Realisierung der IceCube MonteCarlo-Produktion im WLCG und Untersuchung von Auswirkungen meteorologischer Parameter auf die Erzeugung atmosphärischer Myonen

Das am Südpol gelegene Neutrinoteleskop IceCube detektiert hochenergetische Neutrinos über die schwache Wechselwirkung geladener und neutraler Ströme. Die Analyse basiert auf einem Vergleich mit Monte-Carlo-Simulationen, deren Produktion global koordiniert wird. In Mainz ist es erstmalig gelungen, Simulationen innerhalb der Architektur des Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) zu realisieren, was die Möglichkeit eröffnet, Monte-Carlo-Berechnungen auch auf andere deutsche Rechnerfarmen (CEs) mit IceCube-Berechtigung zu verteilen. Atmosphärische Myonen werden mit einer Rate von über 1000 Ereignissen pro Sekunde aufgezeichnet. Eine korrekte Interpretation dieses dominanten Signals, welches um einen Faktor von 10^6 reduziert werden muss um das eigentliche Neutrinosignal zu extrahieren, ist deswegen von großer Bedeutung. Eigene Simulationen mit der Software-Umgebung CORSIKA wurden durchgeführt um die von Energie und Einfallswinkel abhängige Entstehungshöhe atmosphärischer Myonen zu bestimmen. IceCube Myonraten wurden mit Wetterdaten des European Centre for Medium-Range Weather Forcasts (ECMWF) verglichen und Korrelationen zwischen jahreszeitlichen sowie kurzzeitigen Schwankungen der Atmosphärentemperatur und Myonraten konnten nachgewiesen werden. Zudem wurde eine Suche nach periodischen Effekten in der Atmosphäre, verursacht durch z.B. meteorologische Schwerewellen, mit Hilfe einer Fourieranalyse anhand der IceCube-Daten durchgeführt. Bislang konnte kein signifikanter Nachweis zur Existenz von Schwerewellen am Südpol erbracht werden.

Analisi delle preferenze per le diverse categorie di pomodoro trasformato nel food service

Il pomodoro è una delle colture principali del panorama agro-alimentare italiano e rappresenta un ingrediente base della tradizione culinaria nazionale. Il pomodoro lavorato dall’industria conserviera può essere trasformato in diverse tipologie merceologiche, che si differenziano in base alla tecniche di lavorazione impiegate ed alle caratteristiche del prodotto finito. la percentuale di spesa totale destinata all’acquisto di cibo fuori casa è in aumento a livello globale e l’interesse dell’industria alimentare nei confronti di questo canale di vendita è quindi crescente. Mentre sono numerose le indagine in letteratura che studiano i processi di acquisto dei consumatori finali, non ci sono evidenze di studi simili condotti sugli operatori del Food Service. Obiettivo principale della ricerca è quello di valutare le preferenze dei responsabili acquisti del settore Food Service per diverse tipologie di pomodoro trasformato, in relazione ad una gamma di attributi rilevanti del prodotto e di caratteristiche del cliente. La raccolta dei dati è avvenuta attraverso un esperimento di scelta ipotetico realizzato in Italia e alcuni mercati esteri. Dai risultati ottenuti dall’indagine emerge che i Pelati sono la categoria di pomodoro trasformato preferita dai responsabili degli acquisti del settore Food Service intervistati, con il 35% delle preferenze dichiarate nell'insieme dei contesti di scelta proposti, seguita dalla Polpa (25%), dalla Passata (20%) e dal Concentrato (15%). Dai risultati ottenuti dalla stima del modello econometrico Logit a parametri randomizzati è emerso che alcuni attributi qualitativi di fiducia (credence), spesso impiegati nelle strategie di differenziazione e posizionamento da parte dell’industria alimentare nel mercato Retail, possono rivestire un ruolo importante anche nell’influenzare le preferenze degli operatori del Food Service. Questo potrebbe quindi essere un interessante filone di ricerca da sviluppare nel futuro, possibilmente con l'impiego congiunto di metodologie di analisi basate su esperimenti di scelta ipotetici e non ipotetici.

Vulnerability and robustness indices against blackouts in power grids

In this dissertation some novel indices for vulnerability and robustness assessment of power grids are presented. Such indices are mainly defined from the structure of transmission power grids, and with the aim of Blackout (BO) prevention and mitigation. Numerical experiments showing how they could be used alone or in coordination with pre-existing ones to reduce the effects of BOs are discussed. These indices are introduced inside 3 different sujects: The first subject is for taking a look into economical aspects of grids’ operation and their effects in BO propagation. Basically, simulations support that: the determination to operate the grid in the most profitable way could produce an increase in the size or frequency of BOs. Conversely, some uneconomical ways of supplying energy are shown to be less affected by BO phenomena. In the second subject new topological indices are devised to address the question of "which are the best buses to place distributed generation?". The combined use of two indices, is shown as a promising alternative for extracting grid’s significant features regarding robustness against BOs and distributed generation. For this purpose, a new index based on outage shift factors is used along with a previously defined electric centrality index. The third subject is on Static Robustness Analysis of electric networks, from a purely structural point of view. A pair of existing topological indices, (namely degree index and clustering coefficient), are combined to show how degradation of the network structure can be accelerated. Blackout simulations were carried out using the DC Power Flow Method and models of transmission networks from the USA and Europe.

Prozessanalytische Technologien "PAT" zur Optimierung von Wirbelschichtgranulationsprozessen

In der Herstellung fester Darreichungsformen umfasst die Granulierung einen komplexen Teilprozess mit hoher Relevanz für die Qualität des pharmazeutischen Produktes. Die Wirbelschichtgranulierung ist ein spezielles Granulierverfahren, welches die Teilprozesse Mischen, Agglomerieren und Trocknen in einem Gerät vereint. Durch die Kombination mehrerer Prozessstufen unterliegt gerade dieses Verfahren besonderen Anforderungen an ein umfassendes Prozessverständnis. Durch die konsequente Verfolgung des PAT- Ansatzes, welcher im Jahre 2004 durch die amerikanische Zulassungsbehörde (FDA) als Guideline veröffentlicht wurde, wurde der Grundstein für eine kontinuierliche Prozessverbesserung durch erhöhtes Prozessverständnis, für Qualitätserhöhung und Kostenreduktion gegeben. Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Optimierung der Wirbelschicht-Granulationsprozesse von zwei prozesssensiblen Arzneistoffformulierungen, unter Verwendung von PAT. rnFür die Enalapril- Formulierung, einer niedrig dosierten und hochaktiven Arzneistoffrezeptur, wurde herausgefunden, dass durch eine feinere Zerstäubung der Granulierflüssigkeit deutlich größere Granulatkörnchen erhalten werden. Eine Erhöhung der MassRatio verringert die Tröpfchengröße, dies führt zu größeren Granulaten. Sollen Enalapril- Granulate mit einem gewünschten D50-Kornverteilung zwischen 100 und 140 um hergestellt werden, dann muss die MassRatio auf hohem Niveau eingestellt werden. Sollen Enalapril- Granulate mit einem D50- Wert zwischen 80 und 120µm erhalten werden, so muss die MassRatio auf niedrigem Niveau eingestellt sein. Anhand der durchgeführten Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die MassRatio ein wichtiger Parameter ist und zur Steuerung der Partikelgröße der Enalapril- Granulate eingesetzt werden kann; unter der Voraussetzung dass alle anderen Prozessparameter konstant gehalten werden.rnDie Betrachtung der Schnittmengenplots gibt die Möglichkeit geeignete Einstellungen der Prozessparameter bzw. Einflussgrößen zu bestimmen, welche dann zu den gewünschten Granulat- und Tabletteneigenschaften führen. Anhand der Lage und der Größe der Schnittmenge können die Grenzen der Prozessparameter zur Herstellung der Enalapril- Granulate bestimmt werden. Werden die Grenzen bzw. der „Design Space“ der Prozessparameter eingehalten, kann eine hochwertige Produktqualität garantiert werden. rnUm qualitativ hochwertige Enalapril Tabletten mit der gewählten Formulierung herzustellen, sollte die Enalapril- Granulation mit folgenden Prozessparametern durchgeführt werden: niedrige Sprührate, hoher MassRatio, einer Zulufttemperatur von mindestens > 50 °C und einer effektiven Zuluftmenge < 180 Nm³/h. Wird hingegen eine Sprührate von 45 g/min und eine mittlere MassRatio von 4.54 eingestellt, so muss die effektive Zuluftmenge mindestens 200 Nm³/h und die Zulufttemperatur mindestens 60 °C betragen, um eine vorhersagbar hohe Tablettenqualität zu erhalten. Qualität wird in das Arzneimittel bereits während der Herstellung implementiert, indem die Prozessparameter bei der Enalapril- Granulierung innerhalb des „Design Space“ gehalten werden.rnFür die Metformin- Formulierung, einer hoch dosierten aber wenig aktiven Arzneistoffrezeptur wurde herausgefunden, dass sich der Wachstumsmechanismus des Feinanteils der Metformin- Granulate von dem Wachstumsmechanismus der D50- und D90- Kornverteilung unterscheidet. Der Wachstumsmechanismus der Granulate ist abhängig von der Partikelbenetzung durch die versprühten Flüssigkeitströpfchen und vom Größenverhältnis von Partikel zu Sprühtröpfchen. Der Einfluss der MassRatio ist für die D10- Kornverteilung der Granulate vernachlässigbar klein. rnMit Hilfe der Störgrößen- Untersuchungen konnte eine Regeleffizienz der Prozessparameter für eine niedrig dosierte (Enalapril)- und eine hoch dosierte (Metformin) Arzneistoffformulierung erarbeitet werden, wodurch eine weitgehende Automatisierung zur Verringerung von Fehlerquellen durch Nachregelung der Störgrößen ermöglicht wird. Es ergibt sich für die gesamte Prozesskette ein in sich geschlossener PAT- Ansatz. Die Prozessparameter Sprührate und Zuluftmenge erwiesen sich als am besten geeignet. Die Nachregelung mit dem Parameter Zulufttemperatur erwies sich als träge. rnFerner wurden in der Arbeit Herstellverfahren für Granulate und Tabletten für zwei prozesssensible Wirkstoffe entwickelt. Die Robustheit der Herstellverfahren gegenüber Störgrößen konnte demonstriert werden, wodurch die Voraussetzungen für eine Echtzeitfreigabe gemäß dem PAT- Gedanken geschaffen sind. Die Kontrolle der Qualität des Produkts findet nicht am Ende der Produktions- Prozesskette statt, sondern die Kontrolle wird bereits während des Prozesses durchgeführt und basiert auf einem besseren Verständnis des Produktes und des Prozesses. Außerdem wurde durch die konsequente Verfolgung des PAT- Ansatzes die Möglichkeit zur kontinuierlichen Prozessverbesserung, zur Qualitätserhöhung und Kostenreduktion gegeben und damit das ganzheitliche Ziel des PAT- Gedankens erreicht und verwirklicht.rn

Rheology of arrested colloids : a parameter study using novel experimental methods

The steadily increasing diversity of colloidal systems demands for new theoretical approaches and a cautious experimental characterization. Here we present a combined rheological and microscopical study of colloids in their arrested state whereas we did not aim for a generalized treatise but rather focused on a few model colloids, liquid crystal based colloidal suspensions and sedimented colloidal films. We laid special emphasis on the understanding of the mutual influence of dominant interaction mechanisms, structural characteristics and the particle properties on the mechanical behavior of the colloid. The application of novel combinations of experimental techniques played an important role in these studies. Beside of piezo-rheometry we employed nanoindentation experiments and associated standardized analysis procedures. These rheometric methods were complemented by real space images using confocal microscopy. The flexibility of the home-made setup allowed for a combination of both techniques and thereby for a simultaneous rheological and three-dimensional structural analysis on a single particle level. Though, the limits of confocal microscopy are not reached by now. We show how hollow and optically anisotropic particles can be utilized to quantify contact forces and rotational motions for individual particles. In future such data can contribute to a better understanding of particle reorganization processes, such as the liquidation of colloidal gels and glasses under shear.

NLGA based Active Control in Aerospace: fault tolerability, disturbance rejection, and parameter estimation

A new control scheme has been presented in this thesis. Based on the NonLinear Geometric Approach, the proposed Active Control System represents a new way to see the reconfigurable controllers for aerospace applications. The presence of the Diagnosis module (providing the estimation of generic signals which, based on the case, can be faults, disturbances or system parameters), mean feature of the depicted Active Control System, is a characteristic shared by three well known control systems: the Active Fault Tolerant Controls, the Indirect Adaptive Controls and the Active Disturbance Rejection Controls. The standard NonLinear Geometric Approach (NLGA) has been accurately investigated and than improved to extend its applicability to more complex models. The standard NLGA procedure has been modified to take account of feasible and estimable sets of unknown signals. Furthermore the application of the Singular Perturbations approximation has led to the solution of Detection and Isolation problems in scenarios too complex to be solved by the standard NLGA. Also the estimation process has been improved, where multiple redundant measuremtent are available, by the introduction of a new algorithm, here called "Least Squares - Sliding Mode". It guarantees optimality, in the sense of the least squares, and finite estimation time, in the sense of the sliding mode. The Active Control System concept has been formalized in two controller: a nonlinear backstepping controller and a nonlinear composite controller. Particularly interesting is the integration, in the controller design, of the estimations coming from the Diagnosis module. Stability proofs are provided for both the control schemes. Finally, different applications in aerospace have been provided to show the applicability and the effectiveness of the proposed NLGA-based Active Control System.

Entwicklung und Charakterisierung eines Drop-on-Demand-Aerosolgenerators für die Probenzuführung kleinster Flüssigkeitsmengen in der analytischen Atomspektroskopie

Die pneumatische Zerstäubung ist die häufigste Methode der Probenzuführung von Flüssigkeiten in der Plasmaspektrometrie. Trotz der bekannten Limitierungen dieser Systeme, wie die hohen Probenverluste, finden diese Zerstäuber aufgrund ihrer guten Robustheit eine breite Anwendung. Die flussratenabhängige Aerosolcharakteristik und pumpenbasierte Signalschwankungen limitieren bisher Weiterentwicklungen. Diese Probleme werden umso gravierender, je weiter die notwendige Miniaturisierung dieser Systeme fortschreitet. Der neuartige Ansatz dieser Arbeit basiert auf dem Einsatz modifizierter Inkjet-Druckerpatronen für die Dosierung von pL-Tropfen. Ein selbst entwickelter Mikrokontroller ermöglicht den Betrieb von matrixkodierten Patronen des Typs HP45 mit vollem Zugriff auf alle essentiellen Betriebsparameter. Durch die neuartige Aerosoltransportkammer gelang die effiziente Kopplung des Tropfenerzeugungssystems an ein ICP-MS. Das so aufgebaute drop-on-demand-System (DOD) zeigt im Vergleich zu herkömmlichen und miniaturisierten Zerstäubern eine deutlich gesteigerte Empfindlichkeit (8 - 18x, elementabhängig) bei leicht erhöhtem, aber im Grunde vergleichbarem Signalrauschen. Darüber hinaus ist die Flexibilität durch die große Zahl an Freiheitsgraden des Systems überragend. So ist die Flussrate über einen großen Bereich variabel (5 nL - 12,5 µL min-1), ohne dabei die primäre Aerosolcharakteristik zu beeinflussen, welche vom Nutzer durch Wahl der elektrischen Parameter bestimmt wird. Das entwickelte Probenzuführungssystem ist verglichen mit dem pneumatischen Referenzsystem weniger anfällig gegenüber Matrixeffekten beim Einsatz von realen Proben mit hohen Anteilen gelöster Substanzen. So gelingt die richtige Quantifizierung von fünf Metallen im Spurenkonzentrationsbereich (Li, Sr, Mo, Sb und Cs) in nur 12 µL Urin-Referenzmaterial mittels externer Kalibrierung ohne Matrixanpassung. Wohingegen beim pneumatischen Referenzsystem die aufwändigere Standardadditionsmethode sowie über 250 µL Probenvolumen für eine akkurate Bestimmung der Analyten nötig sind. Darüber hinaus wird basierend auf der Dosierfrequenz eines dualen DOD-Systems eine neuartige Kalibrierstrategie vorgestellt. Bei diesem Ansatz werden nur eine Standard- und eine Blindlösung anstelle einer Reihe unterschiedlich konzentrierter Standards benötigt, um eine lineare Kalibrierfunktion zu erzeugen. Zusätzlich wurde mittels selbst entwickelter, zeitlich aufgelöster ICP-MS umfangreiche Rauschspektren aufgenommen. Aus diesen gelang die Ermittlung der Ursache des erhöhten Signalrauschens des DOD, welches maßgeblich durch das zeitlich nicht äquidistante Eintreffen der Tropfen am Detektor verursacht wird. Diese Messtechnik erlaubt auch die Detektion einzeln zugeführter Tropfen, wodurch ein Vergleich der Volumenverteilung der mittels ICP-MS detektierten, gegenüber den generierten und auf optischem Wege charakterisierten Tropfen möglich wurde. Dieses Werkzeug ist für diagnostische Untersuchungen äußerst hilfreich. So konnte aus diesen Studien neben der Aufklärung von Aerosoltransportprozessen die Transporteffizienz des DOD ermittelt werden, welche bis zu 94 Vol.-% beträgt.

Intracranial pressure pulse amplitude during changes in head elevation: a new parameter for determining optimum cerebral perfusion pressure?

During short-term postural changes, the factors determining the amplitude of intracranial pulse pressure (ICPPA) remain constant, except for cerebrovascular resistance (CVR). Therefore, it may be possible to draw conclusions from the ICPPA onto the cerebrovascular resistance (CVR) and thus the relative change in cerebral perfusion pressure (CPP).

Intratumoral budding as a potential parameter of tumor progression in mismatch repair-proficient and mismatch repair-deficient colorectal cancer patients

In colorectal cancer, tumor budding at the invasive front (peritumoral budding) is an established prognostic parameter and decreased in mismatch repair-deficient tumors. In contrast, the clinical relevance of tumor budding within the tumor center (intratumoral budding) is not yet known. The aim of the study was to determine the correlation of intratumoral budding with peritumoral budding and mismatch repair status and the prognostic impact of intratumoral budding using 2 independent patient cohorts. Following pancytokeratin staining of whole-tissue sections and multiple-punch tissue microarrays, 2 independent cohorts (group 1: n = 289; group 2: n = 222) with known mismatch repair status were investigated for intratumoral budding and peritumoral budding. In group 1, intratumoral budding was strongly correlated to peritumoral budding (r = 0.64; P < .001) and less frequent in mismatch repair-deficient versus mismatch repair-proficient cases (P = .177). Sensitivity and specificity for lymph node positivity were 72.7% and 72.1%. In mismatch repair-proficient cancers, high-grade intratumoral budding was associated with right-sided location (P = .024), advanced T stage (P = .001) and N stage pN (P < .001), vascular invasion (P = .041), infiltrating tumor margin (P = .003), and shorter survival time (P = .014). In mismatch repair-deficient cancers, high intratumoral budding was linked to higher tumor grade (P = .004), vascular invasion (P = .009), infiltrating tumor margin (P = .005), and more unfavorable survival time (P = .09). These associations were confirmed in group 2. High-grade intratumoral budding was a poor prognostic factor in univariate (P < .001) and multivariable analyses (P = .019) adjusting for T stage, N stage distant metastasis, and adjuvant therapy. These preliminary results on 511 patients show that intratumoral budding is an independent prognostic factor, supporting the future investigation of intratumoral budding in larger series of both preoperative and postoperative rectal and colon cancer specimens.

Planetary Gear Modal Vibration Experiments and Correlation against Lumped-Parameter and Finite Element Models

Experimental modal analysis techniques are applied to characterize the planar dynamic behavior of two spur planetary gears. Rotational and translational vibrations of the sun gear, carrier, and planet gears are measured. Experimentally obtained natural frequencies, mode shapes, and dynamic response are compared to the results from lumped-parameter and finite element models. Two qualitatively different classes of mode shapes in distinct frequency ranges are observed in the experiments and confirmed by the lumped-parameter model, which considers the accessory shafts and fixtures in the system to capture all of the natural frequencies and modes. The finite element model estimates the high-frequency modes that have significant tooth mesh deflection without considering the shafts and fixtures. The lumped-parameter and finite element models accurately predict the natural frequencies and modal properties established by experimentation. Rotational, translational, and planet mode types presented in published mathematical studies are confirmed experimentally. The number and types of modes in the low-frequency and high-frequency bands depend on the degrees of freedom in the central members and planet gears, respectively. The accuracy of natural frequency prediction is improved when the planet bearings have differing stiffnesses in the tangential and radial directions, consistent with the bearing load direction. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Tumour budding: a promising parameter in colorectal cancer

In 2011, the Tumour Node Metastasis (TNM) staging system still remains the gold standard for stratifying colorectal cancer (CRC) patients into prognostic subgroups, and is considered a solid basis for treatment management. Nevertheless, there is still a challenge with regard to therapeutic strategy; stage II patients are not typically selected for postoperative adjuvant chemotherapy, although some stage II patients have a comparable outcome to stage III patients who, themselves do receive such treatment. Consequently, there has been an inundation of 'prognostic biomarker' studies aiming to improve the prognostic stratification power of the TNM staging system. Most proposed biomarkers are not implemented because of lack of reproducibility, validation and standardisation. This problem can be partially resolved by following the REMARK guidelines. In search of novel prognostic factors for patients with CRC, one might glance at a table in the book entitled 'Prognostic Factors in Cancer' published by the International Union against Cancer (UICC) in 2006, in which TNM stage, L and V classifications are considered 'essential' prognostic factors, whereas tumour grade, perineural invasion, tumour budding and tumour-border configuration among others are proposed as 'additional' prognostic factors. Histopathology reports normally include the 'essential' features and are accompanied by tumour grade, histological subtype and information on perineural invasion, but interestingly, the tumour-border configuration (i.e., growth pattern) and especially tumour budding are rarely reported. Although scoring systems such as the 'BRE' in breast and 'Gleason' in prostate cancer are solidly based on histomorphological features and used in daily practice, no such additional scoring system to complement TNM staging is available for CRC. Regardless of differences in study design and methods for tumour-budding assessment, the prognostic power of tumour budding has been confirmed by dozens of study groups worldwide, suggesting that tumour budding may be a valuable candidate for inclusion into a future prognostic scoring system for CRC. This mini-review therefore attempts to present a short and concise overview on tumour budding, including morphological, molecular and prognostic aspects underlining its inter-disciplinary relevance.

Development of a morphometric magnetic resonance image parameter suitable for distinguishing between normal dogs and dogs with cerebellar atrophy

Neurodegenerative diseases affect the cerebellum of numerous dog breeds. Although subjective, magnetic resonance (MR) imaging has been used to detect cerebellar atrophy in these diseases, but there are few data available on the normal size range of the cerebellum relative to other brain regions. The purpose of this study was to determine whether the size of the cerebellum maintains a consistent ratio with other brain regions in different ages and breeds of normal dogs and to define a measurement that can be used to identify cerebellar atrophy on MR images. Images from 52 normal and 13 dogs with cerebellar degenerative diseases were obtained. Volume and mid-sagittal cross-sectional area of the forebrain, brainstem, and cerebellum were calculated for each normal dog and compared between different breeds and ages as absolute and relative values. The ratio of the cerebellum to total brain and of the brainstem to cerebellum mid-sagittal cross-sectional area was compared between normal and affected dogs and the sensitivity and specificity of these ratios at distinguishing normal from affected dogs was calculated. The percentage of the brain occupied by the cerebellum in diverse dog breeds between 1 and 5 years of age was not significantly different, and cerebellar size did not change with increasing age. Using a cut off of 89%, the ratio between the brainstem and cerebellum mid-sagittal cross-sectional area could be used successfully to differentiate affected from unaffected dogs with a sensitivity and specificity of 100%, making this ratio an effective tool for identifying cerebellar atrophy on MR images.

End-tidal CO(2). An important parameter for a correct interpretation in functional brain studies using speech tasks

The aim was to investigate the effect of different speech tasks, i.e. recitation of prose (PR), alliteration (AR) and hexameter (HR) verses and a control task (mental arithmetic (MA) with voicing of the result on end-tidal CO2 (PETCO2), cerebral hemodynamics and oxygenation. CO2 levels in the blood are known to strongly affect cerebral blood flow. Speech changes breathing pattern and may affect CO2 levels. Measurements were performed on 24 healthy adult volunteers during the performance of the 4 tasks. Tissue oxygen saturation (StO2) and absolute concentrations of oxyhemoglobin ([O2Hb]), deoxyhemoglobin ([HHb]) and total hemoglobin ([tHb]) were measured by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) and PETCO2 by a gas analyzer. Statistical analysis was applied to the difference between baseline before the task, 2 recitation and 5 baseline periods after the task. The 2 brain hemispheres and 4 tasks were tested separately. A significant decrease in PETCO2 was found during all 4 tasks with the smallest decrease during the MA task. During the recitation tasks (PR, AR and HR) a statistically significant (p < 0.05) decrease occurred for StO2 during PR and AR in the right prefrontal cortex (PFC) and during AR and HR in the left PFC. [O2Hb] decreased significantly during PR, AR and HR in both hemispheres. [HHb] increased significantly during the AR task in the right PFC. [tHb] decreased significantly during HR in the right PFC and during PR, AR and HR in the left PFC. During the MA task, StO2 increased and [HHb] decreased significantly during the MA task. We conclude that changes in breathing (hyperventilation) during the tasks led to lower CO2 pressure in the blood (hypocapnia), predominantly responsible for the measured changes in cerebral hemodynamics and oxygenation. In conclusion, our findings demonstrate that PETCO2 should be monitored during functional brain studies investigating speech using neuroimaging modalities, such as fNIRS, fMRI to ensure a correct interpretation of changes in hemodynamics and oxygenation.