Assessment of primary energy conversions of oscillating water columns. I. Hydrodynamic analysis

This is an investigation on the development of a numerical assessment method for the hydrodynamic performance of an oscillating water column (OWC) wave energy converter. In the research work, a systematic study has been carried out on how the hydrodynamic problem can be solved and represented reliably, focusing on the phenomena of the interactions of the wave-structure and the wave-internal water surface. These phenomena are extensively examined numerically to show how the hydrodynamic parameters can be reliably obtained and used for the OWC performance assessment. In studying the dynamic system, a two-body system is used for the OWC wave energy converter. The first body is the device itself, and the second body is an imaginary “piston,” which replaces part of the water at the internal water surface in the water column. One advantage of the two-body system for an OWC wave energy converter is its physical representations, and therefore, the relevant mathematical expressions and the numerical simulation can be straightforward. That is, the main hydrodynamic parameters can be assessed using the boundary element method of the potential flow in frequency domain, and the relevant parameters are transformed directly from frequency domain to time domain for the two-body system. However, as it is shown in the research, an appropriate representation of the “imaginary” piston is very important, especially when the relevant parameters have to be transformed from frequency-domain to time domain for a further analysis. The examples given in the research have shown that the correct parameters transformed from frequency domain to time domain can be a vital factor for a successful numerical simulation.

Traitement des émotions évoquées par les expressions faciales, vocales et musicales à la suite d’un traumatisme craniocérébral

Le traitement des émotions joue un rôle essentiel dans les relations interpersonnelles. Des déficits dans la reconnaissance des émotions évoquées par les expressions faciales et vocales ont été démontrés à la suite d’un traumatisme craniocérébral (TCC). Toutefois, la majorité des études n’ont pas différencié les participants selon le niveau de gravité du TCC et n’ont pas évalué certains préalables essentiels au traitement émotionnel, tels que la capacité à percevoir les caractéristiques faciales et vocales, et par le fait même, la capacité à y porter attention. Aucune étude ne s’est intéressée au traitement des émotions évoquées par les expressions musicales, alors que la musique est utilisée comme méthode d’intervention afin de répondre à des besoins de prise en charge comportementale, cognitive ou affective chez des personnes présentant des atteintes neurologiques. Ainsi, on ignore si les effets positifs de l’intervention musicale sont basés sur la préservation de la reconnaissance de certaines catégories d’émotions évoquées par les expressions musicales à la suite d’un TCC. La première étude de cette thèse a évalué la reconnaissance des émotions de base (joie, tristesse, peur) évoquées par les expressions faciales, vocales et musicales chez quarante et un adultes (10 TCC modéré-sévère, 9 TCC léger complexe, 11 TCC léger simple et 11 témoins), à partir de tâches expérimentales et de tâches perceptuelles contrôles. Les résultats suggèrent un déficit de la reconnaissance de la peur évoquée par les expressions faciales à la suite d’un TCC modéré-sévère et d’un TCC léger complexe, comparativement aux personnes avec un TCC léger simple et sans TCC. Le déficit n’est pas expliqué par un trouble perceptuel sous-jacent. Les résultats montrent de plus une préservation de la reconnaissance des émotions évoquées par les expressions vocales et musicales à la suite d’un TCC, indépendamment du niveau de gravité. Enfin, malgré une dissociation observée entre les performances aux tâches de reconnaissance des émotions évoquées par les modalités visuelle et auditive, aucune corrélation n’a été trouvée entre les expressions vocales et musicales. La deuxième étude a mesuré les ondes cérébrales précoces (N1, N170) et plus tardives (N2) de vingt-cinq adultes (10 TCC léger simple, 1 TCC léger complexe, 3 TCC modéré-sévère et 11 témoins), pendant la présentation d’expressions faciales évoquant la peur, la neutralité et la joie. Les résultats suggèrent des altérations dans le traitement attentionnel précoce à la suite d’un TCC, qui amenuisent le traitement ultérieur de la peur évoquée par les expressions faciales. En somme, les conclusions de cette thèse affinent notre compréhension du traitement des émotions évoquées par les expressions faciales, vocales et musicales à la suite d’un TCC selon le niveau de gravité. Les résultats permettent également de mieux saisir les origines des déficits du traitement des émotions évoquées par les expressions faciales à la suite d’un TCC, lesquels semblent secondaires à des altérations attentionnelles précoces. Cette thèse pourrait contribuer au développement éventuel d’interventions axées sur les émotions à la suite d’un TCC.

Aspects of postural alignment and postural control relevant for the evaluation and the treatment of idiopathic scoliosis patients

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

First evidence of altered sensory quality in a shellfish exposed to decreased pH relevant to ocean acidification

Understanding how seafood will be influenced by coming environmental changes such as ocean acidification is a research priority. One major gap in knowledge relates to the fact that many experiments are not considering relevant end points related directly to production (e.g., size, survival) and product quality (e.g., sensory quality) that can have important repercussions for consumers and the seafood market. The aim of this experiment was to compare the survival and sensory quality of the adult northern shrimp (Pandalus borealis) exposed for 3 wk to a temperature at the extreme of its thermal tolerance (11°C) and 2 pH treatments: pH 8.0 (the current average pH at the sampling site) and pH 7.5 (which is out of the current natural variability and relevant to near-future ocean acidification). Results show that decreased pH increased mortality significantly, by 63%. Sensory quality was assessed through semiqualitative scoring by a panel of 30 local connoisseurs. They were asked to rate 4 shrimp (2 from each pH treatment) for 3 parameters: appearance, texture and taste. Decreased pH reduced the score significantly for appearance and taste, but not texture. As a consequence, shrimp maintained in pH8.0 had a 3.4 times increased probability to be scored as the best shrimp on the plate, whereas shrimp from the pH 7.5 treatment had a 2.6 times more chance to be scored as the least desirable shrimp on the plate. These results help to prove the concept that ocean acidification can modulate sensory quality of the northern shrimp P. borealis. More research is now needed to evaluate impacts on other seafood species, socioeconomic consequences, and potential options.

Experiment: Acidified seawater impacts sea urchin larvae pH regulatory systems relevant for calcification

Calcifying echinoid larvae respond to changes in seawater carbonate chemistry with reduced growth and developmental delay. To date, no information exists on how ocean acidification acts on pH homeostasis in echinoderm larvae. Understanding acid-base regulatory capacities is important because intracellular formation and maintenance of the calcium carbonate skeleton is dependent on pH homeostasis. Using H(+)-selective microelectrodes and the pH-sensitive fluorescent dye BCECF, we conducted in vivo measurements of extracellular and intracellular pH (pH(e) and pH(i)) in echinoderm larvae. We exposed pluteus larvae to a range of seawater CO(2) conditions and demonstrated that the extracellular compartment surrounding the calcifying primary mesenchyme cells (PMCs) conforms to the surrounding seawater with respect to pH during exposure to elevated seawater pCO(2). Using FITC dextran conjugates, we demonstrate that sea urchin larvae have a leaky integument. PMCs and spicules are therefore directly exposed to strong changes in pH(e) whenever seawater pH changes. However, measurements of pH(i) demonstrated that PMCs are able to fully compensate an induced intracellular acidosis. This was highly dependent on Na(+) and HCO(3)(-), suggesting a bicarbonate buffer mechanism involving secondary active Na(+)-dependent membrane transport proteins. We suggest that, under ocean acidification, maintained pH(i) enables calcification to proceed despite decreased pH(e). However, this probably causes enhanced costs. Increased costs for calcification or cellular homeostasis can be one of the main factors leading to modifications in energy partitioning, which then impacts growth and, ultimately, results in increased mortality of echinoid larvae during the pelagic life stage.

Diagnóstico del rendimiento académico de estudiantes de una escuela de educación superior en México

El objetivo del artículo es realizar un diagnóstico sobre la percepción de los factores que intervienen en el rendimiento académico de los estudiantes de cinco carreras universitarias en una escuela de educación superior en México, para así reconocer las áreas de oportunidad que permitan sugerir políticas y estrategias para elevar su rendimiento. Se utilizó una muestra de 1651 estudiantes, se obtuvieron los datos a partir de un cuestionario con treinta preguntas que estudian la percepción del rendimiento académico en escala tipo Likert. Se realizó un análisis factorial exploratorio que permitiera reducir los datos, facilitar la interpretación y validar el instrumento. Se identificaron tres factores: a) el rol de los profesores, b) la evaluación y c) la motivación de los estudiantes. Se llevó a cabo un análisis comparativo por carrera. Se encontró que los estudiantes perciben que la mayoría de los maestros no se preocupan por la condición de los jóvenes en situación de reprobación. Además, casi no motivan y carecen de expresiones de sentimientos de orgullo por los logros académicos de los estudiantes. La mitad de los participantes piensa que los docentes no cubren el temario en su totalidad. Se detectó que los estudiantes poseen una alta motivación siendo esto positivo porque son alumnos dedicados y responsables. Se concluye realizando una serie de sugerencias y explicando las implicaciones que tiene este trabajo para las instituciones de educación superior.

“Animanazo”. Song and memories. Cultural expressions and movements in the reconstruction of the past inside a north Argentinian town

This article analyses the context of production and local situations of appropriation and resignification related to the folk song “Fire on Animaná” as well as the request and mobilization (“The animanazo”) provoked by this song in order to examine different mechanisms and foundations by which a population connect with an event from its community past, identifying with this and taking it in a specific way. In this article we combine discourse analysis of the song and of interviews to participants in this event with the reconstruction —through ethnographic observation— of how to use this song.

Homozygous deletion mapping in myeloma samples identifies genes and an expression signature relevant to pathogenesis and outcome.

PURPOSE: Myeloma is a clonal malignancy of plasma cells. Poor-prognosis risk is currently identified by clinical and cytogenetic features. However, these indicators do not capture all prognostic information. Gene expression analysis can be used to identify poor-prognosis patients and this can be improved by combination with information about DNA-level changes. EXPERIMENTAL DESIGN: Using single nucleotide polymorphism-based gene mapping in combination with global gene expression analysis, we have identified homozygous deletions in genes and networks that are relevant to myeloma pathogenesis and outcome. RESULTS: We identified 170 genes with homozygous deletions and corresponding loss of expression. Deletion within the "cell death" network was overrepresented and cases with these deletions had impaired overall survival. From further analysis of these events, we have generated an expression-based signature associated with shorter survival in 258 patients and confirmed this signature in data from two independent groups totaling 800 patients. We defined a gene expression signature of 97 cell death genes that reflects prognosis and confirmed this in two independent data sets. CONCLUSIONS: We developed a simple 6-gene expression signature from the 97-gene signature that can be used to identify poor-prognosis myeloma in the clinical environment. This signature could form the basis of future trials aimed at improving the outcome of poor-prognosis myeloma.

Gene scanning of VDJH-amplified segments is a clinically relevant technique to detect contaminating tumor cells in the apheresis products of multiple myeloma patients undergoing autologous peripheral blood stem cell transplantation.

Contaminating tumour cells in apheresis products have proved to influence the outcome of patients with multiple myeloma (MM) undergoing autologous stem cell transplantation (APBSCT). The gene scanning of clonally rearranged VDJ segments of the heavy chain immunoglobulin gene (VDJH) is a reproducible and easy to perform technique that can be optimised for clinical laboratories. We used it to analyse the aphereses of 27 MM patients undergoing APBSCT with clonally detectable VDJH segments, and 14 of them yielded monoclonal peaks in at least one apheresis product. The presence of positive results was not related to any pre-transplant characteristics, except the age at diagnosis (lower in patients with negative products, P = 0.04). Moreover, a better pre-transplant response trended to associate with a negative result (P = 0.069). Patients with clonally free products were more likely to obtain a better response to transplant (complete remission, 54% vs 28%; >90% reduction in the M-component, 93% vs 43% P = 0.028). In addition, patients transplanted with polyclonal products had longer progression-free survival, (39 vs 19 months, P = 0.037) and overall survival (81% vs 28% at 5 years, P = 0.045) than those transplanted with monoclonal apheresis. In summary, the gene scanning of apheresis products is a useful and clinically relevant technique in MM transplanted patients.

Charge migration induced by attosecond pulses in bio-relevant molecules

After sudden ionization of a large molecule, the positive charge can migrate throughout the system on a sub-femtosecond time scale, purely guided by electronic coherences. The possibility to actively explore the role of the electron dynamics in the photo-chemistry of bio-relevant molecules is of fundamental interest for understanding, and perhaps ultimately controlling, the processes leading to damage, mutation and, more generally, to the alteration of the biological functions of the macromolecule. Attosecond laser sources can provide the extreme time resolution required to follow this ultrafast charge flow. In this review we will present recent advances in attosecond molecular science: after a brief description of the results obtained for small molecules, recent experimental and theoretical findings on charge migration in bio-relevant molecules will be discussed.

Data Mining for Network Intrusion Detection : A comparison of data mining algorithms and an analysis of relevant features for detecting cyber-attacks

Data mining can be defined as the extraction of implicit, previously un-known, and potentially useful information from data. Numerous re-searchers have been developing security technology and exploring new methods to detect cyber-attacks with the DARPA 1998 dataset for Intrusion Detection and the modified versions of this dataset KDDCup99 and NSL-KDD, but until now no one have examined the performance of the Top 10 data mining algorithms selected by experts in data mining. The compared classification learning algorithms in this thesis are: C4.5, CART, k-NN and Naïve Bayes. The performance of these algorithms are compared with accuracy, error rate and average cost on modified versions of NSL-KDD train and test dataset where the instances are classified into normal and four cyber-attack categories: DoS, Probing, R2L and U2R. Additionally the most important features to detect cyber-attacks in all categories and in each category are evaluated with Weka’s Attribute Evaluator and ranked according to Information Gain. The results show that the classification algorithm with best performance on the dataset is the k-NN algorithm. The most important features to detect cyber-attacks are basic features such as the number of seconds of a network connection, the protocol used for the connection, the network service used, normal or error status of the connection and the number of data bytes sent. The most important features to detect DoS, Probing and R2L attacks are basic features and the least important features are content features. Unlike U2R attacks, where the content features are the most important features to detect attacks.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.