Causal volumes in distributed virtual reality

Research to date has tended to concentrate on bandwidth considerations to increase scalability in distributed interactive simulation and virtual reality systems. This paper proposes that the major concern for latency in user interaction is that of the fundamental limit of communication rate due to the speed of light. Causal volumes and surfaces are introduced as a model of the limitations of causality caused by this fundamental delay. The concept of virtual world critical speed is introduced, which can be determined from the causal surface. The implications of the critical speed are discussed, and relativistic dynamics are used to constrain the object speed, in the same way speeds are bounded in the real world.

Insecure attachment during infancy predicts greater amygdala volumes in early adulthood

Background The quality of the early environment is hypothesized to be an influence on morphological development in key neural areas related to affective responding, but direct evidence to support this possibility is limited. In a 22-year longitudinal study, we examined hippocampal and amygdala volumes in adulthood in relation to early infant attachment status, an important indicator of the quality of the early caregiving environment. Methods Participants (N = 59) were derived from a prospective longitudinal study of the impact of maternal postnatal depression on child development. Infant attachment status (24 Secure; 35 Insecure) was observed at 18 months of age, and MRI assessments were completed at 22 years. Results In line with hypotheses, insecure versus secure infant attachment status was associated with larger amygdala volumes in young adults, an effect that was not accounted for by maternal depression history. We did not find early infant attachment status to predict hippocampal volumes. Conclusions Common variations in the quality of early environment are associated with gross alterations in amygdala morphology in the adult brain. Further research is required to establish the neural changes that underpin the volumetric differences reported here, and any functional implications.

Visual processing of optic flow and motor control in the human posterior cingulate sulcus

Previous studies have shown that the human posterior cingulate contains a visual processing area selective for optic flow (CSv). However, other studies performed in both humans and monkeys have identified a somatotopic motor region at the same location (CMA). Taken together, these findings suggested the possibility that the posterior cingulate contains a single visuomotor integration region. To test this idea we used fMRI to identify both visual and motor areas of the posterior cingulate in the same brains and to test the activity of those regions during a visuomotor task. Results indicated that rather than a single visuomotor region the posterior cingulate contains adjacent but separate motor and visual regions. CSv lies in the fundus of the cingulate sulcus, while CMA lies in the dorsal bank of the sulcus, slightly superior in terms of stereotaxic coordinates. A surprising and novel finding was that activity in CSv was suppressed during the visuomotor task, despite the visual stimulus being identical to that used to localize the region. This may provide an important clue to the specific role played by this region in the utilization of optic flow to control self-motion.

Preserved emotional awareness of pain in a patient with extensive bilateral damage to the insula, anterior cingulate, and amygdala

Functional neuroimaging investigations of pain have discovered a reliable pattern of activation within limbic regions of a putative "pain matrix" that has been theorized to reflect the affective dimension of pain. To test this theory, we evaluated the experience of pain in a rare neurological patient with extensive bilateral lesions encompassing core limbic structures of the pain matrix, including the insula, anterior cingulate, and amygdala. Despite widespread damage to these regions, the patient's expression and experience of pain was intact, and at times excessive in nature. This finding was consistent across multiple pain measures including self-report, facial expression, vocalization, withdrawal reaction, and autonomic response. These results challenge the notion of a "pain matrix" and provide direct evidence that the insula, anterior cingulate, and amygdala are not necessary for feeling the suffering inherent to pain. The patient's heightened degree of pain affect further suggests that these regions may be more important for the regulation of pain rather than providing the decisive substrate for pain's conscious experience.

Functional and Structural Connectivity Between the Perigenual Anterior Cingulate and Amygdala in Bipolar Disorder

Objective: Abnormalities in the morphology and function of two gray matter structures central to emotional processing, the perigenual anterior cingulate cortex (pACC) and amygdala, have consistently been reported in bipolar disorder (BD). Evidence implicates abnormalities in their connectivity in BD. This study investigates the potential disruptions in pACC-amygdala functional connectivity and associated abnormalities in white matter that provides structural connections between the two brain regions in BD. Methods: Thirty-three individuals with BD and 31 healthy comparison subjects (HC) participated in a scanning session during which functional magnetic resonance imaging (fMRI) during processing of face stimuli and diffusion tensor imaging (DTI) were performed. The strength of pACC-amygdala functional connections was compared between BD and HC groups, and associations between these functional connectivity measures from the fMRI scans and regional fractional anisotropy (FA) from the DTI scans were assessed. Results: Functional connectivity was decreased between the pACC and amygdala in the BD group compared with HC group, during the processing of fearful and happy faces (p < .005). Moreover, a significant positive association between pACC-amygdala functional coupling and FA in ventrofrontal white matter, including the region of the uncinate fasciculus, was identified (p < .005). Conclusion: This study provides evidence for abnormalities in pACC-amygdala functional connectivity during emotional processing in BD. The significant association between pACC-amygdala functional connectivity and the structural integrity of white matter that contains pACC-amygdala connections suggest that disruptions in white matter connectivity may contribute to disturbances in the coordinated responses of the pACC and amygdala during emotional processing in BD.

Abnormal anterior cingulum integrity in bipolar disorder determined through diffusion tensor imaging

Background Convergent evidence implicates white matter abnormalities in bipolar disorder. The cingulum is an important candidate structure for study in bipolar disorder as it provides substantial white matter connections within the corticolimbic neural system that subserves emotional regulation involved in the disorder. Aims To test the hypothesis that bipolar disorder is associated with abnormal white matter integrity in the cingulum. Method Fractional anisotropy in the anterior and posterior cingulum was compared between 42 participants with bipolar disorder and 42 healthy participants using diffusion tensor imaging. Results Fractional anisotropy was significantly decreased in the anterior cingulum in the bipolar disorder group compared with the healthy group (P=0.003); however, fractional anisotropy in the posterior cingulum did not differ significantly between groups. Conclusions Our findings demonstrate abnormalities in the structural integrity of the anterior cingulum in bipolar disorder. They extend evidence that supports involvement of the neural system comprising the anterior cingulate cortex and its corticolimbic gray matter connection sites in bipolar disorder to implicate abnormalities in the white matter connections within the system provided by the cingulum.

Vitrificação de embriões Mus domesticus domesticus contidos em volumes diferentes de 9,0 m de etileno glicol.

Os experimentos tiveram como objetivo determinar a taxa de eclosão dos embriões vitrificados em volumes diferentes de 9,0 M de etileno glicol. Simultaneamente, testou-se dois procedimentos de estocagem dos fios de teflon, denominados caixa de aço inoxidável e globete/raque. No experimento I, os 881 embriões coletados foram distribuídos em 4 tratamentos: tratamento 1 (T1= controle): 307 embriões foram cultivados in vitro em meio PBSm, acrescido de 0,4% de BSA; tratamento 2 (T2): 292 embriões foram expostos à solução de glicerol 10% acrescida de 0,4% de BSA, envasados em palhetas de 0,25 mL e submetidos ao congelamento pelo método rápido em Biocool; tratamento 3 (T3): 138 embriões foram expostos durante 2 minutos à solução de desidratação (10% de EG + 6% BSA em PBSm) e então transferidos para a solução de vitrificação (50% de EG + 6% de BSA em PBSm), onde permaneceram por 30 segundos e foram colocados em volume de 1 μL no interior de um fio de teflon, medindo 0,4 mm de diâmetro, 2,0 cm de comprimento e 0,05 mm de espessura. Os fios foram acondicionados em uma caixa de aço inoxidável para serem armazenados em nitrogênio líquido; tratamento 4 (T4): 144 embriões foram expostos à solução de desidratação (10% de EG + 6% BSA em PBSm) e após 2 minutos, foram transferidos para a solução de vitrificação (50% de EG + 6% BSA em PBSm), onde permaneceram por 30 segundos, sendo após transferidos para um volume de 1 μL no interior do fio de teflon. Os fios de teflon foram estocados em globetes unidos às raques e mantidos em nitrogênio líquido. Após o aquecimento, os embriões foram cultivados em PBSm suplementado com 0,4% de BSA. As taxas de eclosão embrionária observadas foram: T1=76,29% (245/307); T2=41,05% (117/292); T3=37,98% (54/138) e T4=26,78% (37/144). No segundo experimento, 747 embriões foram distribuídos em 3 tratamentos: tratamento 1 (T1= controle): 80 embriões foram cultivados in vitro em meio KSOM acrescido de 0,4% de BSA; tratamento 2 (T2): 334 embriões expostos em solução de glicerol 10% acrescida de 0,4% de BSA, foram envasados em palhetas de 0,25 mL e submetidos ao congelamento pelo método rápido em Biocool; tratamento 3 (T3): 333 blastocistos foram expostos durante 2 minutos à solução de desidratação (10% de EG + 0,4% BSA em PBSm) e então transferidos para tubos eppendorf de 2,0 mL em contato com a solução de vitrificação (50% de EG + 0,4% BSA em PBSm). Após o cultivo in vitro, as taxas de eclosão embrionária observadas nos 3 tratamentos foram respectivamente: 88,75% (71/80), 40,44% (141/334) e 19,70% (66/333). Baseado nesses resultados conclui-se que embriões Mus domesticus domesticus submetidos à técnica de vitrificação após exposição à solução de 9,0 M de etileno glicol e envase em fios de teflon assegurou índices satisfatórios de sobrevivência embrionária. As taxas de sobrevivência dos embriões Mus domesticus domesticus foi independente do procedimento de estocagem em botijão de nitrogênio líquido. A vitrificação em solução de 9,0 M de etileno glicol com envase em tubos eppendorf não foi eficiente para promover altas taxas de sobrevivência embrionária, mas proporcionou segurança biológica aos embriões, durante o armazenamento.

Desenvolvimento de um método de volumes finitos de alta ordem para a simulação de escoamentos de fluidos viscoelásticos

O uso da mecânica de fluidos computacional no estudo de processos envolvendo o escoamento de fluidos poliméricos está cada vez mais presente nas indústrias de transformação de polímeros. Um código computacional voltado a esta função, para que possa ser aplicado com sucesso, deve levar a predições mais próximas possível da realidade (modelagem), de uma forma relativamente rápida e eficiente (simulação). Em relação à etapa de modelagem, o ponto chave é a seleção de uma equação constitutiva que represente bem as características reológicas do fluido, dentre as diversas opções existentes. Para a etapa de simulação, ou seja, a resolução numérica das equações do modelo, existem diversas metodologias encontradas na literatura, cada qual com suas vantagens e desvantagens. Neste tópico se enquadra o trabalho em questão, que propõe uma nova metodologia para a resolução das equações governantes do escoamento de fluidos viscoelásticos. Esta se baseia no método dos volumes finitos, usando o arranjo co-localizado para as variáveis do problema, e na utilização de aproximações de alta ordem para os fluxos médios lineares e não-lineares e para outros termos não lineares que surgem da discretização das equações constitutivas. Nesta metodologia, trabalha-se com os valores médios das variáveis nos volumes durante todo o processo de resolução, sendo que os valores pontuais são obtidos ao final do procedimento via deconvolução. A solução do sistema de equações não lineares, resultante da discretização das equações, é feita de forma simultânea, usando o método de Newton São mostrados então, resultados da aplicação da metodologia proposta em problemas envolvendo escoamentos de fluidos newtonianos e fluidos viscoelásticos. Para descrever o comportamento reológico destes últimos, são usadas duas equações constitutivas, que são o modelo de Oldroyd-B e o modelo de Phan-Thien-Tanner Simplificado. Por estes resultados pode-se ver que a metodologia é muito promissora, apresentando algumas vantagens frente às metodologias convencionais em volumes finitos. A implementação atual da metodologia desenvolvida está restrita a malhas uniformes e, consequentemente, soluções para problemas com geometrias complexas, que necessitam de refinamento localizado da malha, foram obtidas somente para baixos números de Weissenberg, devido a limitação do custo computacional. Esta restrição pode ser contornada, tornando o seu uso competitivo.

Visualização de estruturas internas em volumes de dados multimodais

Com o aperfeiçoamento de técnicas de aquisição de imagens médicas, como, por exemplo, a tomografia computadorizada e ressonância magnética, a capacidade e a fidelidade do diagnóstico por imagens foram ampliadas. Atualmente, existe a tendência de utilizarem-se imagens através de diversas modalidades para um único diagnóstico, principalmente no caso de doenças graves. Entretanto, o registro e a fusão dessas imagens, chamadas mutimodais, em uma única representação 3D do paciente é uma arefa extremamente dif[icil, que consome tempo e que está sujeita a erros. Sendo assim, a integração de imagens de diferentes modalidades tem sido objeto de pesquisa sob a denominação de Visualização de Volumes de Dados Multimodais. Sistemas desenvolvidos com este objetivo são usados, principalmente, para combinar informações metabólicas e funcionais com dados de anatomia, aumentando a precisão do diagnóstico, uma vez que possibilitam extrrair uma superfície ou região da imagem que apresenta a anatomia, e, então, observar a atividade funcional na outra modalidade. Durante a análise de tais imagens, os médicos estão interessados e quantificar diferentes estruturas. Seusobjetivos envolvem, por exemplo, a visualização de artérias e órgãos do corpo humano para análise de patologias, tais como tumores, má-formações artério-venosas, ou lesões em relação às estuturas que as circundam. Assim, um dos principais obetivos de um algoritmo de visualização volumétrica é permitir a identificação e exploração de estruturas internas no volume. Como o volume é normalmente um "bloco de dados", não se pode visualizar o seu interior, a menos que se assuma que é possível ver através de voxels transparentes, ou que é possivel remover voxels que estão na frente na qual o usuário está interessado, o que foi feito através de técnicas de segmentação ou de corte. Este trabalho presenta uma abordagem para a visualização de estruturas internas em volumes de dados multimodais. A abordagem está fundamentada na utilização de ferramentas de corte, tanto geométricas quanto baseadas em conteúdo, evitando, assim, o uso de técnicas de segmentação; e na integração dos dados multimodais na etapa de acumulação de pipeline de visualização volumétrica. Considerando que as aplicações que suportam este tipo de visualização envolvem a integração de várias ferramentas, tais como registro, corte e visualização, também é apresentado o projeto de um framework que permite esta integração e um alto grau de interação com usuário. Para teste e validação das técnicas de visualização de estruturas internas propostas e do algoritmo desenvolvido, que consiste numa extensão do algoritmo de ray casting tradicional, foram implementadas algumas classes desse framework. Uma revisão baseada na análise e na classificação das ferramentas de corte e funções de transferências, que correspondem a técnicas que permitem visualizar estruturas internas, também é apresentada.

Eficiência de diferentes ramais de pulverização e volumes de calda no controle de Brevipalpus phoenicis na cultura do café

Efficiency of different spraying lances and spraying volumes on the control of Brevipalpus phoenicis in coffee crops. The mite Brevipalpus phoenicis is found on coffee plantations in Brazil since the 1950's. Responsible for indirect losses due to its role as vector of a virus disease, this mite species often requires control measures, the most common based on mitecide spraying. It was evaluated the mortality of B. phoenicis due the coverage of spraying liquid applied on coffee plants, with two types of lances used in air assisted sprayers and four spraying. volumes. Treatments were applied with mitecide abamectin (Vertimec 18 CE (R) at 0.4 L per hectare), in volumes of 250, 400, 550 and 700 L per hectare, with two types of lances for the nozzles. The control efficiency against B. phoenicis, deposition and coverage by spray liquid on coffee plants was evaluated. Experimental delineation was in randomized blocks, with eight treatments plus a check plot in four replications. The statistical analysis was carried in a factorial scheme 2x4+1. No significant differences in the number of mites were found between treatments. As regards spraying liquid deposition, it was observed an increment with increasing spraying volumes, with the plant tops showing the best deposition of spraying liquid. The duplication of the lances (nozzle branches) resulted in a significant increase in control efficiency for B. phoenicis compared with conventional branch and with check plot, without dependence of spraying volume.

Avaliação de volumes de calda proporcionados por diferentes pontas de pulverização no controle de Tuta absoluta (Meirick, 1917) (Lepidoptera: Gelechiidae) em tomate rasteiro

O objetivo deste trabalho foi avaliar o controle da traça-do-tomateiro em função dos volumes de aplicação. O levantamento da infestação da praga foi realizado avaliando-se o número de lagartas e de lesões com e sem lagarta viva e o número de ovos em folhas e frutos. Os tratamentos realizados foram o inseticida chlorfluazuron na dosagem de 80 mL p.c. 100 L-1, aplicado com as pontas: TJ6011002, TJ6011004, TX04VK e TX12VK cada uma utilizando, respectivamente, o volume de calda de: 200, 600, 200 e 600 L ha-1; e o pulverizador costal motorizado (100 L ha-1); todos com e sem o adjuvante polioxietileno alquil fenol éter (1 mL 10 L-1 de água) e mais uma testemunha. Verificou-se que os tratamentos com e sem adjuvantes não diferiram entre si. Porém, houve diferença entre os volumes utilizados, sendo menor a ocorrência de lesões nas parcelas tratadas com o volume de 600 L ha-1 . Houve também diferença em relação ao uso do adjuvante para o volume de 200 L ha-1 , sendo que o número de ovos foi superior sem a sua utilização. Neste trabalho, foi observada a importância do monitoramento no controle de pragas.