kultur- und sozialwissenschaftlichen Schwerpunkt. Die Untersuchung zeigt, dass an fünf der sechs untersuchten Hochschulen ein zum Teil deutlicher Ausbau der organisationalen Selbststeuerung festzustellen ist, wenngleich der spezifische organisationale Charakter von Universitäten, d.h. eine weitgehend lose Kopplung mit autonomen Professionals, im Wesentlichen erhalten bleibt. Die Zusammenschau der Veränderungen ergibt ein idealtypisches Modell des Wandels von Strategie, Struktur und Kultur der Hochschulen. Auf Basis der empirischen Ergebnisse werden weiterhin zentrale externe und interne Einflussfaktoren auf den spezifischen organisationalen Wandel analysiert. Schließlich werden Kosten und Nutzen sowie Risiken und Chancen der Governance-Reformen im Hoch-schulbereich gegenübergestellt.

Quantenchemische Behandlung von elektronischem Energietransfer

Im Rahmen dieser Dissertation wurden quantenchemische Untersuchungen zum Phänomen des elektronischen Energietransfers durchgeführt. Zum einen wurden theoretische Modelle zur Berücksichtigung temperaturabhängiger Elektron-Phonon-Kopplung in vibronischen Spektren ausgearbeitet und numerischen Tests unterzogen. Zum anderen erfolgte die Bestimmung molekularer Eigenschaften bichromophorer Systeme unter Anwendung etablierter Rechenmethoden. Im Fokus stehen das Zusammenspiel elektronischer Kopplung und statischer Unordnung sowie Energietransferzeiten und der Einfluss molekularer Brücken in Dimeren auf die Kopplung. Da sich elektronischer Energietransfer spektroskopisch nachweisen lässt, wurden temperaturabhängige Simulationen der Linienform von vibronischen Übergängen, die an ein Wärmebad ankoppeln, durchgeführt. Die erforderliche Antwortfunktion zur Bestimmung der spektralen Linienform kann aus einer Kumulantenentwicklung und alternativ aus der Multi-Level Redfieldtheorie abgeleitet werden. Statt der genäherten Schwingungsstruktur des Brownschen Oszillatormodells wurde eine explizit berechnete Zustandsdichte als Ausgangspunkt verwendet. Sowohl reine Elektron-Phonon- als auch Schwingung-Phonon-Kopplung werden für verschiedene Spektraldichten der Badmoden diskutiert. Im Zuge eines Kooperationsprojekts führten wir Untersuchungen zur elektronischen Kopplung an einer homologen Reihe von Rylendimeren mit unterschiedlichen Brückenlängen durch. Zu diesem Zweck wurden Ergebnisse aus Tieftemperatureinzelmolekülmessungen und quantenchemischen Berechnungen auf Grundlage des vibronischen Kopplungsmodells herangezogen und ausgewertet. Die untersuchten Dimere zeigen einen Übergang vom Grenzfall starker Kopplung hin zu schwacher Kopplung und die mittleren Energietransferzeiten konnten in guter Übereinstimmung mit experimentellen Messwerten berechnet werden. Da eine molekulare Brücke zwischen Donor- und Akzeptoreinheit die elektronische Kopplung modifiziert, kann sie sich störend auf experimentelle Messungen auswirken. Daher wurde untersucht, ob das interchromophore Kopplungsverhalten vorwiegend durch die Polarisierbarkeit des verbrückenden Elements oder durch bindungsvermittelte Wechselwirkungen beeinflusst wird und welche Brückentypen sich folglich für experimentelle Studien eignen. Sämtliche untersuchten Brückenelemente führten zu einer Vergrößerung der elektronischen Kopplung und die Kopplungsstärke wurde maßgeblich durch brückenvermittelte Wechselwirkungen bestimmt.

Il Living Lab come strumento per la transizione sostenibile dei campus universitari: L'esperienza di Universiteit Utrecht e Unibo a confronto.

In questo lavoro di ricerca ho esaminato la Teoria della Transizione e più nello specifico lo sviluppo di un possibile Living Lab della sostenibilità nel contesto universitario. In primo luogo, ho analizzato la situazione attuale per quanto riguarda lo sviluppo sostenibile in un contesto generale. Inoltre ho dovuto analizzare anche quali sono gli indici che usiamo per definire il benessere umano e su cui basiamo la nostra intera economia, come ad esempio il PIL. In secondo luogo, ho definito la Teoria della Transizione in ambito generale elencandone i vari strumenti di applicazione e i metodi. In fine ho cercato di applicare la Teoria della Transizione nel contesto della sostenibilità in ambito universitario, utilizzando i progetti di Transizione attraverso i Living Lab di “Terracini in Transizione” dell’Università di Bologna e “GOU Living Lab” dell’Università di Utrecht. Dai risultati ottenuti ho definito i limiti e le potenzialità che questi progetti di Living Lab avevano attraverso l’utilizzo della SWOT analysis. La quale ha evidenziato la necessità della costituzione di un gruppo all’interno dell’Università di Bologna che si occupi della gestione dei progetti green di Transizione, come nel contesto in cui mi sono venuto a trovare nell’Università di Utrecht con la presenza del Green Office.

Caratterizzazione idrogeologica dell'acquifero presente all'interno di cordoni litoranei antropizzati: casi studio di Marina Romea e Porto Corsini

Secondo l'Agenzia Europea dell'Ambiente una delle principali minacce per le risorse di acqua dolce della zone costiere italiane è l’intrusione salina. L’obiettivo di questa tesi magistrale è la caratterizzazione idrogeologica di una frazione dell’acquifero freatico costiero situato in due differenti corpi dunosi. L’indagine proseguita per cinque mesi ha evidenziano differenze tra un’area sottoposta a forte pressione antropica (Marina Romea) e un’area che mostra un relativo sviluppo naturale del sistema spiaggia-duna (Porto Corsini). La tecnica di campionamento utilizzata è il sistema a minifiltri (multi level samplers), metodologia innovativa che garantisce tempistiche di monitoraggio rapide e una campionatura multi-livello puntuale e precisa. La campagna di monitoraggio ha coinvolto misure di freatimetria, conduttività elettrica e analisi chimiche delle acque che hanno portato ad una loro classificazione geo-chimica. Dai risultati si evidenzia che l’acquifero è molto salinizzato, gli strati d’acqua dolce sono isolati in lenti superficiali e i tipi di acque presenti sono dominati da ioni sodio e cloro. Tra i due siti il più vulnerabile risulta essere Marina Romea per molti fattori: l’erosione costiera che assottiglia la fascia dunale adibita alla ricarica di acqua dolce, un’estensione spaziale della duna minore rispetto a Porto Corsini, la presenza di infrastrutture turistiche che hanno frazionato la duna, la vicinanza al canale di drenaggio che causa la risalita delle acque profonde saline, la presenza di specie arboree idro-esigenti che attingono e quindi assottigliano le lenti d’acqua dolce. Si propone di migliorare la qualità dell’acqua sotterranea con una migliore gestione del canale di drenaggio, sostituendo alcuni esemplari di pinacee con specie arbustive tipiche degli ambienti dunosi ed infine imponendo misure per il risparmio idrico durante la stagione turistica.

Impact of treatment characteristics on response of different breast cancer phenotypes: pooled analysis of the German neo-adjuvant chemotherapy trials

Pathological complete response (pCR) to neoadjuvant treatment correlates with outcome in breast cancer. We determined whether characteristics of neoadjuvant therapy are associated with pCR. We used multi-level models, which accounted for heterogeneity in pCR across trials and trial arms, to analyze individual patient data from 3332 women included in 7 German neoadjuvant trials with uniform protocols. PCR was associated with an increase in number of chemotherapy cycles (odds ratio [OR] 1.2 for every two additional cycles; P = 0.009), with higher cumulative anthracycline doses (OR 1.6; P = 0.002), higher cumulative taxane doses (OR 1.6; P = 0.009), and with capecitabine containing regimens (OR 1.62; P = 0.022). Association of pCR with increase in number of cycles appeared more pronounced in hormone receptor (HR)-positive tumors (OR 1.35) than in HR-negative tumors (OR 1.04; P for interaction = 0.046). Effect of anthracycline dose was particularly pronounced in HER2-negative tumors (OR 1.61), compared to HER2-positive tumors (OR 0.83; P for interaction = 0.14). Simultaneous trastuzumab treatment in HER2-positive tumors increased odds of pCR 3.2-fold (P < 0.001). No association of pCR and number of trastuzumab cycles was found (OR 1.20, P = 0.39). Dosing characteristics appear important for successful treatment of breast cancer. Longer treatment, higher cumulative doses of anthracyclines and taxanes, and the addition of capecitabine and trastuzumab are associated with better response. Tailoring according to breast cancer phenotype might be possible: longer treatment in HR-positive tumors, higher cumulative anthracycline doses for HER2-negative tumors, shorter treatment at higher cumulative doses for triple-negative tumors, and limited number of preoperative trastuzumab cycles in HER2-positive tumors.

Systems medicine and integrated care to combat chronic noncommunicable diseases

We propose an innovative, integrated, cost-effective health system to combat major non-communicable diseases (NCDs), including cardiovascular, chronic respiratory, metabolic, rheumatologic and neurologic disorders and cancers, which together are the predominant health problem of the 21st century. This proposed holistic strategy involves comprehensive patient-centered integrated care and multi-scale, multi-modal and multi-level systems approaches to tackle NCDs as a common group of diseases. Rather than studying each disease individually, it will take into account their intertwined gene-environment, socio-economic interactions and co-morbidities that lead to individual-specific complex phenotypes. It will implement a road map for predictive, preventive, personalized and participatory (P4) medicine based on a robust and extensive knowledge management infrastructure that contains individual patient information. It will be supported by strategic partnerships involving all stakeholders, including general practitioners associated with patient-centered care. This systems medicine strategy, which will take a holistic approach to disease, is designed to allow the results to be used globally, taking into account the needs and specificities of local economies and health systems.

The Spatial Signature of Biotic Interactions of a Clonal and a Non-clonal Palmetto in a Subtropical Plant Community

Spatial analyses of plant-distribution patterns can provide inferences about intra- and interspecific biotic interactions. Yet, such analyses are rare for clonal plants because effective tools (i.e., molecular markers) needed to map naturally occurring clonal individuals have only become available recently. Clonal plants are unique in that a single genotype has a potential to spatially place new individuals (i.e., ramets) in response to intra- and interspecific biotic interactions. Laboratory and greenhouse studies suggest that some clonal plants can avoid intra-genet, inter-genet, and inter-specific competition via rootplacement patterns. An intriguing and yet to be explored question is whether a spatial signature of such multi-level biotic interactions can be detected in natural plant communities. The facultatively clonal Serenoa repens and non-clonal Sabal etonia are ecologically similar and co-dominant palmettos that sympatrically occur in the Florida peninsula. We used amplified fragment length polymorphisms (AFLPs) to identify Serenoa genets and also to assign field-unidentifiable small individuals as Sabal seedlings, Serenoa seedlings, or Serenoa vegetative sprouts. Then, we conducted univariate and bivariate multi-distance spatial analyses to examine the spatial interactions of Serenoa (n=271) and Sabal (n=137) within a 20x20 m grid at three levels, intragenet, intergenet and interspecific. We found that spatial interactions were not random at all three levels of biotic interactions. Serenoa genets appear to spatially avoid self-competition as well as intergenet competition. Furthermore, Serenoa and Sabal were spatially negatively associated with each other. However, this negative association pattern was also evident in a spatial comparison between non-clonal Serenoa and Sabal, suggesting that Serenoa genets’ spatial avoidance of Sabal through placement of new ramets is not the explanation of the interspecific-level negative spatial pattern. Our results emphasize the importance of investigating spatial signatures of biotic as well as abiotic interactions at multiple levels in understanding spatial distribution patterns of clonal plants in natural plant communities.

Effects of Echinaforce® treatment on ex vivo-stimulated blood cells

The herb Echinacea purpurea, also called purple coneflower, is regarded as an immune modulator. This study examined changes in cytokine production in blood samples from 30 volunteers before and during 8-day oral administration with an ethanolic extract of fresh Echinacea purpurea (Echinaforce(®)). Daily blood samples were ex vivo stimulated by LPS/SEB or Zymosan and analysed for a series of cytokines and haematological and metabolic parameters. Treatment reduced the proinflammatory mediators TNF-α and IL-1β by up to 24% (p<0.05) and increased anti-inflammatory IL-10 levels by 13% (p<0.05) in comparison to baseline. This demonstrated a substantial overall anti-inflammatory effect of Echinaforce(®) for the whole group (n=28). Chemokines MCP-1 and IL-8 were upregulated by 15% in samples from subjects treated with Echinaforce(®) (p<0.05). An analysis of a subgroup of volunteers who showed low pre-treatment levels of the cytokines MCP-1, IL-8, IL-10 or IFN-γ (n=8) showed significant stimulation of these factors upon Echinaforce(®) treatment (30-49% increases; p<0.05), whereas the levels in subjects with higher pre-treatment levels remained unaffected. We chose the term "adapted immune-modulation" to describe this observation. Volunteers who reported high stress levels (n=7) and more than 2 colds per year experienced a significant transient increase in IFN-γ upon Echinaforce(®) treatment (>50%). Subjects with low cortisol levels (n=11) showed significant down-regulation of the acute-phase proteins IL1-β, IL-6, IL-12 and TNF-α by Echinaforce(®) (range, 13-25%), while subjects with higher cortisol levels showed no such down-regulation. This is the first ex vivo study to demonstrate adapted immune-modulation by an Echinacea preparation. While Echinaforce(®) did not affect leukocyte counts, we speculate that the underlying therapeutic mechanism is based on differential multi-level modulation of the responses of the different types of leukocytes. Echinaforce(®) thus regulates the production of chemokines and cytokines according to current immune status, such as responsiveness to exogenous stimuli, susceptibility to viral infection and exposure to stress.