A new early and automated MRI-based predictor of motor improvement after stroke.

OBJECTIVES: In this study, we investigated the structural plasticity of the contralesional motor network in ischemic stroke patients using diffusion magnetic resonance imaging (MRI) and explored a model that combines a MRI-based metric of contralesional network integrity and clinical data to predict functional outcome at 6 months after stroke. METHODS: MRI and clinical examinations were performed in 12 patients in the acute phase, at 1 and 6 months after stroke. Twelve age- and gender-matched controls underwent 2 MRIs 1 month apart. Structural remodeling after stroke was assessed using diffusion MRI with an automated measurement of generalized fractional anisotropy (GFA), which was calculated along connections between contralesional cortical motor areas. The predictive model of poststroke functional outcome was computed using a linear regression of acute GFA measures and the clinical assessment. RESULTS: GFA changes in the contralesional motor tracts were found in all patients and differed significantly from controls (0.001 ≤ p < 0.05). GFA changes in intrahemispheric and interhemispheric motor tracts correlated with age (p ≤ 0.01); those in intrahemispheric motor tracts correlated strongly with clinical scores and stroke sizes (p ≤ 0.001). GFA measured in the acute phase together with a routine motor score and age were a strong predictor of motor outcome at 6 months (r(2) = 0.96, p = 0.0002). CONCLUSION: These findings represent a proof of principle that contralesional diffusion MRI measures may provide reliable information for personalized rehabilitation planning after ischemic motor stroke. Neurology® 2012;79:39-46.

Contribution of neural networks to Alzheimer disease's progression.

The neuropathology of Alzheimer disease is characterized by senile plaques, neurofibrillary tangles and cell death. These hallmarks develop according to the differential vulnerability of brain networks, senile plaques accumulating preferentially in the associative cortical areas and neurofibrillary tangles in the entorhinal cortex and the hippocampus. We suggest that the main aetiological hypotheses such as the beta-amyloid cascade hypothesis or its variant, the synaptic beta-amyloid hypothesis, will have to consider neural networks not just as targets of degenerative processes but also as contributors of the disease's progression and of its phenotype. Three domains of research are highlighted in this review. First, the cerebral reserve and the redundancy of the network's elements are related to brain vulnerability. Indeed, an enriched environment appears to increase the cerebral reserve as well as the threshold of disease's onset. Second, disease's progression and memory performance cannot be explained by synaptic or neuronal loss only, but also by the presence of compensatory mechanisms, such as synaptic scaling, at the microcircuit level. Third, some phenotypes of Alzheimer disease, such as hallucinations, appear to be related to progressive dysfunction of neural networks as a result, for instance, of a decreased signal to noise ratio, involving a diminished activity of the cholinergic system. Overall, converging results from studies of biological as well as artificial neural networks lead to the conclusion that changes in neural networks contribute strongly to Alzheimer disease's progression.

Exploring the use of mobile communications in a sample of older people: Preliminary results of a case study in Los Angeles

This paper introduces a qualitative case study on mobile communication among the older population (60+ years old) conducted in Great Los Angeles (CA, USA) in autumn 2011. Methodology, fieldwork and preliminary results are discussed.Before, country-level data is presented to better understand the specific characteristics of the studied individuals. The section focus is on demographics and on acceptance and use of information and communication technologies (ICT).Preliminary results show that within the sample under study (20 individuals) there is a high number of mobile phone users (15) while among non-mobile users (5), three of them decide to stop using this technology. A majority of mobile phone adopters describe a very limited use of the device for everyday life communications. Finally,while Internet is really popular within the sample (14 users), just 3 individuals go online through their mobile telephone.

Virtuaaliorganisaation toiminta innovaationäkökulmasta: kommunikaatio, tietojärjestelmät ja työkalut

Tutkimuksessa perehdytään virtuaaliorganisaatioiden ja virtuaalitiimien toimintaan sekä etsitään työkaluja, joilla maantieteellisesti hajallaan olevat ryhmät pystyvät kommunikoimaan ja jakamaan tietoa keskenään. Työssä käsitellään myös ympäristöjä, jotka tukevat virtuaaliyhteistyön syntyä. Lisäksi työssä etsitään keinoja, joilla yhteistyötä tekevät yritykset pystyvät yhdistämään tietojärjestelmiään ja luomaan niistä läpinäkyviä koko yhteistyöverkostossa. Tavoitteena on luoda laaja-alainen johdatuspaketti yhteistyötä aloittaville yrityksille ja esitellä keskeisiä virtuaalityöskentelyyn liittyviä elementtejä, kutenryhmädynamiikkaa, kollektiivista muistia, tiedon läpinäkyvyyttä, yhteistyöohjelmistoja ja yhteistyön syntyyn vaikuttavia tekijöitä. Työ on suurelta osin teoriapohjaista, mutta sen tukemiseksi on liitetty työtä varten hankittua empiiristä aineistoa. Empiria on koottu haastattelemalla yrityksiä ja asiantuntijoita. Työn tuloksena saatiin seuraavanlaisia johtopäätöksiä: virtuaalityöskentely eroaa perinteisestä tiimitoiminnasta siten, että suurin osa kommunikoinnista tapahtuu sähköisesti. Tähän tarvitaan työkaluja, joissa kuitenkin on vielä kehitettävää esimerkiksi standardoinnin suhteen. Yhteistyöohjelmistojen kehityksessä ja tietojärjestelmien yhdistämisessä on keskitytty vain sähköiseen tietoon, eikä olla kiinnitetty huomiota ihmisten osaamisen ja tietämyksen jakamiseen. Tätä varten viimeaikoina onkin alettu kehittämään erilaisia innovaatioympäristöjä, joista yksi on esitelty työssä. Virtuaalisesti toteutettavan yhteistyön keskeisenä elementtinä on luottamus kumppaneiden välillä ja tähän tulee kiinnittää erityistä huomiota. Innovaatioprosessin ja virtuaaliorganisaation tehokkuuden kannalta on tärkeää, että osapuolet ovat halukkaita jakamaan tietoa ja osaamista yhteisen päämäärän saavuttamiseksi. Tutkimus antaa viitteitä siitä, että pienet yritykset ovat halukkaampia jakamaan osaamistaan kuin suuret.

Ennakoivan Bluetooth -verkon hyödyntäminen paikkatietoon pohjautuvan opastusjärjestelmän toteutuksessa

Tekniikan kehitys ja elämänrytmin kiihtyminen ajaa eteenpäin sekä tarvetta että mahdollisuuksia toteuttaahenkilökohtaisia opastusjärjestelmiä. Lyhyen kantaman langattomat kommunikaatioteknologiat mahdollistavat erilaisten paikkasidonnaisten palveluiden, kuten opastusjärjestelmien toteuttamisen kohtuullisilla kustannuksilla. Markkinoilla olevista järjestelmistä sisätiloihin sijoittuvaan reaaliaikaiseen opastukseen soveltuvaa järjestelmää on vaikea löytää ja useimmat niistä hyödyntävät WLAN -tekniikkaa, joka ei ole kovin laajasti tuettuna matkapuhelimen kaltaisissa kannettavissa päätelaitteissa. Tässä työssä tuodaan esille Bluetooth -tekniikalla toteutettavien reaaliaikaisten järjestelmien ongelmia ja esitellään yksi ratkaisumalli. Toimintaa vaikeuttaa lähinnä pitkä yhteyden muodostumisaika, joka koostuu verkon laitteiden hakemiseen kuluvasta pitkästä vaikeasti kestoltaan arvioitavasta ajasta ja valittuun kohteeseen yhteyden muodostamiseen kuluneesta ajasta. Toteutetussa Bluetooth -opastusjärjestelmässä opastettavien laitteiden hakeminen liityntäpistettä vaihdettaessa on voitu jättää pois, koska yhteyden muodostamiseen vaaditut tiedot välitetään liityntäpisteille kiinteän Ethernet -verkon välityksellä. Työntuloksena syntyneen opastusjärjestelmän käyttökokemukset osoittavat opastusverkon suunnittelun olevan haastava tehtävä, mutta verkon toimintakuntoon saattamisen jälkeen järjestelmän suorituskykyyn saadaan huomattava parannus. Demonstraatiototeutus rajoittaa käytettävän laitteiston Linux-pohjaisiin järjestelmiin, vaikka laajemman käyttöönoton varmistamiseksi järjestelmä tulisi tehdä siirrettäväksiesimerkiksi Symbian -alustalle.

Suunnitelma Ethernet-pohjaisen TCP/IP-verkon toteuttamiseksi prosessitietoliikenteen tarpeisiin Helsingin Energiassa

Prosessitietoliikenneverkko toimii mm. energian tuotannon, siirron ja jakelun käytönvalvontajärjestelmien tiedonsiirron alustana. Tietoliikenneverkkojen rooli osana yrityksen operatiivisia prosesseja kasvaa järjestelmäuusintojen myötä ja järjestelmien tehokas hyödyntäminen vaatii luotettavat sekä nopeat tietoverkot. Uusittavien järjestelmien tietoliikenneratkaisut perustuvat pääsääntöisesti Ethernetpohjaiseen TCP/IP-verkkotekniikkaan. Tällä hetkellä prosessijärjestelmien tiedonsiirtoyhteydet kenttälaitteiden ja valvomojärjestelmien välillä on pääsääntöisesti toteutettu PCM-siirtojärjestelmällä tai kiinteän yhteyden modeemeilla. Käytössä oleva PCM-tekniikka on elinkaarensa loppupuolella ja tiedonsiirtonopeudet sekä liityntärajapinnat eivät täytä nykyaikaisten prosessijärjestelmien tiedonsiirto¬vaatimuksia. Työssä käytiin läpikeskeisimmät Ethernet-tekniikkaan ja TCP/IP-protokollaperheeseen liittyvät standardit ja verkon aktiivilaitteet. Vaatimusmäärittelyissä selvitettiin Helsingin Energian eri liiketoimintayksiköiden tarpeita sekä energia-alan lainsäädännön vaatimuksia prosessitietoliikenneverkolle. Tarpeiden ja vaatimusten pohjalta verrattiin kolmea eri vaihtoehtoista verkkotekniikkaa: kytkintekniikkaa, reititintekniikkaa ja MPLS-tekniikkaa. Vertailun perusteella valitulla verkkotekniikalla tehtiin suunnitelma avoimesta, valmistajasta riippumattomasta standardeihin perustuvasta yritystason Ethernet-pohjaisesta TCP/IP prosessiverkkoratkaisusta. Johtopäätöksissä pohditaan valitun ratkaisun käytettävyyttä, tietoturvaa sekä toimenpiteitä niiden kehittämiseksi.

Transparent and secure remote network storage system using an untrusted server

Työssä kehitettin läpinäkyvä Internet Small Computer Systems Interface-verkkolevyä (iSCSI) käyttävä varmistusjärjestelmä. Verkkolevyn sisältö suojattiin asiakaspään salauskerroksella (dm-crypt). Järjestely mahdollisti sen, että verkkolevylle tallennetut varmuuskopiot pysyivät luottamuksellisina, vaikka levypalvelinta tarjoava taho oli joko epäluotettava tai suorastaan vihamielinen. Järjestelmän hyötykäyttöä varten kehitettiin helppokäyttöinen prototyyppisovellus. Järjestelmän riskit ja haavoittuvuudet käytiin läpi ja analysoitiin. Järjestelmälle tehtiin myös karkea kryptoanalyysi sen teknistenominaisuuksien pohjalta. Suorituskykymittaukset tehtiin sekä salatulle että salaamattomalle iSCSI-liikenteelle. Näistä todettiin, että salauksen vaikutus suorituskykyyn oli häviävän pieni jopa 100 megabittiä sekunnissa siirtävillä verkkonopeuksilla. Lisäksi pohdittiin teknologian muita sovelluskohteita ja tulevia tutkimusalueita.

Working alliance in communication skills training for oncology clinicians: A controlled trial.

OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate the impact of communication skills training (CST) on working alliance and to identify specific communicational elements related to working alliance. METHODS: Pre- and post-training simulated patient interviews (6-month interval) of oncology physicians and nurses (N=56) who benefited from CST were compared to two simulated patient interviews with a 6-month interval of oncology physicians and nurses (N=57) who did not benefit from CST. The patient-clinician interaction was analyzed by means of the Roter Interaction Analysis System (RIAS). Alliance was measured by the Working Alliance Inventory - Short Revised Form. RESULTS: While working alliance did not improve with CST, generalized linear mixed effect models demonstrated that the quality of verbal communication was related to alliance. Positive talk and psychosocial counseling fostered alliance whereas negative talk, biomedical information and patient's questions diminished alliance. CONCLUSION: Patient-clinician alliance is related to specific verbal communication behaviors. PRACTICE IMPLICATIONS: Working alliance is a key element of patient-physician communication which deserves further investigation as a new marker and efficacy criterion of CST outcome.

Emergence of oriented circuits driven by synaptic pruning associated with spike-timing-dependent plasticity (STDP)

ABSTRACT: Massive synaptic pruning following over-growth is a general feature of mammalian brain maturation. Pruning starts near time of birth and is completed by time of sexual maturation. Trigger signals able to induce synaptic pruning could be related to dynamic functions that depend on the timing of action potentials. Spike-timing-dependent synaptic plasticity (STDP) is a change in the synaptic strength based on the ordering of pre- and postsynaptic spikes. The relation between synaptic efficacy and synaptic pruning suggests that the weak synapses may be modified and removed through competitive "learning" rules. This plasticity rule might produce the strengthening of the connections among neurons that belong to cell assemblies characterized by recurrent patterns of firing. Conversely, the connections that are not recurrently activated might decrease in efficiency and eventually be eliminated. The main goal of our study is to determine whether or not, and under which conditions, such cell assemblies may emerge out of a locally connected random network of integrate-and-fire units distributed on a 2D lattice receiving background noise and content-related input organized in both temporal and spatial dimensions. The originality of our study stands on the relatively large size of the network, 10,000 units, the duration of the experiment, 10E6 time units (one time unit corresponding to the duration of a spike), and the application of an original bio-inspired STDP modification rule compatible with hardware implementation. A first batch of experiments was performed to test that the randomly generated connectivity and the STDP-driven pruning did not show any spurious bias in absence of stimulation. Among other things, a scale factor was approximated to compensate for the network size on the ac¬tivity. Networks were then stimulated with the spatiotemporal patterns. The analysis of the connections remaining at the end of the simulations, as well as the analysis of the time series resulting from the interconnected units activity, suggest that feed-forward circuits emerge from the initially randomly connected networks by pruning. RESUME: L'élagage massif des synapses après une croissance excessive est une phase normale de la ma¬turation du cerveau des mammifères. L'élagage commence peu avant la naissance et est complété avant l'âge de la maturité sexuelle. Les facteurs déclenchants capables d'induire l'élagage des synapses pourraient être liés à des processus dynamiques qui dépendent de la temporalité rela¬tive des potentiels d'actions. La plasticité synaptique à modulation temporelle relative (STDP) correspond à un changement de la force synaptique basé sur l'ordre des décharges pré- et post- synaptiques. La relation entre l'efficacité synaptique et l'élagage des synapses suggère que les synapses les plus faibles pourraient être modifiées et retirées au moyen d'une règle "d'appren¬tissage" faisant intervenir une compétition. Cette règle de plasticité pourrait produire le ren¬forcement des connexions parmi les neurones qui appartiennent à une assemblée de cellules caractérisée par des motifs de décharge récurrents. A l'inverse, les connexions qui ne sont pas activées de façon récurrente pourraient voir leur efficacité diminuée et être finalement éliminées. Le but principal de notre travail est de déterminer s'il serait possible, et dans quelles conditions, que de telles assemblées de cellules émergent d'un réseau d'unités integrate-and¬-fire connectées aléatoirement et distribuées à la surface d'une grille bidimensionnelle recevant à la fois du bruit et des entrées organisées dans les dimensions temporelle et spatiale. L'originalité de notre étude tient dans la taille relativement grande du réseau, 10'000 unités, dans la durée des simulations, 1 million d'unités de temps (une unité de temps correspondant à une milliseconde), et dans l'utilisation d'une règle STDP originale compatible avec une implémentation matérielle. Une première série d'expériences a été effectuée pour tester que la connectivité produite aléatoirement et que l'élagage dirigé par STDP ne produisaient pas de biais en absence de stimu¬lation extérieure. Entre autres choses, un facteur d'échelle a pu être approximé pour compenser l'effet de la variation de la taille du réseau sur son activité. Les réseaux ont ensuite été stimulés avec des motifs spatiotemporels. L'analyse des connexions se maintenant à la fin des simulations, ainsi que l'analyse des séries temporelles résultantes de l'activité des neurones, suggèrent que des circuits feed-forward émergent par l'élagage des réseaux initialement connectés au hasard.

Studies on coordination of systems development process

This thesis examines coordination of systems development process in a contemporary software producing organization. The thesis consists of a series of empirical studies in which the actions, conceptions and artifacts of practitioners are analyzed using a theory-building case study research approach. The three phases of the thesis provide empirical observations on different aspects of systemsdevelopment. In the first phase is examined the role of architecture in coordination and cost estimation in multi-site environment. The second phase involves two studies on the evolving requirement understanding process and how to measure this process. The third phase summarizes the first two phases and concentrates on the role of methods and how practitioners work with them. All the phases provide evidence that current systems development method approaches are too naïve in looking at the complexity of the real world. In practice, development is influenced by opportunity and other contingent factors. The systems development processis not coordinated using phases and tasks defined in methods providing universal mechanism for managing this process like most of the method approaches assume.Instead, the studies suggest that managing systems development process happens through coordinating development activities using methods as tools. These studies contribute to the systems development methods by emphasizing the support of communication and collaboration between systems development participants. Methods should not describe the development activities and phases in a detail level, butshould include the higher level guidance for practitioners on how to act in different systems development environments.

Growth variability of Scots pine (Pinus sylvestris) along a West-East gradient across northern Fennoscandia: a dendroclimatic approach

We performed a spatiotemporal analysis of a network of 21 Scots pine (Pinus sylvestris) ring-width chronologies in northern Fennoscandia by means of chronology statistics and multivariate analyses. Chronologies are located on both sides (western and eastern) of the Scandes Mountains (67°N-70°N, 15°E-29°E). Growth relationships with temperature, precipitation, and North Atlantic Oscillation (NAO) indices were calculated for the period 1880-1991. We also assessed their temporal stability. Current July temperature and, to a lesser degree, May precipitation are the main growth limiting factors in the whole area of study. However, Principal Component Analysis (PCA) and mean interseries correlation revealed differences in radial growth between both sides of the Scandes Mountains, attributed to the Oceanic-Continental climatic gradient in the area. The gradient signal is temporally variable and has strengthened during the second half of the 20th century. Northern Fennoscandia Scots pine growth is positively related to early winter NAO indices previous to the growth season and to late spring NAO. NAO/growth relationships are unstable and have dropped in the second half of the 20th century. Moreover, they are noncontinuous through the range of NAO values: for early winter, only positive NAO indices enhance tree growth in the next growing season, while negative NAO does not. For spring, only negative NAO is correlated with radial growth.

Centrality and investment strategies at the beginning of industrialisation in mid-nineteenth-century Catalonia

We apply social networks analysis to the study of an important database on investment and companies" share in the Catalonia (Spain) of the nineteenth century. In contrast with most of the existing related literature, usually addressing power relationships across administration boards, we focus on the structure of interactions among individual investors and firms. Centrality analysis uncovers interesting roles played by certain economic sectors (e.g. textile and financial). Furthermore, the diverse composition (in terms of economic activity) of communities in the network (subgroups more densely connected internally than with the rest of the network) reveals a high investment diversification, which nicely agrees with a known characteristic of traditional Catalan business strategies.

APOE status modulates the changes in network connectivity induced by brain stimulation in non-demented elders.

Behavioral consequences of a brain insult represent an interaction between the injury and the capacity of the rest of the brain to adapt to it. We provide experimental support for the notion that genetic factors play a critical role in such adaptation. We induced a controlled brain disruption using repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and show that APOE status determines its impact on distributed brain networks as assessed by functional MRI (fMRI).Twenty non-demented elders exhibiting mild memory dysfunction underwent two fMRI studies during face-name encoding tasks (before and after rTMS). Baseline task performance was associated with activation of a network of brain regions in prefrontal, parietal, medial temporal and visual associative areas. APOE ε4 bearers exhibited this pattern in two separate independent components, whereas ε4-non carriers presented a single partially overlapping network. Following rTMS all subjects showed slight ameliorations in memory performance, regardless of APOE status. However, after rTMS APOE ε4-carriers showed significant changes in brain network activation, expressing strikingly similar spatial configuration as the one observed in the non-carrier group prior to stimulation. Similarly, activity in areas of the default-mode network (DMN) was found in a single component among the ε4-non bearers, whereas among carriers it appeared disaggregated in three distinct spatiotemporal components that changed to an integrated single component after rTMS. Our findings demonstrate that genetic background play a fundamental role in the brain responses to focal insults, conditioning expression of distinct brain networks to sustain similar cognitive performance.

LANGATTOMAN MITTAUS- JA VALVONTAJÄRJESTELMÄN PROTOKOLLAKEHITYS

Tässä diplomityössä esitellään langattoman mittaus- ja valvontajärjestelmän protokollakehitys. Työssä selvitetään protokollakehityksessä huomioon otettavat asiat ja esitetään langattoman tilavalvontaan perustuvan pilottijärjestelmän toteutus. Pilottijärjestelmänä käytetään Ensto Busch-Jaeger Oy:n Jussi-kosteusvahtijärjestelmää, joka muutetaan langattomaksi. Järjestelmän tiedonsiirto on yksisuuntaista ja tapahtuu radioyhteydellä. Käytetty taajuus on 433,92 MHz. Tavoitteena työssä oli kehittää yksinkertainen, mutta luotettava signalointijärjestelmä. Siihen toteutettu protokolla koodaa lähetettävän datan NRZ-L -koodauksen tapaisesti. Virheenkorjaus tehdään pariteettibittiä ja Hamming-etäisyyttä hyväksi käyttäen. Lisäksi tiedonsiirron yhteyskäytäntöön on lisätty rinnakkaisuutta yksisuuntaisen tiedonsiirron varmistamiseksi. Kehitetylle protokollalle tehdyt testit osoittavat sen olevan luotettava valitussa tiedonsiirtoympäristössä.

Service Architecture in Mobile IP Telephony Network

Uudet palvelut ovat tarkeinta, mita asiakkaat odottavat uudelta teknologialta.Se on paaasiallinen syy siihen, etta asiakkaat ovat valmiita maksamaan uudesta teknologiasta ja kayttamaan sita. Sen vuoksi uuden verkon tuoma uusi palveluarkkitehtuuri on tarkea koko projektin onnistumiselle. Tama dokumentti keskittyy kolmannen sukupolven matkapuhelinverkkojen palveluarkkitehtuuriin, jonka viitemallista annetaan kuvaus. Verkon palvelut esitellaan ja kuvaillaan. Toteutukseen liittyvia asioita selostetaan. USA:n markkinoilla tarvittava WIN konsepti kuvataan ja sen toteutuksesta annetaan myos kuvaus. Lopussa kuvataan Pre-Paid tilaajien laskutustietojen kasittelya WIN konseptissa elvytystilanteessa.