Analysis,Insights and Generalization of a Fast Decentralized Relay Selection Mechanism

Relay selection for cooperative communications has attracted considerable research interest recently. While several criteria have been proposed for selecting one or more relays and analyzed, mechanisms that perform the selection in a distributed manner have received relatively less attention. In this paper, we analyze a splitting algorithm for selecting the single best relay amongst a known number of active nodes in a cooperative network. We develop new and exact asymptotic analysis for computing the average number of slots required to resolve the best relay. We then propose and analyze a new algorithm that addresses the general problem of selecting the best Q >= 1 relays. Regardless of the number of relays, the algorithm selects the best two relays within 4.406 slots and the best three within 6.491 slots, on average. Our analysis also brings out an intimate relationship between multiple access selection and multiple access control algorithms.

Effective drug dosage design for treatment of infectious diseases using dynamic inversion

A generic nonlinear mathematical model describing the human immunological dynamics is used to design an effective automatic drug administration scheme. Even though the model describes the effects of various drugs on the dynamic system, this work is confined to the drugs that kill the invading pathogen and heal the affected organ. From a system theoretic point of view, the drug inputs can be interpreted as control inputs, which can be designed based on control theoretic concepts. The controller is designed based on the principle of dynamic inversion and is found to be effective in curing the �nominal model patient� by killing the invading microbes and healing the damaged organ. A major advantage of this technique is that it leads to a closed-form state feedback form of control. It is also proved from a rigorous mathematical analysis that the internal dynamics of the system remains stable when the proposed controller is applied. A robustness study is also carried out for testing the effectiveness of the drug administration scheme for parameter uncertainties. It is observed from simulation studies that the technique has adequate robustness for many �realistic model patients� having off-nominal parameter values as well.

Efficient Key Management and Distribution for MANET

Ad hoc networks are being used in applications ranging from disaster recovery to distributed collaborative entertainment applications. Ad hoc networks have become one of the most attractive solution for rapid deployment of interconnecting large number of mobile personal devices. The user community of mobile personal devices are demanding a variety of value added multimedia entertainment services. The popularity of peer group is increasing and one or some members of the peer group need to send data to some or all members of the peer group. The increasing demand for group oriented value added services is driving for efficient multicast service over ad hoc networks. Access control mechanisms need to be deployed to provide guarantee that the unauthorized users cannot access the multicast content. In this paper, we present a topology aware key management and distribution scheme for secure overlay multicast over MANET to address node mobility related issues for multicast key management. We use overlay approach for key distribution and our objective is to keep communication overhead low for key management and distribution. We also incorporate reliability using explicit acknowledgments with the key distribution scheme. Through simulations we show that the proposed key management scheme has low communication overhead for rekeying and improves the reliability of key distribution.

HSPIR: a manually annotated heat shock protein information resource

Heat shock protein information resource (HSPIR) is a concerted database of six major heat shock proteins (HSPs), namely, Hsp70, Hsp40, Hsp60, Hsp90, Hsp100 and small HSP. The HSPs are essential for the survival of all living organisms, as they protect the conformations of proteins on exposure to various stress conditions. They are a highly conserved group of proteins involved in diverse physiological functions, including de novo folding, disaggregation and protein trafficking. Moreover, their critical role in the control of disease progression made them a prime target of research. Presently, limited information is available on HSPs in reference to their identification and structural classification across genera. To that extent, HSPIR provides manually curated information on sequence, structure, classification, ontology, domain organization, localization and possible biological functions extracted from UniProt, GenBank, Protein Data Bank and the literature. The database offers interactive search with incorporated tools, which enhances the analysis. HSPIR is a reliable resource for researchers exploring structure, function and evolution of HSPs.

Molecular dynamic simulations of elastomer structure and its influence on anisotropic stress under time-varying strain

We investigate the evolution of polymer structure and its influence on uniaxial anisotropic stress under time-varying uniaxial strain, and the role of external control variables such as temperature, strain rate, chain length, and density, using molecular dynamics simulation. At temperatures higher than glass transition, stress anisotropy in the system is reduced even though the bond stretch is greater at higher temperatures. There is a significant increase in the stress level with increasing density. At higher densities, the uncoiling of the chains is suppressed and the major contribution to the deformation is by internal deformation of the chains. At faster rates of loading stress anisotropy increases. The deformation mechanism is mostly due to bond stretch and bond bending rather than overall shape and size. Stress levels increase with longer chain length. There is a critical value of the functionality of the cross-linkers beyond which the uniaxial stress developed increases caused primarily by bond stretching due to increased constraint on the motion of the monomers. Stacking of the chains in the system also plays a dominant role in the behaviour in terms of excluded volume interactions. Low density, high temperature, low values of functionality of cross-linkers, and short chain length facilitate chain uncoiling and chain slipping in cross-linked polymers.

Performance Analysis of a Cooperative MAC Protocol of Wireless Ad Hoc Networks

Different medium access control (MAC) layer protocols, for example, IEEE 802.11 series and others are used in wireless local area networks. They have limitation in handling bulk data transfer applications, like video-on-demand, videoconference, etc. To avoid this problem a cooperative MAC protocol environment has been introduced, which enables the MAC protocol of a node to use its nearby nodes MAC protocol as and when required. We have found on various occasions that specified cooperative MAC establishes cooperative transmissions to send the specified data to the destination. In this paper we propose cooperative MAC priority (CoopMACPri) protocol which exploits the advantages of priority value given by the upper layers for selection of different paths to nodes running heterogeneous applications in a wireless ad hoc network environment. The CoopMACPri protocol improves the system throughput and minimizes energy consumption. Using a Markov chain model, we developed a model to analyse the performance of CoopMACPri protocol; and also derived closed-form expression of saturated system throughput and energy consumption. Performance evaluations validate the accuracy of the theoretical analysis, and also show that the performance of CoopMACPri protocol varies with the number of nodes. We observed that the simulation results and analysis reflects the effectiveness of the proposed protocol as per the specifications.

sigma-Ferrier rearrangement of carbohydrate derived vinylcyclopropanes: a facile approach to oxepane analogs

This article presents our work on the sigma-Ferrier ring-expansion of carbohydrate derived vinylcyclopropanes (VCPs) under electrophilic conditions mediated by chloramine-T and a phase-transfer catalyst. The present work serves as the first example on the studies of the reactivity of carbohydrate VCPs towards the synthesis of densely functionalized oxepane analogues. The work elaborates on a reasonable mechanism for the product formation and our observations on the diastereoselectivity based on control experiments and gas-phase calculations. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

An approximation to the QoS aware throughput region of a tree network under IEEE 802.15.4 CSMA/CA with application to wireless sensor network design

In the context of wireless sensor networks, we are motivated by the design of a tree network spanning a set of source nodes that generate packets, a set of additional relay nodes that only forward packets from the sources, and a data sink. We assume that the paths from the sources to the sink have bounded hop count, that the nodes use the IEEE 802.15.4 CSMA/CA for medium access control, and that there are no hidden terminals. In this setting, starting with a set of simple fixed point equations, we derive explicit conditions on the packet generation rates at the sources, so that the tree network approximately provides certain quality of service (QoS) such as end-to-end delivery probability and mean delay. The structures of our conditions provide insight on the dependence of the network performance on the arrival rate vector, and the topological properties of the tree network. Our numerical experiments suggest that our approximations are able to capture a significant part of the QoS aware throughput region (of a tree network), that is adequate for many sensor network applications. Furthermore, for the special case of equal arrival rates, default backoff parameters, and for a range of values of target QoS, we show that among all path-length-bounded trees (spanning a given set of sources and the data sink) that meet the conditions derived in the paper, a shortest path tree achieves the maximum throughput. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

Anonymous Authentication with Shared Secrets

Anonymity and authenticity are both important yet often conflicting security goals in a wide range of applications. On the one hand for many applications (say for access control) it is crucial to be able to verify the identity of a given legitimate party (a.k.a. entity authentication). Alternatively an application might require that no one but a party can communicate on its behalf (a.k.a. message authentication). Yet, on the other hand privacy concerns also dictate that anonymity of a legitimate party should be preserved; that is no information concerning the identity of parties should be leaked to an outside entity eavesdropping on the communication. This conflict becomes even more acute when considering anonymity with respect to an active entity that may attempt to impersonate other parties in the system. In this work we resolve this conflict in two steps. First we formalize what it means for a system to provide both authenticity and anonymity even in the presence of an active man-in-the-middle adversary for various specific applications such as message and entity authentication using the constructive cryptography framework of Mau11, MR11]. Our approach inherits the composability statement of constructive cryptography and can therefore be directly used in any higher-level context. Next we demonstrate several simple protocols for realizing these systems, at times relying on a new type of (probabilistic) Message Authentication Code (MAC) called key indistinguishable (KI) MACs. Similar to the key hiding encryption schemes of BBDP01] they guarantee that tags leak no discernible information about the keys used to generate them.

Um estudo histórico e conceitual sobre a clínica da reforma psiquiátrica brasileira

Este trabalho discute os fundamentos históricos e conceituais do movimento da reforma psiquiátrica brasileira. A questão principal que se coloca é como realizar a transformação da assistência em saúde mental sem recorrer a teorias reducionistas psiquiátricas, psicanalíticas ou culturais, mas apontando para um pluralismo clínico. Para responder a essa questão percorremos os trabalhos de autores que fizeram uma abordagem Epistemológica sobre a constituição da psiquiatria colocando em debate duas idéias centrais. A primeira idéia é defendida por Foucault que considera a invenção da psiquiatria e de seu objeto, a doença mental, uma redução indesejável da loucura cuja conseqüência é sua exclusão do mundo. A segunda idéia defendida por Gauchet e Swain se opõe à anterior e procura mostrar que a psiquiatria foi um avanço no entendimento de um fenômeno complexo. No entanto, o modelo assistencial promovido pela psiquiatria baseado no manicômio faliu ao não oferecer eficácia terapêutica e inclusão social para uma grande parcela de pacientes. Em conseqüência desse processo iniciaram-se movimentos de reforma psiquiátrica na maior parte do mundo. Experiências pioneiras foram capazes de formular novas formas de tratamento, em que teorias psicanalíticas, fenomenológicas e sociológicas tiveram um importante papel. Baseadas nessas experiências foram formuladas políticas públicas em saúde mental que tentaram conciliar o tratamento com a não exclusão. Examinamos, a partir daí, as principais experiências de reforma, seu estado atual e suas influências no Brasil. Analisamos a reforma psiquiátrica brasileira e as críticas que lhe são feitas. Em seguida procuramos entender as bases teóricas que fundamentam a experiência reformista no país. Descrevemos três vertentes de pensamento que fundamentam as ações dos novos serviços criados pela reforma psiquiátrica. Essas vertentes, embora em alguns aspectos se superpõem, em outros se antagonizam frontalmente. São elas as perspectivas basagliana, lacaniana e pluralista. Visando fundamentar essa última perspectiva, discutimos autores que fazem a interface da psiquiatria com a filosofia pragmática e também aproximamos essa concepção do pensamento do psicanalista Donald Winnicott como uma forma de contribuição à clínica da reforma. O estudo considera a possibilidade de abordar a reforma psiquiátrica a partir da concepção de uma clínica plural que autorize a incorporação de outros referenciais teóricos e que sirvam como instrumentos de reflexão e ação prática na condução de situações clínicas complexas e multifacetadas.

Etograma e orçamento temporal de um grupo de machos não pareados de Phyllostomus hastatus (Pallas 1767) (Phyllostomidae: Phyllostominae)

Embora exista uma enorme variação de histórias de vida e ecologia, a maioria das espécies de morcegos mostra-se, em algum nível, social. Os aspectos de ecologia comportamental de quirópteros tem sido estudados, embora a maior parte refira-se a colônias de maternidades em regiões de clima temperado. Repertórios comportamentais completos e orçamentos temporais são raros, especialmente para a região Neotropical. Para compreender melhor a sociabilidade neste grupo, mostra-se importante focar também em grupos neutros com relação a fatores associados à atividade reprodutiva. Neste sentido, o estudo de grupos de machos neotropicais pode apresentar respostas importantes. O comportamento de um grupo machos não pareados de Phyllostomus hastatus foi estudado dentro do seu abrigo por aproximadamente 100 horas entre os meses de janeiro e agosto de 2012. O grupo estava abrigado no forro de um telhado de uma casa em desuso da Vila Dois Rios, na Ilha Grande. Os comportamentos foram registrados com uma câmera sensível a infra-infravermelho Sony DCR-HC28 em modo night-vision. Quando necessário, utilizei uma luz de auxílio infravermelha. A partir dos vídeos eu elaborei primeiramente um etograma. Os comportamentos classificados como estados foram usados para fazer um orçamento temporal, usando metodologia de amostragem por varredura e amostragem instantânea. Adicionalmente, fiz algumas observações a respeito de horário de entrada e saída dos morcegos e do tamanho do grupo. Organizei os comportamentos em seis categorias, com um total de 24 comportamentos distintos. Os comportamentos descritos são consistentes com os publicados em outros etogramas de morcegos, inclusive de alguns megaquirópteros. Um comportamento mais notável foi ventilando, que parece raro entre os microquirópteros, mas provavelmente importante na termorregulação. Nos meses analisados os morcegos alocaram aproximadamente 50% do tempo ao estado dormindo; 14,6% ao estado parado; 15,3% ao estado ativo; 0,9% ao estado andando; 0,1% ao estado voando; 14,1% ao estado higiene; e 3,5% ao estado ventilando. O orçamento temporal foi semelhante aos descritos para outros microquirópteros no interior de abrigos, com uma maior prevalência do estado dormindo, e com picos de atividade (principalmente do estado higiene) antes e depois das saídas noturnas. A higiene parece ter um papel importante no controle de ectoparasitas, e talvez algum papel social, mas como a higiene de outros indivíduos só foi observada uma única vez, não pude concluir nada a respeito. O presente trabalho é o primeiro etograma para Phyllostomus hastatus e o primeiro etograma e orçamento temporal para um grupo de machos em Chiroptera. Observei algumas diferenças importantes do grupo estudado com trabalhos já publicados sobre essa espécie, e sugiro que essas diferenças sejam estudadas mais a fundo. Apesar desta dissertação trazer contribuições importantes, fica claro que ainda falta muito a ser examinado nesse campo.

多层介质膜脉冲宽度压缩光栅与超短脉冲作用时的性能分析

基于啁啾脉冲放大技术的超短脉冲激光系统是提供超快、超强激光的重要途径，具有良好输出波形和高损伤阈值的多层介质膜脉冲宽度压缩光栅是获得高峰值功率脉冲激光的关键。基于傅里叶谱变换方法和严格模式理论，分析了多层介质膜光栅（MDG）在超短脉冲作用下的光学特性。结果表明，当MDG的反射带宽小于具有高斯分布的入射脉冲的频谱宽度时，-1级反射脉冲呈非对称高斯分布，其前沿出现振荡，并且-1级反射脉冲能量开始剧烈下降，讨论了MDG结构参数对其反射带宽的影响。分析了MDG与超短脉冲作用时的近场光分布，对提高其抗激光损伤特性具

Análise bioética da relação médico-paciente na perícia médica da Previdência Social

Esta dissertação apresenta e discute resultados de pesquisa desenvolvida como pré-requisito parcial para obtenção do grau de mestre em Bioética, Ética Aplicada e Saúde Coletiva junto ao Programa de Pós-graduação em Bioética, Ética Aplicada e Saúde Coletiva da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, em regime de associação com a Universidade Federal do Rio de Janeiro, a Fundação Oswaldo Cruz e a Universidade Federal Fluminense. A pesquisa de metodologia qualitativa analisou material empírico composto por amostra de registros da Ouvidoria da Previdência Social contendo reclamações sobre o atendimento médico-pericial. A Previdência integra o campo da seguridade social e tem a vida e suas intercorrências na população de segurados como seu objeto de cuidados e controles. O benefício auxílio-doença é o mais frequentemente concedido entre todos os benefícios da Previdência sendo devido somente a seus segurados em dupla condição de vulnerabilidade, doentes e incapazes para o trabalho. A verificação da condição de incapacidade para o trabalho é realizada pelos médicos peritos da Previdência Social como pré-requisito para acesso ao benefício e funciona como mecanismo de controle de custos. Os resultados do estudo evidenciam que a tarefa de controle de acesso, realizada na interface com o segurado, exige um deslocamento da atividade médica da função assistencial para a pericial em decorrência da natureza da tarefa médico-pericial, onde o lugar do controle é o da exceção beneficente. Tal atribuição condiciona um risco da atividade médico-pericial que entendemos ser de ordem moral. As reclamações sobre o atendimento médico na perícia previdenciária foram compreendidas como índices de disfunções nesta interface, assim como os registros de violência em torno desta atividade. Resultantes da prática de limites de acesso ao benefício, na forma em que estes limites estão colocados. A análise desta interface coloca em relevo o paradoxo da proteção securitária que funciona retirando da proteção partes de sua população e caracteriza a relação médico-paciente na perícia médica da Previdência Social como moralmente conflituosa. A pesquisa na linha de uma bioética crítica, que enfatiza as políticas públicas que afetam a vida, entendeu Previdência Social como biopolítica e a atividade médico-pericial como expressão de biopoder, nos termos da filosofia política de Michel Foucault. Cabe à sociedade refletir seriamente sobre essas práticas de controle e definir o alcance e a forma da proteção securitária tendo em vista que esta proteção tensiona necessidades individuais e coletivas. Cabe a todos e a cada um ter em mente a dimensão ética da política previdenciária.

Efeitos da hipóxia-isquemia pré-natal durante o desenvolvimento: receptores e transportadores glutamatérgicos e comunicação celular in vitro

O cérebro infantil humano submetido à hipóxia-isquemia (HI) apresenta perda de oligodendrócitos, hipomielinização, astrogliose, alterações no desenvolvimento cortical e no comportamento motor, incluindo a paralisia cerebral. O cerebelo desempenha um importante papel no controle motor e diversos danos vêm sendo observados em humanos e animais que sofreram HI. A excitotoxicidade glutamatérgica é frequentemente associada à HI e junções celulares podem ser responsáveis pela transferência de moléculas capazes de modular os danos decorrentes. Dados prévios de nosso grupo utilizando um modelo de HI pré-natal em ratos demonstraram danos permanentes na estrutura cerebelar, indicando que os efeitos deletérios da HI pré-natal podem ser mantidos até a vida adulta. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os níveis de conexinas, receptores e transportadores de glutamato ao longo do desenvolvimento do cerebelo HI, e avaliar a configuração das junções celulares em culturas de astrócitos derivadas do cerebelo de ratos submetidos a esse modelo. Ratas no 18 dia de gestação, após anestesia, tiveram as quatro artérias uterinas obstruídas por 45 minutos (Grupo HI). Animais controle tiveram os úteros expostos sem sofrer a obstrução (Grupo SH). A gestação prosseguiu e apenas filhotes nascidos a termo foram utilizados. Os animais foram decapitados aos 2 (P2), 9 (P9), 16 (P16),23 (P23), 30 (P30), 45 (P45) e 90 (P90) dias pós-natal. Os cerebelos foram submetidos à técnica de Western blotting utilizando os anticorpos anti-NR2B, anti-GluR3, anti-EAAT1, anti-GFAP e anti-Cx43. Para a cultura de astrócitos foram utilizados cerebelos de animais P2. Após terem atingido confluência, as células foram fixadas e imunomarcadas com os anticorpos anti-Cx43, anti-GFAP, anti-nestina e anti-A2B5. Nossos resultados demonstram diferenças nos níveis de GluR3 durante o desenvolvimento do cerebelo SH e HI, havendo uma redução significativa da expressão desta subunidade no grupo HI em P9. Por outro lado, não foram verificadas alterações nos níveis de NR2B e de GFAP entre os grupos nas diferentes idades. Observou-se redução significativa de Cx43 em animais HI em P2 bem como nos astrócitos HI em cultura, os quais também apresentaram alterações morfológicas e diferenças na expressão do marcador A2B5. A alteração referente a GluR3 no grupo HI pode ser causada pela redução da arborização das células de Purkinje e pela redução no número de precursores de oligodendrócitos no cerebelo de animais HI em P9, já observadas em nosso laboratório. A diminuição de Cx43 indica que a passagem de substâncias por canais astrocitários pode estar reduzida e contribuir para a expansão dos danos persistentes descritos em HI. Alterações morfológicas e na expressão de marcadores da diferenciação de astrócitos podem refletir os potenciais efeitos de HI sobre a maturação destas células a longo-prazo. Nossos resultados apontam que a HI sistêmica pré-natal pode ser responsável por alterações que caracterizam a excitotoxicidade glutamatérgica. Ressaltamos também a importância da comunicação entre astrócitos como estratégia neuroprotetora nesta lesão.

Dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose em camundongos suíços: metabolismo de carboidratos, fígado e tecido adiposo

A doença hepática gordurosa não alcoólica é uma desordem multifatorial causada principalmente por excesso nutricional e resistência à insulina, com prevalência estimada de 20-40% nos países ocidentais. A dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose pode influenciar no desenvolvimento da esteatose hepática associada à obesidade e a resistência à insulina. O fígado, por assumir papel central no controle metabólico, é um órgão alvo nos casos de excesso alimentar, ocasionando, principalmente, acúmulo de gotículas de gordura nos hepatócitos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o início das alterações morfológicas e metabólicas no fígado e no tecido adiposo de camundongos suíços machos alimentados com dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose. Camundongos suíços machos aos três meses de idade foram divididos em quatro grupos nutricionais: dieta padrão (SC), dieta hiperlipídica (HF), dieta rica em sacarose (HSu) e dieta hiperlipídica rica em sacarose (HFHSu). Os animais receberam as respectivas dietas durante quatro semanas. A massa corporal, a ingestão alimentar e a tolerância oral à glicose foram avaliados. Ao sacrifício, o fígado e os depósitos de gordura corporal foram removidos e processados para análises histomorfométricas e moleculares. As amostras de sangue foram obtidas para análises bioquímicas plasmáticas. Os dados foram expressos como média e erro padrão da média e as diferenças foram testadas por one-way ANOVA com pós-teste de Holm-Sidak, e foi considerado o nível de significância de p<0,05. Os grupos HF e HFHSu apresentaram-se mais pesados quando comparados aos grupos SC e HSu. Os animais dos grupos HF, HSu e HFHSu apresentaram intolerância à glicose, esteatose hepática e aumento de triglicerídeos hepáticos quando comparados ao grupo SC (p<0,0005). Adicionalmente, houve elevação na expressão hepática das proteínas transportador de glicose 2 (GLUT-2), proteína de ligação ao elemento regulador do esterol 1-c (SREBP1-c), fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK), glicose -6- fosfatase (G6PASE), substrato do receptor da insulinaI-1 (IRS-1) e proteína quinase B (AKt/ou PKB) e redução da expressão no fígado do receptor ativador de proliferação peroxissomal (PPAR-α) nos grupos experimentais em comparação com o grupo SC (p<0,0005). A administração de dieta hiperlipídica e/ou rica em sacarose promoveu intolerância à glicose e danos hepáticos (hepatomegalia, esteatose, redução da beta-oxidação, aumento na lipogênese e na produção de glicose) em camundongos machos adultos.