The epidemiology of antibiotic resistance in hospitals: Paradoxes and prescriptions

A simple mathematical model of bacterial transmission within a hospital was used to study the effects of measures to control nosocomial transmission of bacteria and reduce antimicrobial resistance in nosocomial pathogens. The model predicts that: (i) Use of an antibiotic for which resistance is not yet present in a hospital will be positively associated at the individual level (odds ratio) with carriage of bacteria resistant to other antibiotics, but negatively associated at the population level (prevalence). Thus inferences from individual risk factors can yield misleading conclusions about the effect of antibiotic use on resistance to another antibiotic. (ii) Nonspecific interventions that reduce transmission of all bacteria within a hospital will disproportionately reduce the prevalence of colonization with resistant bacteria. (iii) Changes in the prevalence of resistance after a successful intervention will occur on a time scale of weeks to months, considerably faster than in community-acquired infections. Moreover, resistance can decline rapidly in a hospital even if it does not carry a fitness cost. The predictions of the model are compared with those of other models and published data. The implications for resistance control and study design are discussed, along with the limitations and assumptions of the model.

Independent and combined analyses of sequences from all three genomic compartments converge on the root of flowering plant phylogeny

Plant phylogenetic estimates are most likely to be reliable when congruent evidence is obtained independently from the mitochondrial, plastid, and nuclear genomes with all methods of analysis. Here, results are presented from separate and combined genomic analyses of new and previously published data, including six and nine genes (8,911 bp and 12,010 bp, respectively) for different subsets of taxa that suggest Amborella + Nymphaeales (water lilies) are the first-branching angiosperm lineage. Before and after tree-independent noise reduction, most individual genomic compartments and methods of analysis estimated the Amborella + Nymphaeales basal topology with high support. Previous phylogenetic estimates placing Amborella alone as the first extant angiosperm branch may have been misled because of a series of specific problems with paralogy, suboptimal outgroups, long-branch taxa, and method dependence. Ancestral character state reconstructions differ between the two topologies and affect inferences about the features of early angiosperms.

Expression of homeobox genes shows chelicerate arthropods retain their deutocerebral segment

Expression patterns of six homeobox containing genes in a model chelicerate, the oribatid mite Archegozetes longisetosus, were examined to establish homology of chelicerate and insect head segments and to investigate claims that the chelicerate deutocerebral segment has been reduced or lost. engrailed (en) expression, which has been used to demonstrate the presence of segments in insects, fails to demonstrate a reduced deutocerebral segment. Expression patterns of the chelicerate homologs of the Drosophila genes Antennapedia (Antp), Sex combs reduced (Scr), Deformed (Dfd), proboscipedia (pb), and orthodenticle (otd) confirm direct correspondence of head segments. The chelicerate deutocerebral segment has not been reduced or lost. We make further inferences concerning the evolution of heads and Hox genes in arthropods.

Evaluating multiple alternative hypotheses for the origin of Bilateria: An analysis of 18S rRNA molecular evidence

Six alternative hypotheses for the phylogenetic origin of Bilateria are evaluated by using complete 18S rRNA gene sequences for 52 taxa. These data suggest that there is little support for three of these hypotheses. Bilateria is not likely to be the sister group of Radiata or Ctenophora, nor is it likely that Bilateria gave rise to Cnidaria or Ctenophora. Instead, these data reveal a close relationship between bilaterians, placozoans, and cnidarians. From this, several inferences can be drawn. Morphological features that previously have been identified as synapomorphies of Bilateria and Ctenophora, e.g., mesoderm, more likely evolved independently in each clade. The endomesodermal muscles of bilaterians may be homologous to the endodermal muscles of cnidarians, implying that the original bilaterian mesodermal muscles were myoepithelial. Placozoans should have a gastrulation stage during development. Of the three hypotheses that cannot be falsified with the 18S rRNA data, one is most strongly supported. This hypothesis states that Bilateria and Placozoa share a more recent common ancestor than either does to Cnidaria. If true, the simplicity of placozoan body architecture is secondarily derived from a more complex ancestor. This simplification may have occurred in association with a planula-type larva becoming reproductive before metamorphosis. If this simplification took place during the common history that placozoans share with bilaterians, then placozoan genes that contain a homeobox, such as Trox2, should be explored, for they may include the gene or genes most closely related to Hox genes of bilaterians.

Ecological inference

Ecological inference is the process of drawing conclusions about individual-level behavior from aggregate-level data. Recent advances involve the combination of statistical and deterministic means to produce such inferences.

Neural components of topographical representation

Studies of patients with focal brain damage suggest that topographical representation is subserved by dissociable neural subcomponents. This article offers a condensed review of the literature of “topographical disorientation” and describes several functional MRI studies designed to test hypotheses generated by that review. Three hypotheses are considered: (i) The parahippocampal cortex is critically involved in the acquisition of exocentric spatial information in humans; (ii) separable, posterior, dorsal, and ventral cortical regions subserve the perception and long term representation of position and identity, respectively, of landmarks; and (iii) there is a distinct area of the ventral occipitotemporal cortex that responds maximally to building stimuli and may play a role in the perception of salient landmarks. We conclude with a discussion of the inferential limitations of neuroimaging and lesion studies. It is proposed that combining these two approaches allows for inferences regarding the computational involvement of a neuroanatomical substrate in a given cognitive process although neither method can strictly support this conclusion alone.

Rapidly induced auditory plasticity: The ventriloquism aftereffect

Cortical representational plasticity has been well documented after peripheral and central injuries or improvements in perceptual and motor abilities. This has led to inferences that the changes in cortical representations parallel and account for the improvement in performance during the period of skill acquisition. There have also been several examples of rapidly induced changes in cortical neuronal response properties, for example, by intracortical microstimulation or by classical conditioning paradigms. This report describes similar rapidly induced changes in a cortically mediated perception in human subjects, the ventriloquism aftereffect, which presumably reflects a corresponding change in the cortical representation of acoustic space. The ventriloquism aftereffect describes an enduring shift in the perception of the spatial location of acoustic stimuli after a period of exposure of spatially disparate and simultaneously presented acoustic and visual stimuli. Exposure of a mismatch of 8° for 20–30 min is sufficient to shift the perception of acoustic space by approximately the same amount across subjects and acoustic frequencies. Given that the cerebral cortex is necessary for the perception of acoustic space, it is likely that the ventriloquism aftereffect reflects a change in the cortical representation of acoustic space. Comparisons between the responses of single cortical neurons in the behaving macaque monkey and the stimulus parameters that give rise to the ventriloquism aftereffect suggest that the changes in the cortical representation of acoustic space may begin as early as the primary auditory cortex.

Quantitative trait loci and metabolic pathways

The interpretation of quantitative trait locus (QTL) studies is limited by the lack of information on metabolic pathways leading to most economic traits. Inferences about the roles of the underlying genes with a pathway or the nature of their interaction with other loci are generally not possible. An exception is resistance to the corn earworm Helicoverpa zea (Boddie) in maize (Zea mays L.) because of maysin, a C-glycosyl flavone synthesized in silks via a branch of the well characterized flavonoid pathway. Our results using flavone synthesis as a model QTL system indicate: (i) the importance of regulatory loci as QTLs, (ii) the importance of interconnecting biochemical pathways on product levels, (iii) evidence for “channeling” of intermediates, allowing independent synthesis of related compounds, (iv) the utility of QTL analysis in clarifying the role of specific genes in a biochemical pathway, and (v) identification of a previously unknown locus on chromosome 9S affecting flavone level. A greater understanding of the genetic basis of maysin synthesis and associated corn earworm resistance should lead to improved breeding strategies. More broadly, the insights gained in relating a defined genetic and biochemical pathway affecting a quantitative trait should enhance interpretation of the biological basis of variation for other quantitative traits.

Effects of passage history and sampling bias on phylogenetic reconstruction of human influenza A evolution

In this paper we determine the extent to which host-mediated mutations and a known sampling bias affect evolutionary studies of human influenza A. Previous phylogenetic reconstruction of influenza A (H3N2) evolution using the hemagglutinin gene revealed an excess of nonsilent substitutions assigned to the terminal branches of the tree. We investigate two hypotheses to explain this observation. The first hypothesis is that the excess reflects mutations that were either not present or were at low frequency in the viral sample isolated from its human host, and that these mutations increased in frequency during passage of the virus in embryonated eggs. A set of 22 codons known to undergo such “host-mediated” mutations showed a significant excess of mutations assigned to branches attaching sequences from egg-cultured (as opposed to cell-cultured) isolates to the tree. Our second hypothesis is that the remaining excess results from sampling bias. Influenza surveillance is purposefully biased toward sequencing antigenically dissimilar strains in an effort to identify new variants that may signal the need to update the vaccine. This bias produces an excess of mutations assigned to terminal branches simply because an isolate with no close relatives is by definition attached to the tree by a relatively long branch. Simulations show that the magnitude of excess mutations we observed in the hemagglutinin tree is consistent with expectations based on our sampling protocol. Sampling bias does not affect inferences about evolution drawn from phylogenetic analyses. However, if possible, the excess caused by host-mediated mutations should be removed from studies of the evolution of influenza viruses as they replicate in their human hosts.

Neural basis of lexical-semantic processing and integration of symbolic gestures with words

Three studies investigated the relation between symbolic gestures and words, aiming at discover the neural basis and behavioural features of the lexical semantic processing and integration of the two communicative signals. The first study aimed at determining whether elaboration of communicative signals (symbolic gestures and words) is always accompanied by integration with each other and, if present, this integration can be considered in support of the existence of a same control mechanism. Experiment 1 aimed at determining whether and how gesture is integrated with word. Participants were administered with a semantic priming paradigm with a lexical decision task and pronounced a target word, which was preceded by a meaningful or meaningless prime gesture. When meaningful, the gesture could be either congruent or incongruent with word meaning. Duration of prime presentation (100, 250, 400 ms) randomly varied. Voice spectra, lip kinematics, and time to response were recorded and analyzed. Formant 1 of voice spectra, and mean velocity in lip kinematics increased when the prime was meaningful and congruent with the word, as compared to meaningless gesture. In other words, parameters of voice and movement were magnified by congruence, but this occurred only when prime duration was 250 ms. Time to response to meaningful gesture was shorter in the condition of congruence compared to incongruence. Experiment 2 aimed at determining whether the mechanism of integration of a prime word with a target word is similar to that of a prime gesture with a target word. Formant 1 of the target word increased when word prime was meaningful and congruent, as compared to meaningless congruent prime. Increase was, however, present for whatever prime word duration. In the second study, experiment 3 aimed at determining whether symbolic prime gesture comprehension makes use of motor simulation. Transcranial Magnetic Stimulation was delivered to left primary motor cortex 100, 250, 500 ms after prime gesture presentation. Motor Evoked Potential of First Dorsal Interosseus increased when stimulation occurred 100 ms post-stimulus. Thus, gesture was understood within 100ms and integrated with the target word within 250 ms. Experiment 4 excluded any hand motor simulation in order to comprehend prime word. The effect of the prior presentation of a symbolic gesture on congruent target word processing was investigated in study 3. In experiment 5, symbolic gestures were presented as primes, followed by semantically congruent target word or pseudowords. In this case, lexical-semantic decision was accompanied by a motor simulation at 100ms after the onset of the verbal stimuli. Summing up, the same type of integration with a word was present for both prime gesture and word. It was probably subsequent to understanding of the signal, which used motor simulation for gesture and direct access to semantics for words. However, gesture and words could be understood at the same motor level through simulation if words were preceded by an adequate gestural context. Results are discussed in the prospective of a continuum between transitive actions and emblems, in parallelism with language; the grounded/symbolic content of the different signals evidences relation between sensorimotor and linguistic systems, which could interact at different levels.

Relações filogenéticas das espécies de Crenicichla Heckel, 1840 e Teleocichla Kullander, 1988 (Teleostei: Cichlidae)

São reconhecidos 90 nomes específicos válidos de Crenicichla e oito de Teleocichla. Juntos, os dois gêneros-alvo do presente estudo compreendem quase 1/5 da diversidade total de Cichlinae, subfamília neotropical de Cichlidae. Apesar das espécies de Crenicichla e Teleocichla formarem um clado bem corroborado através de filogenias baseadas tanto em dados morfológicos quanto em dados moleculares, as relações entre as suas espécies foram ainda pouco estudadas. Os dois estudos filogenéticos de Crenicichla conhecidos são parcialmente discordantes entre si e incorporaram apenas uma parcela da diversidade do grupo. Baseados apenas em dados moleculares, não foram acompanhados por um estudo de caracteres morfológicos que indicariam as sinapomorfias ou características diagnósticas para identificação dos grupos monofiléticos delimitados. No presente estudo, os principais objetivos consistem em testar o monofiletismo do grupo formado pelas espécies de Crenicichla e Teleocichla e identificar e definir unidades monofiléticas dentro desse grupo, com base na análise cladística de caracteres morfológicos. Como objetivo secundário, são testadas as recentes hipóteses de relações filogenéticas dessas espécies com as demais espécies de ciclídeos neotropicais. Foram incluídas todas as espécies válidas de Teleocichla e 54 espécies válidas de Crenicichla (60% das espécies válidas), além de uma espécie nova de Teleocichla e cinco prováveis espécies novas de Crenicichla. 20 representantes de diferentes linhagens de Cichlinae foram incluídos, totalizando 88 táxons terminais. As análises cladísticas foram realizadas a partir de uma matriz com 211 caracteres provenientes do estudo comparado de morfologia externa, incluindo padrões de colorido e osteologia. Além da análise com pesagens igualitárias, foram explorados também os resultados das análises com pesagem implícita utilizando diferentes valores da variável k e com pesagem sucessiva. A partir da comparação e discussão dos resultados obtidos a partir das diferentes análises, a topologia obtida através da análise com pesagem implícita utilizando o valor de k=3 foi escolhida para obtenção das inferências filogenéticas. Duas classificações alternativas foram discutidas e, a fim de minimizar mudanças nomenclaturais, aquela baseada no reconhecimento de subgêneros de Crenicichla correspondendo aos grupos monofiléticos encontrados foi preferida em detrimento da proposta baseada no reconhecimento de vários gêneros. Isso porque o posicionamento de Crenicichla macrophthalma (espécie-tipo de Crenicichla) continua sendo considerado instável. O gênero Crenicichla é corroborado como um grande clado formado por todas as espécies de Crenicichla e Teleocichla incluídas e é sustentado por 40 sinapomorfias não-ambíguas. Um complexo cenário foi encontrado quanto às relações entre as espécies de Crenicichla, com várias linhagens dentro desse grande grupo, assim como era previsto de acordo com estudos filogenéticos prévios. As relações entre essas linhagens, por outro lado, são ainda instáveis, podendo variar de acordo com os diferentes tipos de pesagem aplicados e apresentam algumas divergências em relação aos estudos prévios, que também divergem entre si. Teleocichla é um grupo monofilético dentro de Crenicichla e foi considerado como um de seus oito subgêneros. O subgênero Crenicichla é constituído apenas por Crenicichla macrophthalma. Os seis subgêneros restantes (Wallaciia, Batrachops, Hemeraia, Saxatilia, Lugubria e Lacustria) correspondem totalmente ou parcialmente a grupos de espécies de Crenicichla previamente existentes na literatura. Em Lacustria, quatro complexos de espécies foram delimitados: C. missioneira, C. scotti, C. jaguarensis e C. lacustris sensu stricto. Foram listadas as espécies nominais de cada subgênero e uma diagnose para auxiliar a identificação dos mesmos foi elaborada. Uma nova hipótese de relações de Crenicichla em Cichlinae é inferida a partir da análise realizada, na qual Crenicichla é grupo-irmão de um clado formado por Chaetobranchus flavescens e todos os representantes de Cichlasomatini e Geophagini incluídos

Capacidade funcional e saúde bucal relacionada à qualidade de vida de idosos

É de extrema importância estudar a relação entre capacidade funcional e saúde bucal relacionado à qualidade vida, para auxiliar nos fatores intervenientes tanto no cuidado odontológico como em outras áreas de atenção à saúde do idoso, além de adequar planos de tratamento as reais necessidades de cada indivíduo, proporcionando melhor qualidade de vida. O objetivo desse estudo foi investigar a capacidade funcional e saúde bucal relacionada à qualidade de vida do idoso. Foram incluídos na pesquisa idosos acima de 65 anos que residem em área de cobertura da Estratégia Saúde da Família de Bauru. Foram investigadas, através de entrevistas, as variáveis capacidade funcional (Índice de Katz), saúde bucal relacionada à qualidade de vida (OHIP-14), condições socioeconômicas e comorbidades. Foram excluídos da pesquisa idosos que apresentavam alterações de compreensão e expressão da comunicação, Para a realização da análise estatística foi utilizado o Teste de Pearson ao nível de significância de 0,05 e a Regressão Linear Multivariada, ao nível de significância de p 0,01. Participaram da pesquisa 238 idosos com 65 anos ou mais, sendo que 56,3% tinham entre 65 e 74 anos e 43,7% tinham 75 anos ou mais, a média geral de idade foi 74,5 anos. Quanto ao sexo, 55,5% eram mulheres, houve predominância da raça branca (65,1%). Quanto a variável capacidade funcional, 8,8% apresentaram incapacidade funcional intermediária ou severa. Sobre os aspectos socioeconômicos, 61,3% dos idosos apresentaram renda mensal de até dois salários mínimos, 88,2% eram aposentados ou pensionistas, 68,9% tinham algum grau de escolaridade e 57,1% eram casados ou mantinham uma união estável. Quanto a saúde bucal relacionada à qualidade de vida, 20,6% dos entrevistados se sentiram desconfortáveis para mastigar alguns tipos de alimentos. A hipertensão arterial foi a comorbidade mais relatada pelos entrevistados (75,6%). As dimensões dificuldade para mastigar (0,21; p<0,05) e necessidade de parar as refeições (0,21; p<0,05) do instrumento OHIP-14 apresentaram correlação estatisticamente significante com o Índice de Katz. Através da análise multivariada, foi observado que quanto maior a incapacidade menos o idoso se preocupa com a saúde bucal. A alimentação é um aspecto importante da vida diária de qualquer pessoa, especialmente o idoso que apresenta doenças crônicas em maior quantidade e severidade conforme o envelhecimento acontece. Além disso, a incapacidade apresentou tendência de aumento com a idade, no entanto a literatura não permite concluir que o envelhecimento em si seja causa da incapacidade funcional. A maior limitação do estudo se relaciona ao próprio desenho epidemiológico, pois o estudo transversal não permite inferências de causalidade, no entanto a amplitude do grupo etário nesta pesquisa permite observar tendências sobre a capacidade funcional e a saúde bucal relacionada à qualidade de vida em idosos. A incapacidade funcional aumentou com a idade e apresentou tendência de maior impacto negativo na saúde bucal relacionada a qualidade de vida dificultando a realização de refeições.

Validação de uma estrutura de análise ofensiva no basquetebol baseada no sequenciamento de dinâmicas de criação de espaço

A inferência de estratégias ofensivas em esportes coletivos pode ser realizada a partir da análise dos padrões de jogo observados durante a disputa. Para que isso ocorra, há a necessidade da formalização de classes de comportamentos específicos para a modalidade de forma a discriminar perfis de jogo com base na identificação das ações mais recorrentes. No basquetebol as ações são encadeadas ao longo da posse de bola, sendo que os diferentes tipos de sequências de ações contêm características que os diferenciam e podem influenciar diretamente no desfecho do ataque. Nesse trabalho foi apresentada uma proposta contendo diferentes possibilidades de sequenciamento de dinâmicas ofensivas baseadas em um modelo teórico descrito na literatura. Os procedimentos de validação do sequenciamento de dinâmicas ofensivas e os testes de reprodutibilidade e objetividade realizados junto a técnicos de basquetebol apresentaram valores elevados demonstrando a consistência dos critérios para a elaboração de 27 tipos de concatenações dependentes (Qui-quadrado >0,78). Além disso, a estrutura desenvolvida foi concluída através da aplicação do constructo a jogos de basquetebol da liga profissional Americana (NBA) (28 partidas, dentre as quais 10 partidas do confronto entre Spurs x Thunder, 10 partidas referentes ao confronto entre Heat e Pacers e 8 partidas da disputa envolvendo Heat e Spurs, sendo analisados ambos os ataques em cada confronto, válidos pela temporada regular e na fase de playoffs). Os resultados gerados a partir da análise foram apresentados através de árvores de decisão e grafos de modo a facilitar a visualização dos comportamentos identificados. A árvore de decisão apresentou as ações na sequência exata em que ocorreram nas posses de bola, enquanto os grafos mostraram os encadeamentos mais recorrentes entre duas dinâmicas ofensivas. Assim ambas as técnicas se mostraram complementares e auxiliaram na observação e análise dos perfis de jogo de cada equipe e na realização de inferências acerca de sua estratégia ofensiva. A formalização dos tipos de sequenciamento de ações ofensivas pode auxiliar treinadores e profissionais do basquetebol no desenho de estratégias, análise dos padrões de suas equipes e adversários e estruturação de sessões de treinamento que considerem os comportamentos ofensivos de modo dinâmico e contextualizado dentro de um encadeamento lógico de ações de jogo

Climate simulation for 125 kyr BP with a coupled ocean-atmosphere general circulation model

The ECHAM-1 T21/LSG coupled ocean-atmosphere general circulation model (GCM) is used to simulate climatic conditions at the last interglacial maximum (Eemian. 125 kyr BP). The results reflect thc expected surface temperature changes (with respect to the control run) due to the amplification (reduction) of the seasonal cycle of insolation in the Northern (Southern) Hemisphere. A number of simulated features agree with previous results from atmospheric GCM simulations e.g. intensified summer southwest monsoons) except in the Northern Hemisphere poleward of 30 degrees N. where dynamical feedback, in the North Atlantic and North Pacific increase zonal temperatures about 1 degrees C above what would be predicted from simple energy balance considerations. As this is the same area where most of the terrestrial geological data originate, this result suggests that previous estimates of Eemian global average temperature might have been biased by sample distribution. This conclusion is supported by the fact that the estimated global temperature increase of only 0.3 degrees C greater than the control run ha, been previously shown to be consistent a with CLIMAP sea surface temperature estimates. Although the Northern Hemisphere summer monsoon is intensified. globally averaged precipitation over land is within about 1% of the present, contravening some geological inferences bur not the deep-sea delta(13)C estimates of terrestrial carbon storage changes. Winter circulation changes in the northern Arabian Sea. driven by strong cooling on land, are as large as summer circulation changes that are the usual focus of interest, suggesting that interpreting variations in the Arabian Sea. sedimentary record solely in terms of the summer monsoon response could sometimes lead to errors. A small monsoonal response over northern South America suggests that interglacial paleotrends in this region were not just due to El Nino variations.

Extração de casos de teste utilizando Redes de Petri hierárquicas e validação de resultados utilizando OWL.

Este trabalho propõe dois métodos para teste de sistemas de software: o primeiro extrai ideias de teste de um modelo desenvolvido em rede de Petri hierárquica e o segundo valida os resultados após a realização dos testes utilizando um modelo em OWL-S. Estes processos aumentam a qualidade do sistema desenvolvido ao reduzir o risco de uma cobertura insuficiente ou teste incompleto de uma funcionalidade. A primeira técnica apresentada consiste de cinco etapas: i) avaliação do sistema e identificação dos módulos e entidades separáveis, ii) levantamento dos estados e transições, iii) modelagem do sistema (bottom-up), iv) validação do modelo criado avaliando o fluxo de cada funcionalidade e v) extração dos casos de teste usando uma das três coberturas de teste apresentada. O segundo método deve ser aplicado após a realização dos testes e possui cinco passos: i) primeiro constrói-se um modelo em OWL (Web Ontology Language) do sistema contendo todas as informações significativas sobre as regras de negócio da aplicação, identificando as classes, propriedades e axiomas que o regem; ii) em seguida o status inicial antes da execução é representado no modelo através da inserção das instâncias (indivíduos) presentes; iii) após a execução dos casos de testes, a situação do modelo deve ser atualizada inserindo (sem apagar as instâncias já existentes) as instâncias que representam a nova situação da aplicação; iv) próximo passo consiste em utilizar um reasoner para fazer as inferências do modelo OWL verificando se o modelo mantém a consistência, ou seja, se não existem erros na aplicação; v) finalmente, as instâncias do status inicial são comparadas com as instâncias do status final, verificando se os elementos foram alterados, criados ou apagados corretamente. O processo proposto é indicado principalmente para testes funcionais de caixa-preta, mas pode ser facilmente adaptado para testes em caixa branca. Obtiveram-se casos de testes semelhantes aos que seriam obtidos em uma análise manual mantendo a mesma cobertura do sistema. A validação provou-se condizente com os resultados esperados, bem como o modelo ontológico mostrouse bem fácil e intuitivo para aplicar manutenções.