A novel brain partition highlights the modular skeleton shared by structure and function

Elucidating the intricate relationship between brain structure and function, both in healthy and pathological conditions, is a key challenge for modern neuroscience. Recent progress in neuroimaging has helped advance our understanding of this important issue, with diffusion images providing information about structural connectivity (SC) and functional magnetic resonance imaging shedding light on resting state functional connectivity (rsFC). Here, we adopt a systems approach, relying on modular hierarchical clustering, to study together SC and rsFC datasets gathered independently from healthy human subjects. Our novel approach allows us to find a common skeleton shared by structure and function from which a new, optimal, brain partition can be extracted. We describe the emerging common structure-function modules (SFMs) in detail and compare them with commonly employed anatomical or functional parcellations. Our results underline the strong correspondence between brain structure and resting-state dynamics as well as the emerging coherent organization of the human brain.

Desenvolvimento de técnicas de otimização da programação das limpezas de redes de trocadores de calor

Trocadores de calor são equipamentos muito utilizados na indústria de processos com o objetivo de modificar a temperatura e/ou o estado físico de correntes materiais. Uma rede de trocadores de calor pode ser definida como um grupo de trocadores de calor interligados, a fim de reduzir as necessidades de energia de um sistema. No entanto, durante a operação de uma rede, a eficiência térmica dos trocadores de calor diminui devido à deposição. Esse efeito promove o aumento dos custos de combustível e das emissões de carbono. Uma alternativa para mitigar este problema baseia-se no estabelecimento de uma programação das limpezas dos trocadores de calor durante a operação de rede. Este tipo de abordagem ocasiona uma situação na qual ocorre um conflito de escolha: a limpeza de um trocador de calor pode recuperar a sua eficiência térmica, mas implica custos adicionais, tais como, mão-de-obra, produtos químicos, etc. Além disso, durante a limpeza, o trocador de calor tem de ser contornado por uma corrente de by-pass, o que aumenta temporariamente o consumo de energia. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo explorar diferentes técnicas de otimização envolvendo métodos estocásticos e heurísticos. Com este objetivo foi desenvolvido um conjunto de códigos computacionais integrados que envolvem a simulação pseudo-estacionária do comportamento da rede relacionado com incrustações e a otimização da programação das limpezas deste tipo de sistema. A solução do problema indica os períodos de tempo para a limpeza de cada trocador de calor. Na abordagem estocástica empregada, os parâmetros do algoritmo genético, como probabilidade de crossover e probabilidade de mutação, foram calibrados para o presente problema. A abordagem heurística desenvolvida se deu através da sequência do conjunto de movimentos zero, um e dois. De forma alternativa, desenvolveu-se a metodologia heurística recursiva na qual os conjuntos de movimentos um e dois foram empregados recursivamente. Também foi desenvolvida a abordagem híbrida que consistiu em diferentes combinações da metodologia estocástica e heurística. A análise comparativa entre as metodologias empregadas teve como objetivo avaliar a abordagem mais adequada para o presente problema da programação das limpezas em termos de função objetivo e esforço computacional. O desempenho da abordagem proposta foi explorado através de uma série de exemplos, incluindo uma refinaria real brasileira. Os resultados foram promissores, indicando que as técnicas de otimização analisadas neste trabalho podem ser abordagens interessantes para operações que envolvam redes de trocadores de calor. Dentre as abordagens de otimização analisadas, a metodologia heurística desenvolvida no presente trabalho apresentou os melhores resultados se mostrando competitiva frente às abordagens comparadas da literatura

Erreferentziakidetasun-sareen etiketatze-metodologia EPEC Corpusean tratamendu konputazionalari begira

Libro-homenaje editado por Mª José Ezeizabarrena y Ricardo Gómez

Determinação de uma fonte de contaminantes no estuário do Rio Macaé através da técnica de problemas inversos

Um grande desafio da atualidade é a preservação dos recursos hídricos, bem como o correto manejo dos mesmos, frente à expansão das cidades e às atividades humanas. A qualidade de um corpo hídrico é usualmente avaliada através da análise de parâmetros biológicos, físicos e químicos. O comportamento de tais parâmetros pode convenientemente ser simulado através de modelos matemáticos e computacionais, que surgem assim como uma ferramenta bastante útil, por sua capacidade de geração de cenários que possam embasar, por exemplo, tomadas de decisão. Nesta tese são discutidas técnicas de estimação da localização e intensidade de uma fonte de contaminante conservativo, hipoteticamente lançado na região predominantemente fluvial de um estuário. O lançamento aqui considerado se dá de forma pontual e contínua e a região enfocada compreendeu o estuário do Rio Macaé, localizado na costa norte do Rio de Janeiro. O trabalho compreende a solução de um problema direto, que consiste no transporte bidimensional (integrado na vertical) desse contaminante hipotético, bem como a aplicação de técnicas de problemas inversos. Para a solução do transporte do contaminante, aqui modelada pela versão 2D horizontal da equação de advecção-difusão, foram utilizados como métodos de discretização o Método de Elementos Finitos e o Método de Diferenças Finitas. Para o problema hidrodinâmico foram utilizados dados de uma solução já desenvolvida para estuário do Rio Macaé. Analisada a malha de acordo com o método de discretização, foram definidas a geometria do estuário e os parâmetros hidrodinâmicos e de transporte. Para a estimação dos parâmetros propostos foi utilizada a técnica de problemas inversos, com o uso dos métodos Luus-Jaakola, Algoritmo de Colisão de Partículas e Otimização por Colônia de Formigas para a estimação da localização e do método Seção Áurea para a estimação do parâmetro de intensidade da fonte. Para a definição de uma fonte, com o objetivo de propor um cenário experimental idealizado e de coleta de dados de amostragem, foi realizada a análise de sensibilidade quanto aos parâmetros a serem estimados. Como os dados de amostragem de concentração foram sintéticos, o problema inverso foi resolvido utilizando-os com e sem ruído, esse introduzido de forma artificial e aleatória. Sem o uso de ruído, os três métodos mostraram-se igualmente eficientes, com uma estimação precisa em 95% das execuções. Já com o uso de dados de amostragem com ruídos de 5%, o método Luus-Jaakola mostrou-se mais eficiente em esforço e custo computacional, embora todos tenham estimado precisamente a fonte em 80% das execuções. Considerando os resultados alcançados neste trabalho tem-se que é possível estimar uma fonte de constituintes, quanto à sua localização e intensidade, através da técnica de problemas inversos. Além disso, os métodos aplicados mostraram-se eficientes na estimação de tais parâmetros, com estimações precisas para a maioria de suas execuções. Sendo assim, o estudo do comportamento de contaminantes, e principalmente da identificação de fontes externas, torna-se uma importante ferramenta para a gestão dos recursos hídricos, possibilitando, inclusive, a identificação de possíveis responsáveis por passivos ambientais.

Effect of Neonatal Asphyxia on the Impairment of the Auditory Pathway by Recording Auditory Brainstem Responses in Newborn Piglets: A New Experimentation Model to Study the Perinatal Hypoxic-Ischemic Damage on the Auditory Syste

Introduction Hypoxia-ischemia (HI) is a major perinatal problem that results in severe damage to the brain impairing the normal development of the auditory system. The purpose of the present study is to study the effect of perinatal asphyxia on the auditory pathway by recording auditory brain responses in a novel animal experimentation model in newborn piglets. Method Hypoxia-ischemia was induced to 1.3 day-old piglets by clamping 30 minutes both carotid arteries by vascular occluders and lowering the fraction of inspired oxygen. We compared the Auditory Brain Responses (ABRs) of newborn piglets exposed to acute hypoxia/ischemia (n = 6) and a control group with no such exposure (n = 10). ABRs were recorded for both ears before the start of the experiment (baseline), after 30 minutes of HI injury, and every 30 minutes during 6 h after the HI injury. Results Auditory brain responses were altered during the hypoxic-ischemic insult but recovered 30-60 minutes later. Hypoxia/ischemia seemed to induce auditory functional damage by increasing I-V latencies and decreasing wave I, III and V amplitudes, although differences were not significant. Conclusion The described experimental model of hypoxia-ischemia in newborn piglets may be useful for studying the effect of perinatal asphyxia on the impairment of the auditory pathway.

Indicadores de avaliação ambiental em Áreas de Preservação Permanente (APPs) na sub-bacia do Rio Saracuruna RJ

Áreas de Preservação Permanente (APPs) configuram áreas protegidas, cobertas ou não por vegetação nativa, legalmente estabelecidas em lei. Estas possuem funções ambientais que se integram entre si e se associam às suas diferentes categorias. O trabalho objetivou a adaptação do sistema de indicadores PEIR (pressão, estado, impacto, resposta) para avaliação ambiental integrada de APPs, com aplicação na sub-bacia do rio Saracuruna, RJ. Especificamente visou: a) Levantamento da legislação pertinente às APPs inseridas no contexto do uso e ocupação do solo e gestão ambiental integrada; b) Delimitação das faixas de APP, segundo os parâmetros definidos pelo Código Florestal para cada categoria existente na área; c) Seleção de indicadores ambientais relacionados às APPs delimitadas considerando suas diversas categorias e funções ambientais associadas; d) Avaliação do potencial e limitações da aplicação de indicadores de avaliação integrada em APPs, envolvendo a espacialização das informações com suporte de geotecnologias, com enfoque para a legitimação/intervenções nas faixas inseridas na sub-bacia em estudo. Metodologicamente envolveu a pesquisa bibliográfica, compreendendo o levantamento de todo o arcabouço jurídico ambiental pertinente às APPs e das referências de cartas de indicadores; a caracterização física e humana da sub-bacia, subsidiando a delimitação e pré-avaliação de APPs; a seleção de indicadores ambientais voltados à avaliação integrada de APPs, a aplicação, com o suporte de geotecnologias, de parte destes indicadores estruturados em ciclos PEIR frente à hierarquização, exemplificativa, das funções ambientais por grupo de categorias de APPs; e, por fim, a elaboração de mapas-síntese da situação das faixas de APP ligadas à drenagem e ao relevo de altitude, com enfoque na legitimação das mesmas. A revisão das políticas específicas e transversais às APPs e de seus planos incidentes atestou uma ampla base para a gestão local ou compartilhada destas faixas, no entanto, a delimitação de APPs em função da realidade local ainda não ocorre. A Carta-síntese de indicadores de avaliação integrada de APPs na sub-bacia contemplou um conjunto de quarenta indicadores, dentre os quais vinte e seis compuseram dois ciclos aplicados e seis ciclos parcialmente aplicados. Para as APPs ligadas à drenagem e ao relevo de altitude foram aplicados, respectivamente, os indicadores de: a) pressão: Alteração de áreas naturais por áreas antrópicas e Evolução da área urbana em encostas; b) estado: Impermeabilização do solo e Qualidade ambiental das terras; c) impacto: Áreas críticas de inundação e Áreas de risco de escorregamentos ou desmoronamentos; e d) resposta: Plano de bacia hidrográfica e Áreas de risco recuperadas. Tais ciclos atestaram a precisão dos indicadores de pressão e estado quando da avaliação sobre a preservação em APPs, porém não foram capazes de explicar isoladamente a causa de impactos, os quais não ocorrem de maneira exclusiva nestas faixas. Demonstraram ainda um nível maior de antropização em APPs localizadas na porção de baixada da sub-bacia, principalmente em margens de rios. Sendo assim, cabem ações voltadas à fiscalização de APPs legitimadas, à recuperação de faixas com baixa interferência humana, e às intervenções urbanísticas ou prioritárias em áreas degradadas ou impactadas

Direito cosmopolita: regime jurídico ou apenas filosofia? Pressupostos, sistematização e o caso do direito de visita internacional

Esta tese visa a responder à indagação sobre a existência do Direito Cosmopolita não apenas como categoria filosófica, mas também como regime jurídico propriamente dito. Para tal, investiga seus pressupostos teóricos e seus pressupostos materiais, concluindo pela sua existência, tanto abstrata quanto concreta, enquanto regime jurídico stricto sensu. Com base nas premissas encontradas, o Direito Cosmopolita é traduzido da linguagem filosófica para a jurídica, sendo: (a) definido; (b) diferenciado do Direito Natural, do Direito Internacional, do Direito Comunitário e do Direito Internacional dos Direitos Humanos; e (c) sistematizado em torno de algumas categorias relevantes para o estudo jurídico (fontes, objeto, sujeitos, sanções e limites). Finalmente, a esquematização do Direito Cosmopolita abstratamente elaborada é testada no caso concreto do direito de visita a território estrangeiro, resultando em conclusões mais favoráveis à efetivação dos direitos humanos em âmbito mundial.

Problemas direto e inverso de processos de separação em leito móvel simulado mediante mecanismos cinéticos de adsorção

Diversas aplicações industriais relevantes envolvem os processos de adsorção, citando como exemplos a purificação de produtos, separação de substâncias, controle de poluição e umidade entre outros. O interesse crescente pelos processos de purificação de biomoléculas deve-se principalmente ao desenvolvimento da biotecnologia e à demanda das indústrias farmacêutica e química por produtos com alto grau de pureza. O leito móvel simulado (LMS) é um processo cromatográfico contínuo que tem sido aplicado para simular o movimento do leito de adsorvente, de forma contracorrente ao movimento do líquido, através da troca periódica das posições das correntes de entrada e saída, sendo operado de forma contínua, sem prejuízo da pureza das correntes de saída. Esta consiste no extrato, rico no componente mais fortemente adsorvido, e no rafinado, rico no componente mais fracamente adsorvido, sendo o processo particularmente adequado a separações binárias. O objetivo desta tese é estudar e avaliar diferentes abordagens utilizando métodos estocásticos de otimização para o problema inverso dos fenômenos envolvidos no processo de separação em LMS. Foram utilizados modelos discretos com diferentes abordagens de transferência de massa, com a vantagem da utilização de um grande número de pratos teóricos em uma coluna de comprimento moderado, neste processo a separação cresce à medida que os solutos fluem através do leito, isto é, ao maior número de vezes que as moléculas interagem entre a fase móvel e a fase estacionária alcançando assim o equilíbrio. A modelagem e a simulação verificadas nestas abordagens permitiram a avaliação e a identificação das principais características de uma unidade de separação do LMS. A aplicação em estudo refere-se à simulação de processos de separação do Baclofen e da Cetamina. Estes compostos foram escolhidos por estarem bem caracterizados na literatura, estando disponíveis em estudos de cinética e de equilíbrio de adsorção nos resultados experimentais. De posse de resultados experimentais avaliou-se o comportamento do problema direto e inverso de uma unidade de separação LMS visando comparar os resultados obtidos com os experimentais, sempre se baseando em critérios de eficiência de separação entre as fases móvel e estacionária. Os métodos estudados foram o GA (Genetic Algorithm) e o PCA (Particle Collision Algorithm) e também foi feita uma hibridização entre o GA e o PCA. Como resultado desta tese analisouse e comparou-se os métodos de otimização em diferentes aspectos relacionados com o mecanismo cinético de transferência de massa por adsorção e dessorção entre as fases sólidas do adsorvente.

Study on the activation mechanism of BCL-2 related ovarian killer (BOK)

BCL-2 family proteins are key regulators of the mitochondrial apoptotic machinery, controlling the mitochondrial outer membrane (MOM) permeabilization (MOMP). BCL-2 related Ovarian Killer (BOK) is a poorly understood pro-apoptotic member of this protein family. It has been reported that BOK localizes predominantly (although not exclusively) at membranes of the endoplasmic reticulum and of the Golgi apparatus. However, it is unclear whether BOK also operates at the MOM to promote apoptosis, as other pro-apoptotic BCL-2 family members do. Basing on the fact that the other two BAX-like pro-apoptotic members have been reported to oligomerize in order to induce MOMP, site-directed mutagenesis was used to generate two point mutations that predictably eliminated BOK’s oligomerization capacity. Then, the effect of such mutations on BOK’s membrane activity was examined using fluorescence spectroscopy.

Gênese e consolidação do modelo capitalista neoliberal no Chile e a educação superior: continuidade, embates e horizontes

Um novo governo neoliberal se consolidou no Chile no ano 2010, logo após de vários anos de transição ao governo ditatorial representado pela figura do Pinochet, quem em 1973 se ergueu no poder através de um violento golpe militar. Cabe, portanto, analisar à luz desse fato, o que teria ocasionado o continuísmo desse velho modelo de exclusão e autoritarismo reencarnado no governo do empresário-político Sebastián Piñera. Faz-se necessário, então, analisar aspectos e estratégias de Políticas Públicas com particular foco no direito à educação de qualidade como uma forma de criar uma sociedade mais democrática e igualitária. Em razão da privatização da educação superior no Chile no ano 1981, se desprende a necessidade de desvelar neste estudo o conflito que desde uma concepção positivista, aliada à ideologia neoliberal dominante na América latina, pretende ser uma redução desses confrontos e contradições a meras relações dualistas onde haveria ricos e pobres, vencedores e perdedores etc. valendo-se de mecanismos como culpabilização como justificativa, bem como o modo de repassar a responsabilidade para o próprio sujeito, sob o argumento de não querer ou de ser incapaz de alcançar as opções oferecidas pelo modelo livre de mercado. Com uma educação pobremente subvencionada pelo Estado, reproduzindo as distâncias de classe, cenário onde surgem os novos movimentos estudantis no Chile, sob a forma de novas identidades e caráter contra-hegemônico

Dietary animal and plant protein intakes and their associations with obesity and cardio-metabolic indicators in European adolescents: the HELENA cross-sectional study

Background: Previous studies suggest that dietary protein might play a beneficial role in combating obesity and its related chronic diseases. Total, animal and plant protein intakes and their associations with anthropometry and serum biomarkers in European adolescents using one standardised methodology across European countries are not well documented. Objectives: To evaluate total, animal and plant protein intakes in European adolescents stratified by gender and age, and to investigate their associations with cardio-metabolic indicators (anthropometry and biomarkers). Methods: The current analysis included 1804 randomly selected adolescents participating in the HELENA study (conducted in 2006-2007) aged 12.5-17.5 y (47% males) who completed two non-consecutive computerised 24-h dietary recalls. Associations between animal and plant protein intakes, and anthropometry and serum biomarkers were examined with General linear Model multivariate analysis. Results: Average total protein intake exceeded the recommendations of World Health Organization and European Food Safety Authority. Mean total protein intake was 96 g/d (59% derived from animal protein). Total, animal and plant protein intakes (g/d) were significantly lower in females than in males and total and plant protein intakes were lower in younger participants (12.5-14.9 y). Protein intake was significantly lower in underweight subjects and higher in obese ones; the direction of the relationship was reversed after adjustments for body weight (g/(kg.d)). The inverse association of plant protein intakes was stronger with BMI z-score and body fat percentage (BF%) compared to animal protein intakes. Additionally, BMI and BF% were positively associated with energy percentage of animal protein. Conclusions: This sample of European adolescents appeared to have adequate total protein intake. Our findings suggest that plant protein intakes may play a role in preventing obesity among European adolescents. Further longitudinal studies are needed to investigate the potential beneficial effects observed in this study in the prevention of obesity and related chronic diseases.

Teen-age identity construction in Stephen King: A gendered view

280 p.

Pretreatment with Resveratrol Prevents Neuronal Injury and Cognitive Deficits Induced by Perinatal Hypoxia-Ischemia in Rats

Despite advances in neonatal care, hypoxic-ischemic brain injury is still a serious clinical problem, which is responsible for many cases of perinatal mortality, cerebral palsy, motor impairment and cognitive deficits. Resveratrol, a natural polyphenol with important anti-oxidant and anti-inflammatory properties, is present in grapevines, peanuts and pomegranates. The aim of the present work was to evaluate the possible neuroprotective effect of resveratrol when administered before or immediately after a hypoxic-ischemic brain event in neonatal rats by analyzing brain damage, the mitochondrial status and long-term cognitive impairment. Our results indicate that pretreatment with resveratrol protects against brain damage, reducing infarct volume, preserving myelination and minimizing the astroglial reactive response. Moreover its neuroprotective effect was found to be long lasting, as behavioral outcomes were significantly improved at adulthood. We speculate that one of the mechanisms for this neuroprotection may be related to the maintenance of the mitochondrial inner membrane integrity and potential, and to the reduction of reactive oxygen species. Curiously, none of these protective features was observed when resveratrol was administered immediately after hypoxia-ischemia.

18S rRNA V9 metabarcoding for diet characterization: a critical evaluation with two sympatric zooplanktivorous fish species

The potential of the 18S rRNA V9 metabarcoding approach for diet assessment was explored using MiSeq paired-end (PE; 2 9 150 bp) technology. To critically evaluate the method's performance with degraded/digested DNA, the diets of two zooplanktivorous fish species from the Bay of Biscay, European sardine (Sardina pilchardus) and European sprat (Sprattus sprattus), were analysed. The taxonomic resolution and quantitative potential of the 18S V9 metabarcoding was first assessed both in silico and with mock and field plankton samples. Our method was capable of discriminating species within the reference database in a reliable way providing there was at least one variable position in the 18S V9 region. Furthermore, it successfully discriminated diet between both fish species, including habitat and diel differences among sardines, overcoming some of the limitations of traditional visual-based diet analysis methods. The high sensitivity and semi-quantitative nature of the 18S V9 metabarcoding approach was supported by both visual microscopy and qPCR-based results. This molecular approach provides an alternative cost and time effective tool for food-web analysis.

Snail heterogeneity in clear cell renal cell carcinoma

Background: Intratumor heterogeneity may be responsible of the unpredictable aggressive clinical behavior that some clear cell renal cell carcinomas display. This clinical uncertainty may be caused by insufficient sampling, leaving out of histological analysis foci of high grade tumor areas. Although molecular approaches are providing important information on renal intratumor heterogeneity, a focus on this topic from the practicing pathologist' perspective is still pending. Methods: Four distant tumor areas of 40 organ-confined clear cell renal cell carcinomas were selected for histopathological and immunohistochemical evaluation. Tumor size, cell type (clear/granular), Fuhrman's grade, Staging, as well as immunostaining with Snail, ZEB1, Twist, Vimentin, E-cadherin, beta-catenin, PTEN, p-Akt, p110 alpha, and SETD2, were analyzed for intratumor heterogeneity using a classification and regression tree algorithm. Results: Cell type and Fuhrman's grade were heterogeneous in 12.5 and 60 % of the tumors, respectively. If cell type was homogeneous (clear cell) then the tumors were low-grade in 88.57 % of cases. Immunostaining heterogeneity was significant in the series and oscillated between 15 % for p110a and 80 % for Snail. When Snail immunostaining was homogeneous the tumor was histologically homogeneous in 100 % of cases. If Snail was heterogeneous, the tumor was heterogeneous in 75 % of the cases. Average tumor diameter was 4.3 cm. Tumors larger than 3.7 cm were heterogeneous for Vimentin immunostaining in 72.5 % of cases. Tumors displaying negative immunostaining for both ZEB1 and Twist were low grade in 100 % of the cases. Conclusions: Intratumor heterogeneity is a common event in clear cell renal cell carcinoma, which can be monitored by immunohistochemistry in routine practice. Snail seems to be particularly useful in the identification of intratumor heterogeneity. The suitability of current sampling protocols in renal cancer is discussed.