Diffraction integral formulas of the pulsed wave field in the temporal domain

To resolve the diffraction problems of the pulsed wave field directly in the temporal domain, we extend the Rayleigh diffraction integrals to the temporal domain and then discuss the approximation condition of this diffraction formula. (C) 1997 Optical Society of America.

Analysis of temporal structure in spike trains of visual cortical area MT

The temporal structure of neuronal spike trains in the visual cortex can provide detailed information about the stimulus and about the neuronal implementation of visual processing. Spike trains recorded from the macaque motion area MT in previous studies (Newsome et al., 1989a; Britten et al., 1992; Zohary et al., 1994) are analyzed here in the context of the dynamic random dot stimulus which was used to evoke them. If the stimulus is incoherent, the spike trains can be highly modulated and precisely locked in time to the stimulus. In contrast, the coherent motion stimulus creates little or no temporal modulation and allows us to study patterns in the spike train that may be intrinsic to the cortical circuitry in area MT. Long gaps in the spike train evoked by the preferred direction motion stimulus are found, and they appear to be symmetrical to bursts in the response to the anti-preferred direction of motion. A novel cross-correlation technique is used to establish that the gaps are correlated between pairs of neurons. Temporal modulation is also found in psychophysical experiments using a modified stimulus. A model is made that can account for the temporal modulation in terms of the computational theory of biological image motion processing. A frequency domain analysis of the stimulus reveals that it contains a repeated power spectrum that may account for psychophysical and electrophysiological observations.

Some neurons tend to fire bursts of action potentials while others avoid burst firing. Using numerical and analytical models of spike trains as Poisson processes with the addition of refractory periods and bursting, we are able to account for peaks in the power spectrum near 40 Hz without assuming the existence of an underlying oscillatory signal. A preliminary examination of the local field potential reveals that stimulus-locked oscillation appears briefly at the beginning of the trial.

Pulse temporal cleaner based on nonlinear ellipse rotation by using BK7 glass plate

We report a new pulse cleaning technique to enhance the contrast ratio of intense ultra-short laser pulses. A pulse temporal cleaner based on nonlinear ellipse rotation by using BK7 glass plate is developed, and a contrast ratio improvement of two orders of magnitude for the milli-joule level femtosecond input pulses is demonstrated, the total transmission efficiency of the pulse cleaner is 16.7%.

Control of dynamical systems with temporal logic specifications

This thesis is motivated by safety-critical applications involving autonomous air, ground, and space vehicles carrying out complex tasks in uncertain and adversarial environments. We use temporal logic as a language to formally specify complex tasks and system properties. Temporal logic specifications generalize the classical notions of stability and reachability that are studied in the control and hybrid systems communities. Given a system model and a formal task specification, the goal is to automatically synthesize a control policy for the system that ensures that the system satisfies the specification. This thesis presents novel control policy synthesis algorithms for optimal and robust control of dynamical systems with temporal logic specifications. Furthermore, it introduces algorithms that are efficient and extend to high-dimensional dynamical systems.

The first contribution of this thesis is the generalization of a classical linear temporal logic (LTL) control synthesis approach to optimal and robust control. We show how we can extend automata-based synthesis techniques for discrete abstractions of dynamical systems to create optimal and robust controllers that are guaranteed to satisfy an LTL specification. Such optimal and robust controllers can be computed at little extra computational cost compared to computing a feasible controller.

The second contribution of this thesis addresses the scalability of control synthesis with LTL specifications. A major limitation of the standard automaton-based approach for control with LTL specifications is that the automaton might be doubly-exponential in the size of the LTL specification. We introduce a fragment of LTL for which one can compute feasible control policies in time polynomial in the size of the system and specification. Additionally, we show how to compute optimal control policies for a variety of cost functions, and identify interesting cases when this can be done in polynomial time. These techniques are particularly relevant for online control, as one can guarantee that a feasible solution can be found quickly, and then iteratively improve on the quality as time permits.

The final contribution of this thesis is a set of algorithms for computing feasible trajectories for high-dimensional, nonlinear systems with LTL specifications. These algorithms avoid a potentially computationally-expensive process of computing a discrete abstraction, and instead compute directly on the system's continuous state space. The first method uses an automaton representing the specification to directly encode a series of constrained-reachability subproblems, which can be solved in a modular fashion by using standard techniques. The second method encodes an LTL formula as mixed-integer linear programming constraints on the dynamical system. We demonstrate these approaches with numerical experiments on temporal logic motion planning problems with high-dimensional (10+ states) continuous systems.

Temporal and spacial control of RNA stability in the early embryo of Drosophila melanogaster

Early embryogenesis in metazoa is controlled by maternally synthesized products. Among these products, the mature egg is loaded with transcripts representing approximately two thirds of the genome. A subset of this maternal RNA pool is degraded prior to the transition to zygotic control of development. This transfer of control of development from maternal to zygotic products is referred to as the midblastula transition (or MBT). It is believed that the degradation of maternal transcripts is required to terminate maternal control of development and to allow zygotic control of development to begin. Until now this process of maternal transcript degradation and the subsequent timing of the MBT has been poorly understood. I have demonstrated that in the early embryo there are two independent RNA degradation pathways, either of which is sufficient for transcript elimination. However, only the concerted action of both pathways leads to elimination of transcripts with the correct timing, at the MBT. The first pathway is maternally encoded, is triggered by egg activation, and is targeted to specific classes of mRNAs through cis-acting elements in the 3' untranslated region (UTR}. The second pathway is activated 2 hr after fertilization and functions together with the maternal pathway to ensure that transcripts are degraded by the MBT. In addition, some transcripts fail to degrade at select subcellular locations adding an element of spatial control to RNA degradation. The spatial control of RNA degradation is achieved by protecting, or masking, transcripts from the degradation machinery. The RNA degradation and protection events are regulated by distinct cis-elements in the 3' untranslated region (UTR). These results provide the first systematic dissection of this highly conserved process in development and demonstrate that RNA degradation is a novel mechanism used for both temporal and spatial control of development.

Temporal characteristic simulation for stimulated emission depletion microscopy

The imaging technology of stimulated emission depletion (STED) utilizes the nonlinearity relationship between the fluorescence saturation and the excited state stimulated depletion. It implements three-dimensional (3D) imaging and breaks the diffraction barrier of far-field light microscopy by restricting fluorescent molecules at a sub-diffraction spot. In order to improve the resolution which attained by this technology, the computer simulation on temporal behavior of population probabilities of the sample was made in this paper, and the optimized parameters such as intensity, duration and delay time of the STED pulse were given.

Accurate determination of the absolute phase and temporal-pulse phase of few-cycle laser pulses

A Fourier analysis method is used to accurately determine not only the absolute phase but also the temporal-pulse phase of an isolated few-cycle (chirped) laser pulse. This method is independent of the pulse shape and can fully characterize the light wave even though only a few samples per optical cycle are available. It paves the way for investigating the absolute phase-dependent extreme nonlinear optics, and the evolutions of the absolute phase and the temporal-pulse phase of few-cycle laser pulses.

Temporal confinement and enhancement of high-order harmonic emission with a synthesized laser field

We demonstrated that a synthesized laser field consisting of an intense long (45 fs, multi-optical-cycle) laser pulse and a weak short (7 fs, few-optical-cycle) laser pulse can control the electron dynamics and high-order harmonic generation in argon, and generate extreme ultraviolet supercontinuum towards the production of a single strong attosecond pulse. The long pulse offers a large amplitude field, and the short pulse creates a temporally narrow enhancement of the laser field and a gate for the highest energy harmonic emission. This scheme paves the way to generate intense isolated attosecond pulses with strong multi-optical-cycle laser pulses.

Caderno de revisão da aprendizagem de línguas estrangeiras (SME-RJ): uma análise linguístico-discursiva

A presente dissertação situa-se no âmbito dos estudos da linguagem e do mundo do trabalho do professor. Visa contribuir para o enriquecimento do debates sobre de políticas públicas referentes ao ensino de línguas estrangeiras (LEs) adotadas pela Secretaria Municipal de Educação do Rio de Janeiro (SME_RJ). Teve como objetivo, a partir de um olhar lingüístico-discursivo, analisar um conjunto de exercícios destinado à revisão da aprendizagem de LEs inglês, francês e espanhol no 6 ano do ensino fundamental intitulado Caderno do Aluno Material de Revisão, quando os alunos iniciam a aprendizagem de uma dessas línguas.. Esse material foi utilizado em todas as escolas da mencionada rede pública de ensino nos 45 dias inicias do ano letivo de 2009, momento dedicado à revisão dos conteúdos. A orientação teórica seguida considera as noções de dialogismo e gênero do discurso (BAKHTIN, 1992). Entre nossas conclusões, observa-se que apesar da nova organização da sociedade e dos avanços das políticas públicas direcionadas à Educação, verifica-se um retrocesso na concepção institucional do trabalho educativo, tendo em vista a falta de autonomia destinada aos professores para exercerem sua prática de trabalho em sala de aula

Análise de sobrevida dos pacientes com AIDS atendidos em um centro de pesquisa no Rio de Janeiro : 1986 a 2000

O objetivo deste trabalho é determinar o tempo decorrido e fatores relacionados a sobrevida, a partir do diagnóstico da AIDS dos pacientes atendidos no Centro de Pesquisa Hospital Evandro Chagas (CPqHEC). Comparar a sobrevida segundo os critérios definição de caso de AIDS estabelecidos pelo Centro de controle de doenças e prevenção dos EUA (CDC) em 1987 e 1993 e pelo Ministério da Saúde Brasil em 1998. De um total de 1591 indivíduos com sorologia positiva para HIV, cadastrados entre 1986 a 1999, foi selecionada uma amostra aleatória sistemática com 392 indivíduos, sendo identificados 193 casos de AIDS pelo critério CDC 1993. A sobrevida foi considerada como o tempo decorrido da data do diagnóstico da AIDS ao óbito (falha), sendo a censura definida para os pacientes com perda de seguimento ou que permaneceram vivos até dezembro de 2000, com a data da censura igual a data do último atendimento. A duração da sobrevida foi descrita através do método de Kaplan-Meier, sendo comparadas as funções de sobrevida das categorias das variáveis pelo teste log-rank. Um modelo com os co-fatores de maior relevância na sobrevida foi ajustado, utilizando-se o modelo dos riscos proporcionais de Cox. Dos 193 pacientes com AIDS, 92 (47,7%) morreram, 21 (10,9%) abandonaram o tratamento, e 80 (41,7%) permaneceram vivos até o fim do estudo. Encontramos sobrevida relativamente alta nos três critérios de definição de caso avaliados, em parte explicada pelos casos serem procedentes de um único hospital de pesquisa, com alto grau de conhecimento na condução da doença. A profilaxia primária para PPC foi preditor de melhor sobrevida. Casos com AIDS definida por herpes zoster apresentaram melhor prognóstico e os definidos por duas doenças o pior prognóstico.

Análise da região 5 não traduzida (5 utr) em sequências anotadas como trans-sialidase no genoma de Trypanosoma cruzi

A transsialidase é uma glicoproteína de membrana pertencente a uma família de genes de cópia múltipla, envolvida no processo de invasão celular do Trypanosoma cruzi no hospedeiro vertebrado. Esta dissertação foi concebida com um amplo componente analítico que dependia de dados publicamente disponíveis, ou seja, as sequências oriundas do projeto genoma de T. cruzi e cDNAs de trans-sialidase depositadas no Genbank-dbEST. Este componente analítico necessitou ser complementado e ampliado com a obtenção experimental de novas sequências, a partir da metodologia baseada na transcrição reversa acoplada a PCR. Os fragmentos obtidos de cepas de T. cruzi Dm28c (T. cruzi I), Y (T. cruzi II), CL-Brener (T. cruzi II, cepa híbrida), INPA4167 (zimodema III), 3663 (zimodema III) e Colombiana (zimodema III) foram clonados, sequenciados e analisados composicionalmente. Essas sequências foram editadas e alinhadas usando-se o software CLUSTAL X. Em uma seção específica do Genbank, denominada dbEST, buscamos os cDNAs homólogos a trans-sialidase. Esta busca por similaridade foi realizada individualmente com os números de acesso referentes às seqüências supracitadas contra o dbEST utilizando o BLAST a fim de obtermos informações funcionais e evolutivas. Em seguida, desenvolvemos metodologias experimentais que nos permitiu avaliar segmentos da 5 UTR, tais como os sítios de trans-splicing adicionais ou múltiplos em TS e seus respectivos sinais (região rica em polipirimidina), variação composicional e tamanho da região das sequências entre diferentes linhagens de T. cruzi. O resultado dessa averiguação também nos mostrou a quantidade de cDNAs relacionados com a transsialidase no dbEST bem como a relação desses cDNAs com o mini-exon. As cepas do zimodema III apresentaram tamanho médio dos fragmentos de 312 bases, enquanto T. cruzi I e T. cruzi II apresentaram, respectivamente 209 e 218. Trans splicing adicional ou duplicações gênicas com mutações no sítio primário de trans splicing não parece ser um fenômeno exclusivo de algum grupo populacional, embora seja mais evidente em T. cruzi zimodema III.

Estudos para composição do eu e do(s) outro(s): enunciação, polifonia e imagens discursivas na cartilha da Campanha Nacional O Petróleo Tem que Ser Nosso

O anúncio dos gigantescos campos do pré-sal brasileiro recolocou o petróleo no alvo dos holofotes. A propriedade desta imensa riqueza e as inevitáveis mudanças na legislação do setor são as principais questões que derivam deste fato. Com efeito, temos assistido a uma proliferação de discursos acerca do tema. Esta dissertação se insere num conjunto de reflexões que tomam o petróleo como objeto de interesse. Privilegiamos um espaço específico de produção discursiva, a saber, o instituído pela Campanha Nacional O Petróleo Tem que Ser Nosso. Um primeiro procedimento metodológico de coleta de dados possibilitou identificar que, entre os seus materiais de mobilização, ganha destaque a cartilha de massas do movimento, que desde julho de 2009 circula pelo território nacional. Inscritos numa perspectiva da Análise do Discurso de base enunciativa, cuidamos de construir uma reflexão sobre alguns dos modos de inscrição do(s) sujeito(s) no discurso. Nossas considerações acerca dos gêneros do discurso revelaram o hibridismo da cartilha; tal peculiaridade nos obrigou a construir dispositivos distintos de análise. Num primeiro memento, decidimos observar as marcas de pessoa, os marcadores temporais e espaciais, com vistas a identificar uma dada cenografia discursiva (Maingueneau, 1997) que nos remetesse às imagens dos coenunciadores; consideramos, num segundo momento, os discursos relatados (Bakhtin, 2006; Authier-Revuz, 1998 e outros) para compreender a polifonia inerente à cartilha. Nossa análise verificou de que maneira um regime de verdade e uma memória se instituem pela cenografia discursiva; a análise dos discursos relatados, com ênfase nos discursos direto, indireto e narrativizado, nos permitiu identificar, no agenciamento das vozes, um espaço de confronto entre formações discursivas divergentes

Análise das alterações decorrentes do envelhecimento na mecânica respiratória pela técnica de oscilações forçadas

O crescimento do percentual de idosos na população ocorre mundialmente tornando necessário conhecer o impacto do processo de envelhecimento, neste contexto, do sistema respiratório. O desconhecimento do impacto do envelhecimento associado a diferentes graus de exposição a poluentes e a presença de comorbidade(s) dificulta a diagnose das pneumopatias acarretando aos idosos piora da qualidade de vida. São vantagens da Técnica de Oscilações Forçadas (FOT): alto potencial de aplicação em idosos, fácil realização, análise detalhada da mecânica respiratória, desempenho de papel complementar, bem como de alternativa na impossibilidade de realização dos exames tradicionais. Foi realizado um estudo experimental comparativo que objetivou investigar o impacto do envelhecimento no sistema respiratório pela FOT e pela espirometria entre grupos de diferentes faixas etárias, sendo a idade a variável independente e as variáveis dependentes, os parâmetros oscilométricos resistência em regime contínuo (R0) e das vias aéreas centrais (Rm), inclinação da resistência (S), frequência de ressonância (fr), reatância média (Xm), complacência dinâmica (Cdin,sr) e os parâmetros espirométricos (VEF1, CVF, VEF1/CVF e FEF/CVF). Foram realizados entrevista, exame clínico, radiografia torácica, avaliação da mecânica respiratória pela FOT e da função pulmonar pela espirometria. 255 indivíduos com idades entre 20 e 86 anos foram entrevistados. Destes, 175 foram excluídos, restando os 80 voluntários analisados, que foram divididos em 6 grupos de acordo com a faixa etária (A: 20 a 29 anos; B: 30 a 39 anos; C: 40 a 49 anos; D: 50 a 59 anos; E: 60 a 69 anos; F: 70 anos ou mais). Foram utilizados os testes de Shapiro-Wilkins, na avaliação da normalidade dos dados biométricos em cada grupo, Oneway ANOVA, na comparação entre os grupos, e Tukey HSD na comparação entre as classes subjacentes. A análise da associação entre duas variáveis foi realizada inicialmente pela regressão univariada entre os parâmetros oscilométricos, a idade e a altura. A regressão múltipla entre os parâmetros oscilométricos, idade e altura foi realizada em conjunto. Foi realizada a análise de confundimento ou modificação de efeito sobre o parâmetro altura na relação entre a idade e os parâmetros oscilométricos. A correção pelo fator altura foi realizada quando sua análise apresentava fator de confundimento. Quanto aos parâmetros resistivos, não foram observadas alterações em R0 e Rm com o envelhecimento enquanto que o declínio observado em S é discreto e não-significativo. Em relação aos parâmetros reativos, verificouse que Cdin,sr e Xm diminuem enquanto que fr aumenta com o processo de envelhecimento. Todas estas alterações são significativas. Todavia, a diminuição da Cdin,sr não apresenta relação com a idade e sim com a altura, que constituiu modificação do efeito. Nos demais parâmetros oscilométricos, a altura constituiu fator de confundimento. Quanto à espirometria, observou-se declínio significativo do VEF1, do VEF1/CVF e da CVF. O índice FEF/CVF apresentou declínio nãosignificativo. Concluindo, a resistência do sistema respiratório e a complacência dinâmica não se modificam enquanto a homogeneidade do sistema respiratório diminui com o processo de envelhecimento.