Nondeterministic gates for photonic single-rail quantum logic

We discuss techniques for producing, manipulating, and measuring qubits encoded optically as vacuum- and single-photon states. We show that a universal set of nondeterministic gates can be constructed using linear optics and photon counting. We investigate the efficacy of a test gate given realistic detector efficiencies.

EphA receptors and ephrin-A ligands exhibit highly regulated spatial and temporal expression patterns in the developing olfactory system

The spatiotemporal expression patterns of the chemorepulsive EphA receptors, EphA4 and EphA7, and three ephrins-A2, A4 and A5, were examined in the developing rat primary olfactory system. Unlike the visual system that has simple and stable gradients of Ephs and ephrins, the olfactory system demonstrates complex spatiotemporal expression patterns of these molecules. Using immunohistochemistry, we demonstrate that expression of these molecules is dynamic and tightly regulated both within and between different cell types. We reveal restricted targeting of these proteins within subcellular compartments of some neurons. EphA4, ephrin-A2 and ephrin-A5 were expressed by primary olfactory axons during the embryonic formation of the olfactory nerve. There were no gradients in expression along the rostrocaudal or ventrodorsal axes in the nasal cavity and olfactory bulb. However, during the early neonatal period, axons expressing different levels of ephrin-A5 sorted out and terminated in a subpopulation of glomeruli that were mosaically dispersed throughout the bulb. The expression of EphA4 and ephrin-A2 was dramatically down-regulated on all axons during the early neonatal period of glomerular formation. The uniform co-expression of receptors and ligands before glomerular formation suggests they play a generic role in axon-axon interactions in the olfactory nerve and nerve fibre layer. In contrast, loss of EphA4 from axons during glomerular formation may facilitate the interaction of ephrin-A5 with Eph receptors on target cells in the bulb. While EphA4, EphA5 and EphA7 are not mosaically expressed by bulbar neurons, other Eph receptors may have expression patterns complementary to the ephrin-A5-positive subpopulation of glomeruli. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Spatial and temporal patterns in Australian wheat yield and their relationship with ENSO

Spatial and temporal variability in wheat production in Australia is dominated by rainfall occurrence. The length of historical production records is inadequate, however, to analyse spatial and temporal patterns conclusively. In this study we used modelling and simulation to identify key spatial patterns in Australian wheat yield, identify groups of years in the historical record in which spatial patterns were similar, and examine association of those wheat yield year groups with indicators of the El Nino Southern Oscillation (ENSO). A simple stress index model was trained on 19 years of Australian Bureau of Statistics shire yield data (1975-93). The model was then used to simulate shire yield from 1901 to 1999 for all wheat-producing shires. Principal components analysis was used to determine the dominating spatial relationships in wheat yield among shires. Six major components of spatial variability were found. Five of these represented near spatially independent zones across the Australian wheatbelt that demonstrated coherent temporal (annual) variability in wheat yield. A second orthogonal component was required to explain the temporal variation in New South Wales. The principal component scores were used to identify high- and low-yielding years in each zone. Year type groupings identified in this way were tested for association with indicators of ENSO. Significant associations were found for all zones in the Australian wheatbelt. Associations were as strong or stronger when ENSO indicators preceding the wheat season (April-May phases of the Southern Oscillation Index) were used rather than indicators based on classification during the wheat season. Although this association suggests an obvious role for seasonal climate forecasting in national wheat crop forecasting, the discriminatory power of the ENSO indicators, although significant, was not strong. By examining the historical years forming the wheat yield analog sets within each zone, it may be possible to identify novel climate system or ocean-atmosphere features that may be causal and, hence, most useful in improving seasonal forecasting schemes.

Temporal and spatial expression of fibroblast growth factor receptor 4 isoforms in murine tissues

Fibroblast growth factor receptors (FGFRs) undergo highly regulated spatial and temporal changes of expression during development. This study describes the use of quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction and immunochemistry to assess the changes in expression of FGFR4 as compared to its FGFR4-17a and -17b isoforms in mouse tissues, from early embryogenesis through to adulthood. Compared to FGFR4, the expression of the isoforms is more restricted at all developmental stages tested. The reverse transcriptase-polymerase chain reaction demonstrated that FGFR4 is expressed in more tissue types than either of its isoforms: it was found predominantly in lung, liver, brain, skeletal muscle and kidney, whereas the FGFR4-17a form was detected in lung and skeletal muscle, and the FGFR4-17b form only in lung, liver, skeletal muscle and kidney. Immunohistochemistry confirmed strong FGFR4-17b expression in the postnatal lung. When combined, the results suggest that FGFR4 variants play important roles particularly in lung and skeletal muscle development.

Spatial and temporal changes in multiple hormone groups during lateral bud release shortly following apex decapitation of chickpea (Cicer arietinum) seedlings

Although the co-ordination of promotive root-sourced cytokinin (CK) and inhibitory shoot apex-sourced auxin (IAA) is central to all current models on lateral bud dormancy release, control by those hormones alone has appeared inadequate in many studies. Thus it was hypothesized that the IAA : CK model is the central control but that it must be considered within the relevant timeframe leading to lateral bud release and against a backdrop of interactions with other hormone groups. Therefore, IAA and a wide survey of cytokinins (CKs), were examined along with abscisic acid (ABA) and polyamines (PAs) in released buds, tissue surrounding buds and xylem sap at 1 and 4 h after apex removal, when lateral buds of chickpea are known to break dormancy. Three potential lateral bud growth inhibitors, IAA, ABA and cis-zeatin 9-riboside (ZR), declined sharply in the released buds and xylem following decapitation. This is in contrast to potential dormancy breaking CKs like trans-ZR and trans-zeantin 9-riboside 5'phosphate (ZRMP), which represented the strongest correlative changes by increasing 3.5-fold in xylem sap and 22-fold in buds. PAs had not changed significantly in buds or other tissues after 4 h, so they were not directly involved in the breaking of bud dormancy. Results from the xylem and surrounding tissues indicated that bud CK increases resulted from a combination synthesis in the bud and selective loading of CK nucleotides into the xylem from the root.

The use of stochastic dynamic programming in optimal landscape reconstruction for metapopulations

A decision theory framework can be a powerful technique to derive optimal management decisions for endangered species. We built a spatially realistic stochastic metapopulation model for the Mount Lofty Ranges Southern Emu-wren (Stipiturus malachurus intermedius), a critically endangered Australian bird. Using diserete-time Markov,chains to describe the dynamics of a metapopulation and stochastic dynamic programming (SDP) to find optimal solutions, we evaluated the following different management decisions: enlarging existing patches, linking patches via corridors, and creating a new patch. This is the first application of SDP to optimal landscape reconstruction and one of the few times that landscape reconstruction dynamics have been integrated with population dynamics. SDP is a powerful tool that has advantages over standard Monte Carlo simulation methods because it can give the exact optimal strategy for every landscape configuration (combination of patch areas and presence of corridors) and pattern of metapopulation occupancy, as well as a trajectory of strategies. It is useful when a sequence of management actions can be performed over a given time horizon, as is the case for many endangered species recovery programs, where only fixed amounts of resources are available in each time step. However, it is generally limited by computational constraints to rather small networks of patches. The model shows that optimal metapopulation, management decisions depend greatly on the current state of the metapopulation,. and there is no strategy that is universally the best. The extinction probability over 30 yr for the optimal state-dependent management actions is 50-80% better than no management, whereas the best fixed state-independent sets of strategies are only 30% better than no management. This highlights the advantages of using a decision theory tool to investigate conservation strategies for metapopulations. It is clear from these results that the sequence of management actions is critical, and this can only be effectively derived from stochastic dynamic programming. The model illustrates the underlying difficulty in determining simple rules of thumb for the sequence of management actions for a metapopulation. This use of a decision theory framework extends the capacity of population viability analysis (PVA) to manage threatened species.

The pyramidal neuron in occipital, temporal and prefrontal cortex of the owl monkey (Aotus trivirgatus): regional specialization in cell structure

Recent studies have revealed marked regional variation in pyramidal cell morphology in primate cortex. In particular, pyramidal cells in human and macaque prefrontal cortex (PFC) are considerably more spinous than those in other cortical regions. PFC pyramidal cells in the New World marmoset monkey, however, are less spinous than those in man and macaques. Taken together, these data suggest that the pyramidal cell has become more branched and more spinous during the evolution of PFC in only some primate lineages. This specialization may be of fundamental importance in determining the cognitive styles of the different species. However, these data are preliminary, with only one New World and two Old World species having been studied. Moreover, the marmoset data were obtained from different cases. In the present study we investigated PFC pyramidal cells in another New World monkey, the owl monkey, to extend the basis for comparison. As in the New World marmoset monkey, prefrontal pyramidal cells in owl monkeys have relatively few spines. These species differences appear to reflect variation in the extent to which PFC circuitry has become specialized during evolution. Highly complex pyramidal cells in PFC appear not to have been a feature of a common prosimian ancestor, but have evolved with the dramatic expansion of PFC in some anthropoid lineages.

Variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo em povoamento de eucalipto

Nos anos mais recentes, observa-se aumento na adoção das técnicas de silvicultura de precisão em florestas plantadas no Brasil. Os plantios de eucalipto ocorrem preferencialmente em áreas com baixa fertilidade de solo e consequentemente baixa produtividade. Logo, para otimizar ao máximo a produção, é necessário saber o quanto essa cultura pode produzir em cada local (sítio). Objetivou-se aplicar uma metodologia que utiliza técnicas de estatística, geoestatística e geoprocessamento, no mapeamento da variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo cultivado com eucalipto, em área de 10,09 ha, situada no sul do estado do Espírito Santo. Os atributos químicos da fertilidade do solo estudados foram: fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), no ano da implantação do povoamento do eucalipto, em 2008, e três anos após, em 2011. O solo foi amostrado em duas profundidades, 0-0,2 m e 0,2-0,4 m, nos 94 pontos de uma malha regular, com extensão de 33 x 33 m. Os dados foram analisados pela estatística descritiva e, em seguida, pela geoestatística, por meio do ajuste de semivariogramas. Diferentes métodos de interpolação foram testados para produzir mapas temáticos mais precisos e facilitar as operações algébricas utilizadas. Com o auxílio de índices quantitativos, realizou-se uma análise geral da fertilidade do solo, por meio da álgebra de mapas. A metodologia utilizada neste estudo possibilitou mapear a variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo. A análise variográfica mostrou que todos os atributos estudados apresentaram-se estruturados espacialmente, exceto para o atributo P, no Ano Zero (camada 0-0,2 m) e no Ano Três (ambas as camadas). Os melhores métodos de interpolação para o mapeamento de cada atributo químico do solo foram identificados com a ajuda gráfica do Diagrama de Taylor. Mereceram destaque, os modelos esférico e exponencial nas interpolações para a maioria dos atributos químicos do solo avaliados. Apesar de a variação espacial e temporal dos atributos estudados apresentar-se, em média, com pequena variação negativa, a metodologia usada mostrou variações positivas na fertilidade do solo em várias partes da área de estudo. Além disso, os resultados demonstram que os efeitos observados são majoritariamente em função da cultura, uma vez que não foram coletadas amostras de solo em locais adubados. A produtividade do sítio florestal apresentou-se com tendências semelhantes às variações ocorridas na fertilidade do solo, exceto para o magnésio, que se mostrou com tendências espaciais para suporte de elevadas produtividades, de até 50 m3 ha-1 ano-1. Além de mostrar claramente as tendências observadas para as variações na fertilidade do solo, a metodologia utilizada confirma um caminho operacional acessível para empresas e produtores florestais para o manejo nutricional em florestas plantadas. O uso dos mapas facilita a mobilização de recursos para melhorar a aplicação de fertilizantes e corretivos necessários.

Displasia fibrosa do osso temporal: relato de dois casos

A displasia fibrosa do osso temporal é uma doença de etiologia ainda controversa, manifestando-se principalmente por estenose progressiva do conduto auditivo externo e pela perda condutiva da audição. Outras manifestações incluem abaulamento na região temporal ou retroauricular, otorréia, otalgia e disacusia sensório-neural. A incidência é maior no sexo masculino e acomete principalmente a raça branca. O exame radiológico característico demonstra um aspecto de "vidro-fosco" homogêneo envolvido por uma concha de tecido cortical denso, embora existam outros padrões radiológicos desta enfermidade. O exame microscópico demonstra um trabeculado ósseo semelhante aos caracteres chineses. Este estudo relata dois casos de displasia fibrosa do osso temporal que se destacam, pois ultrapassaram o osso temporal, acometendo a região zigomática, sendo que no segundo caso houve também comprometimento do osso esfenóide e o pterigóide. Os pacientes foram submetidos à mastoidectomia radical modificada e tiveram boa evolução.

Displasia fibrosa do osso temporal: relato de caso e revisão da literatura

Displasia fibrosa é uma doença caracterizada por progressiva substituição dos elementos normais do osso por tecido fibroso. É uma patologia benigna incomum de etiologia desconhecida. Existem duas categorias primárias da doença: displasia fibrosa monostótica que envolve somente um osso e displasia fibrosa poliostótica acometendo múltiplos ossos. Embora o esqueleto crânio-facial seja sede freqüente da doença, o osso temporal raramente está envolvido. O envolvimento do osso temporal tem como sintoma mais comum a surdez. O diagnóstico é baseado em imagens radiológicas. Quando a displasia fibrosa é acompanhada por sintomas clínicos significantes, o tratamento cirúrgico é recomendado. O acompanhamento clínico do paciente é fundamental para o diagnóstico precoce de recidivas. Neste artigo relatamos um caso de displasia fibrosa do osso temporal e revisão da patologia na literatura.

Osteodistrofias raras do osso temporal

As osteodistrofias do osso temporal podem se manifestar de diversas maneiras, como envolvimento restrito ao osso temporal ou com envolvimento de outros ossos do crânio ou ainda fazerem parte de uma manifestação sistêmica. Consideramos, em nosso trabalho, duas entidades como osteodistofias raras, a osteopetrose e a doença de Camurati-Engelmann, esta última de incidência extremamente rara, com poucos relatos na literatura. Apresentamos dois casos de osteopetrose em sua forma benigna (doença de Albers-Schöenberg), um paciente de 11 anos e outro de 48 anos, ambos do sexo masculino, e um paciente de 28 anos do sexo feminino com a doença de Camurati-Engelmann (displasia diafisária hereditária progressiva), doenças hereditárias autossômicas que apresentam sintomas diversos. A paralisia facial periférica se manifestou em dois dos nossos pacientes. Discutimos alguns aspectos relacionados às manifestações clínicas destas doenças, achados radiológicos, assim como o diagnóstico diferencial e a conduta terapêutica diante de complicações das doenças.

Tratamento radioterápico dos tumores glômicos do osso temporal

O tratamento dos tumores glômicos tem sido motivo de controvérsia desde sua primeira publicação, podendo ser cirúrgico, radioterápico ou apenas expectante. OBJETIVO: O objetivo do estudo foi avaliar a efetividade e as complicações do tratamento radioterápico para esses tumores. FORMA DE ESTUDO: clínico com coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: Trata-se de uma coorte histórica de pacientes com tumor glômico jugular submetidos à radioterapia. Os critérios de controle da doença foram não haver progressão dos sintomas ou disfunção de nervos cranianos, sem aumento do tamanho da lesão ao exame físico ou controle radiológico. Avaliamos também a presença de seqüelas do tratamento. RESULTADOS: Foram incluídos 12 pacientes, sendo oito mulheres. O tempo de follow-up variou de 3 a 35 anos, com uma media de 11,6 anos. Os principais sintomas foram: hipoacusia, zumbido pulsátil e tontura ou vertigem. Os achados de exame físico mais freqüentes foram massa pulsátil retrotimpanica, paralisia facial e anacusia, sendo os tumores estadiados segundo a classificação proposta por Fisch. A radioterapia foi realizada com acelerador linear com doses variando de 4500-5500 Rads por 4-6 semanas. As seqüelas mais comuns foram a dermatite, estenose do conduto auditivo externo, anacusia e paralisia facial. DISCUSSÃO: Os sintomas e achados de exame físico e o método e dosagem da radioterapia não diferiram daqueles encontrados na literatura. Todos os pacientes tiveram melhora dos sintomas e apenas um não foi considerado como tendo controle da doença. As complicações do tratamento foram de pouca repercussão, com exceção da anacusia e da paralisia facial. CONCLUSÃO: A radioterapia é uma alternativa viável para o tratamento desses tumores pela boa resposta e baixo índice de complicações. Deve ser considerada especialmente em tumores mais avançados onde um procedimento cirúrgico pode trazer grande morbidade.

Processamento auditivo em indivíduos com epilepsia de lobo temporal

A epilepsia do lobo temporal ocasiona descargas elétricas excessivas onde a via auditiva tem sua estação final. É uma das formas mais comuns e de mais difícil controle da doença. O correto processamento dos estímulos auditivos necessita da integridade anatômica e funcional de todas as estruturas envolvidas na via auditiva. OBJETIVO: Verificar o Processamento Auditivo de pacientes portadores de epilepsia do lobo temporal quanto aos mecanismos de discriminação de sons em seqüência e de padrões tonais, discriminação da direção da fonte sonora e atenção seletiva para sons verbais e não-verbais. MÉTODO: Foram avaliados oito indivíduos com epilepsia do lobo temporal confirmada e com foco restrito a essa região, através dos testes auditivos especiais: Teste de Localização Sonora, Teste de Padrão de Duração, Teste Dicótico de Dígitos e Teste Dicótico Não-Verbal. O seu desempenho foi comparado ao de indivíduos sem alteração neurológica (estudo caso-controle). RESULTADO: Os sujeitos com epilepsia do lobo temporal apresentaram desempenho semelhante aos do grupo controle quanto ao mecanismo de discriminação da direção da fonte sonora e desempenho inferior quanto aos demais mecanismos avaliados. CONCLUSÃO: Indivíduos com epilepsia do lobo temporal apresentaram maior prejuízo no processamento auditivo que os sem danos corticais, de idades semelhantes.