In vitro antioxidative activity of moss extract, and effect of moss on serum lipid level of mice fed with high-fat diet

Purpose: To evaluate the potential of active compounds derived from moss in the prevention and treatment of various diseases. Methods: Three species of moss were extracted with deionized water at 95 °C, and with 70.5 % ethanol at 85 °C. Analysis of total phenolic contents (TPC) of the extracts were performed by FolinCiocalteu (FC) method. The antioxidant activity of the extracts were determined using three methods, namely, by 2,2\'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic) acid (ABTS), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and ferric reducing antioxidant power (FRAP). In vivo effects were evaluated in mice fed high fat diet (HFD) supplemented with 20 % ground moss. Cholesterol levels in HFD were evaluated by ophthalaldehyde method. Serum triglyceride levels were measured using triglyceride (TG) kit, while blood insulin level and leptin concentration were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kit. Results: The moss extracts exhibited antioxidative effects, as evidenced of . TPC of 47.20 ± 11.20 to 119.87 ± 11.51 mg GAE/mg, respectively. ABTS scavenging activity was 1078.11 ± 18.95 to 2587.33 ± 46.19 μmol Trolox/mg, DPPH scavenging activity of were 42.11 ± 8.22 to 298.78 ± 20.02 μmol Trolox/mg, and FRAP value of 393.19 ± 24.64 to 1070.14 ± 17.92 μmol Trolox/mg, respectively. Mice fed with 20 % ground moss did not show any significant effect (p < 0.05) on visceral weight and blood lipid levels of HFD, while leptin concentrations reduced significantly to 4.74 ± 0.00 and 0.20 ± 0.00 ng/dL) relative to HFD alone (26.72 ± 6.53 ng/dL). Conclusion: Moss can potentially be used as an antioxidative ingredient, for the improvement of overall human health, suggesting that important medical benefits associated with moss consumption. However, further investigations are required to ascertain this.

Surfing the high energy output branch of nonlinear energy harvesters

Hysteresis and multistability are fundamental phenomena of driven nonlinear oscillators, which, however, restrict many applications such as mechanical energy harvesting. We introduce an electrical control mechanism to switch from the low to the high energy output branch of a nonlinear energy harvester by exploiting the strong interplay between its electrical and mechanical degrees of freedom. This method improves the energy conversion efficiency over a wide bandwidth in a frequency-amplitude-varying environment using only a small energy budget. The underlying effect is independent of the device scale and the transduction method and is explained using a modified Duffing oscillator model.

Effects of spin on high-energy radiation from accreting black holes

Observations of jets in X-ray binaries show a correlation between radio power and black hole spin. This correlation, if confirmed, points toward the idea that relativistic jets may be powered by the rotational energy of black holes. In order to examine this further, we perform general relativistic radiative transport calculations on magnetically arrested accretion flows, which are known to produce powerful jets via the Blandfordâ Znajek (BZ) mechanism. We find that the X-ray and γ-ray emission strongly depend on spin and inclination angle. Surprisingly, the high-energy power does not show the same dependence on spin as the BZ jet power, but instead can be understood as a redshift effect. In particular, photons observed perpendicular to the spin axis suffer little net redshift until originating from close to the horizon. Such observers see deeper into the hot, dense, highly magnetized inner disk region. This effect is largest for rapidly rotating black holes due to a combination of frame dragging and decreasing horizon radius. While the X-ray emission is dominated by the near horizon region, the near-infrared (NIR) radiation originates at larger radii. Therefore, the ratio of X-ray to NIR power is an observational signature of black hole spin.

Machine learning as a service for high energy physics (MLaaS4HEP): a service for ML-based data analyses

With the CERN LHC program underway, there has been an acceleration of data growth in the High Energy Physics (HEP) field and the usage of Machine Learning (ML) in HEP will be critical during the HL-LHC program when the data that will be produced will reach the exascale. ML techniques have been successfully used in many areas of HEP nevertheless, the development of a ML project and its implementation for production use is a highly time-consuming task and requires specific skills. Complicating this scenario is the fact that HEP data is stored in ROOT data format, which is mostly unknown outside of the HEP community. The work presented in this thesis is focused on the development of a ML as a Service (MLaaS) solution for HEP, aiming to provide a cloud service that allows HEP users to run ML pipelines via HTTP calls. These pipelines are executed by using the MLaaS4HEP framework, which allows reading data, processing data, and training ML models directly using ROOT files of arbitrary size from local or distributed data sources. Such a solution provides HEP users non-expert in ML with a tool that allows them to apply ML techniques in their analyses in a streamlined manner. Over the years the MLaaS4HEP framework has been developed, validated, and tested and new features have been added. A first MLaaS solution has been developed by automatizing the deployment of a platform equipped with the MLaaS4HEP framework. Then, a service with APIs has been developed, so that a user after being authenticated and authorized can submit MLaaS4HEP workflows producing trained ML models ready for the inference phase. A working prototype of this service is currently running on a virtual machine of INFN-Cloud and is compliant to be added to the INFN Cloud portfolio of services.

Machine learning "as a service" for high energy physics (MLaaS4HEP): evolution of a framework for ML-based physics analyses

The scientific success of the LHC experiments at CERN highly depends on the availability of computing resources which efficiently store, process, and analyse the amount of data collected every year. This is ensured by the Worldwide LHC Computing Grid infrastructure that connect computing centres distributed all over the world with high performance network. LHC has an ambitious experimental program for the coming years, which includes large investments and improvements both for the hardware of the detectors and for the software and computing systems, in order to deal with the huge increase in the event rate expected from the High Luminosity LHC (HL-LHC) phase and consequently with the huge amount of data that will be produced. Since few years the role of Artificial Intelligence has become relevant in the High Energy Physics (HEP) world. Machine Learning (ML) and Deep Learning algorithms have been successfully used in many areas of HEP, like online and offline reconstruction programs, detector simulation, object reconstruction, identification, Monte Carlo generation, and surely they will be crucial in the HL-LHC phase. This thesis aims at contributing to a CMS R&D project, regarding a ML "as a Service" solution for HEP needs (MLaaS4HEP). It consists in a data-service able to perform an entire ML pipeline (in terms of reading data, processing data, training ML models, serving predictions) in a completely model-agnostic fashion, directly using ROOT files of arbitrary size from local or distributed data sources. This framework has been updated adding new features in the data preprocessing phase, allowing more flexibility to the user. Since the MLaaS4HEP framework is experiment agnostic, the ATLAS Higgs Boson ML challenge has been chosen as physics use case, with the aim to test MLaaS4HEP and the contribution done with this work.

Uno studio sulla massima deflessione degli ultra-high-energy cosmic rays da parte dei campi magnetici primordiali

Gli Ultra-High-Energy Cosmic Rays sono dei raggi cosmici-dotati di energia estremamente elevata-che raggiungono la Terra con un bassissimo rateo e dei quali abbiamo pochi dati a riguardo; le incertezze riguardano la loro composizione, la loro sorgente, i metodi di accelerazione e le caratteristiche dei campi magnetici che li deviano durante il loro cammino. L’obiettivo di questo studio è determinare quali modelli di campo magnetico possano descrivere correttamente la propagazione degli UHECRs, andando a fare un confronto con i dati sperimentali a disposizione; infatti, quello che osserviamo è una distribuzione isotropa nel cielo e, di conseguenza, i modelli teorici di propagazione, per poter essere accettati, devono rispecchiare tale comportamento. Sono stati testati nove modelli di campo magnetico tratti da simulazioni cosmologiche, andando a considerare due diverse composizione per i CRs (simil-ferro e simil-protone) e il risultato ha dato delle risposte positive solo per tre di essi. Tali modelli, per cui troviamo accordo, sono caratterizzati da una scala di inomegeneità più ampia rispetto a quella dei modelli scartati, infatti, analizzando il loro spettro di potenza, il maggior contributo è dato da fluttuazioni di campo magnetico su scale di 10 Mpc. Ciò naturalmente, viste anche le poche informazioni riguardo ai campi magnetici intergalattici, ci porta a pensare che campi di questo tipo siano favoriti. Inoltre, per tali modelli, gli esiti sono risultati particolarmente in accordo con i dati sperimentali, considerando CRs con composizione simile al ferro: ciò fa pensare che tale composizione possa essere quella effettiva.

Development of a heterogeneous clustering algorithm for particle shower reconstruction in high energy physics using the SYCL abstraction layer

Nei prossimi anni è atteso un aggiornamento sostanziale di LHC, che prevede di aumentare la luminosità integrata di un fattore 10 rispetto a quella attuale. Tale parametro è proporzionale al numero di collisioni per unità di tempo. Per questo, le risorse computazionali necessarie a tutti i livelli della ricostruzione cresceranno notevolmente. Dunque, la collaborazione CMS ha cominciato già da alcuni anni ad esplorare le possibilità offerte dal calcolo eterogeneo, ovvero la pratica di distribuire la computazione tra CPU e altri acceleratori dedicati, come ad esempio schede grafiche (GPU). Una delle difficoltà di questo approccio è la necessità di scrivere, validare e mantenere codice diverso per ogni dispositivo su cui dovrà essere eseguito. Questa tesi presenta la possibilità di usare SYCL per tradurre codice per la ricostruzione di eventi in modo che sia eseguibile ed efficiente su diversi dispositivi senza modifiche sostanziali. SYCL è un livello di astrazione per il calcolo eterogeneo, che rispetta lo standard ISO C++. Questo studio si concentra sul porting di un algoritmo di clustering dei depositi di energia calorimetrici, CLUE, usando oneAPI, l'implementazione SYCL supportata da Intel. Inizialmente, è stato tradotto l'algoritmo nella sua versione standalone, principalmente per prendere familiarità con SYCL e per la comodità di confronto delle performance con le versioni già esistenti. In questo caso, le prestazioni sono molto simili a quelle di codice CUDA nativo, a parità di hardware. Per validare la fisica, l'algoritmo è stato integrato all'interno di una versione ridotta del framework usato da CMS per la ricostruzione. I risultati fisici sono identici alle altre implementazioni mentre, dal punto di vista delle prestazioni computazionali, in alcuni casi, SYCL produce codice più veloce di altri livelli di astrazione adottati da CMS, presentandosi dunque come una possibilità interessante per il futuro del calcolo eterogeneo nella fisica delle alte energie.

Nutrient digestibility, but not mineral absorption, is age-dependent in cats

Availability of nutrients is influenced by extremes of age, and a better characterization of this influence is necessary for appropriate development of foods and nutritional management throughout life stages of cats. This study investigated nutrient digestibility, mineral absorption, faeces and urine production in three groups of six young, mature and old cats fed two diets containing different energy densities. Apparent digestibility and mineral absorption were calculated by total collection method and values were tested with ANOVA and regression analysis. A quadratic relationship was detected between age and digestibility of dry matter, organic matter, crude protein, acid-hydrolysed fat and starch in the low-energy diet. Starch digestibility showed the same response in the high-energy diet. Young adult cats had intermediate digestibility, mature cats the highest and old cats the lowest. Mineral absorption (calcium, phosphorus, magnesium, sodium, potassium and chloride) and urinary pH were not different among groups. These findings confirm previous studies that found low digestibility of nutrients in some old cats, and support evidence that this trend is even more important in less digestible dry foods. on the contrary, data suggest that mineral formulations do not need to be varied in diets for adult cats of different ages.

Influência do Nível de Energia da Dieta sobre a Expressão Hepática de Hsp70-kDa em Frangos Submetidos ao Estresse Calórico Agudo

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de pesquisar o efeito da energia da dieta sobre a temperatura do cólon e concentração de proteína de choque térmico (Hsp70) de frangos à temperatura ambiente, bem como durante o estresse calórico agudo. Os frangos foram criados até 51 dias de idade e alimentados com dietas contendo nível de energia alto (13.186 kJ EM/kg) ou baixo (12.139 kJ EM/kg). No 21º e 51º dias de idade, a temperatura do cólon foi medida e amostras de fígado foram obtidas para quantificação da Hsp70 através da análise por Western Blotting.. Nessas mesmas idades, a resposta das aves ao estresse calórico agudo (37º C/5 h) foi avaliada (temperatura colón e Hsp70 no fígado). Os resultados mostraram que aos 21 dias de idade, à temperatura ambiente, a temperatura do cólon e a concentração de Hsp70 hepática não foram afetadas pela energia da dieta, mas, aos 51 dias de idade, os frangos alimentados com baixos teores de energia apresentaram menores concentrações de Hsp70 no fígado. As respostas ao estresse calórico agudo mostraram que as aves alimentadas com dietas de alta energia tiveram menor incremento na temperatura do cólon, bem como no conteúdo de Hsp70 hepático. Os resultados desse estudo sugerem que a síntese de Hsp70 no fígado pode ser afetada pela energia da dieta e que frangos alimentados com altos níveis de energia podem ter a termotolerância alterada em condições de estresse agudo pelo calor.

Alterações bioquímicas e hepáticas em ratos submetidos à uma dieta hiperlipídica/hiperenergética

OBJETIVO: O presente estudo teve como objetivo analisar as alterações bioquímicas hepáticas decorrentes da administração de uma dieta hiperlipídica/hiperenergética em ratos. MÉTODOS: Foram utilizados 20 ratos (Wistar) com 90 dias de idade divididos em dois grupos, grupo-controle constituída por ratos eutróficos alimentados com dieta comercial para roedores e grupo-dieta constituída por ratos submetidos a uma dieta hiperlipídica/hiperenergética semi purificada feita com 35% de gordura sendo 31% de origem animal a qual possui 39% de gordura saturada e 4% de origem vegetal (óleo de soja). Os animais do grupo-controle foram mantidos com dieta comercial Purina® e o grupo-dieta com uma dieta hiperlipídica/hiperenergética constituída por 35% de gordura. Após 60 dias de administração de uma dieta hiperlipídica/hiperenergética, analisou-se massa corporal, sensibilidade à insulina, concentração sérica de glicose, insulina e ácidos graxos livres e medida do nível de triglicerídeos, lipídeos totais e atividade lipogênica hepática. RESULTADOS: O grupo-dieta apresentou maior massa corporal e resistência à insulina. No sangue não foram encontradas diferenças entre os grupos para os níveis de glicose. Foi evidenciada maior concentração de insulina e de ácidos graxos livres no soro para o grupo-dieta. No fígado o nível de lipídeos totais, triglicerídeos e taxa lipo-gênica foram superiores às do grupo-controle. CONCLUSÃO: Portanto, nossos achados demonstram que dois meses de ingestão de dieta hiperlipídica/hiperenergética por ratos adultos eleva o peso corporal, ácidos graxos livres hepáticos, diminui a sensibilidade à insulina, demostrando sinais típicos de doença hepática gordurosa não-alcoólica.

Expressão gênica no parênquima mamário de novilhas leiteiras

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Simbióticos e ionóforo em dietas para bovinos mestiços Angus: desempenho, características de carcaça e qualidade de carne

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desempenho e qualidade da carne de bovinos cruzados alimentados com diferentes dietas em confinamento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)