Emergence of conscious awareness of underlying verbal and visual rules over time in moderate closed-head trauma patients

Please consult the paper edition of this thesis to read. It is available on the 5th Floor of the Library at Call Number: Z 9999.5 E38 L64 2008

Construction of I-Deletion-Correcting Ternary Codes

Finding large deletion correcting codes is an important issue in coding theory. Many researchers have studied this topic over the years. Varshamov and Tenegolts constructed the Varshamov-Tenengolts codes (VT codes) and Levenshtein showed the Varshamov-Tenengolts codes are perfect binary one-deletion correcting codes in 1992. Tenegolts constructed T codes to handle the non-binary cases. However the T codes are neither optimal nor perfect, which means some progress can be established. Latterly, Bours showed that perfect deletion-correcting codes have a close relationship with design theory. By this approach, Wang and Yin constructed perfect 5-deletion correcting codes of length 7 for large alphabet size. For our research, we focus on how to extend or combinatorially construct large codes with longer length, few deletions and small but non-binary alphabet especially ternary. After a brief study, we discovered some properties of T codes and produced some large codes by 3 different ways of extending some existing good codes.

All of My Blood is Red: Contemporary Metis Visual Culture and Identity

This thesis explores notions of contemporary Metis identity through the lens of visual culture, as articulated in the works of three visual artists of Metis ancestry. I discuss the complexities of being Metis with reference to specific art works by Christi Belcourt, David Garneau and Rosalie Favell. In addition to a visual culture analysis of these three Metis artists, I supplement my discussion of Metis identity with a selection of autoethnographic explorations of my identity as a Metis woman through out this thesis. The self-reflexive aspect of this work documents the ways in which my understanding of myself as a Metis woman have been deepened and reworked in the process of conducting this research, while also offering an expanded conception of contemporary Metis culture. I present this work as an important point of departure for giving a greater presence to contemporary Metis visual culture across Canada:

Cholinergic enhancement of perceptual learning : behavioral, physiological, and neuro-pharmacological study in the rat primary visual cortex

Les cortices sensoriels sont des régions cérébrales essentielles pour la perception. En particulier, le cortex visuel traite l’information visuelle en provenance de la rétine qui transite par le thalamus. Les neurones sont les unités fonctionnelles qui transforment l'information sensorielle en signaux électriques, la transfèrent vers le cortex et l'intègrent. Les neurones du cortex visuel sont spécialisés et analysent différents aspects des stimuli visuels. La force des connections entre les neurones peut être modulée par la persistance de l'activité pré-synaptique et induit une augmentation ou une diminution du signal post-synaptique à long terme. Ces modifications de la connectivité synaptique peuvent induire la réorganisation de la carte corticale, c’est à dire la représentation de ce stimulus et la puissance de son traitement cortical. Cette réorganisation est connue sous le nom de plasticité corticale. Elle est particulièrement active durant la période de développement, mais elle s’observe aussi chez l’adulte, par exemple durant l’apprentissage. Le neurotransmetteur acétylcholine (ACh) est impliqué dans de nombreuses fonctions cognitives telles que l’apprentissage ou l’attention et il est important pour la plasticité corticale. En particulier, les récepteurs nicotiniques et muscariniques du sous-type M1 et M2 sont les récepteurs cholinergiques impliqués dans l’induction de la plasticité corticale. L’objectif principal de la présente thèse est de déterminer les mécanismes de plasticité corticale induits par la stimulation du système cholinergique au niveau du télencéphale basal et de définir les effets sur l’amélioration de la perception sensorielle. Afin d’induire la plasticité corticale, j’ai jumelé des stimulations visuelles à des injections intracorticales d’agoniste cholinergique (carbachol) ou à une stimulation du télencéphale basal (neurones cholinergiques qui innervent le cortex visuel primaire). J'ai analysé les potentiels évoqués visuels (PEVs) dans le cortex visuel primaire des rats pendant 4 à 8 heures après le couplage. Afin de préciser l’action de l’ACh sur l’activité des PEVs dans V1, j’ai injecté individuellement l’antagoniste des récepteurs muscariniques, nicotiniques, α7 ou NMDA avant l’infusion de carbachol. La stimulation du système cholinergique jumelée avec une stimulation visuelle augmente l’amplitude des PEVs durant plus de 8h. Le blocage des récepteurs muscarinique, nicotinique et NMDA abolit complètement cette amélioration, tandis que l’inhibition des récepteurs α7 a induit une augmentation instantanée des PEVs. Ces résultats suggèrent que l'ACh facilite à long terme la réponse aux stimuli visuels et que cette facilitation implique les récepteurs nicotiniques, muscariniques et une interaction avec les récepteur NMDA dans le cortex visuel. Ces mécanismes sont semblables à la potentiation à long-terme, évènement physiologique lié à l’apprentissage. L’étape suivante était d’évaluer si l’effet de l’amplification cholinergique de l’entrée de l’information visuelle résultait non seulement en une modification de l’activité corticale mais aussi de la perception visuelle. J’ai donc mesuré l’amélioration de l’acuité visuelle de rats adultes éveillés exposés durant 10 minutes par jour pendant deux semaines à un stimulus visuel de type «réseau sinusoïdal» couplé à une stimulation électrique du télencéphale basal. L’acuité visuelle a été mesurée avant et après le couplage des stimulations visuelle et cholinergique à l’aide d’une tâche de discrimination visuelle. L’acuité visuelle du rat pour le stimulus d’entrainement a été augmentée après la période d’entrainement. L’augmentation de l’acuité visuelle n’a pas été observée lorsque la stimulation visuelle seule ou celle du télencéphale basal seul, ni lorsque les fibres cholinergiques ont été lésées avant la stimulation visuelle. Une augmentation à long terme de la réactivité corticale du cortex visuel primaire des neurones pyramidaux et des interneurones GABAergiques a été montrée par l’immunoréactivité au c-Fos. Ainsi, lorsque couplé à un entrainement visuel, le système cholinergique améliore les performances visuelles pour l’orientation et ce probablement par l’optimisation du processus d’attention et de plasticité corticale dans l’aire V1. Afin d’étudier les mécanismes pharmacologiques impliqués dans l’amélioration de la perception visuelle, j’ai comparé les PEVs avant et après le couplage de la stimulation visuelle/cholinergique en présence d’agonistes/antagonistes sélectifs. Les injections intracorticales des différents agents pharmacologiques pendant le couplage ont montré que les récepteurs nicotiniques et M1 muscariniques amplifient la réponse corticale tandis que les récepteurs M2 muscariniques inhibent les neurones GABAergiques induisant un effet excitateur. L’infusion d’antagoniste du GABA corrobore l’hypothèse que le système inhibiteur est essentiel pour induire la plasticité corticale. Ces résultats démontrent que l’entrainement visuel jumelé avec la stimulation cholinergique améliore la plasticité corticale et qu’elle est contrôlée par les récepteurs nicotinique et muscariniques M1 et M2. Mes résultats suggèrent que le système cholinergique est un système neuromodulateur qui peut améliorer la perception sensorielle lors d’un apprentissage perceptuel. Les mécanismes d’amélioration perceptuelle induits par l’acétylcholine sont liés aux processus d’attention, de potentialisation à long-terme et de modulation de la balance d’influx excitateur/inhibiteur. En particulier, le couplage de l’activité cholinergique avec une stimulation visuelle augmente le ratio de signal / bruit et ainsi la détection de cibles. L’augmentation de la concentration cholinergique corticale potentialise l’afférence thalamocorticale, ce qui facilite le traitement d’un nouveau stimulus et diminue la signalisation cortico-corticale minimisant ainsi la modulation latérale. Ceci est contrôlé par différents sous-types de récepteurs cholinergiques situés sur les neurones GABAergiques ou glutamatergiques des différentes couches corticales. La présente thèse montre qu’une stimulation électrique dans le télencéphale basal a un effet similaire à l’infusion d’agoniste cholinergique et qu’un couplage de stimulations visuelle et cholinergique induit la plasticité corticale. Ce jumelage répété de stimulations visuelle/cholinergique augmente la capacité de discrimination visuelle et améliore la perception. Cette amélioration est corrélée à une amplification de l’activité neuronale démontrée par immunocytochimie du c-Fos. L’immunocytochimie montre aussi une différence entre l’activité des neurones glutamatergiques et GABAergiques dans les différentes couches corticales. L’injection pharmacologique pendant la stimulation visuelle/cholinergique suggère que les récepteurs nicotiniques, muscariniques M1 peuvent amplifier la réponse excitatrice tandis que les récepteurs M2 contrôlent l’activation GABAergique. Ainsi, le système cholinergique activé au cours du processus visuel induit des mécanismes de plasticité corticale et peut ainsi améliorer la capacité perceptive. De meilleures connaissances sur ces actions ouvrent la possibilité d’accélérer la restauration des fonctions visuelles lors d’un déficit ou d’amplifier la fonction cognitive.

Visual processing of concentric sine-wave gratings in adolescents and adults

The aim of this study was to compare the contrast visual processing of concentric sinusoidal gratings stimuli between adolescents and adults. The study included 20 volunteers divided into two groups: 10 adolescents aged 13-19 years (M=16.5, SD=1.65) and 10 adults aged 20-26 years (M=21.8, SD=2.04). In order to measure the contrast sensitivity at spatial frequencies of 0.6, 2.5, 5 and 20 degrees of visual angle (cpd), it was used the psychophysical method of two alternative forced choice (2AFC). A One Way ANOVA performance showed a significant difference in the comparison between groups: F [(4, 237)=3.74, p<.05]. The post-hoc Tukey HSD showed a significant difference between the frequencies of 0.6 (p <.05) and 20 cpd (p<.05). Thus, the results showed that the visual perception behaves differently with regard to the sensory mechanisms that render the contrast towards adolescents and adults. These results are useful to better characterize and comprehend human vision development.

Assisted visual servoing by means of structured light

Aquesta tesi tracta sobre la combinació del control visual i la llum estructurada. El control visual clàssic assumeix que elements visuals poden ser fàcilment extrets de les imatges. Això fa que objectes d'aspecte uniforme o poc texturats no es puguin tenir en compte. En aquesta tesi proposem l'ús de la llum estructurada per dotar d'elements visuals als objectes independentment de la seva aparença. En primer lloc, es presenta un ampli estudi de la llum estructurada, el qual ens permet proposar un nou patró codificat que millora els existents. La resta de la tesi es concentra en el posicionament d'un robot dotat d'una càmara respecte diferents objectes, utilitzant la informació proveïda per la projecció de diferents patrons de llum. Dos configuracions han estat estudiades: quan el projector de llum es troba separat del robot, i quan el projector està embarcat en el robot juntament amb la càmara. Les tècniques proposades en la tesi estan avalades per un ampli estudi analític i validades per resultats experimentals.

Visual representations as 'artifacts of knowing'

How does the manipulation of visual representations play a role in the practices of generating, evolving and exchanging knowledge? The role of visual representation in mediating knowledge work is explored in a study of design work of an architectural practice, Edward Cullinan Architects. The intensity of interactions with visual representations in the everyday activities on design projects is immediately striking. Through a discussion of observed design episodes, two ways are articulated in which visual representations act as 'artefacts of knowing'. As communication media they are symbolic representations, rich in meaning, through which ideas are articulated, developed and exchanged. Furthermore, as tangible artefacts they constitute material entities with which to interact and thereby develop knowledge. The communicative and interactive properties of visual representations constitute them as central elements of knowledge work. The paper explores emblematic knowledge practices supported by visual representation and concludes by pinpointing avenues for further research.

Visual practices and the objects of design

Recent interest in material objects - the things of everyday interaction - has led to articulations of their role in the literature on organizational knowledge and learning. What is missing is a sense of how the use of these 'things' is patterned across both industrial settings and time. This research addresses this gap with a particular emphasis on visual materials. Practices are analysed in two contrasting design settings: a capital goods manufacturer and an architectural firm. Materials are observed to be treated both as frozen, and hence unavailable for change; and as fluid, open and dynamic. In each setting temporal patterns of unfreezing and refreezing are associated with the different types of materials used. The research suggests that these differing patterns or rhythms of visual practice are important in the evolution of knowledge and in structuring social relations for delivery. Hence, to improve their performance practitioners should not only consider the types of media they use, but also reflect on the pace and style of their interactions.

Visual enhancement of touch in spatial body representation

Perception of our own bodies is based on integration of visual and tactile inputs, notably by neurons in the brain’s parietal lobes. Here we report a behavioural consequence of this integration process. Simply viewing the arm can speed up reactions to an invisible tactile stimulus on the arm. We observed this visual enhancement effect only when a tactile task required spatial computation within a topographic map of the body surface and the judgements made were close to the limits of performance. This effect of viewing the body surface was absent or reversed in tasks that either did not require a spatial computation or in which judgements were well above performance limits. We consider possible mechanisms by which vision may influence tactile processing.

View-based modelling of human visual navigation errors

View-based and Cartesian representations provide rival accounts of visual navigation in humans, and here we explore possible models for the view-based case. A visual “homing” experiment was undertaken by human participants in immersive virtual reality. The distributions of end-point errors on the ground plane differed significantly in shape and extent depending on visual landmark configuration and relative goal location. A model based on simple visual cues captures important characteristics of these distributions. Augmenting visual features to include 3D elements such as stereo and motion parallax result in a set of models that describe the data accurately, demonstrating the effectiveness of a view-based approach.

Effects of intensity and positional predictability of a visual stimulus on simple reaction time

The influence of visual stimuli intensity on manual reaction time (RT) was investigated under two different attentional settings: high (Experiment 1) and low (Experiment 2) stimulus location predictability. These two experiments were also run under both binocular and monocular viewing conditions. We observed that RT decreased as stimulus intensity increased. It also decreased as the viewing condition was changed from monocular to binocular as well as the location predictability shifted from low to high. A significant interaction was found between stimulus intensity and viewing condition, but no interaction was observed between neither of these factors and location predictability. These findings support the idea that the stimulus intensity effect arises from purely sensory, pre-attentive mechanisms rather than deriving from more efficient attentional capture. (C) 2010 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Estimates of genetic parameters for visual scores and their correlation with production and reproductive traits in Brahman cattle

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

Genetic associations of conformation, finishing precocity and muscling visual scores with mature weight in Nelore cattle

Were estimate (co)variance and genetic associations between conformation, finishing precocity and muscling visual scores measured at weaning (SCW, SFW and SMW, respectively) and yearling (SCY. SFY and SMY, respectively) with mature weight (MW) in Nelore cows, in order to predict the possible changes that inclusion of visual scores in beef cattle selection indices would bring to female mature weight. The data set contained records of 36,757 females, born between 1993 and 2006, belonging to the Jacarezinho cattle raising farm. (Co)variance components were estimated by bivariate animal models using Bayesian inference method through Gibbs sampling, assuming a linear model for MW and a nonlinear (threshold) model for conformation, finishing precocity and muscling visual scores. The first 10,000 rounds were considered as the burn-in period and discarded. The posterior means of direct heritability distributions were: 0.16 +/- 0.02 (SCW); 0.20 +/- 0.02 (SFW); 0.19 +/- 0.02 (SMW); 0.24 +/- 0.02 (SCY); 0.31 +/- 0.02 (SFY); 0.32 +/- 0.02 (SMY) and 0.46 +/- 0.04 (MW). Estimates of genetic correlations between visual scores and MW were positive and moderate, ranging from 0.27 +/- 0.06 to 0.36 +/- 0.04. Visual scores and MW should respond favorably to direct selection. Mature weight can be used in Nelore breeding programs designed to monitor the cows' size. Selection of animals with higher conformation, finishing precocity and muscling scores, especially at yearling, should promote an increase in cows' mature weight. (c) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Postural control in Down syndrome: the use of somatosensory and visual information to attenuate body sway

The purpose of this study was to examine the effects of visual and somatosensory information on body sway in individuals with Down syndrome (DS). Nine adults with DS (19-29 years old) and nine control subjects (CS) (19-29 years old) stood in the upright stance in four experimental conditions: no vision and no touch; vision and no touch; no vision and touch; and vision and touch. In the vision condition, participants looked at a target placed in front of them; in the no vision condition, participants wore a black cotton mask. In the touch condition, participants touched a stationary surface with their right index finger; in the no touch condition, participants kept their arms hanging alongside their bodies. A force plate was used to estimate center of pressure excursion for both anterior-posterior and medial-lateral directions. MANOVA revealed that both the individuals with DS and the control subjects used vision and touch to reduce overall body sway, although individuals with DS still oscillated more than did the CS. These results indicate that adults with DS are able to use sensory information to reduce body sway, and they demonstrate that there is no difference in sensory integration between the individuals with DS and the CS.