Task-induced deactivation from rest extends beyond the default mode brain network

Activity decreases, or deactivations, of midline and parietal cortical brain regions are routinely observed in human functional neuroimaging studies that compare periods of task-based cognitive performance with passive states, such as rest. It is now widely held that such task-induced deactivations index a highly organized"default-mode network" (DMN): a large-scale brain system whose discovery has had broad implications in the study of human brain function and behavior. In this work, we show that common task-induced deactivations from rest also occur outside of the DMN as a function of increased task demand. Fifty healthy adult subjects performed two distinct functional magnetic resonance imaging tasks that were designed to reliably map deactivations from a resting baseline. As primary findings, increases in task demand consistently modulated the regional anatomy of DMN deactivation. At high levels of task demand, robust deactivation was observed in non-DMN regions, most notably, the posterior insular cortex. Deactivation of this region was directly implicated in a performance-based analysis of experienced task difficulty. Together, these findings suggest that task-induced deactivations from rest are not limited to the DMN and extend to brain regions typically associated with integrative sensory and interoceptive processes.

Diffraction grating couplers milled in Si3N4 rib waveguides with a focused ion beam

Focused ion beam milling is a processing technology which allows flexible direct writing of nanometer scale features efficiently substituting electron beam lithography. No mask need results in ability for patterns writing even on fragile micromechanical devices. In this work we studied the abilities of the tool for fabrication of diffraction grating couplers in silicon nitride waveguides. The gratings were fabricated on a chip with extra fragile cantilevers of sub micron thickness. Optical characterization of the couplers was done using excitation of the waveguides in visible range by focused Gaussian beams of different waist sizes. Influence of Ga+ implantation on the device performance was studied.

Electrical pump & probe and injected carrier losses quantification in Er doped Si slot waveguides

Electrically driven Er3+ doped Si slot waveguides emitting at 1530 nm are demonstrated. Two different Er3+ doped active layers were fabricated in the slot region: a pure SiO2 and a Si-rich oxide. Pulsed polarization driving of the waveguides was used to characterize the time response of the electroluminescence (EL) and of the signal probe transmission in 1 mm long waveguides. Injected carrier absorption losses modulate the EL signal and, since the carrier lifetime is much smaller than that of Er3+ ions, a sharp EL peak was observed when the polarization was switched off. A time-resolved electrical pump & probe measurement in combination with lock-in amplifier techniques allowed to quantify the injected carrier absorption losses. We found an extinction ratio of 6 dB, passive propagation losses of about 4 dB/mm, and a spectral bandwidth > 25 nm at an effective d.c. power consumption of 120 μW. All these performances suggest the usage of these devices as electro-optical modulators.

Entry Strategy Issues in the Ophthalmic Industry: Entry Mode, Pricing and Distribution

Maahantulostrategia asettaa yrityksen kansainvälisiä liiketoimintoja ohjaavat tavoitteet, päämäärät, resurssit ja toiminnan suuntaviivat. Tämä diplomityö käsittelee yrityksen maahantulostrategian elementeistä operaatiomuodon valintaa, hinnoittelua ja jakelua. Työssä rakennetaan teoriakehys elementteihin liittyvien päätösten tutkimiseksi lääketeollisuuden ominaispiirteet huomioiden. Lääketeollisuudella on muihin teollisuudenaloihin verrattuna useita erityispiirteitä, joihin työ perehdyttää. Lisäksi työn olennainen osa on selvittää lääketeollisuuden maakohtaisia säädöksiä ja toimintamalleja. Diplomityö on tehty silmäläkkeitä valmistavalle, kehittävälle ja markkinoivalle Santen Oy:lle, joka suunnittelee toimintansa laajentamista Keski- ja Etelä-Euroopan markkinoille. Tässä laajentumisprosessissa ensimmäisenä kohdemaana on Saksa, jonka markkinoille suuntautuvia toimenpiteitä työ tutkii. Teoriakehyksen, markkinoiden ominaispiirteiden sekä useiden erilaisten analyysien pohjalta työn tavoitteena on antaa operaatiomuotoa, tuotteiden hinnoittelua ja jakelua koskevia suosituksia.

Internationalization of Experience Pro concept

Diplomityö on tehty STTF:lle (Software Technology Transfer Finland), joka pyrkii kansainvälisille markkinoille Experience Pro -tuotekonseptillaan. Kansainvälistyminen on haasteellinen prosessi pk-yritykselle, ja haastetta haluttiin lähestyä strategisella suunnittelulla. Työn tavoitteena oli teoriatiedon ja löydettyjen kansainvälistymisesimerkkien avulla tuottaa STTF:lle kansainvälistymissuunnitelma strategiaan pohjautuen.Kaksi merkittävintä strategista valintaa STTF:n kansainvälistymisessä olivat kohdemaiden ja operaatiomuodon valinnat. Päätökset tehtiin strategisten analyysien perusteella. Analyysien avulla määritettiin myös yrityksen kilpailuedut. Löydettyjä vahvuuksia pyrittiin hyödyntämään myöhemmin kansainvälistymisen osastrategioita rakennettaessa. Tavoitteiden asettaminen ja markkinointi-mix:n kehittäminen olivat keskeisimmät osat markkinoinnin osastrategiassa. Jakelukanavan merkitystä korostettiin STTF:n kansainvälistymisessä ja yhteistyölle pyrittiin luomaan hyvät edellytykset. Strategia konkretisoitiin luomalla operatiiviset suunnitelmat markkinoinnin tukimateriaalien tuottamiseksi ja yhteistyökumppanien etsimiseksi. Markkinatutkimuksen perusteella potentiaaliset kohdemaat Experience Pro -konseptille olivat Australia, Hollanti, Irlanti, Iso-Britannia, Norja, Ruotsi, Saksa ja Tanska. STTF:llä on muutama sopiva vaihtoehtoinen operaatiomuoto valittavanaan riippuen kohdemaasta. Suomen maine vakaana, korkean teknologian maana voidaan nähdä maaetuna STTF:lle ja muita vahvuuksia ovat STTF:n teknologinen osaaminen, tuotteeseen liittyvät palvelut ja henkilökohtaiset kontaktit. SWOT-analyysi paljasti STTF:n heikkouksia voitettaviksi.Tulevaisuudessa STTF voi jatkaa kansainvälistymistään suunnitelman mukaisesti. Tavoitteiden saavuttaminen vaatii sitoutumista, aktiivista yhteistyökumppanien etsimistä ja jatkuvaa prosessien kehittämistä vastaamaan kansainvälisten markkinoiden vaatimuksia.

Hiomon AI-järjestelmän toimivuuden arviointi

Työn tavoitteena oli uudentyyppisen hiontaprosessin ohjausjärjestelmän kehittäminen ja testaaminen UPM-Kymmene Kaukaan hiomossa. Uuden ohjausjärjestelmän perusajatuksena oli pitää yksittäistä hiomakiveä jatkuvasti optimaalisessa toimintapisteessä, ja hiomon kaikilla koneilla pyrittiin samaan kivenalusmassan laatuun. Uutta ohjaustapaa kutsuttiin Optimum operating point -strategiaksi (OOPS). Hiomakiven pitäminen optimaalisessa toimintapisteessä tapahtui pääosin vesiteräyskäsittelyllä, jonka intensiteettiä ohjasi asiantuntijajärjestelmä (AI-järjestelmä). Lisäksi testattiin ohjelmoidun anturan nopeussäädön vaikutusta hiomakoneen resurssien käyttöön. AI-järjestelmä päätteli vesiteräyskäsittelyn tarpeellisuuden CSF-mallin ja hiomakoneen resurssien perusteella. Seurannasta saatujen tulosten perusteella AI-järjestelmän käyttöönotto vesiteräyskäsittelyssä paransi tuotannon ja massan laadun tasaisuutta. Hiomakoneiden resurssien havaittiin pienenevän puunsyöttölinjan mukaisesti. Paksummat pöllit kerääntyvät linjan päähän, jolloin varsinkin hydrauliikkapaineiden tarve lisääntyy linjan päässä olevilla hiomakoneilla. Hiomakoneen resurssit saatiin paremmin käyttöön kuormittamalla konetta ohjelmoidulla anturan nopeussäädöllä (ONS) kuin vakioidulla anturan nopeussäädöllä (VNS). Kuitenkin hydraulipaineresurssien puutteellisuus rajoitti koeajon aikana ONS:n toimintaa. Resursseja ei optimoitu koeajon aikana, koska kiven pinnan haluttiin pysyvän mahdollisimman stabiilina. Kivelle ei suoritettu mekaanista käsittelyä, vaikka kivenpinnan massan kuljetuskapasiteetin havaittiin olevan huono. AI-järjestelmä otettiin ohjaamaan vesiteräyskäsittelyä vasta ONS - VNS -koeajon jälkeen. Mekaanisen rullateräyksen jälkeen massan ominaisuudet muuttuivat, koska kiven pinnan terävät särmät katkoivat kuituja alentaen massan sitoutumiskykyä. Heti rullakäsittelyn jälkeen mitattu CSF saattoi jopa alentua huomattavasti, mutta AI-järjestelmän laskema CSF nousi selvästi indikoiden energian ominaiskulutuksen (EOK) laskua. Muutaman päivän hionnan jälkeen mitattu ja laskettu CSF saavuttivat saman tason.

From caging to rouse dynamics in polymer melts with intramolecular barriers: a critical test of the mode coupling theory

By means of computer simulations and solution of the equations of the mode coupling theory (MCT),we investigate the role of the intramolecular barriers on several dynamic aspects of nonentangled polymers. The investigated dynamic range extends from the caging regime characteristic of glass-formers to the relaxation of the chain Rouse modes. We review our recent work on this question,provide new results, and critically discuss the limitations of the theory. Solutions of the MCT for the structural relaxation reproduce qualitative trends of simulations for weak and moderate barriers. However, a progressive discrepancy is revealed as the limit of stiff chains is approached. This dis-agreement does not seem related with dynamic heterogeneities, which indeed are not enhanced by increasing barrier strength. It is not connected either with the breakdown of the convolution approximation for three-point static correlations, which retains its validity for stiff chains. These findings suggest the need of an improvement of the MCT equations for polymer melts. Concerning the relaxation of the chain degrees of freedom, MCT provides a microscopic basis for time scales from chain reorientation down to the caging regime. It rationalizes, from first principles, the observed deviations from the Rouse model on increasing the barrier strength. These include anomalous scaling of relaxation times, long-time plateaux, and nonmonotonous wavelength dependence of the mode correlators.

Quantitative proteomics of heat-treated human cells show an across-the-board mild depletion of housekeeping proteins to massively accumulate few HSPs.

Classic semiquantitative proteomic methods have shown that all organisms respond to a mild heat shock by an apparent massive accumulation of a small set of proteins, named heat-shock proteins (HSPs) and a concomitant slowing down in the synthesis of the other proteins. Yet unexplained, the increased levels of HSP messenger RNAs (mRNAs) may exceed 100 times the ensuing relative levels of HSP proteins. We used here high-throughput quantitative proteomics and targeted mRNA quantification to estimate in human cell cultures the mass and copy numbers of the most abundant proteins that become significantly accumulated, depleted, or unchanged during and following 4 h at 41 °C, which we define as mild heat shock. This treatment caused a minor across-the-board mass loss in many housekeeping proteins, which was matched by a mass gain in a few HSPs, predominantly cytosolic HSPCs (HSP90s) and HSPA8 (HSC70). As the mRNAs of the heat-depleted proteins were not significantly degraded and less ribosomes were recruited by excess new HSP mRNAs, the mild depletion of the many housekeeping proteins during heat shock was attributed to their slower replenishment. This differential protein expression pattern was reproduced by isothermal treatments with Hsp90 inhibitors. Unexpectedly, heat-treated cells accumulated 55 times more new molecules of HSPA8 (HSC70) than of the acknowledged heat-inducible isoform HSPA1A (HSP70), implying that when expressed as net copy number differences, rather than as mere "fold change" ratios, new biologically relevant information can be extracted from quantitative proteomic data. Raw data are available via ProteomeXchange with identifier PXD001666.

The role of intramolecular barriers on the glass transition of polymers: computer simulations versus mode coupling theory

We present computer simulations of a simple bead-spring model for polymer melts with intramolecular barriers. By systematically tuning the strength of the barriers, we investigate their role on the glass transition. Dynamic observables are analyzed within the framework of the mode coupling theory (MCT). Critical nonergodicity parameters, critical temperatures, and dynamic exponents are obtained from consistent fits of simulation data to MCT asymptotic laws. The so-obtained MCT λ-exponent increases from standard values for fully flexible chains to values close to the upper limit for stiff chains. In analogy with systems exhibiting higher-order MCT transitions, we suggest that the observed large λ-values arise form the interplay between two distinct mechanisms for dynamic arrest: general packing effects and polymer-specific intramolecular barriers. We compare simulation results with numerical solutions of the MCT equations for polymer systems, within the polymer reference interaction site model (PRISM) for static correlations. We verify that the approximations introduced by the PRISM are fulfilled by simulations, with the same quality for all the range of investigated barrier strength. The numerical solutions reproduce the qualitative trends of simulations for the dependence of the nonergodicity parameters and critical temperatures on the barrier strength. In particular, the increase in the barrier strength at fixed density increases the localization length and the critical temperature. However the qualitative agreement between theory and simulation breaks in the limit of stiff chains. We discuss the possible origin of this feature.