A proposal for a modular and application-aware autonomic manager of private cloud infrastructures

Recientemente, el paradigma de la computación en la nube ha recibido mucho interés por parte tanto de la industria como del mundo académico. Las infraestructuras cloud públicas están posibilitando nuevos modelos de negocio y ayudando a reducir costes. Sin embargo, una compañía podría desear ubicar sus datos y servicios en sus propias instalaciones, o tener que atenerse a leyes de protección de datos. Estas circunstancias hacen a las infraestructuras cloud privadas ciertamente deseables, ya sea para complementar a las públicas o para sustituirlas por completo. Por desgracia, las carencias en materia de estándares han impedido que las soluciones para la gestión de infraestructuras privadas se hayan desarrollado adecuadamente. Además, la multitud de opciones disponibles ha creado en los clientes el miedo a depender de una tecnología concreta (technology lock-in). Una de las causas de este problema es la falta de alineación entre la investigación académica y los productos comerciales, ya que aquella está centrada en el estudio de escenarios idealizados sin correspondencia con el mundo real, mientras que éstos consisten en soluciones desarrolladas sin tener en cuenta cómo van a encajar con los estándares más comunes o sin preocuparse de hacer públicos sus resultados. Con objeto de resolver este problema, propongo un sistema de gestión modular para infraestructuras cloud privadas enfocado en tratar con las aplicaciones en lugar de centrarse únicamente en los recursos hardware. Este sistema de gestión sigue el paradigma de la computación autónoma y está diseñado en torno a un modelo de información sencillo, desarrollado para ser compatible con los estándares más comunes. Este modelo divide el entorno en dos vistas, que sirven para separar aquello que debe preocupar a cada actor involucrado del resto de información, pero al mismo tiempo permitiendo relacionar el entorno físico con las máquinas virtuales que se despliegan encima de él. En dicho modelo, las aplicaciones cloud están divididas en tres tipos genéricos (Servicios, Trabajos de Big Data y Reservas de Instancias), para que así el sistema de gestión pueda sacar partido de las características propias de cada tipo. El modelo de información está complementado por un conjunto de acciones de gestión atómicas, reversibles e independientes, que determinan las operaciones que se pueden llevar a cabo sobre el entorno y que es usado para hacer posible la escalabilidad en el entorno. También describo un motor de gestión encargado de, a partir del estado del entorno y usando el ya mencionado conjunto de acciones, la colocación de recursos. Está dividido en dos niveles: la capa de Gestores de Aplicación, encargada de tratar sólo con las aplicaciones; y la capa del Gestor de Infraestructura, responsable de los recursos físicos. Dicho motor de gestión obedece un ciclo de vida con dos fases, para así modelar mejor el comportamiento de una infraestructura real. El problema de la colocación de recursos es atacado durante una de las fases (la de consolidación) por un resolutor de programación entera, y durante la otra (la online) por un heurístico hecho ex-profeso. Varias pruebas han demostrado que este acercamiento combinado es superior a otras estrategias. Para terminar, el sistema de gestión está acoplado a arquitecturas de monitorización y de actuadores. Aquella estando encargada de recolectar información del entorno, y ésta siendo modular en su diseño y capaz de conectarse con varias tecnologías y ofrecer varios modos de acceso. ABSTRACT The cloud computing paradigm has raised in popularity within the industry and the academia. Public cloud infrastructures are enabling new business models and helping to reduce costs. However, the desire to host company’s data and services on premises, and the need to abide to data protection laws, make private cloud infrastructures desirable, either to complement or even fully substitute public oferings. Unfortunately, a lack of standardization has precluded private infrastructure management solutions to be developed to a certain level, and a myriad of diferent options have induced the fear of lock-in in customers. One of the causes of this problem is the misalignment between academic research and industry ofering, with the former focusing in studying idealized scenarios dissimilar from real-world situations, and the latter developing solutions without taking care about how they f t with common standards, or even not disseminating their results. With the aim to solve this problem I propose a modular management system for private cloud infrastructures that is focused on the applications instead of just the hardware resources. This management system follows the autonomic system paradigm, and is designed around a simple information model developed to be compatible with common standards. This model splits the environment in two views that serve to separate the concerns of the stakeholders while at the same time enabling the traceability between the physical environment and the virtual machines deployed onto it. In it, cloud applications are classifed in three broad types (Services, Big Data Jobs and Instance Reservations), in order for the management system to take advantage of each type’s features. The information model is paired with a set of atomic, reversible and independent management actions which determine the operations that can be performed over the environment and is used to realize the cloud environment’s scalability. From the environment’s state and using the aforementioned set of actions, I also describe a management engine tasked with the resource placement. It is divided in two tiers: the Application Managers layer, concerned just with applications; and the Infrastructure Manager layer, responsible of the actual physical resources. This management engine follows a lifecycle with two phases, to better model the behavior of a real infrastructure. The placement problem is tackled during one phase (consolidation) by using an integer programming solver, and during the other (online) with a custom heuristic. Tests have demonstrated that this combined approach is superior to other strategies. Finally, the management system is paired with monitoring and actuators architectures. The former able to collect the necessary information from the environment, and the later modular in design and capable of interfacing with several technologies and ofering several access interfaces.

Reelin controls position of autonomic neurons in the spinal cord

Mutation of the reeler gene (Reln) disrupts neuronal migration in several brain regions and gives rise to functional deficits such as ataxic gait and trembling in the reeler mutant mouse. Thus, the Reln product, reelin, is thought to control cell–cell interactions critical for cell positioning in the brain. Although an abundance of reelin transcript is found in the embryonic spinal cord [Ikeda, Y. & Terashima, T. (1997) Dev. Dyn. 210, 157–172; Schiffmann, S. N., Bernier, B. & Goffinet, A. M. (1997) Eur. J. Neurosci. 9, 1055–1071], it is generally thought that neuronal migration in the spinal cord is not affected by reelin. Here, however, we show that migration of sympathetic preganglionic neurons in the spinal cord is affected by reelin. This study thus indicates that reelin affects neuronal migration outside of the brain. Moreover, the relationship between reelin and migrating preganglionic neurons suggests that reelin acts as a barrier to neuronal migration.

Impaired motor coordination and persistent multiple climbing fiber innervation of cerebellar Purkinje cells in mice lacking Gαq

Mice lacking the α-subunit of the heterotrimeric guanine nucleotide binding protein Gq (Gαq) are viable but suffer from ataxia with typical signs of motor discoordination. The anatomy of the cerebellum is not overtly disturbed, and excitatory synaptic transmission from parallel fibers to cerebellar Purkinje cells (PCs) and from climbing fibers (CFs) to PCs is functional. However, about 40% of adult Gαq mutant PCs remain multiply innervated by CFs because of a defect in regression of supernumerary CFs in the third postnatal week. Evidence is provided suggesting that Gαq is part of a signaling pathway that is involved in the elimination of multiple CF innervation during this period.

Nontropic actions of neurotrophins: Subcortical nerve growth factor gene delivery reverses age-related degeneration of primate cortical cholinergic innervation

Normal aging is associated with a significant reduction in cognitive function across primate species. However, the structural and molecular basis for this age-related decline in neural function has yet to be defined clearly. Extensive cell loss does not occur as a consequence of normal aging in human and nonhuman primate species. More recent studies have demonstrated significant reductions in functional neuronal markers in subcortical brain regions in primates as a consequence of aging, including dopaminergic and cholinergic systems, although corresponding losses in cortical innervation from these neurons have not been investigated. In the present study, we report that aging is associated with a significant 25% reduction in cortical innervation by cholinergic systems in rhesus monkeys (P < 0.001). Further, these age-related reductions are ameliorated by cellular delivery of human nerve growth factor to cholinergic somata in the basal forebrain, restoring levels of cholinergic innervation in the cortex to those of young monkeys (P = 0.89). Thus, (i) aging is associated with a significant reduction in cortical cholinergic innervation; (ii) this reduction is reversible by growth-factor delivery; and (iii) growth factors can remodel axonal terminal fields at a distance, representing a nontropic action of growth factors in modulating adult neuronal structure and function (i.e., administration of growth factors to cholinergic somata significantly increases axon density in terminal fields). These findings are relevant to potential clinical uses of growth factors to treat neurological disorders.

Autonomic Straightening after Gravitropic Curvature of Cress Roots1

Few studies have documented the response of gravitropically curved organs to a withdrawal of a constant gravitational stimulus. The effects of stimulus withdrawal on gravitropic curvature were studied by following individual roots of cress (Lepidium sativum L.) through reorientation and clinostat rotation. Roots turned to the horizontal curved down 62° and 88° after 1 and 5 h, respectively. Subsequent rotation on a clinostat for 6 h resulted in root straightening through a loss of gravitropic curvature in older regions and through new growth becoming aligned closer to the prestimulus vertical. However, these roots did not return completely to the prestimulus vertical, indicating the retention of some gravitropic response. Clinostat rotation shifted the mean root angle −36° closer to the prestimulus vertical, regardless of the duration of prior horizontal stimulation. Control roots (no horizontal stimulation) were slanted at various angles after clinostat rotation. These findings indicate that gravitropic curvature is not necessarily permanent, and that the root retains some commitment to its equilibrium orientation prior to gravitropic stimulation.

Reduced sympathetic innervation after alteration of target cell neurotransmitter phenotype in transgenic mice.

Neurotransmitters play a variety of important roles during nervous system development. In the present study, we hypothesized that neurotransmitter phenotype of both projecting and target cells is an important factor for the final synaptic linkage and its specificity. To test this hypothesis, we used transgenic techniques to convert serotonin/melatonin-producing cells of the pineal gland into cells that also produce dopamine and investigated the innervation of the phenotypically altered target cells. This phenotypic alteration markedly reduced the noradrenergic innervation originating from the superior cervical ganglia. Although the mechanism by which the reduction occurs is presently unknown, quantitative enzyme-linked immunoassay showed the presence of the equivalent amounts of nerve growth factor (NGF) in the control and transgenic pineal glands, suggesting that it occurred in a NGF-independent manner. The results suggest that target neurotransmitter phenotype influences the formation of afferent connections during development.

Pleasant sweeping grooming touch in rhesus monkey: effects on autonomic nervous system and its codification in posterior insular and secondary somatosensory cortex

Il tatto assume un'importanza fondamentale nella vita quotidiana, in quanto ci permette di discriminare le caratteristiche fisiche di un oggetto specifico, di identificarlo e di eventualmente integrare le suddette informazioni tattili con informazioni provenienti da altri canali sensoriali. Questa è la componente sensoriale-discriminativa del tatto. Tuttavia quotidianamente il tatto assume un ruolo fondamentale durante le diverse interazioni sociali, positive, come quando abbracciamo o accarezziamo una persona con cui abbiamo un rapporto affettivo e negative, per esempio quando allontaniamo una persona estranea dal nostro spazio peri-personale. Questa componente è la cosiddetta dimensione affettiva-motivazionale, la quale determina la codifica della valenza emotiva che l'interazione assume. Questa componente ci permette di creare, mantenere o distruggere i legami sociali in relazione al significato che il tocco assume durante l'interazione. Se per esempio riceviamo una carezza da un familiare, questa verrà percepita come piacevole e assumerà un significato affiliativo. Questo tipo di tocco è comunente definito come Tocco Sociale (Social Touch). Gli aspetti discriminativi del tatto sono stati ben caratterizzati, in quanto storicamente, il ruolo del tatto è stato considerato quello di discriminare le caratteristiche di ciò che viene toccato, mentre gli aspetti affettivi sono stati solo recentemente indagati considerando la loro importanza nelle interazioni sociali. Il tocco statico responsabile dell'aspetto discriminante attiva a livello della pelle le grandi fibre mieliniche (Aβ), modulando a livello del sistema nervoso centrale le cortecce sensoriali, sia primarie che secondarie. Questo permette la codifica a livello del sistema nervoso centrale delle caratteristiche fisiche oggettive degli oggetti toccati. Studi riguardanti le caratteristiche del tocco affiliativo sociale hanno messo in evidenza che suddetta stimolazione tattile 1) è un particolare tocco dinamico che avviene sul lato peloso delle pelle con una velocità di 1-10 cm/sec; 2) attiva le fibre amieliniche (fibre CT o C-LTMRs); 3) induce positivi effetti autonomici, ad esempio la diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca; e 4) determina la modulazione di regioni cerebrali coinvolte nella codifica del significato affiliativo dello stimolo sensoriale periferico, in particolare la corteccia insulare. Il senso del tatto, con le sue due dimensioni discriminativa e affiliativa, è quotidianamente usato non solo negli esseri umani, ma anche tra i primati non umani. Infatti, tutti i primati non umani utilizzano la componente discriminativa del tatto per identificare gli oggetti e il cibo e l'aspetto emotivo durante le interazioni sociali, sia negative come durante un combattimento, che positive, come durante i comportamenti affiliativi tra cui il grooming. I meccanismi di codifica della componente discriminativa dei primati non umani sono simili a quelli umani. Tuttavia, si conosce ben poco dei meccanismi alla base della codifica del tocco piacevole affiliativo. Pur essendo ben noto che i meccanorecettori amilienici C-LTMRs sono presenti anche sul lato peloso della pelle dei primati non umani, attualmente non ci sono studi riguardanti la correlazione tra il tocco piacevole e la loro modulazione, come invece è stato ampiamente dimostrato nell'uomo. Recentemente è stato ipotizzato (Dunbar, 2010) il ruolo delle fibre C-LTMRs durante il grooming, in particolare durante il cosiddetto swepping. Il grooming è costituito da due azioni motorie, lo sweeping e il picking che vengono eseguite in modo ritmico. Durante lo sweeping la scimmia agente muove il pelo della scimmia ricevente con un movimento a mano aperta, per poter vedere il preciso punto della pelle dove eseguire il picking, ovvero dove prendere la pelle a livello della radice del pelo con le unghie dell'indice e del pollice e tirare per rimuovere parassiti o uova di parassiti e ciò che è rimasto incastrato nel pelo. Oltre il noto ruolo igenico, il grooming sembra avere anche una importante funzione sociale affiliativa. Come la carezza nella società umana, cosi il grooming tra i primati non umani è considerato un comportamento. Secondo l'ipotesi di Dunbar l'attivazione delle C-LTMRs avverrebbe durante lo sweeping e questo porta a supporre che lo sweeping, come la carezza umana, costituisca una componente affiliativa del grooming, determinando quindi a contribuire alla sua codifica come comportamento sociale. Fino ad ora non vi è però alcuna prova diretta a sostegno di questa ipotesi. In particolare, 1) la velocità cui viene eseguito lo sweeping è compatibile con la velocità di attivazione delle fibre CT nell'uomo e quindi con la velocità tipica della carezza piacevole di carattere sociale affiliativo (1-10 cm/sec)?; 2) lo sweeping induce la stessa modulazione del sistema nervoso autonomo in direzione della modulazione del sistema vagale, come il tocco piacevole nell'uomo, attraverso l'attivazione delle fibre CT?; 3) lo sweeping modula la corteccia insulare, cosi come il tocco piacevole viene codificato come affiliativo nell'uomo mediante le proiezioni delle fibre CT a livello dell'insula posteriore? Lo scopo del presente lavoro è quella di testare l'ipotesi di Dunbar sopra citata, cercando quindi di rispondere alle suddette domande. Le risposte potrebbero consentire di ipotizzare la somiglianza tra lo sweeping, caratteristico del comportamento affiliativo di grooming tra i primati non umani e la carezza. In particolare, abbiamo eseguito 4 studi pilota. Nello Studio 1 abbiamo valutato la velocità con cui viene eseguito lo sweeping tra scimmie Rhesus, mediante una analisi cinematica di video registrati tra un gruppo di scimmie Rhesus. Negli Studi 2 e 3 abbiamo valutato gli effetti sul sistema nervoso autonomo dello sweeping eseguito dallo sperimentatore su una scimmia Rhesus di sesso maschile in una tipica situazione sperimentale. La stimolazione tattile è stata eseguita a diverse velocità, in accordo con i risultati dello Studio 1 e degli studi umani che hanno dimostrato la velocità ottimale e non ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs. In particolare, nello Studio 2 abbiamo misurato la frequenza cardiaca e la variabilità di questa, come indice della modulatione vagale, mentre nello Studio 3 abbiamo valutato gli effetti dello sweeping sul sistema nervoso autonomo in termini di variazioni di temperatura del corpo, nello specifico a livello del muso della scimmia. Infine, nello Studio 4 abbiamo studiato il ruolo della corteccia somatosensoriale secondaria e insulare nella codifica dello sweeping. A questo scopo abbiamo eseguito registrazioni di singoli neuroni mentre la medesima scimmia soggetto sperimentale dello Studio 2 e 3, riceveva lo sweeping a due velocità, una ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs secondo gli studi umani e i risultati dei tre studi sopra citati, ed una non ottimale. I dati preliminari ottenuti, dimostrano che 1) (Studio 1) lo sweeping tra scimmie Rhesus viene eseguito con una velocità media di 9.31 cm/sec, all'interno dell'intervallo di attivazione delle fibre CT nell'uomo; 2) (Studio 2) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina una diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca se eseguito alla velocità di 5 e 10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 1 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina l'aumento della frequenza cardiaca e la diminuzione della variabilità di questa, quindi il decremento dell'attivazione del sistema nervoso parasimpatico; 3) (Studio 3) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina l'aumento della temperatura corporea a livello del muso della scimmia se eseguito alla velocità di 5-10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 5 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina la diminuzione della temperatura del muso; 4) (Studio 4) la corteccia somatosensoriale secondaria e la corteccia insulare posteriore presentano neuroni selettivamente modulati durante lo sweeping eseguito ad una velocità di 5-13 cm/sec ma non neuroni selettivi per la codifica della velocità dello sweeping minore di 5 cm/sec. Questi risultati supportano l'ipotesi di Dunbar relativa al coinvolgimento delle fibre CT durante lo sweeping. Infatti i dati mettono in luce che lo sweeping viene eseguito con una velocità (9.31 cm/sec), simile a quella di attivazione delle fibre CT nell'uomo (1-10 cm/sec), determina gli stessi effetti fisiologici positivi in termini di frequenza cardiaca (diminuzione) e variabilità della frequenza cardiaca (incremento) e la modulazione delle medesime aree a livello del sistema nervoso centrale (in particolare la corteccia insulare). Inoltre, abbiamo dimostrato per la prima volta che suddetta stimolazione tattile determina l'aumento della temperatura del muso della scimmia. Il presente studio rappresenta la prima prova indiretta dell'ipotesi relativa alla modulazione del sistema delle fibre C-LTMRs durante lo sweeping e quindi della codifica della stimolazione tattile piacevole affiliativa a livello del sistema nervoso centrale ed autonomo, nei primati non umani. I dati preliminari qui presentati evidenziano la somiglianza tra il sistema delle fibre CT dell'uomo e del sistema C-LTMRs nei primati non umano, riguardanti il Social Touch. Nonostante ciò abbiamo riscontrato alcune discrepanze tra i risultati da noi ottenuti e quelli invece ottenuti dagli studi umani. La velocità media dello sweeping è di 9.31 cm / sec, rasente il limite superiore dell’intervallo di velocità che attiva le fibre CT nell'uomo. Inoltre, gli effetti autonomici positivi, in termini di battito cardiaco, variabilità della frequenza cardiaca e temperatura a livello del muso, sono stati evidenziati durante lo sweeping eseguito con una velocità di 5 e 10 cm/sec, quindi al limite superiore dell’intervallo ottimale che attiva le fibre CT nell’uomo. Al contrario, lo sweeping eseguito con una velocità inferiore a 5 cm/sec e superiore a 10 cm/sec determina effetti fisiologici negativo. Infine, la corteccia insula sembra essere selettivamente modulata dallo stimolazione eseguita alla velocità di 5-13 cm/sec, ma non 1-5 cm/sec. Quindi, gli studi sul sistema delle fibre CT nell’uomo hanno dimostrato che la velocità ottimale è 1-10 cm/sec, mentre dai nostri risultati la velocità ottimale sembra essere 5-13 cm / sec. Quindi, nonostante l'omologia tra il sistema delle fibre CT nell'umano deputato alla codifica del tocco piacevole affiliativo ed il sistema delle fibre C-LTMRs nei primati non umani, ulteriori studi saranno necessari per definire con maggiore precisione la velocità ottimale di attivazione delle fibre C-LTMR e per dimostrare direttamente la loro attivazione durante lo sweeping, mediante la misurazione diretta della loro modulazione. Studi in questa direzione potranno confermare l'omologia tra lo sweeping in qualità di tocco affiliativo piacevole tra i primati non umani e la carezza tra gli uomini. Infine, il presente studio potrebbe essere un importante punto di partenza per esplorare il meccanismo evolutivo dietro la trasformazione dello sweeping tra primati non umani, azione utilitaria eseguita durante il grooming, a carezza, gesto puramente affiliativo tra gli uomini.

Mitigating Risk For Anxiety Among Preschool-Age Children Living In Poverty: Evaluating The Impact Of Adult-Provided Social Support On Autonomic Stress Reactivity

Poverty increases children's exposure to stress, elevating their risk for developing patterns of heightened sympathetic and parasympathetic stress reactivity. Repeated patterns of high sympathetic activation and parasympathetic withdrawal place children at risk for anxiety disorders. This study evaluated whether providing social support to preschool-age children during mildly stressful situations helps reduce reactivity, and whether this effect partly depends on children's previously assessed baseline reactivity patterns. The Biological Sensitivity to Context (BSC) theory proposes that highly reactive children may be more sensitive than less reactive children to all environmental influences, including social support. In contrast, conventional physiological reactivity (CPR) theory contends that highly reactive children are more vulnerable to the impact of stress but are less receptive to the potential benefits present within their social environments. In this study, baseline autonomic reactivity patterns were measured. Children were then randomly assigned to a high-support or neutral control condition, and the effect of social support on autonomic response patterns was assessed. Results revealed an interaction between baseline reactivity profiles and experimental condition. Children with patterns of high-reactivity reaped more benefits from the social support in the experimental condition than did their less reactive peers. Highly reactive children experienced relatively less reactivity reduction in the neutral condition while experiencing relatively greater reactivity reduction in the support condition. Despite their demonstrated stability over time, reactivity patterns are also quite susceptible to change at this age; therefore understanding how social support ameliorates reactivity will further efforts to avert stable patterns of high-reactivity among children with high levels of stress, ultimately reducing risk for anxiety disorders.

Diencephalon, autonomic and extrapyramidal functions

Mode of access: Internet.

Étude de l'innervation du coeur des vertébrés à l'aide de la méthode de Golgi

Mode of access: Internet.

The autonomic nervous system.

Bibliography: p. 556-676.

The autonomic nervous system.

Mode of access: Internet.

The effects of unconditional stimulus valence and conditioning paradigm on verbal, skeleto-motor, and autonomic indices of human Pavlovian conditioning

The effects of unconditional stimulus (US) valence (aversive electro-tactile stimulus vs. nonaversive imperative stimulus of a RT task) and conditioning paradigm (delay vs. trace) on affective learning as indexed by verbal ratings of conditional stimulus (CS) pleasantness and blink startle modulation and on relational learning as indexed by electrodermal responses were investigated. Affective learning was not affected by the conditioning paradigm; however, electrodermal responses and blink latency shortening indicated delayed learning in the trace procedure. Changes in rated CS pleasantness were found with the aversive US, but not with the non-aversive US. Differential conditioning as indexed by electrodermal responses and startle modulation was found regardless of US valence. The finding of significant differential blink modulation and electrodermal responding in the absence of a change in rated CS pleasantness as a result of conditioning with a non-aversive US was replicated in a second experiment. These results seem to indicate that startle modulation during conditioning is mediated by the arousal level of the anticipated US, rather than by the valence of the CS. (C) 2002 Elsevier Science (USA). All rights reserved.