Reflexive optokinetic nystagmus in younger and older observers under photopic and mesopic viewing conditions

PURPOSE. To investigate the effect of age on optokinetic nystagmus (OKN) in response to stimuli designed to preferentially stimulate the M-pathway. METHOD. OKN was recorded in 10 younger (32.3 +/- 5.98 years) and 10 older (65.6 +/- 6.53) subjects with normal vision. Vertical gratings of 0.43 or 1.08 cpd drifting at 5 degrees/s or 20 degrees/s and presented at either 8% or 80% contrast were displayed on a large screen as full-field stimulation, central stimulation within a central Gaussian-blurred window of 15 diameter, or peripheral stimulation outside this window. All conditions apart from the high-contrast condition were presented in a random order at two light levels, mesopic (1.8 cdm(-2)) and photopic (71.5 cdm(-2)). RESULTS. Partial-field data indicated that central stimulation, mesopic light levels, and lower temporal frequency each significantly increased slow-phase velocity (SPV). Although there was no overall difference between groups for partial-field stimulation, full-field stimulation, or low-contrast stimulation, a change in illumination revealed a significant interaction with age: there was a larger decrease in SPV going from photopic to mesopic conditions for the older group than the younger group, especially for higher temporal frequency stimulation. CONCLUSIONS. OKN becomes reflexive in conditions conducive to M-pathway stimulation, and this rOKN response is significantly diminished in older healthy adults than in younger healthy adults, indicative of decreased M-pathway sensitivity.

Computational methods for the detection of facial palsy

We are developing a telemedicine application which offers automated diagnosis of facial (Bell's) palsy through a Web service. We used a test data set of 43 images of facial palsy patients and 44 normal people to develop the automatic recognition algorithm. Three different image pre-processing methods were used. Machine learning techniques (support vector machine, SVM) were used to examine the difference between the two halves of the face. If there was a sufficient difference, then the SVM recognized facial palsy. Otherwise, if the halves were roughly symmetrical, the SVM classified the image as normal. It was found that the facial palsy images had a greater Hamming Distance than the normal images, indicating greater asymmetry. The median distance in the normal group was 331 (interquartile range 277-435) and the median distance in the facial palsy group was 509 (interquartile range 334-703). This difference was significant (P

Reflexive OKN with partial and full field stimulation: Effects of age and light level

We recorded reflexive OKN in ten younger (32.3±5.98 years) and older (65.6±6.53) visually normal subjects under viewing conditions designed to differentiate M-pathway functioning from other pathways. Subjects were required to gaze straight ahead while viewing vertical gratings of either 0.43 or 1.08 cpd, drifting at either 5 or 20°/sec and presented at either 8 or 80% contrast. Gratings were presented as full field stimulation, central stimulation or peripheral (>15°) stimulation. The order of presentation of conditions was pseudo-randomised at two blocked light levels: ‘mesopic’ or twilight conditions (1.8 cdm-2) and ‘photopic’ or full light conditions (71.5 cdm-2). For the partial fields, central stimulation, mesopic light level, lower temporal frequencies (i.e. number of stripes passing per second) each contributed to greater OKN strength as measured by slow-phase velocity (SPV). For full field stimulation, and especially for higher temporal frequencies and low contrast, there was a significant interaction between age group × light level (p = 0.017): SPV diminished much more among the older than the younger group for the twilight condition compared to full light. Such a clear diminution in M-pathway sensitivity revealed by OKN response has important implications for everyday situations like crash avoidance under twilight driving conditions.

One-sided ejaculation of sperm bundles in the echidna

We report for the first time an unusual ejaculatory mechanism in the short-beaked echidna in which each side of the bilaterally symmetrical, rosettelike glans penis is used alternately, with the other being shut down. This is unparalleled in mammals but is reminiscent of the use of hemipenes in squamate reptiles, providing further reproductive evidence of a sauropsidian lineage in the Monotremata. Further, we describe the occurrence of motile sperm bundles in ejaculated echidna semen and provide scanning electron micrographs of their morphology. Sperm bundling appears to confer increased sperm motility, which may provide the potential for sperm competition between males.

Modellazione strutturale di edifici storici in muratura e misti: valutazioni comparate e criteri operativi

L’obiettivo della presente tesi è evidenziare l’importanza dell’approccio critico alla valutazione della vulnerabilità sismica di edifici in muratura e misti Il contributo della tesi sottolinea i diversi risultati ottenuti nella modellazione di tre edifici esistenti ed uno ipotetico usando due diversi programmi basati sul modello del telaio equivalente. La modellazione delle diverse ipotesi di vincolamento ed estensione delle zone rigide ha richiesto la formulazione di quattro modelli di calcolo in Aedes PCM ed un modello in 3muri. I dati ottenuti sono stati confrontati, inoltre, con l’analisi semplificata speditiva per la valutazione della vulnerabilità a scala territoriale prevista nelle “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del Patrimonio Culturale”. Si può notare che i valori ottenuti sono piuttosto diversi e che la variabilità aumenta nel caso di edifici non regolari, inoltre le evidenze legate ai danni realmente rilevati sugli edifici mostrano un profondo iato tra la previsione di danno ottenuta tramite calcolatore e le lesioni rilevate; questo costituisce un campanello d’allarme nei confronti di un approccio acritico nei confronti del mero dato numerico ed un richiamo all’importanza del processo conoscitivo. I casi di studio analizzati sono stati scelti in funzione delle caratteristiche seguenti: il primo è una struttura semplice e simmetrica nelle due direzioni che ha avuto la funzione di permettere di testare in modo controllato le ipotesi di base. Gli altri sono edifici reali: il Padiglione Morselli è un edificio in muratura a pianta a forma di C, regolare in pianta ed in elevazione solamente per quanto concerne la direzione y: questo ha permesso di raffrontare il diverso comportamento dei modelli di calcolo nelle sue direzioni; il liceo Marconi è un edificio misto in cui elementi in conglomerato cementizio armato affiancano le pareti portanti in muratura, che presenta un piano di copertura piuttosto irregolare; il Corpo 4 dell’Ospedale di Castelfranco Emilia è un edificio in muratura, a pianta regolare che presenta le medesime irregolarità nel piano sommitale del precedente. I dati ottenuti hanno dimostrato un buon accordo per la quantificazione dell’indice di sicurezza per i modelli regolari e semplici con uno scarto di circa il 30% mentre il delta si incrementa per le strutture irregolari, in particolare quando le pareti portanti in muratura vengono sostituite da elementi puntuali nei piani di copertura arrivando a valori massimi del 60%. I confronti sono stati estesi per le tre strutture anche alla modellazione proposta dalle Linee Guida per la valutazione dell’indice di sicurezza sismica a scala territoriale LV1 mostrando differenze nell’ordine del 30% per il Padiglione Morselli e del 50% per il Liceo Marconi; il metodo semplificato risulta correttamente cautelativo. È, quindi, possibile affermare che tanto più gli edifici si mostrano regolari in riferimento a masse e rigidezze, tanto più la modellazione a telaio equivalente restituisce valori in accordo tra i programmi e di più immediata comprensione. Questa evidenza può essere estesa ad altri casi reali divenendo un vero e proprio criterio operativo che consiglia la suddivisione degli edifici esistenti in muratura, solitamente molto complessi poiché frutto di successive stratificazioni, in parti più semplici, ricorrendo alle informazioni acquisite attraverso il percorso della conoscenza che diviene in questo modo uno strumento utile e vitale. La complessità dell’edificato storico deve necessariamente essere approcciata in una maniera più semplice identificando sub unità regolari per percorso dei carichi, epoca e tecnologia costruttiva e comportamento strutturale dimostrato nel corso del tempo che siano più semplici da studiare. Una chiara comprensione del comportamento delle strutture permette di agire mediante interventi puntuali e meno invasivi, rispettosi dell’esistente riconducendo, ancora una volta, l’intervento di consolidamento ai principi propri del restauro che includono i principi di minimo intervento, di riconoscibilità dello stesso, di rispetto dei materiali esistenti e l’uso di nuovi compatibili con i precedenti. Il percorso della conoscenza diviene in questo modo la chiave per liberare la complessità degli edifici storici esistenti trasformando un mero tecnicismo in una concreta operazione culturale . Il presente percorso di dottorato è stato svolto in collaborazione tra l’Università di Parma, DICATeA e lo Studio di Ingegneria Melegari mediante un percorso di Apprendistato in Alta Formazione e Ricerca.

AVALIAÇÃO POR MEIO DE MODELOS DE GESSO DAS ALTERAÇÕES DENTOESQUELÉTICAS, PROMOVIDAS PELA EXPANSÃO RÁPIDA DA MAXILA ASSISTIDA CIRURGICAMENTE (ERMAC)

Este estudo avaliou as alterações produzidas nos arcos dentais superiores de pacientes submetidos à Expansão Rápida da Maxila Assistida Cirurgicamente (ERMAC). A amostra utilizada foi composta de 50 modelos de gesso superiores de 18 pacientes, sendo seis do sexo masculino e 12 do sexo feminino, com média de idade de 23,3 anos. Para cada paciente foram preparados três modelos de gesso obtidos em diferentes fases: Inicial, antes do procedimento operatório (T1); três meses pós-expansão (travamento do expansor) e momento da remoção do aparelho expansor tipo Hyrax e colocação da placa removível de acrílico para contenção (T2); seis meses pós-expansão e momento de remoção da placa de acrílico (T3). O dispositivo expansor utilizado foi o disjuntor tipo Hyrax. O procedimento cirúrgico adotado foi a osteotomia lateral da maxila sem o envolvimento da lâmina pterigóide, osteotomia da espinha nasal à linha média dental (incisivos centrais superiores), separação da sutura palatina mediana por meio de cinzel e separação do septo nasal. O início da ativação ocorreu no terceiro dia pós-operatório, sendo ¼ de volta pela manhã e ¼ à noite, sendo que as ativações seguiram critérios clínicos para o controle da expansão. As medidas foram realizadas por meio da máquina de medição tridimensional (SAC), baseando-se nas alterações nos três planos (vertical, sagital e transversal) que ocorreram nos modelos de gesso. Concluiu-se que: 1. Houve um aumento estatisticamente significante nas distâncias transversais em todos os grupos de dentes (de incisivos centrais até segundos molares) de T1 para T2, demonstrando a efetividade do tratamento. De T2 para T3 não houve diferença estatisticamente significante para nenhuma variável, indicando, assim, estabilidade após seis meses do término da ERMAC; 2. Houve um aumento estatisticamente significante nas inclinações dos primeiros e segundos molares dos lados direito e esquerdo e dos segundos pré-molares apenas do lado esquerdo, sugerindo um comportamento assimétrico dos dentes avaliados; 3. Houve um aumento na largura palatina nos intervalos analisados, com diferenças estatisticamente significantes entre T1 x T2 e T1 x T3; 4. Não foram observadas diferenças estatisticamente significantes na profundidade palatina nos intervalos analisados.(AU)

Direct femtosecond laser inscription in transparent dielectrics

Since 1996 direct femtosecond inscription in transparent dielectrics has become the subject of intensive research. This enabling technology significantly expands the technological boundaries for direct fabrication of 3D structures in a wide variety of materials. It allows modification of non-photosensitive materials, which opens the door to numerous practical applications. In this work we explored the direct femtosecond inscription of waveguides and demonstrated at least one order of magnitude enhancement in the most critical parameter - the induced contrast of the refractive index in a standard borosilicate optical glass. A record high induced refractive contrast of 2.5×10-2 is demonstrated. The waveguides fabricated possess one of the lowest losses, approaching level of Fresnel reflection losses at the glassair interface. High refractive index contrast allows the fabrication of curvilinear waveguides with low bend losses. We also demonstrated the optimisation of the inscription regimes in BK7 glass over a broad range of experimental parameters and observed a counter-intuitive increase of the induced refractive index contrast with increasing translation speed of a sample. Examples of inscription in a number of transparent dielectrics hosts using high repetition rate fs laser system (both glasses and crystals) are also presented. Sub-wavelength scale periodic inscription inside any material often demands supercritical propagation regimes, when pulse peak power is more than the critical power for selffocusing, sometimes several times higher than the critical power. For a sub-critical regime, when the pulse peak power is less than the critical power for self-focusing, we derive analytic expressions for Gaussian beam focusing in the presence of Kerr non-linearity as well as for a number of other beam shapes commonly used in experiments, including astigmatic and ring-shaped ones. In the part devoted to the fabrication of periodic structures, we report on recent development of our point-by-point method, demonstrating the shortest periodic perturbation created in the bulk of a pure fused silica sample, by using third harmonics (? =267 nm) of fundamental laser frequency (? =800 nm) and 1 kHz femtosecond laser system. To overcome the fundamental limitations of the point-by-point method we suggested and experimentally demonstrated the micro-holographic inscription method, which is based on using the combination of a diffractive optical element and standard micro-objectives. Sub-500 nm periodic structures with a much higher aspect ratio were demonstrated. From the applications point of view, we demonstrate examples of photonics devices by direct femtosecond fabrication method, including various vectorial bend-sensors fabricated in standard optical fibres, as well as a highly birefringent long-period gratings by direct modulation method. To address the intrinsic limitations of femtosecond inscription at very shallow depths we suggested the hybrid mask-less lithography method. The method is based on precision ablation of a thin metal layer deposited on the surface of the sample to create a mask. After that an ion-exchange process in the melt of Ag-containing salts allows quick and low-cost fabrication of shallow waveguides and other components of integrated optics. This approach covers the gap in direct fs inscription of shallow waveguide. Perspectives and future developments of direct femtosecond micro-fabrication are also discussed.

How earlobes can signify leadership potential

Evolutionary biologists have learned that people with greater “genetic fitness,” as manifested by a high degree of left-right body symmetry, are not just considered better looking but also tend to be healthier, more intelligent, and more dominant than others. They’re the classic alphas who rise to the top of rigidly hierarchical organizations such as the military. But our research shows that people with subtle asymmetries—for example, imbalances in ear or finger length—are often better “transformational” leaders, able to inspire followers to put self-interest aside for the good of the group. Furthermore, teams they lead outperform teams whose leaders have more-symmetrical bodies. These findings add a new twist to the debate about whether effective leaders are born or made. We believe it’s not asymmetry per se that positions people to be good transformational leaders. Instead, we argue, these individuals’ childhood responses to others’ perceptions shape them for success.