Nonnegative Matrix Factorization Applied to Nonlinear Speech and Image Cryptosystems

Nonnegative matrix factorization (NMF) is widely used in signal separation and image compression. Motivated by its successful applications, we propose a new cryptosystem based on NMF, where the nonlinear mixing (NLM) model with a strong noise is introduced for encryption and NMF is used for decryption. The security of the cryptosystem relies on following two facts: 1) the constructed multivariable nonlinear function is not invertible; 2) the process of NMF is unilateral, if the inverse matrix of the constructed linear mixing matrix is not nonnegative. Comparing with Lin's method (2006) that is a theoretical scheme using one-time padding in the cryptosystem, our cipher can be used repeatedly for the practical request, i.e., multitme padding is used in our cryptosystem. Also, there is no restriction on statistical characteristics of the ciphers and the plaintexts. Thus, more signals can be processed (successfully encrypted and decrypted), no matter they are correlative, sparse, or Gaussian. Furthermore, instead of the number of zero-crossing-based method that is often unstable in encryption and decryption, an improved method based on the kurtosis of the signals is introduced to solve permutation ambiguities in waveform reconstruction. Simulations are given to illustrate security and availability of our cryptosystem.

Formation of cortical plasticity in older adults following tDCS and motor training

Neurodegeneration accompanies the process of natural aging, reducing the ability to perform functional daily activities. Transcranial direct current stimulation (tDCS) alters neuronal excitability and motor performance; however its beneficial effect on the induction of primary motor cortex (M1) plasticity in older adults is unclear. Moreover, little is known as to whether the tDCS electrode arrangement differentially affects M1 plasticity and motor performance in this population. In a double-blinded, cross-over trial, we compared unilateral, bilateral and sham tDCS combined with visuomotor tracking, on M1 plasticity and motor performance of the non-dominant upper limb, immediately post and 30 min following stimulation. We found (a) unilateral and bilateral tDCS decreased tracking error by 12–22% at both time points; with sham decreasing tracking error by 10% at 30 min only, (b) at both time points, motor evoked potentials (MEPs) were facilitated (38–54%) and short-interval intracortical inhibition was released (21–36%) for unilateral and bilateral conditions relative to sham, (c) there were no differences between unilateral and bilateral conditions for any measure. These findings suggest that tDCS modulated elements of M1 plasticity, which improved motor performance irrespective of the electrode arrangement. The results provide preliminary evidence indicating that tDCS is a safe non-invasive tool to preserve or improve neurological function and motor control in older adults.

Anodal tDCS Prolongs the Cross-education of Strength and Corticomotor Plasticity

To assess the efficacy of applying anodal transcranial direct current stimulation (a-tDCS) to the ipsilateral motor cortex (iM1) during unilateral strength training to enhance the neurophysiological and functional effects of cross-education.

Anesthetic induction for ECT with etomidate is associated with longer seizure duration than thiopentone.

Many factors influence seizure duration associated with electroconvulsive therapy (ECT). This is a chart review study to assess seizure duration measured with both electroencephalography and electromyography after anesthetic induction with either thiopentone or etomidate. Thirty-seven patients receiving ECT for depression were entered into the study, and a pair of seizures was measured from each patient. Alternate induction agents were used in sequential pairings, and the study was controlled for interval between seizures, laterality, and percent energy. Etomidate was associated with a significantly (p = 0.0002, F = 15.84, df = 1, analysis of variance) longer seizure duration (mean = 34.43 s, SD = 16.06) than thiopentone (mean = 21.73 s, SD = 9.33).

Simulated hyperopic anisometropia and reading, visual information processing, and reading-related eye movement performance in children.

Purpose: This study investigated the impact of simulated hyperopic anisometropia and sustained near work on performance of academic-related measures in children.
Methods: Participants included 16 children (mean age: 11.1 ± 0.8 years) with minimal refractive error. Academic-related outcome measures included a reading test (Neale Analysis of Reading Ability), visual information–processing tests (Coding and Symbol Search subtests from the Wechsler Intelligence Scale for Children), and a reading-related eye movement test (Developmental Eye Movement test). Performance was assessed with and without 0.75 diopters of simulated monocular hyperopic defocus (administered in a randomized order), before and after 20 minutes of sustained near work. Unilateral hyperopic defocus was systematically assigned to either the dominant or nondominant sighting eye to evaluate the impact of ocular dominance on any performance decrements.
Results: Simulated hyperopic anisometropia and sustained near work both independently reduced performance on all of the outcome measures (P < 0.001). A significant interaction was also observed between simulated anisometropia and near work (P < 0.05), with the greatest decrement in performance observed during simulated anisometropia in combination with sustained near work. Laterality of the refractive error simulation (ocular dominance) did not significantly influence the outcome measures (P > 0.05). A reduction of up to 12% in performance was observed across the range of academic-related measures following sustained near work undertaken during the anisometropic simulation.
Conclusions: Simulated hyperopic anisometropia significantly impaired academic-related performance, particularly in combination with sustained near work. The impact of uncorrected habitual anisometropia on academic-related performance in children requires further investigation. © 2014 The Association for Research in Vision and Ophthalmology, Inc.

Effect of resistance exercise contraction mode and protein supplementation on members of the STARS signalling pathway

The striated muscle activator of Rho signalling (STARS) pathway is suggested to provide a link between external stress responses and transcriptional regulation in muscle. However, the sensitivity of STARS signalling to different mechanical stresses has not been investigated. In a comparative study, we examined the regulation of the STARS signalling pathway in response to unilateral resistance exercise performed as either eccentric (ECC) or concentric (CONC) contractions as well as prolonged training; with and without whey protein supplementation. Skeletal muscle STARS, myocardian-related transcription factor-A (MRTF-A) and serum response factor (SRF) mRNA and protein, as well as muscle cross-sectional area and maximal voluntary contraction, were measured. A single-bout of exercise produced increases in STARS and SRF mRNA and decreases in MRTF-A mRNA with both ECC and CONC exercise, but with an enhanced response occurring following ECC exercise. A 31% increase in STARS protein was observed exclusively after CONC exercise (P < 0.001), while pSRF protein levels increased similarly by 48% with both CONC and ECC exercise (P < 0.001). Prolonged ECC and CONC training equally stimulated muscle hypertrophy and produced increases in MRTF-A protein of 125% and 99%, respectively (P < 0.001). No changes occurred for total SRF protein. There was no effect of whey protein supplementation. These results show that resistance exercise provides an acute stimulation of the STARS pathway that is contraction mode dependent. The responses to acute exercise were more pronounced than responses to accumulated training, suggesting that STARS signalling is primarily involved in the initial phase of exercise-induced muscle adaptations.

Increased cross-education of muscle strength and reduced corticospinal inhibition following eccentric strength training

AIM: Strength training of one limb results in a substantial increase in the strength of the untrained limb, however, it remains unknown what the corticospinal responses are following either eccentric or concentric strength training and how this relates to the cross-education of strength. The aim of this study was to determine if eccentric or concentric unilateral strength training differentially modulates corticospinal excitability, inhibition and the cross-transfer of strength. METHODS: Changes in contralateral (left limb) concentric strength, eccentric strength, motor-evoked potentials, short-interval intracortical inhibition and silent period durations were analyzed in groups of young adults who exercised the right wrist flexors with either eccentric (N=9) or concentric (N=9) contractions for 12 sessions over 4weeks. Control subjects (N=9) did not train. RESULTS: Following training, both groups exhibited a significant strength gain in the trained limb (concentric group increased concentric strength by 64% and eccentric group increased eccentric strength by 62%) and the extent of the cross-transfer of strength was 28% and 47% for the concentric and eccentric group, respectively, which was different between groups (P=0.031). Transcranial magnetic stimulation revealed that eccentric training reduced intracortical inhibition (37%), silent period duration (15-27%) and increased corticospinal excitability (51%) compared to concentric training for the untrained limb (P=0.033). There was no change in the control group. CONCLUSION: The results show that eccentric training uniquely modulates corticospinal excitability and inhibition of the untrained limb to a greater extent than concentric training. These findings suggest that unilateral eccentric contractions provide a greater stimulus in cross-education paradigms and should be an integral part of the rehabilitative process following unilateral injury to maximize the response.

The effects of anodal-tDCS on cross-limb transfer in older adults

OBJECTIVE: Age-related neurodegeneration may interfere with the ability to respond to cross-limb transfer, whereby bilateral performance improvements accompany unilateral practice. We investigated whether transcranial direct current stimulation (tDCS) would facilitate this phenomena in older adults. METHODS: 12 young and 12 older adults underwent unilateral visuomotor tracking (VT), with anodal or sham-tDCS over the ipsilateral motor cortex. Transcranial magnetic stimulation (TMS) assessed motor evoked potentials (MEPs) and short interval intracortical inhibition (SICI). Performance was quantified through a VT error. Variables were assessed bilaterally at baseline and post-intervention. RESULTS: The trained limb improved performance, facilitated MEPs and released SICI in both age groups. In the untrained limb, VT improved in young for both sham and anodal-tDCS conditions, but only following anodal-tDCS for the older adults. MEPs increased in all conditions, except the older adult's receiving sham. SICI was released in both tDCS conditions for young and old. CONCLUSION: Following a VT task, older adults still display use-dependent plasticity. Although no significant age-related differences between the outcome measures, older adults exhibited significant cross-limb transfer of performance following anodal-tDCS, which was otherwise absent following motor practice alone. SIGNIFICANCE: These findings provide clinical implications for conditions restricting the use of one limb, such as stroke.

Motor cortex excitability is not differentially modulated following skill and strength training

AIM: A single session of skill or strength training can modulate the primary motor cortex (M1), which manifests as increased corticospinal excitability (CSE) and decreased short-latency intra-cortical inhibition (SICI). We tested the hypothesis that both skill and strength training can propagate the neural mechanisms mediating cross-transfer and modulate the ipsilateral M1 (iM1). METHODS: Transcranial magnetic stimulation (TMS) measured baseline CSE and SICI in the contralateral motor cortex (cM1) and iM1. Participants completed 4 sets of unilateral training with their dominant arm, either visuomotor tracking, metronome-paced strength training (MPST), self-paced strength training (SPST) or control. Immediately post training, TMS was repeated in both M1s. RESULTS: Motor-evoked potentials (MEPs) increased and inhibition was reduced for skill and MPST training from baseline in both M1s. Self-paced strength training and control did not produce changes in CSE and SICI when compared to baseline in both M1s. After training, skill and MPST increased CSE and decreased SICI in cM1 compared to SPST and control. Skill and MPST training decreased SICI in iM1 compared to SPST and control post intervention; however, CSE in iM1 was not different across groups post training. CONCLUSION: Both skill training and MPST facilitated an increase in CSE and released SICI in iM1 and cM1 compared to baseline. Our results suggest that synchronizing to an auditory or a visual cue promotes neural adaptations within the iM1, which is thought to mediate cross transfer.

Avaliação do emprego de microeletrocautério na cirurgia da otite média secretora

Este estudo apresenta os resultados de tratamento em 83 pacientes com Idade entre 2–10 anos, que apresentaram otite média secretora com efusão, bilateral ou unilateral, acompanhada ou não de hipertrofia de adenóides e cornetos, no Hospital Universitário São Francisco de Paula da Universidade Católica de Pelotas – UCPel, no período de julho de 1997 a julho de 1999. Os pacientes foram submetidos a timpanocentese com uso do Microcautério por Rádio-freqüência (modelo Lavinsky – HCPA), uni ou bilateralmente. Na avaliação periódica de 15 dias, um mês e três meses, observamos dois pontos principais: a) a cura dos pacientes (que apresentaram membrana e caixa timpânica normais); b) a relação com a literatura em trabalhos semelhantes com uso do Laser CO2. Relatamos também a incidência em percentuais, com identificação das alterações de imagem da membrana timpânica nestes três períodos cronológicos, e na distribuição conforme cor, sexo e idade, uni/bilateralidade e simultaneidade na presença das duas afecções relatadas. Na avaliação final, percebemos 80,5% de cura da patologia. Na comparação com a literatura existente sobre o uso de Laser CO2, os nossos resultados mostraram-se homogêneos. O tempo de oclusão da membrana timpânica foi de 2,73 meses (desvio – padrão = 1,39 meses), normalizando a secreção da caixa timpânica.

Influência do modo ventilatório no desempenho funcional dos enxertos pulmonares pós-transplante em modelo canino : ventilção controlada a volume versus ventilação controlada a pressão

O conhecimento dos riscos e conseqüências da lesão pulmonar induzida pela ventilação mecânica mudou a filosofia da terapia respiratória e tem influenciado nas recomendações e padronizações de seu uso. A influência dos diferentes modos ventilatórios não tem sido estudada em transplante de pulmão. O presente estudo teve como objetivo comparar a influência da ventilação controlada a volume (VCV) com a ventilação controlada a pressão (PCV) no desempenho funcional dos enxertos pulmonares, em modelo canino de transplante pulmonar unilateral utilizando-se doadores após três horas de parada cardiocirculatória. Quinze cães foram randomizados em dois grupos: oito cães foram alocados para o Grupo VCV e sete cães para o Grupo PCV. Cinco cães não completaram o período de avaliação pós-transplante, os dez animais restantes, grupo VCV (n= 5) e grupo PCV (n=5), foram avaliados durante 360 min após o término do transplante pulmonar. O desempenho funcional dos enxertos foi estudado através da avaliação da mecânica respiratória, trocas gasosas e das alterações histopatológicas. Não foram encontradas diferenças significativas em nenhuma das variáveis da mecânica respiratória estudadas (pressões de pico inspiratória- PPI; pressões de platô- PPLAT ; pressões médias de vias aéreas – Pmédia; complacências dinâmica- Cdyn e estática- Cst); da oxigenação, pressão parcial de oxigênio no sangue arterial e venoso misto (PaO2, PvO2); a diferença entre a saturação da hemoglobina no sangue arterial e no sangue venoso misto (ΔSO2); a pressão parcial de dióxido de carbono no sangue arterial e no sangue venoso misto (PaCO2, PvO2). As alterações histopatológicas encontradas nos pulmões dos animais foram compatíveis com o padrão de lesão pulmonar aguda. As alterações histológicas de padrão inespecífico não tiveram nenhuma correlação com o modo ventilatório. Este estudo demonstra que os modos ventilatórios estudados não influenciam as respostas dos enxertos pulmonares à lesão de isquemia reperfusão que se estabelece precocemente neste modelo experimental até 6 horas de reperfusão pulmonar pós-transplante unilateral.

Abscesso pulmonar de aspiração : dados diagnósticos e resultados terapêuticos em 241 casos

O abscesso de pulmão continua sendo hoje, em plena era dos antibióticos, um importante problema médico. O presente trabalho se propõe mostrar aspectos diagnósticos e terapêuticos da doença em uma série de pacientes coletada nos últimos 34 anos em um hospital universitário especializado em doenças pulmonares. No período de 1968 a 2002 foram reunidos e estudados 241 casos de abscesso pulmonar de aspiração - 199 em homens e 42 em mulheres, com média de idade de 41,3 anos. Em 69,0% dos pacientes esteve presente a ingestão de álcool e em 64,0% o hábito tabágico. Tosse, expectoração, febre e comprometimento do estado geral foram os achados clínicos mais freqüentes, encontrados na quase totalidade dos casos; 62,5% tinham dor torácica e 30,0% hipocratismo digital. Verificaram-se dentes em mau estado de conservação em 81,7 % dos pacientes, episódio de perda de consciência em 78,0% e presença de odor fétido em 66,0%. Em 85,5% das vezes as lesões localizaram-se em segmento posterior de lobo superior ou segmento superior de lobo inferior, 97,1% delas unilaterais, ocorrendo com igual freqüência tanto no pulmão direito como no esquerdo. A maioria das lesões (66,0%) mediram entre 4,0 e 8,0 cm de diâmetro. Em 25 pacientes (10,4%) houve a associação de empiema pleural. Flora mista, indicativa da presença de germes anaeróbios, foi identificada em secreções broncopulmonares ou pleurais em 172 pacientes (71,4 %). Estreptococos e Gram negativos aeróbios foram também algumas vezes encontrados. Todos os pacientes foram inicialmente tratados com antibióticos (penicilina em 78,0% das vezes) e submetidos a sessões de drenagem postural. Em 51 (21,2%) acabou sendo necessário algum procedimento cirúrgico (24 drenagens de empiema, 21 ressecções pulmonares e 6 pneumostomias). Cura foi obtida em 231 pacientes (95,8%) e 10 (4,2%) foram ao óbito, estes em geral com grandes abscessos, três dos quais também com empiema.

O espelho de Glatzel na avaliação da permeabilidade nasal em adultos

Introdução O espelho de Glatzel (EG) é correntemente utilizado em consultórios fonoaudiológicos para a avaliação rápida da permeabilidade nasal. O mesmo foi descrito inicialmente em 1898 por Zwaardemaker. Porém, estudos de validação inexistem na literatura. Este estudo teve por objetivos verificar a reprodutibilidade do EG e a correlação intra-sujeito entre área de condensação e percepção subjetiva de permeabilidade nasal. Material e Métodos Vinte e cinco sujeitos foram avaliados com o EG por cinco minutos consecutivos (475 medidas por sujeito); cada meia hora por quatro horas; cada dia no início da tarde, por cinco dias e toda a quinta-feira por cinco semanas consecutivas. Utilizou-se uma escala análoga visual para avaliar a percepção de respiração nos períodos de horas, dias e semanas. Resultados O coeficiente de correlação total (área direita mais esquerda) encontrado entre área de condensação e percepção subjetiva foi de r=0,04 (p=0,3761). No lado esquerdo foi de r=0,08 (p=0,0984) e no lado direito de r=0,05 (p=0,2862). Os coeficientes de variação unilaterais medianos foram menores que 15% e os totais menores que 12%, independente do intervalo de tempo entre teste e re-teste. Conclusão Não se evidenciou correlação significativa entre a percepção subjetiva e a área de condensação nasal. A variabilidade unilateral foi maior do que quando considerados os valores totais (direito mais esquerdo) e não houve diferença na variabilidade das medidas de área de condensação nasal nos diferentes momentos do tempo.

Análise do relacionamento entre uma empresa integradora e seus produtores integrados na cadeia produtiva do fumo

A fumicultura brasileira é, hoje, a mais competitiva no mundo. O Brasil, atualmente, apresenta-se como o maior exportador e segundo maior produtor mundial de fumo devido à qualidade de seu produto e à eficiência de sua cadeia produtiva. A qualidade do fumo brasileiro é garantida pelo modelo de produção adotado. O sistema integrado de produção permite a garantia de produção, qualidade e rastreabilidade do produto. Neste sistema, a cadeia produtiva é liderada pelas empresas fumageiras, que contratam a produção com os produtores integrados, fornecem insumos, tecnologia de produção e assistência técnica ao produtor rural, bem como repassam os recursos necessários ao custeio da produção e investimentos e garantem a compra da produção. O sistema integrado, porém, está sendo enfraquecido em função da alta demanda pelo fumo brasileiro, que ocasionou a entrada de novas empresas que não possuem suficiente base produtiva integrada para garantir a matériaprima suficiente para suas exportações. Estas empresas têm incentivado um comportamento oportunista por parte do produtor integrado, comprometendo a lealdade criada ao longo dos anos. Este cenário levou à realização da presente pesquisa na área do marketing de relacionamento. Diante disso, estabeleceu-se como objetivo geral do presente estudo analisar o relacionamento entre a empresa integradora e seus produtores, identificando os atributos responsáveis pelo relacionamento e satisfação dos produtores e sua classificação dentro dos constructos tradicionais do marketing de relacionamento. Para atingir a estes objetivos foram realizadas entrevistas em profundidade com diferentes atores da cadeia produtiva do fumo e revisada a bibliografia. Com estes dados, foi elaborado um questionário aplicado, após o préteste, a 444 agricultores nos estados de Santa Catarina, Rio Grande do Sul e Paraná. Os dados foram analisados com estatísticas descritivas, correlações, regressão múltipla e análise fatorial. Entre as constatações, está a construção de nove fatores que representam, pela ordem de importância, os seguintes constructos presentes na literatura: comprometimento, confiança, relacionamentos pessoais, dependência, propensão para deixar o relacionamento, comportamento unilateral, valores comuns, interdependência e comunicação. A regressão múltipla indicou quatro variáveis como as mais importantes para a satisfação dos associados com a integradora: estamos satisfeitos com o relacionamento, tenho orgulho de ser produtor da empresa, satisfação com a classificação do fumo e satisfação com as visitas do orientador. A análise de variância comparou as diversidades entre os três estados nos quais a pesquisa foi realizada, apontando diferenças em dez variáveis.

Interesse, ideologia & incompetência: a guerra do Iraque e o segundo consenso de Washington

Este projeto continua a avançar o programa de pesquisa que relaciona desenvolvimento econômico e democracia: pretende-se neste projeto dar um passo adiante e examinar como a democracia, uma vez consolidada como fruto do desenvolvimento capitalista, se torna ela própria um fator de desenvolvimento, particularmente quando ela deixa de ser uma mera democracia de elites para se tornar uma democracia de sociedade civil, na qual o debate público passa a ser um elemento central.