Plasticity of the cochleotopic (frequency) map in specialized and nonspecialized auditory cortices

Auditory conditioning (associative learning) causes reorganization of the cochleotopic (frequency) maps of the primary auditory cortex (AI) and the inferior colliculus. Focal electric stimulation of the AI also evokes basically the same cortical and collicular reorganization as that caused by conditioning. Therefore, part of the neural mechanism for the plasticity of the central auditory system caused by conditioning can be explored by focal electric stimulation of the AI. The reorganization is due to shifts in best frequencies (BFs) together with shifts in frequency-tuning curves of single neurons. In the AI of the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus) and the posterior division of the AI of the mustached bat (Pteronotus parnellii), focal electric stimulation evokes BF shifts of cortical auditory neurons located within a 0.7-mm distance along the frequency axis. The amount and direction of BF shift differ depending on the relationship in BF between stimulated and recorded neurons, and between the gerbil and mustached bat. Comparison in BF shift between different mammalian species and between different cortical areas of a single species indicates that BF shift toward the BF of electrically stimulated cortical neurons (centripetal BF shift) is common in the AI, whereas BF shift away from the BF of electrically stimulated cortical neurons (centrifugal BF shift) is special. Therefore, we propose a hypothesis that reorganization, and accordingly organization, of cortical auditory areas caused by associative learning can be quite different between specialized and nonspecialized (ordinary) areas of the auditory cortex.

Memory systems in the brain and localization of a memory

It is now clear that there are a number of different forms or aspects of learning and memory that involve different brain systems. Broadly, memory phenomena have been categorized as explicit or implicit. Thus, explicit memories for experience involve the hippocampus–medial temporal lobe system and implicit basic associative learning and memory involves the cerebellum, amygdala, and other systems. Under normal conditions, however, many of these brain–memory systems are engaged to some degree in learning situations. But each of these brain systems is learning something different about the situation. The cerebellum is necessary for classical conditioning of discrete behavioral responses (eyeblink, limb flexion) under all conditions; however, in the “trace” procedure where a period of no stimuli intervenes between the conditioned stimulus and the unconditioned stimulus the hippocampus plays a critical role. Trace conditioning appears to provide a simple model of explicit memory where analysis of brain substrates is feasible. Analysis of the role of the cerebellum in basic delay conditioning (stimuli overlap) indicates that the memories are formed and stored in the cerebellum. The phenomenon of cerebellar long-term depression is considered as a putative mechanism of memory storage.

Quantum groups with invariant integrals

Quantum groups have been studied intensively for the last two decades from various points of view. The underlying mathematical structure is that of an algebra with a coproduct. Compact quantum groups admit Haar measures. However, if we want to have a Haar measure also in the noncompact case, we are forced to work with algebras without identity, and the notion of a coproduct has to be adapted. These considerations lead to the theory of multiplier Hopf algebras, which provides the mathematical tool for studying noncompact quantum groups with Haar measures. I will concentrate on the *-algebra case and assume positivity of the invariant integral. Doing so, I create an algebraic framework that serves as a model for the operator algebra approach to quantum groups. Indeed, the theory of locally compact quantum groups can be seen as the topological version of the theory of quantum groups as they are developed here in a purely algebraic context.

The operator algebra approach to quantum groups

A relatively simple definition of a locally compact quantum group in the C*-algebra setting will be explained as it was recently obtained by the authors. At the same time, we put this definition in the historical and mathematical context of locally compact groups, compact quantum groups, Kac algebras, multiplicative unitaries, and duality theory.

Expression of Drosophila mushroom body mutations in alternative genetic backgrounds: a case study of the mushroom body miniature gene (mbm).

Mutations in 12 genes regulating Drosophila melanogaster mushroom body (MB) development were each studied in two genetic backgrounds. In all cases, brain structure was qualitatively or quantitatively different after replacement of the "original" genetic background with that of the Canton Special wild-type strain. The mushroom body miniature gene (mbm) was investigated in detail. mbm supports the maintenance of MB Kenyon cell fibers in third instar larvae and their regrowth during metamorphosis. Adult mbm1 mutant females are lacking many or most Kenyon cell fibers and are impaired in MB-mediated associative odor learning. We show here that structural defects in mbm1 are apparent only in combination with an X-linked, dosage-dependent modifier (or modifiers). In the Canton Special genetic background, the mbm1 anatomical phenotype is suppressed, and MBs develop to a normal size. However, the olfactory learning phenotype is not fully restored, suggesting that submicroscopic defects persist in the MBs. Mutant mbm1 flies with full-sized MBs have normal retention but show a specific acquisition deficit that cannot be attributed to reductions in odor avoidance, shock reactivity, or locomotor behavior. We propose that polymorphic gene interactions (in addition to ontogenetic factors) determine MB size and, concomitantly, the ability to recognize and learn odors.

Self-organized phase transitions in neural networks as a neural mechanism of information processing.

Transitions between dynamically stable activity patterns imposed on an associative neural network are shown to be induced by self-organized infinitesimal changes in synaptic connection strength and to be a kind of phase transition. A key event for the neural process of information processing in a population coding scheme is transition between the activity patterns encoding usual entities. We propose that the infinitesimal and short-term synaptic changes based on the Hebbian learning rule are the driving force for the transition. The phase transition between the following two dynamical stable states is studied in detail, the state where the firing pattern is changed temporally so as to itinerate among several patterns and the state where the firing pattern is fixed to one of several patterns. The phase transition from the pattern itinerant state to a pattern fixed state may be induced by the Hebbian learning process under a weak input relevant to the fixed pattern. The reverse transition may be induced by the Hebbian unlearning process without input. The former transition is considered as recognition of the input stimulus, while the latter is considered as clearing of the used input data to get ready for new input. To ensure that information processing based on the phase transition can be made by the infinitesimal and short-term synaptic changes, it is absolutely necessary that the network always stays near the critical state corresponding to the phase transition point.

Functional anatomy of human eyeblink conditioning determined with regional cerebral glucose metabolism and positron-emission tomography.

Relative cerebral glucose metabolism was examined with positron-emission tomography (PET) as a measure of neuronal activation during performance of the classically conditioned eyeblink response in 12 young adult subjects. Each subject received three sessions: (i) a control session with PET scan in which unpaired presentations of the tone conditioned stimulus and corneal airpuff unconditioned stimulus were administered, (ii) a paired training session to allow associative learning to occur, and (iii) a paired test session with PET scan. Brain regions exhibiting learning-related activation were identified as those areas that showed significant differences in glucose metabolism between the unpaired control condition and well-trained state in the 9 subjects who met the learning criterion. Areas showing significant activation included bilateral sites in the inferior cerebellar cortex/deep nuclei, anterior cerebellar vermis, contralateral cerebellar cortex and pontine tegmentum, ipsilateral inferior thalamus/red nucleus, ipsilateral hippocampal formation, ipsilateral lateral temporal cortex, and bilateral ventral striatum. Among all subjects, including those who did not meet the learning criterion, metabolic changes in ipsilateral cerebellar nuclei, bilateral cerebellar cortex, anterior vermis, contralateral pontine tegmentum, ipsilateral hippocampal formation, and bilateral striatum correlated with degree of learning. The localization to cerebellum and its associated brainstem circuitry is consistent with neurobiological studies in the rabbit model of eyeblink classical conditioning and neuropsychological studies in brain-damaged humans. In addition, these data support a role for the hippocampus in conditioning and suggest that the ventral striatum may also be involved.

Equações de onda generalizadas e quantização funtorial para teorias de campo escalar livre

Nesta dissertação apresentamos um método de quantização matemática e conceitualmente rigoroso para o campo escalar livre de interações. Trazemos de início alguns aspéctos importantes da Teoria de Distribuições e colocamos alguns pontos de geometria Lorentziana. O restante do trabalho é dividido em duas partes: na primeira, estudamos equações de onda em variedades Lorentzianas globalmente hiperbólicas e apresentamos o conceito de soluções fundamentais no contexto de equações locais. Em seguida, progressivamente construímos soluções fundamentais para o operador de onda a partir da distribuição de Riesz. Uma vez estabelecida uma solução para a equação de onda em uma vizinhança de um ponto da variedade, tratamos de construir uma solução global a partir da extensão do problema de Cauchy a toda a variedade, donde as soluções fundamentais dão lugar aos operadores de Green a partir da introdução de uma condição de contorno. Na última parte do trabalho, apresentamos um mínimo da Teoria de Categorias e Funtores para utilizar esse formalismo na contrução de um funtor de segunda quantização entre a categoria de variedades Lorentzianas globalmente hiperbólicas e a categoria de redes de álgebras C* satisfazendo os axiomas de Haag-Kastler. Ao fim, retomamos o caso particular do campo escalar quântico livre.

Influências do PIBID na representação social de licenciandos em química sobre ser \"professor de química\"

Esta Tese apresenta um estudo sobre a formação inicial de professores de Química em 10 diferentes universidades públicas brasileiras, estabelecidas em 7 diferentes estados e abrange 217 estudantes de licenciatura. Analisou-se a influência do \"Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência\" - PIBID - na composição do Núcleo Central (NC) da Representação Social (RS; (MOSCOVICI, 1978) desses Licenciandos sobre o ser \"professor de Química\". Para alocar um termo na zona de centralidade de uma RS é necessário identificar o valor simbólico do termo, refletido em sua saliência, a qual é indicada pela relação entre freqüência e Ordem Média de Evocação e, pelo poder associativo, refletido na conexidade e na categorização temática dos termos. Para a coleta de informações, empregou-se um questionário, com 20 questões, das quais apenas 5 fazem referência específica à tarefa de livre associação de palavras a partir do termo indutor \"professor de Química\", enquanto as demais se referem à caracterização do grupo social. As conclusões deste estudo emergiram da comparação entre o NC da RS de alunos participantes do PIBID (118) com aquele de licenciandos que jamais participaram do Programa (99). Para os alunos participantes dos sub-projetos PIBID-QUÍMICA, os termos do NC da RS investigada são: dedicado, experimentação, responsabilidade. Para o sub-grupo não/PIBID, os termos salientes e com conexidade suficiente para expressar sua centralidade na RS são: dedicado, experimentação, inteligente. Portanto, a zona de centralidade da RS dos dois sub-grupos é diferente, devido a dois termos: responsabilidade e inteligente. O primeiro termo destacado é exclusivo do NC do sub-grupo PIBID, enquanto o último ocorre apenas no NC do sub-grupo não/PIBID. Vale salientar que para o sub-grupo PIBID o termo experimentação apresenta saliência e conexidade expressivos e, para o outro sub-grupo, o termo mais saliente e conexo é dedicado, o que reflete uma diferença qualitativa na organização interna da estrutura das RS, resultado que os caracteriza como diferentes grupos sociais, cada um com uma RS para o ser \"professor de Química\". A presença de termos diferentes na zona de centralidade das RS indica que o processo de formação desenvolvido no âmbito do PIBID expressa a importância da vivência das diferentes práticas pedagógicas junto à Escola Básica durante a formação inicial para a docência em Química, o que não ocorre para o sub-grupo não/PIBID até o momento dos estágios docentes, que demoram muito para acontecer nas Licenciaturas convencionais. No caso do sub-grupo não/PIBID, é forte a presença de termos ligados à idéia de \"vocação\" na docência, expressando aspectos históricos resistentes à mudança no processo de formação de professores.

Análise elastoplástica bidimensional de meios reforçados com fibras

De modo a satisfazer aspectos de resistência, custo ou conforto, o aperfeiçoamento do desempenho das estruturas é uma meta sempre almejada na Engenharia. Melhorias têm sido alcançadas dado ao crescente uso de materiais compósitos, pois estes apresentam propriedades físicas diferenciadas capazes de atender as necessidades de projeto. Associado ao emprego de compósitos, o estudo da plasticidade demonstra uma interessante alternativa para aumentar o desempenho estrutural ao conferir uma capacidade resistente adicional ao conjunto. Entretanto, alguns problemas podem ser encontrados na análise elastoplástica de compósitos, além das próprias dificuldades inerentes à incorporação de fibras na matriz, no caso de compósitos reforçados. A forma na qual um compósito reforçado por fibras e suas fases têm sua representação e simulação é de extrema importância para garantir que os resultados obtidos sejam compatíveis com a realidade. À medida que se desenvolvem modelos mais refinados, surgem problemas referentes ao custo computacional, além da necessidade de compatibilização dos graus de liberdade entre os nós das malhas de elementos finitos da matriz e do reforço, muitas vezes exigindo a coincidência das referidas malhas. O presente trabalho utiliza formulações que permitem a representação de compósitos reforçados com fibras sem que haja a necessidade de coincidência entre malhas. Além disso, este permite a simulação do meio e do reforço em regime elastoplástico com o objetivo de melhor estudar o real comportamento. O modelo constitutivo adotado para a plasticidade é o de von Mises 2D associativo com encruamento linear positivo e a solução deste modelo foi obtida através de um processo iterativo. A formulação de elementos finitos posicional é adotada com descrição Lagrangeana Total e apresenta as posições do corpo no espaço como parâmetros nodais. Com o intuito de averiguar a correta implementação das formulações consideradas, exemplos para validação e apresentação das funcionalidades do código computacional desenvolvido foram analisados.

Nitrato na dieta de ruminantes como estratégia nutricional para mitigação de metano entérico

A produção de metano entérico está entre as principais fontes de emissão de gases de efeito estufa dentre as atividades agropecuárias, além de gerar perda energética ao animal de até 12% da energia bruta consumida. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de nitrato de cálcio encapsulado na alimentação de ruminantes como estratégia nutricional a mitigação de metano entérico. O experimento consistiu de duas fases. Fase I: Foram testadas dietas suplementadas com produto comercial de nitrato de cálcio encapsulado utilizando a técnica semiautomática de produção de gases in vitro. Meio grama de substrato com 50 mL de meio de incubação e 25 mL de inóculo ruminal foram incubados em frascos de vidro (160 mL) à 39 ºC por 24 horas para determinação da melhor dieta a ser testada in vivo. O primeiro ensaio testou a associação entre a monensina (dietas com e sem adição de monensina) e doses de nitrato encapsulado (0; 1,5 e 3% da matéria seca (MS)) para mitigação de metano in vitro. Não foi observada interação entre monensina e nitrato para as variáveis testadas. O segundo ensaio in vitro testou a interação do tipo de dieta com duas relações concentrado:volumoso, 20:80 e 80:20, e a inclusão de doses de nitrato encapsulado (0; 1,5; 3 e 4,5% MS). Embora não foi observado efeito associativo entre dieta e nitrato para redução de metano, foi observada mudança nos produtos da fermentação ruminal, com redução de propionato, em decorrência da concorrência de nitrato e propianogênicas por hidrogênio mais escasso em dietas com menor fermentação. Fase II: Conforme os resultados obtidos na Fase I, na segunda fase foi avaliado o efeito associativo da relação de concentrado:volumoso da dieta e a dose de nitrato sobre a emissão de metano, constituintes ruminais e toxicidade do nitrato in vivo. Utilizou-se seis borregos canulados no rúmen, distribuídos em delineamento experimental quadrado latino 6 x 6, em fatorial 2 x 3. Os fatores foram tipo de dieta (relação concentrado:volumoso 20:80 e 80:20) e inclusão de doses de nitrato encapsulado na dieta (0; 1,5 e 3% MS) em substituição gradual ao farelo de soja, totalizando seis tratamentos. Os teores de substituição do farelo de soja pelo nitrato foram em equivalente proteico de maneira a deixar as dietas isonitrogenadas. Os animais foram adaptados gradualmente a oferta de nitrato dietético para evitar problemas com toxidez. A análise de toxicidade foi avaliada pela taxa de metahemoglobina no sangue dos ovinos 3 horas após a alimentação. Nitrato reduziu a produção de metano em ambas as dietas. Os níveis de metahemoglobina no sangue dos animais não foram alterados pela adição de nitrato. Foi observado efeito associativo entre o tipo de dieta e nitrato para os produtos da fermentação ruminal, como acetato, que aumentou linearmente nas dietas com 80% de concentrado quando nitrato foi adicionado. Concluí-se que nitrato, utilizado de forma segura, é uma promissora estratégia para redução de metano entérico independentemente do tipo de dieta com que está sendo suplementado

Contribution of individual to collective brands

Traditionally, literature estimates the equity of a brand or its extension but it pays little attention to collective brand equity even though collective branding is increasingly used to differentiate the homogenous products of different firms or organizations. We propose an approach that estimates the incremental effect of individual brands (or the contribution of individual brands) on collective brand equity through the various stages of a consumer hierarchical buying choice process in which decisions are nested: “whether to buy”, “what collective brand to buy” and “what individual brand to buy”. This proposal follows the approach of the Random Utility Theory, and it is theoretically argued through the Associative Networks Theory and the cybernetic model of decision making. The empirical analysis carried out in the area of collective brands in Spanish tourism finds a three-stage hierarchical sequence, and estimates the contribution of individual brands to the equity of the collective brands of “Sun, Sea and Sand” and of “World Heritage Cities”.

Promoter effect of sodium in graphene-supported Ni and Ni–CeO2 catalyst for the low-temperature WGS reaction

The low temperature water–gas shift (WGS) reaction has been studied over Ni–CeO2/Graphene and Ni/Graphene. The catalysts were prepared with 5 wt.% Ni and 20 wt.% CeO2 loadings, by deposition-precipitation employing sodium hydroxide and urea as precipitating agents. The materials were characterized by TEM, powder X-ray diffraction, Raman spectroscopy, H2-temperature-programmed reduction and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characterization and the reaction results indicated that the interaction between the active species and the support is higher than with activated carbon, and this hinders the reducibility of ceria and thus the catalytic performance. On the other hand, the presence of residual sodium in samples prepared by precipitation with NaOH facilitated the reduction of ceria. The catalytic activity was highly improved in the presence of sodium, what can be explained on the basis of an associative reaction mechanism which is favored over Ni-O-Na entities.

Modelo de negocio para mejorar la competitividad de la cadena productiva del cuy en Lambayeque-Perú

El principal problema que atraviesan los pequeños productores en la región Lambayeque y en su mayoría a nivel nacional es el bajo nivel de competitividad en sus respectivas cadenas productivas, esto se debe a que no cuentan con una adecuada gestión asociativa y empresarial, desconocen técnicas en manejos productivo y presentan deficiente articulación comercial teniendo como efecto directo bajos niveles de calidad de vida. La presente investigación tiene como objetivo principal plantear un modelo de negocio para mejorar la competitividad de la cadena productiva del cuy en una organización cooperativa de productores de cuyes del distrito de Mórrope, identificando los factores que determinan la competitividad, además plasmando los diversos elementos, componentes, estrategias y actividades que se unen para concretar el objetivo principal. Se presentará un diagnóstico inicial de la Cooperativa en estudio, los datos obtenidos son resultado de visitas y talleres con los asociados quienes respondieron a una encuesta y entrevistas, así mismo para el diagnóstico regional de la cadena del cuy se realizó la búsqueda de información primaria y secundaria, reforzado con entrevistas a especialistas del tema a nivel regional. Finalmente se utilizó la herramienta del marco lógico y del lienzo de modelo de negocio “Canvas” para plasmar la propuesta de mejora de la competitividad en beneficio de la cooperativa en estudio y que servirá como base para replicarse en otras organizaciones siendo acompañada de propuestas reales, validadas por especialistas.

Rings of operators.

"Prepared with the assistance of a grant from the Research Corporation."