Extended bidirectional reflectance distribution function for polarized light scattering from subsurface defects under a smooth surface

By introducing the scattering probability of a subsurface defect (SSD) and statistical distribution functions of SSD radius, refractive index, and position, we derive an extended bidirectional reflectance distribution function (BRDF) from the Jones scattering matrix. This function is applicable to the calculation for comparison with measurement of polarized light-scattering resulting from a SSD. A numerical calculation of the extended BRDF for the case of p-polarized incident light was performed by means of the Monte Carlo method. Our numerical results indicate that the extended BRDF strongly depends on the light incidence angle, the light scattering angle, and the out-of-plane azimuth angle. We observe a 180 degrees symmetry with respect to the azimuth angle. We further investigate the influence of the SSD density, the substrate refractive index, and the statistical distributions of the SSD radius and refractive index on the extended BRDF. For transparent substrates, we also find the dependence of the extended BRDF on the SSD positions. (c) 2006 Optical Society of America.

Efeitos da associação entre dieta hiperlipídica e ovariectomia sobre aspectos comportamentais, lipídeos séricos e o desenvolvimento corporal de ratas adultas

O aumento da longevidade evidenciou nas mulheres os efeitos deletérios da deficiência ovariana como, a obesidade central e as doenças neurodegenerativas. Os hábitos alimentares modernos favorecem o consumo excessivo de gorduras, que contribuem para efeitos adversos sobre a saúde, incluindo alteração da composição corporal e da função nervosa. Assim, objetivamos estudar como a dieta hiperlipídica (DH), contendo óleo de soja, associada à perda da função gonadal influenciam o comportamento e o desenvolvimento corporal de ratas adultas. Ratas Wistar adultas foram ovariectomizadas (OVX) ou pseudo-operadas (C) e após 7d passaram a receber dieta contendo 4%(normo) ou 19%(hiperlípidica) de óleo de soja: C4 (n=29), OVX4 (n=30), C19 (n=30), OVX19 (n=30). Foram avaliados a massa e o comprimento corporais e a ingestão alimentar, e aspectos comportamentais de ansiedade, através de teste no Labirinto em Cruz Elevado (LCE); de busca pela novidade, por testes no Campo Vazado (CV); e aprendizagem/memória avaliada no labirinto aquático radial de 8 braços (LAROB). Ao final dos testes, os animais foram anestesiados, exsanguinados e o tecido adiposo intra-abdominal foi coletado e pesado. O soro foi utilizado para dosagens de triglicerídeo (TG), VLDL-c, colesterol (COL), HDL-c e estradiol. A ingestão alimentar média e o comprimento corporal não diferiram entre os grupos, mas o grupo OVX19 mostrou ganho significativo (13,6%) de massa corporal mais precocemente que os demais. O mesmo padrão foi observado quanto à massa de tecido adiposo, que foi 86% maior no OVX19. Os TG, VLDL e COL aumentaram cerca de 28% no OVX19, porém sem alteração de HDL-c (33,762,2 mg/dl). A DH e a ovariectomia se mostraram ansiogênicos e quando associados, a DH parece reverter o efeito ansiogênico da castração. Padrão similar de resposta foi observado na resposta ao teste de busca por novidade. No teste de aprendizagem/memória o OVX4 apresentou maior tempo de latência no primeiro dia, e todos responderam de forma semelhante nos demais dias. Conclui-se que a deficiência de estradiol acompanhada da ingestão de dieta hiperlipídica mantém o desempenho cognitivo, o comportamento emocional e a motivação, embora prejudique a adiposidade e o metabolismo lipídico.

A note on the von Bertalanffy growth function concerning the allocation of surplus energy to reproduction

We propose an extended form of the von Bertalanffy growth function (VBGF), where the allocation of surplus energy to reproduction is considered. Any function can be used in our model to describe the ratio of energy allocation for reproduction to that for somatic growth. As an example, two models for energy allocation were derived: a step-function and a logistic function. The extended model can jointly describe growth in adult and juvenile stages. The change in growth rate between the two stages can be either gradual or steep; the latter gives a biphasic VBGF. The results of curve fitting indicated that a consideration of reproductive energy is meaningful for model extension. By controlling parameter values, our comprehensive model gives various growth curve shapes ranging from indeterminate to determinate growth. An increase in the number of parameters is unavoidable in practical applications of this new model. Additional information on reproduction will improve the reliability of model estimates.

Avaliação da função endotelial em mulheres jovens portadoras da síndrome dos ovários policísticos

A síndrome dos ovários policísticos é uma desordem frequente e complexa, com grande variabilidade fenotípica, predominando os sinais de disfunção ovariana. Alterações metabólicas, inflamatórias e vasculares vinculadas à resistência à insulina são muito prevalentes nessa desordem podendo manifestar-se precocemente. O objetivo principal deste estudo foi investigar a presença de alterações microvasculares em mulheres jovens e não obesas portadoras da síndrome dos ovários policísticos, através de videocapilaroscopia periungueal e dosagem dos níveis séricos de endotelina-1. O objetivo secundário foi verificar a existência de associações entre os achados vasculares, níveis séricos de androgênios, parâmetros clínicos, bioquímicos, metabólicos e inflamatórios relacionados ao risco cardiovascular. Em estudo observacional, transverso e controlado avaliamos 12 mulheres com diagnóstico de síndrome dos ovários policísticos, segundo os critérios estabelecidos pelo consenso de Rotterdam e nove voluntárias saudáveis. A idade (22,82,3 X 24,62,7), o índice de massa corporal (22,53,4 X 23,73,1) e a circunferência da cintura (7510,1 X 77,38,1) foram semelhantes nos dois grupos. As portadoras da síndrome apresentavam hiperandrogenismo clínico. Não foram observadas diferenças significativas entre os grupos quando analisados os níveis séricos de estradiol, testosterona total, androstenediona ou o índice de testosterona livre, entretanto a SHBG mostrou-se significativamente mais baixa no grupo de estudo (p=0,011). A glicemia de jejum, insulina, HOMA-IR e o perfil lipídico foram normais e sem diferença entre os grupos. A amostra com síndrome dos ovários policísticos não apresentava intolerância à glicose ou Diabetes Mellitus pelo teste oral de tolerância à glicose. Os níveis séricos dos marcadores inflamatórios (leucócitos, ácido úrico, adiponectina, leptina e proteína c reativa) e do marcador de função endotelial avaliado também foram similares nos dois grupos. A velocidade de deslocamento das hemácias no basal e após oclusão foram significativamente menores nas pacientes de estudo (p=0,02), mas o tempo para atingir a VDHmax e os parâmetros relativos à morfologia e densidade capilar foram semelhantes. Não observamos correlação entre a velocidade de deslocamento das hemácias e níveis plasmáticos de endotelina-1, androgênios ou parâmetros de resistência insulínica. A velocidade de deslocamento das hemácias associou-se positivamente aos níveis plasmáticos de estradiol (r= 0,45, p<0,05) e negativamente aos de colesterol total e LDL colesterol (r= -0,52, p<0,05; r=-0,47, p<0,05, respectivamente). Em conclusão nossos resultados fornecem evidência adicional de dano precoce à função microvascular em mulheres portadoras de síndrome dos ovários policísticos. Através da capilaroscopia periungueal dinâmica, demonstramos que mulheres jovens com moderado hiperandrogenismo, sem obesidade, RI, hipertensão ou dislipidemia, já apresentam disfunção microvascular nutritiva, caracterizada por redução na velocidade de fluxo das hemácias no basal e após oclusão. Estes achados micro-circulatórios não foram acompanhados de elevações nos níveis plasmáticos de endotelina-1.

Effects of rapid decompression and exposure to bright light on visual function in black rockfish (Sebastes melanops) and Pacific halibut (Hippoglossus stenolepis)

Demersal fishes hauled up from depth experience rapid decompression. In physoclists, this can cause overexpansion of the swim bladder and resultant injuries to multiple organs (barotrauma), including severe exophthalmia (“pop-eye”). Before release, fishes can also be subjected to asphyxia and exposure to direct sunlight. Little is known, however, about possible sensory deficits resulting from the events accompanying capture. To address this issue, electroretinography was used to measure the changes in retinal light sensitivity, flicker fusion frequency, and spectral sensitivity in black rockfish (Sebastes melanops) subjected to rapid decompression (from 4 atmospheres absolute [ATA] to 1 ATA) and Pacific halibut (Hippoglossus stenolepis) exposed to 15 minutes of simulated sunlight. Rapid decompression had no measurable influence on retinal function in black rockfish. In contrast, exposure to bright light significantly reduced retinal light sensitivity of Pacific halibut, predominately by affecting the photopigment which absorbs the green wavelengths of light (≈520–580 nm) most strongly. This detriment is likely to have severe consequences for postrelease foraging success in green-wavelength-dominated coastal waters. The visual system of Pacific halibut has characteristics typical of species adapted to low light environments, and these characteristics may underlie their vulnerability to injury from exposure to bright light.

An allometric smoothing function to describe the relation between otolith and somatic growth over the lifespan of walleye pollock (Theragra chalcogramma)

We propose a new equation to describe the relation between otolith length (OL) and somatic length (fork length [FL]) of fish for the entire lifespan of the fish. The equation was developed by applying a mathematical smoothing method based on an allometric equation with a constant term for walleye pollock (Theragra chalcogramma) —a species that shows an extended longevity (>20 years). The most appropriate equation for defining the relation between OL and FL was a four-phase allometric smoothing function with three inflection points. The inflection points correspond to the timing of settlement of walleye pollock, changes in sexual maturity, and direction of otolith growth. Allometric smoothing functions describing the relation between short otolith radius and FL, long otolith radius and FL, and FL and body weight were also developed. The proposed allometric smoothing functions cover the entire lifespan of walleye pollock. We term these equations “allometric smoothing functions for otolith and somatic growth over the lifespan of walleye pollock.”

Species-specific effects of four preservative treatments on oocytes and ovarian material of Atlantic cod (Gadus morhua), haddock (Melanogrammus aeglefinus), and American plaice (Hippoglossoides platessoides)

The lack of information concerning the preservation of ovarian material of fish species inhibits standardization of methods for determining fecundity and measuring oocytes. The effects of four preservatives (10% phosphate-buffered formalin, modified Gilson’s solution, 70% ethanol, and freezing) on ovarian material weight and oocyte size were quantified for prespawning Atlantic cod (Gadus morhua), haddock (Melanogrammus aeglefinus), and American plaice (Hippoglossoides platessoides). Effects of preservation were similar between Atlantic cod and haddock but different between Atlantic cod and American plaice for nearly all comparisons. Although all treatments affected the weight of ovarian material, freezing caused the most change and formalin caused the least. Such signif icant species-specific effects should be quantified in the calculation of life history characteristics, such as fecundity, to minimize error. This is one of few studies dedicated to evaluating the effects of preservation on oocytes and ovarian material and is the first to evaluate multiple preservatives on species.

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.