Finding Quasi-Optimal Network Topologies for Information Transmission in Active Networks

This work clarifies the relation between network circuit (topology) and behaviour (information transmission and synchronization) in active networks, e.g. neural networks. As an application, we show how one can find network topologies that are able to transmit a large amount of information, possess a large number of communication channels, and are robust under large variations of the network coupling configuration. This theoretical approach is general and does not depend on the particular dynamic of the elements forming the network, since the network topology can be determined by finding a Laplacian matrix (the matrix that describes the connections and the coupling strengths among the elements) whose eigenvalues satisfy some special conditions. To illustrate our ideas and theoretical approaches, we use neural networks of electrically connected chaotic Hindmarsh-Rose neurons.

Automatic Network Fingerprinting through Single-Node Motifs

Complex networks have been characterised by their specific connectivity patterns (network motifs), but their building blocks can also be identified and described by node-motifs-a combination of local network features. One technique to identify single node-motifs has been presented by Costa et al. (L. D. F. Costa, F. A. Rodrigues, C. C. Hilgetag, and M. Kaiser, Europhys. Lett., 87, 1, 2009). Here, we first suggest improvements to the method including how its parameters can be determined automatically. Such automatic routines make high-throughput studies of many networks feasible. Second, the new routines are validated in different network-series. Third, we provide an example of how the method can be used to analyse network time-series. In conclusion, we provide a robust method for systematically discovering and classifying characteristic nodes of a network. In contrast to classical motif analysis, our approach can identify individual components (here: nodes) that are specific to a network. Such special nodes, as hubs before, might be found to play critical roles in real-world networks.

Haplotype distribution of five nuclear genes based on network genealogies and Bayesian inference indicates that Trypanosoma cruzi hybrid strains are polyphyletic

Chagas disease is still a major public health problem in Latin America. Its causative agent, Trypanosoma cruzi, can be typed into three major groups, T. cruzi I, T. cruzi II and hybrids. These groups each have specific genetic characteristics and epidemiological distributions. Several highly virulent strains are found in the hybrid group; their origin is still a matter of debate. The null hypothesis is that the hybrids are of polyphyletic origin, evolving independently from various hybridization events. The alternative hypothesis is that all extant hybrid strains originated from a single hybridization event. We sequenced both alleles of genes encoding EF-1 alpha, actin and SSU rDNA of 26 T. cruzi strains and DHFR-TS and TR of 12 strains. This information was used for network genealogy analysis and Bayesian phylogenies. We found T. cruzi I and T. cruzi II to be monophyletic and that all hybrids had different combinations of T. cruzi I and T. cruzi II haplotypes plus hybrid-specific haplotypes. Bootstrap values (networks) and posterior probabilities (Bayesian phylogenies) of clades supporting the monophyly of hybrids were far below the 95% confidence interval, indicating that the hybrid group is polyphyletic. We hypothesize that T. cruzi I and T. cruzi II are two different species and that the hybrids are extant representatives of independent events of genome hybridization, which sporadically have sufficient fitness to impact on the epidemiology of Chagas disease.

A vaccination game based on public health actions and personal decisions

Susceptible-infective-removed (SIR) models are commonly used for representing the spread of contagious diseases. A SIR model can be described in terms of a probabilistic cellular automaton (PCA), where each individual (corresponding to a cell of the PCA lattice) is connected to others by a random network favoring local contacts. Here, this framework is employed for investigating the consequences of applying vaccine against the propagation of a contagious infection, by considering vaccination as a game, in the sense of game theory. In this game, the players are the government and the susceptible newborns. In order to maximize their own payoffs, the government attempts to reduce the costs for combating the epidemic, and the newborns may be vaccinated only when infective individuals are found in their neighborhoods and/or the government promotes an immunization program. As a consequence of these strategies supported by cost-benefit analysis and perceived risk, numerical simulations show that the disease is not fully eliminated and the government implements quasi-periodic vaccination campaigns. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Who should wear mask against airborne infections? Altering the contact network for controlling the spread of contagious diseases

There are several ways of controlling the propagation of a contagious disease. For instance, to reduce the spreading of an airborne infection, individuals can be encouraged to remain in their homes and/or to wear face masks outside their domiciles. However, when a limited amount of masks is available, who should use them: the susceptible subjects, the infective persons or both populations? Here we employ susceptible-infective-recovered (SIR) models described in terms of ordinary differential equations and probabilistic cellular automata in order to investigate how the deletion of links in the random complex network representing the social contacts among individuals affects the dynamics of a contagious disease. The inspiration for this study comes from recent discussions about the impact of measures usually recommended by health public organizations for preventing the propagation of the swine influenza A (H1N1) virus. Our answer to this question can be valid for other eco-epidemiological systems. (C) 2010 Elsevier BM. All rights reserved.

Evidence for a network transcriptional control of promiscuous gene expression in medullary thymic epithelial cells

The expression of peripheral tissue antigens (PTAs) in the thymus by medullary thymic epithelial cells (mTECs) is essential for the central self-tolerance in the generation of the T cell repertoire. Due to heterogeneity of autoantigen representation, this phenomenon has been termed promiscuous gene expression (PGE), in which the autoimmune regulator (Aire) gene plays a key role as a transcription factor in part of these genes. Here we used a microarray strategy to access PGE in cultured murine CD80(+) 3.10 mTEC line. Hierarchical clustering of the data allowed observation that PTA genes were differentially expressed being possible to found their respective induced or repressed mRNAs. To further investigate the control of PGE, we tested the hypothesis that genes involved in this phenomenon might also be modulated by transcriptional network. We then reconstructed such network based on the microarray expression data, featuring the guanylate cyclase 2d (Gucy2d) gene as a main node. In such condition, we established 167 positive and negative interactions with downstream PTA genes. Silencing Aire by RNA interference, Gucy2d while down regulated established a larger number (355) of interactions with PTA genes. T- and G-boxes corresponding to AIRE protein binding sites located upstream to ATG codon of Gucy2d supports this effect. These findings provide evidence that Aire plays a role in association with Gucy2d, which is connected to Several PTA genes and establishes a cascade-like transcriptional control of promiscuous gene expression in mTEC cells. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

GRIP domain-mediated targeting of two new coiled-coil proteins, GCC88 and GCC185, to subcompartments of the trans-Golgi network

The GRIP domain is a targeting sequence found in a family of coiled-coil peripheral Golgi proteins. Previously we demonstrated that the GRIP domain of p230/golgin245 is specifically recruited to tubulovesicular structures of the traps-Golgi network (TGN). Here we have characterized two novel Golgi proteins with functional GRIP domains, designated GCC88 and GCC185. GCC88 cDNA encodes a protein of 88 kDa, and GCC185 cDNA encodes a protein of 185 kDa. Both molecules are brefeldin A-sensitive peripheral membrane proteins and are predicted to have extensive coiled-coil regions with the GRIP domain at the C terminus. By immunofluorescence and immunoelectron microscopy GCC88 and GCC185, and the GRIP protein golgin97, are all localized to the TGN of Hela cells. Overexpression of full-length GCC88 leads to the formation of large electron dense structures that extend from the traps-Golgi. These de novo structures contain GCC88 and co-stain for the TGN markers syntaxin 6 and TGN38 but not for alpha2,6-sialyltransferase, beta-COP, or cis-Golgi GM130. The formation of these abnormal structures requires the N-terminal domain of GCC88. TGN38, which recycles between the TGN and plasma membrane, was transported into and out of the GCC88 decorated structures. These data introduce two new GRIP domain proteins and implicate a role for GCC88 in the organization of a specific TGN subcompartment involved with membrane transport.

GAIP participates in budding of membrane carriers at the trans-Golgi network

Galpha interacting protein (GAIP) is a regulator of G protein signaling protein that associates dynamically with vesicles and has been implicated in membrane trafficking, although its specific role is not yet known. Using an in vitro budding assay, we show that GAIP is recruited to a specific population of trans-Golgi network-derived vesicles and that these are distinct from coatomer or clathrin-coated vesicles. A truncation mutant (NT-GAIP) encoding only the N-terminal half of GAIP is recruited to trans -Golgi network membranes during the formation of vesicle carriers. Overexpression of NT-GAIP induces the formation of long, coated tubules, which are stabilized by microtubules. Results from the budding assay and from imaging in live cells show that these tubules remain attached to the Golgi stack rather than being released as carrier vesicles. NT-GAIP expression blocks membrane budding and results in the accumulation of tubular carrier intermediates. NT-GAIP-decorated tubules are competent to load vesicular stomatitis virus protein G-green fluorescent protein as post-Golgi, exocytic cargo and in cells expressing NT-GAIP there is reduced surface delivery of vesicular stomatitis virus protein G-green fluorescent protein. We conclude that GAIP functions as an essential part of the membrane budding machinery for a subset of post-Golgi exocytic carriers derived from the trans-Golgi network.

Nos fios de Ariádne : cartografia da relação saúde-trabalho numa escola pública de Vitória-ES

Trata-se de estudo qualitativo abordando as relações entre saúde e trabalho de professores de uma escola da rede pública na cidade de Vitória, capital do estado do Espírito Santo. Seu objetivo foi cartografar as vivências de prazer e sofrimento dos docentes, principalmente as estratégias criadas para defenderem-se das nocividades do ambiente de trabalho e produzirem saúde. Afirma a indissociabilidade entre modos de trabalhar e modos de subjetivar, e constata que a deterioração do sistema público de ensino tem produzido seus efeitos no trabalho do professorado, comprometendo a saúde desses profissionais e gerando, muitas vezes, seu afastamento das funções por meio de licenças médicas ou mesmo abandono da profissão. Procura dar visibilidade às ações que apontam para a recriação do trabalho, mesmo dentro de condições adversas.

“Também queremos falar” : representações socias dos alunos de ensino médio acerca da política de cotas da UFES

Este estudo buscou conhecer as representações sociais de alunos do ensino médio acerca da política afirmativa de cotas da UFES. Ao escolher realizar esta investigação científica, optei trabalhar com a Teoria das Representações Sociais (TRS), justamente por se tratar de uma pesquisa de natureza qualitativa, permitindo compreender melhor esse conjunto de saberes sociais cotidianos, explicações e afirmações que se originam na vida diária desses alunos. Para coleta e análise dos dados elegi trabalhar com grupos focais e análise de conteúdo, por acreditar que se tratam de técnicas mais apropriadas pelo tempo hábil destinado a tal propósito e o caráter exploratório dessa investigação. Foram eleitos como campo de pesquisa três escolas que ofertam o ensino médio no município de Cachoeiro de Itapemirim. Sendo, respectivamente, uma da rede particular, uma estadual e uma federal. Apresentei também de forma introdutória os principais conceitos sistematizados por Serge Moscovici que serviram de coordenadas para a formulação da TRS. Em um segundo momento, faço um debate dialogado sobre as relações raciais no Brasil através de autores que tentaram interpretar a realidade de um país de passado escravista e patriarcal. Como resultado dos diálogos com alunos do ensino médio, percebi que as representações sociais desses estudantes estão ancorados a um conjunto de palavras ligadas a ideia de igualdade, mérito, preconceito pelas avessas, “medida tapa buraco”. Entretanto, alunos favoráveis às políticas de cotas utilizaram muito a palavra igualdade no sentido material da existência (econômico e social). Percebeu-se também diferenças significativas não somente de instituição para instituição, como uma diversidade muito grande de concepções dentro de uma mesma instituição de ensino. Exemplo disso foi encontrado no IFES de Cachoeiro de Itapemirim, onde a visão sobre as cotas do primeiro grupo pertencente à turma de informática se aproximou mais das representações sociais dos alunos da escola particular, enquanto que as concepções do segundo grupo do curso de eletromecânica se conectavam mais com as falas dos alunos de escola pública.

O patrimônio arquitetônico da saúde : discussões sobre a história da arquitetura hospitalar do século XIX

O Patrimônio Cultural da Saúde consiste nos bens materiais e imateriais que expressam o processo da saúde individual e coletiva nas suas dimensões científica, histórica e cultural. Com a inserção do Brasil, através da COC-Fiocruz e do Ministério da Saúde, na Rede Latino-americana de Patrimônio Cultural da Saúde, iniciou-se o incentivo ao estudo da história da medicina e da arquitetura hospitalar, buscando também a proteção e a salvaguarda da memória das edificações hospitalares históricas. O século XIX foi marcado pela construção de várias edificações voltadas para o controle e reclusão dos pobres, essas instituições eram: a Casa de Correção, a Santa Casa da Misericórdia, o Hospício de Pedro II, o Asilo da Mendicidade e as Instituições de acolhimento de Menores. Dessas edificações destacam-se a Santa Casa da Misericórdia, o Hospício de Pedro II e o Asilo da Mendicidade que formam o Patrimônio Arquitetônico da Saúde tombado em nível federal. O Hospital da Santa Casa da Misericórdia foi construído em 1840-1852 sob os modernos preceitos da medicina do século XIX. A edificação até hoje mantém o uso hospitalar e apresenta um estado de conservação bom em seu exterior. Porém as condições internas foram consideradas ruins devido à falta de salubridade e higiene nos ambientes. O Hospital da Santa Casa é um Hospital de Referência, realiza atendimentos ambulatoriais, cirúrgicos e de internação. O Hospício de Pedro II foi criado para atender exclusivamente os alienados do Império. O estilo neoclássico e a monumentalidade da edificação o fizeram ser reconhecido como Palácio dos Loucos. O hospício funcionou até 1944 e quatro anos depois a edificação foi cedida à Universidade do Brasil, que adaptou sua arquitetura ao uso educacional. A edificação apresenta estado de conservação regular, com exceção da área central composta pela Capela que está ruim, devido ao incêndio de 2011. O Palácio dos Loucos tornou-se Palácio Universitário, modificando sua identidade através das mudanças que foram feitas em sua arquitetura. O Asilo da Mendicidade foi criado em 1876 para fechar o pentágono asilar. A edificação panóptica buscava a efetiva observação e controle dos internos. A edificação funcionou como Asilo para mendigos até 1920, quando transformou-se em Hospital de São Francisco de Assis. Posteriormente o hospital seria transferido para a Universidade do Brasil, que funcionou como hospital escola até 1978. O Hospital foi desativado e ficou sem uso por dez anos, quando enfim voltou a funcionar como um estabelecimento destinado aos mais pobres. O conjunto da edificação é o que apresenta o pior estado de conservação, considerado de ruim a péssimo. Comprovou-se com essa pesquisa que o mais importante para a preservação das características arquitetônicas e artísticas do bem é a manutenção do uso, seja ele qual for. Os novos usos devem ser adequados também às características e à capacidade da arquitetura em questão. Através de reformas e planos adequados, os hospitais oitocentistas, que hoje se apresentam como Patrimônio Arquitetônico da Saúde, podem manter um uso similar para o qual foi construído, como uma edificação voltada à promoção da saúde da população.

Mulheres mães vítimas de violência : impactos, vivências e constituição da rede de apoio sócio afetiva

A violência está presente a nível nacional e mundial no cotidiano de muitas famílias e se configura como um fenômeno de múltiplas determinações, podendo estar presente no cenário público e privado. Diante dos diversos tipos de violência presentes no espaço social, encontra-se a violência praticada pelo homem contra sua companheira. O presente estudo, com enfoque qualitativo, objetivou de maneira geral investigar de que forma o Centro de Referência Especializado da Assistência Social – Proteção e Atendimento Especializado a Famílias e Indivíduos (CREAS PAEFI “Adulto”) do município de Colatina, compõe a rede de apoio social e afetiva de mulheres/mães vítimas de violência física e/ou psicológica por parte de seus maridos/companheiros na percepção dos profissionais atuantes no serviço e, também, na percepção das próprias mulheres vítimas de violência usuárias do serviço. Para tanto, participaram da pesquisa 10 mulheres/mães usuárias do CREAS PAEFI “Adulto” do município de Colatina/ES, com faixa etária variando de 34 a 45 anos, que sofreram violência física e/ou psicológica por parte de seus maridos/companheiros e que possuíam pelo menos um filho. Também participaram da pesquisa 6 profissionais, com faixa etária variando de 25 a 38 anos, que faziam parte da equipe técnica do serviço. Os dados foram coletados por meio de entrevistas semi estruturadas realizadas individualmente em sala cedida pelo CREAS PAEFI “Adulto”. Para a organização dos dados utilizou-se a Análise de Conteúdo, sendo estes organizados em eixos temáticos e discutidos com base na Teoria Bioecológica do Desenvolvimento Humano de Urie Bronfenbrenner. Como resultados principais, pode-se notar que as interações estabelecidas entre os profissionais e as mulheres vítimas de violência usuárias do CREAS favoreceram processos proximais que promoveram mudanças positivas nas características pessoais das mulheres e reforçaram as relações que elas possuíam com suas famílias, principalmente com os filhos. Também foi verificado no macrossistema, que os papéis sociais estabelecidos pela sociedade para o homem e para a mulher estavam presentes nos discursos das usuárias do serviço, os quais naturalizavam a mulher como responsável pelos filhos, casa e marido, e o homem como o provedor da casa. A maternidade foi considerada por todas as usuárias como um fator importante em suas vidas e causou mudanças na dinâmica familiar com o companheiro.Verificou-se o comprometimento e envolvimento dos profissionais no atendimento às mulheres que se mostraram interessadas e engajadas com o atendimento e que tinham o objetivo de reconstruir suas vidas. A articulação do CREAS com a rede de atendimento à mulher vítima de violência no município de Colatina foi considerada satisfatória, principalmente levando em consideração o fato de que a cidade é pequena, o que facilita o contato entre os serviços. Algumas mulheres expuseram outras fontes de apoio que atuaram concomitantemente ao CREAS como, os amigos e a religião (Deus). Conclui-se que o CREAS PAEFI foi um serviço integrante da rede de apoio sócio afetiva das mulheres vítimas de violência que participaram do estudo, atuando como um microssistema significativo que favoreceu o desenvolvimento das mulheres frente à situação de violência vivenciada