Tight-binding simulation of current-carrying nanostructures

The tight-binding (TB) approach to the modelling of electrical conduction in small structures is introduced. Different equivalent forms of the TB expression for the electrical current in a nanoscale junction are derived. The use of the formalism to calculate the current density and local potential is illustrated by model examples. A first-principles time-dependent TB formalism for calculating current-induced forces and the dynamical response of atoms is presented. An earlier expression for current-induced forces under steady-state conditions is generalized beyond local charge neutrality and beyond orthogonal TB. Future directions in the modelling of power dissipation and local heating in nanoscale conductors are discussed.

Information used in detecting upcoming collisions.

In four experiments we examined the nature of the information used in judging whether events would or would not give rise to a collision in the near future. Observers were tested in situations depicting approaches between two objects (lateral approaches) and approaches between an object and the point of observation (head-on approaches), with objects moving according to constant deceleration or sinusoidal deceleration patterns. Judgments were found to be based, to a large extent, on the (in)sufficiency of current deceleration to avoid upcoming collision, as specified optically by tau-dot (tau over dot). However, the information specified, by tau (tau), that is the current (first-order) time remaining until contact, was also found to play a significant role. We deduce that judgment of upcoming collision is based on the detection Of T and its evolution over time, suggesting that observers are sensitive to Deltatau rather than to tau over dot itself.

How to estimate scavenger fish abundance using baited camera data

Baited cameras are often used for abundance estimation wherever alternative techniques are precluded, e.g. in abyssal systems and areas such as reefs. This method has thus far used models of the arrival process that are deterministic and, therefore, permit no estimate of precision.
Furthermore, errors due to multiple counting of fish and missing those not seen by the camera have restricted the technique to using only the time of first arrival, leaving a lot of data redundant. Here, we reformulate the arrival process using a stochastic model, which allows the precision of abundance
estimates to be quantified. Assuming a non-gregarious, cross-current-scavenging fish, we show that prediction of abundance from first arrival time is extremely uncertain. Using example data, we show
that simple regression-based prediction from the initial (rising) slope of numbers at the bait gives good precision, accepting certain assumptions. The most precise abundance estimates were obtained
by including the declining phase of the time series, using a simple model of departures, and taking account of scavengers beyond the camera’s view, using a hidden Markov model.

Effect of coinfection with genogroup 1 porcine torque teno virus on porcine circovirus type 2-associated postweaning multisystemic wasting syndrome in gnotobiotic pigs

Objective—To determine whether genogroup 1 porcine torque teno virus (g1-TTV) can potentiate clinical disease associated with porcine circovirus type 2 (PCV2).

Sample population—33 gnotobiotic baby pigs.

Procedures—Pigs were allocated into 7 groups: group A, 5 uninoculated control pigs from 3 litters; group B, 4 pigs oronasally inoculated with PCV2 alone; group C, 4 pigs inoculated IP with first-passage g1-TTV alone; group D, 4 pigs inoculated IP with fourth-passage g1-TTV alone; group E, 6 pigs inoculated IP with first-passage g1-TTV and then oronasally inoculated with PCV2 7 days later; group F, 6 pigs inoculated IP with fourth-passage g1-TTV and then inoculated oronasally with PCV2 7 days later; and group G, 4 pigs inoculated oro-nasally with PCV2 and then inoculated IP with fourth-passage g1-TTV 7 days later.

Results—6 of 12 pigs inoculated with g1-TTV prior to PCV2 developed acute onset of postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS). None of the pigs inoculated with g1-TTV alone or PCV2 alone or that were challenge exposed to g1-TTV after establishment of infection with PCV2 developed clinical illness. Uninoculated control pigs remained healthy.

Conclusions and Clinical Relevance—These data implicated g1-TTV as another viral infection that facilitates PCV2-induced PMWS. This raises the possibility that torque teno viruses in swine may contribute to disease expression currently associated with only a single infectious agent.

Resource utilisation and costs of palliative cancer care in an interdisciplinary health care model

This paper presents a detailed description of health care resource utilisation and costs of a pilot interdisciplinary health care model of palliative home care in Ontario, Canada. The descriptive evaluation entailed examining the use of services and costs of the pilot program: patient demographics, length of stay broken down by disposition (discharged, alive, death), access to services/resources, use of family physician and specialist services, and drug use. There were 434 patients included in the pilot program. Total costs were approximately CAN$2.4 million, and the cost per person amounted to approximately CAN$5586.33 with average length of stay equal to over 2 months (64.22 days). One may assume that length of stay would be influenced by the amount of service and support available. Future research might investigate whether in-home palliative home care is the most cost effective and suitable care setting for those patients requiring home care services for expected periods of time. © 2009 SAGE Publications.

Regularization and Bang-bang conjugate times in optimal control

Consideramos o problema de controlo óptimo de tempo mínimo para sistemas de controlo mono-entrada e controlo afim num espaço de dimensão finita com condições inicial e final fixas, onde o controlo escalar toma valores num intervalo fechado. Quando aplicamos o método de tiro a este problema, vários obstáculos podem surgir uma vez que a função de tiro não é diferenciável quando o controlo é bang-bang. No caso bang-bang os tempos conjugados são teoricamente bem definidos para este tipo de sistemas de controlo, contudo os algoritmos computacionais directos disponíveis são de difícil aplicação. Por outro lado, no caso suave o conceito teórico e prático de tempos conjugados é bem conhecido, e ferramentas computacionais eficazes estão disponíveis. Propomos um procedimento de regularização para o qual as soluções do problema de tempo mínimo correspondente dependem de um parâmetro real positivo suficientemente pequeno e são definidas por funções suaves em relação à variável tempo, facilitando a aplicação do método de tiro simples. Provamos, sob hipóteses convenientes, a convergência forte das soluções do problema regularizado para a solução do problema inicial, quando o parâmetro real tende para zero. A determinação de tempos conjugados das trajectórias localmente óptimas do problema regularizado enquadra-se na teoria suave conhecida. Provamos, sob hipóteses adequadas, a convergência do primeiro tempo conjugado do problema regularizado para o primeiro tempo conjugado do problema inicial bang-bang, quando o parâmetro real tende para zero. Consequentemente, obtemos um algoritmo eficiente para a computação de tempos conjugados no caso bang-bang.

Géométrie et évolution de la dialectique dans le Ménon de Platon

Ce mémoire a pour but de montrer l’impact du paradigme géométrique sur l’évolution de la dialectique dans le Ménon. La première partie de cette recherche est consacrée à la dialectique des premiers dialogues, l’elenchos. Cette pratique de la philosophie est ensuite comparée à la dialectique du Ménon qui est caractérisée par l’introduction de la notion de réminiscence. La seconde partie de cette étude concerne les deux passages géométriques du Ménon : le problème de la duplication du carré et la méthode hypothétique. Le premier passage permet à Platon de défendre la possibilité de la recherche scientifique, alors que le second (inspiré de l’analyse géométrique) est présenté comme un nouveau modèle pour mener à bien l’enquête philosophique. Cette méthode, qui consiste à réduire la difficulté d’un problème en postulant des hypothèses, permet notamment de passer de ce qui est logiquement second (de la qualité: « la vertu s’enseigne-t-elle? ») à ce qui est logiquement premier (à l’essence: « qu’est-ce que la vertu? »).

Étude intracrânienne sur les mécanismes cérébraux permettant la reconnaissance d’objets

La reconnaissance d’objets est une tâche complexe au cours de laquelle le cerveau doit assembler de manière cohérente tous les éléments d’un objet accessible à l’œil afin de le reconnaître. La construction d’une représentation corticale de l’objet se fait selon un processus appelé « bottom-up », impliquant notamment les régions occipitales et temporales. Un mécanisme « top-down » au niveau des régions pariétales et frontales, facilite la reconnaissance en suggérant des identités potentielles de l’objet à reconnaître. Cependant, le mode de fonctionnement de ces mécanismes est peu connu. Plusieurs études ont démontré une activité gamma induite au moment de la perception cohérente de stimuli, lui conférant ainsi un rôle important dans la reconnaissance d’objets. Cependant, ces études ont utilisé des techniques d’enregistrement peu précises ainsi que des stimuli répétitifs. La première étude de cette thèse vise à décrire la dynamique spatio-temporelle de l’activité gamma induite à l’aide de l’électroencéphalographie intracrânienne, une technique qui possède des résolutions spatiales et temporelles des plus précises. Une tâche d’images fragmentées a été conçue dans le but de décrire l’activité gamma induite selon différents niveaux de reconnaissance, tout en évitant la répétition de stimuli déjà reconnus. Afin de mieux circonscrire les mécanismes « top-down », la tâche a été répétée après un délai de 24 heures. Les résultats démontrent une puissante activité gamma induite au moment de la reconnaissance dans les régions « bottom-up ». Quant aux mécanismes « top-down », l’activité était plus importante aux régions occipitopariétales. Après 24 heures, l’activité était davantage puissante aux régions frontales, suggérant une adaptation des procédés « top-down » selon les demandes de la tâche. Très peu d’études se sont intéressées au rythme alpha dans la reconnaissance d’objets, malgré qu’il soit bien reconnu pour son rôle dans l’attention, la mémoire et la communication des régions neuronales distantes. La seconde étude de cette thèse vise donc à décrire plus précisément l’implication du rythme alpha dans la reconnaissance d’objets en utilisant les techniques et tâches identiques à la première étude. Les analyses révèlent une puissante activité alpha se propageant des régions postérieures aux régions antérieures, non spécifique à la reconnaissance. Une synchronisation de la phase de l’alpha était, quant à elle, observable qu’au moment de la reconnaissance. Après 24 heures, un patron similaire était observable, mais l’amplitude de l’activité augmentait au niveau frontal et les synchronies de la phase étaient davantage distribuées. Le rythme alpha semble donc refléter des processus attentionnels et communicationnels dans la reconnaissance d’objets. En conclusion, cette thèse a permis de décrire avec précision la dynamique spatio-temporelle de l’activité gamma induite et du rythme alpha ainsi que d’en apprendre davantage sur les rôles potentiels que ces deux rythmes occupent dans la reconnaissance d’objets.

Dissection du processus d’export des ARNm nucléaires par des approches de molécules uniques chez Saccharomyces cerevisae

Enfermer le porteur de l’information génétique dans le noyau a obligée la cellule a créé un système de transport complexe, qui permet l’export d’un ARNm du noyau au cytoplasme. Le mécanisme général de l’export des ARNm est encore mal connu, même si les facteurs principaux ont été découverts il y a longtemps. De récents progrès en microscopie nous ont permis d’étudier directement le comportement des ARNm durant le processus d’export. Durant ma maitrise, nous avons été capables de localiser et suivre des ARNm en temps réel pour la première fois chez Saccharomyces cerevisiae. Nous avons créé un gène rapporteur en mettant le gène GLT1 sous le contrôle du promoteur GAL1. Nous avons aussi marqué l’ARNm de GLT1 avec plusieurs boucles PP7. L’ARNm sera visible après l’attachement de plusieurs protéines PP7-GFP aux boucles. En utilisant la technique d’imagerie en cellules vivantes, nous sommes capable de visualiser et suivre chaque ARNm, depuis son relâchement du site de transcription jusqu’à l’export. Une fois relâché du site de transcription, l’ARNm diffuse librement dans le nucléoplasme, mais une fois à la périphérie nucléaire, il commence à « scanner » l’enveloppe nucléaire avant d’être exporté. Nous avons trouvé que le « scanning » dépend de la présence des Myosin Like Proteins (Mlp1p et Mlp2p), protéines qui forment le panier nucléaire, car suite à la délétion de MLP1 et MLP2, les ARNm n’étaient plus capable de « scanner ». Nous avons également trouvé que la partie C-terminale de Mlp1p était nécessaire au « scanning ». De plus, suite à la délétion du gène TOM1, gène codant pour une ubiquitine ligase, les ARNm ont un comportement similaire aux ARNm d’une souche ∆mlp1/mlp2, suggérant que le « scanning » permet à Tom1p d’ubiquitiner Yra1p, ce qui causera son relâchement de l’ARNm. Également, nous avons montré que les ARNm endogènes MDN1 et CBL2 scannent aussi la périphérie nucléaire. Ensemble, nos résultats suggèrent que le scanning est un processus par lequel passent tout les ARNm nucléaire lorsqu’ils se retrouvent à la périphérie du noyau, pour initier plusieurs étapes de réarrangements nécessaires à leurs export. De plus, nous avons examiné le rôle de Yhr127p, une protéine nouvellement identifiée qui se lie à l’ARN. Après avoir marqué cette protéine avec la GFP, nous avons montré qu’elle forme des foci dans le noyau et que ces derniers vont disparaitre suite à l’arrêt de la transcription. La délétion de YHR127 à conduit à une augmentation de la transcription de quelques gènes spécifiques, mais n’affecte pas la capacité de la cellule à exporter les ARNm. Nos résultats suggèrent que cette protéine joue un rôle dans la régulation de la transcription et/ou dans la stabilité de l’ARNm.

Description de l’évolution du profil socio-cognitif et clinique d’une cohorte d’adolescents diabétiques de type 1 ayant suivi un programme d’éducation thérapeutique

Thèse réalisée en cotutelle entre Aix-Marseille Université et l'Université de Montréal

Nonparametric Estimation of the Average Availability

The average availability of a repairable system is the expected proportion of time that the system is operating in the interval [0, t]. The present article discusses the nonparametric estimation of the average availability when (i) the data on 'n' complete cycles of system operation are available, (ii) the data are subject to right censorship, and (iii) the process is observed upto a specified time 'T'. In each case, a nonparametric confidence interval for the average availability is also constructed. Simulations are conducted to assess the performance of the estimators.

Femtosecond probing of sodium cluster ion Na_n ^+ fragmentation

We report on the first femtosecond time-resolved experiments in cluster physics. The photofragmentation dynamics of small sodium cluster ions Na_n ^+ have been studied with pump-probe techniques. Ultrashort laser pulses of 60-fs duration are employed to photoionize the sodium clusters and to probe the photofragments. We find that the ejection of neutral dimer Na_2 and, observed for the first time, neutral trimer Na_3 photofragments occur on ultrashort time scales of 2.5 and 0.4 ps, respectively. This and the absence of cluster heating reveals that direct photoinduced fragmentation processes are important at short times rather than the statistical unimolecular decay.

Sudden stratospheric warmings as noise-induced transitions

Sudden stratospheric warmings (SSWs) are usually considered to be initiated by planetary wave activity. Here it is asked whether small-scale variability (e.g., related to gravity waves) can lead to SSWs given a certain amount of planetary wave activity that is by itself not sufficient to cause a SSW. A highly vertically truncated version of the Holton–Mass model of stratospheric wave–mean flow interaction, recently proposed by Ruzmaikin et al., is extended to include stochastic forcing. In the deterministic setting, this low-order model exhibits multiple stable equilibria corresponding to the undisturbed vortex and SSW state, respectively. Momentum forcing due to quasi-random gravity wave activity is introduced as an additive noise term in the zonal momentum equation. Two distinct approaches are pursued to study the stochastic system. First, the system, initialized at the undisturbed state, is numerically integrated many times to derive statistics of first passage times of the system undergoing a transition to the SSW state. Second, the Fokker–Planck equation corresponding to the stochastic system is solved numerically to derive the stationary probability density function of the system. Both approaches show that even small to moderate strengths of the stochastic gravity wave forcing can be sufficient to cause a SSW for cases for which the deterministic system would not have predicted a SSW.

Influence of gut morphology on passive transport of freshwater bryozoans by waterfowl in Donana (southwestern Spain)

Waterbirds have been proposed as important vectors for the passive dispersal of those aquatic invertebrates and plants that lack a capacity for active dispersal between isolated water bodies. We analysed the frequency of internal transport of bryozoan propagules (statoblasts) by waterbirds in Donana, Spain, by examining their presence in the intestines and ceca of dead birds and analysing the role of different aspects of gut characteristics in explaining variation in the presence/absence and abundance of statoblasts. Of the 228 samples examined, 7.9% presented intact statoblasts of Plumatella fungosa (Pallas, 1768), Plumatella emarginata Allman, 1844, and two unidentified Plumatella species. For a given bird species, individuals with heavier gizzards and shorter ceca had a lower incidence and abundance of statoblasts in the lower gut. Grit mass and intestine length were unrelated to the presence or abundance of statoblasts. Our results suggest that waterbirds frequently transport bryozoans on a local scale, with lighter gizzards and longer ceca favouring such transport. Lighter gizzards are likely to destroy fewer propagules before they reach the lower gut. Species and individuals with longer ceca are particularly good candidates for long-distance dispersal of bryozoans, given the longer passage time of propagules that enter the ceca.

Predicting fatty acid profiles in blood based on food intake and the FADS1 rs174546 SNP

SCOPE: A high intake of n-3 PUFA provides health benefits via changes in the n-6/n-3 ratio in blood. In addition to such dietary PUFAs, variants in the fatty acid desaturase 1 (FADS1) gene are also associated with altered PUFA profiles. METHODS AND RESULTS: We used mathematical modelling to predict levels of PUFA in whole blood, based on MHT and bolasso selected food items, anthropometric and lifestyle factors, and the rs174546 genotypes in FADS1 from 1,607 participants (Food4Me Study). The models were developed using data from the first reported time point (training set) and their predictive power was evaluated using data from the last reported time point (test set). Amongst other food items, fish, pizza, chicken and cereals were identified as being associated with the PUFA profiles. Using these food items and the rs174546 genotypes as predictors, models explained 26% to 43% of the variability in PUFA concentrations in the training set and 22% to 33% in the test set. CONCLUSIONS: Selecting food items using MHT is a valuable contribution to determine predictors, as our models' predictive power is higher compared to analogue studies. As unique feature, we additionally confirmed our models' power based on a test set.