Terapia fotodinâmica e luz branca: aspectos analíticos e perspectivas da viabilidade do tratamento

Photodynamic Therapy (PDT) is a technique used to treat several types of lesions, such as cancer, microbial control, and esthetic dentistry cases. The performance of PDT involves the use of a photosensitizer (PS), which mainly will be located in cancer cells and is irradiated with visible light. This process, when it occurs in the presence of oxygen triggers the formation of reactive oxygen species that are cytotoxic to cells. These species cause cell death and subsequent tumor necrosis. The use of white light as a light source for multispectral Photodynamic Therapy and its consequences to the photodynamic effect is not yet completely established, and therefore there is interest in studying the parameters involved for analyzing the best conditions for applying treatment. The wavelength is crucial to improve the therapeutic effect, since both the optical properties of the biological tissue as the PS depend on these parameters. For FS studied in this work (Photogem®) are most often used wavelengths in the red region, due to their larger penetration depth in biological tissue. Thus, the light source becomes a fundamental aspect, their choice depends on the specific application and is based on the tumor location, light dose to be delivered and FS chosen. Despite all the advantages presented by lasers, the fact of having an emission spectrum essentially monochrome makes only one possible transition possible for the absorption of FS is used. Therefore, more extensive light sources such as light emitting diodes (LED), could be better used in some cases the laser, with the additional advantage of a reduced cost. Therefore, the choice of the white LED comes from an emission spectrum that still wider LED colors defined by allowing greater use of the several absorption bands and with varying depths of operation, according to the wavelength... (Complete abstract click electronic access below)

Preparação e caracterização óptica de filmes híbridos dopados com o azocorante Disperse Red 1

The Sol-gel process has facilitated the processing of Organic-Inorganic Hybrid Materials with several scientific applications and technologies. The hybrid combine the advantages of the Sol-gel process with specific characteristics of organic polymers, allowing processing of thin films without fractures or fissures. The incorporation of azo dyes in polymer matrices has been widely used in the investigation of optical properties. The azo dye Disperse Red (DR1) presents optical alterations when exposed to visible or ultraviolet light. The alterations occur due to transitions of their isomers, trans and cis, caused by photoisomerization, due to electronic transitions of azo group (-N=N-), presenting photochromic and/or photorefractive effects. The hybrid system used in this work is the precursor 3- Glycidoxypropyl-Trimethoxi-silane (GPTS), the Tetraethylorthosilicate (TEOS) and DR1 as a dopant. The characterizations were performed using absorption spectroscopy UV-Vis which allowed the identification of the absorption bands and its variations when the samples were treated thermally and/or illuminated by ultraviolet light

Propriedades ópticas de nanopartículas de halogenetos de cobre preparadas in situ em filmes híbridos de sílica

The sol-gel process is a technique based on the hydrolysis and polycondensation of metal alkoxides have been investigated as an alternative for the preparation of vitreous or glassceramic materials, for allowing the obtaining of high-purity materials at low temperatures, and to obtain hybrid materials with different compositions. When ORMOSILs are doped with nanoparticles, are called nanocomposites, and its functionality arises when electrons confined in scale three-dimensional structures near zero are excited. In principle, such materials exhibit discrete energy level, with peaks in the absorption spectrum. Therefore, the glasses doped semiconductor nanocrystals are important candidates for the preparation of optical filters with sharp cut-off, and are being exploited commercially for coloring glasses. This study evaluates the optical properties presented by hybrid films of silica doped with copper nanoparticles. The matrix was prepared using the alkoxides 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS) and tetraethylorthosilicate (TEOS) doped with Cu2O and hydrolyzed under reflux conditions in two different acidic conditions (HCl and HBr). After thermal treatment at temperatures between 100 °C and 170 °C and/or under the action of commercial black light radiation, CuCl and CuBr present in the hybrid film are transformed into nanoparticles of CuCl or CuBr. The UV-VIS absorption identified the absorption bands, and its variation

Propriedades ópticas e elétricas de materiais híbridos de sílica/orgânico à base de GPTS:TEOS preparados pelo método sol-gel

Fabrication of optoelectronic devices requires the employment of at least one transparent electrode. Usually, commercially transparent electrodes have been made by deposition of indium tin oxide (ITO) films by RF-Sputtering technique. These commercial electrodes have sheet resistance of about 100 Ω/sq and optical transmittance of 77% at the wavelength of 550 nm. The poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene-sulfonate (PEDOT:PSS) is an alternative material to fabricate transparent electrodes due to its high conductivity (about 600 S/cm) and solubility in water. Soluble conductive materials exhibits advantages for processing of electrode layers, however there is a disadvantage during devices fabrication once materials with the same solvent of the electrode material cannot be coated one over the other. Alternatively, organic/Silica hybrid materials prepared by sol-gel process allow producing bulks and films with high chemical durability. In order to obtain transparent electrodes with high chemical durability, we introduced a blended material comprising the high UV-VIS transparency of organic/Silica sol-gel material and a high conductivity polymer PEDOT:PSS. The organic/Silica sol was obtained using two different molar concentrations (1:1 and 4:1), of tetraethylorthosilicate (TEOS) and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS). Amounts of PEDOT:PSS solutions were added to the sol material, resulting in different weight fractions of sol and polymer. G:T/P:P were deposit onto glass substrates by spray-coating. In order to perform electrical characterization of the blended material, gold electrodes were thermally evaporated onto the films. The electrical characterization was performed using a Keithley 2410 source/meter unity and the optical characterization, using a Cary50 UV-Vis spectrophotometer. The absorption coefficient and electric conductivity of the different compositions blends, as function of the PEDOT:PSS concentration, were...

Seizure prediction and control in epilepsy

The first part of my thesis presents an overview of the different approaches used in the past two decades in the attempt to forecast epileptic seizure on the basis of intracranial and scalp EEG. Past research could reveal some value of linear and nonlinear algorithms to detect EEG features changing over different phases of the epileptic cycle. However, their exact value for seizure prediction, in terms of sensitivity and specificity, is still discussed and has to be evaluated. In particular, the monitored EEG features may fluctuate with the vigilance state and lead to false alarms. Recently, such a dependency on vigilance states has been reported for some seizure prediction methods, suggesting a reduced reliability. An additional factor limiting application and validation of most seizure-prediction techniques is their computational load. For the first time, the reliability of permutation entropy [PE] was verified in seizure prediction on scalp EEG data, contemporarily controlling for its dependency on different vigilance states. PE was recently introduced as an extremely fast and robust complexity measure for chaotic time series and thus suitable for online application even in portable systems. The capability of PE to distinguish between preictal and interictal state has been demonstrated using Receiver Operating Characteristics (ROC) analysis. Correlation analysis was used to assess dependency of PE on vigilance states. Scalp EEG-Data from two right temporal epileptic lobe (RTLE) patients and from one patient with right frontal lobe epilepsy were analysed. The last patient was included only in the correlation analysis, since no datasets including seizures have been available for him. The ROC analysis showed a good separability of interictal and preictal phases for both RTLE patients, suggesting that PE could be sensitive to EEG modifications, not visible on visual inspection, that might occur well in advance respect to the EEG and clinical onset of seizures. However, the simultaneous assessment of the changes in vigilance showed that: a) all seizures occurred in association with the transition of vigilance states; b) PE was sensitive in detecting different vigilance states, independently of seizure occurrences. Due to the limitations of the datasets, these results cannot rule out the capability of PE to detect preictal states. However, the good separability between pre- and interictal phases might depend exclusively on the coincidence of epileptic seizure onset with a transition from a state of low vigilance to a state of increased vigilance. The finding of a dependency of PE on vigilance state is an original finding, not reported in literature, and suggesting the possibility to classify vigilance states by means of PE in an authomatic and objectic way. The second part of my thesis provides the description of a novel behavioral task based on motor imagery skills, firstly introduced (Bruzzo et al. 2007), in order to study mental simulation of biological and non-biological movement in paranoid schizophrenics (PS). Immediately after the presentation of a real movement, participants had to imagine or re-enact the very same movement. By key release and key press respectively, participants had to indicate when they started and ended the mental simulation or the re-enactment, making it feasible to measure the duration of the simulated or re-enacted movements. The proportional error between duration of the re-enacted/simulated movement and the template movement were compared between different conditions, as well as between PS and healthy subjects. Results revealed a double dissociation between the mechanisms of mental simulation involved in biological and non-biologial movement simulation. While for PS were found large errors for simulation of biological movements, while being more acurate than healthy subjects during simulation of non-biological movements. Healthy subjects showed the opposite relationship, making errors during simulation of non-biological movements, but being most accurate during simulation of non-biological movements. However, the good timing precision during re-enactment of the movements in all conditions and in both groups of participants suggests that perception, memory and attention, as well as motor control processes were not affected. Based upon a long history of literature reporting the existence of psychotic episodes in epileptic patients, a longitudinal study, using a slightly modified behavioral paradigm, was carried out with two RTLE patients, one patient with idiopathic generalized epilepsy and one patient with extratemporal lobe epilepsy. Results provide strong evidence for a possibility to predict upcoming seizures in RTLE patients behaviorally. In the last part of the thesis it has been validated a behavioural strategy based on neurobiofeedback training, to voluntarily control seizures and to reduce there frequency. Three epileptic patients were included in this study. The biofeedback was based on monitoring of slow cortical potentials (SCPs) extracted online from scalp EEG. Patients were trained to produce positive shifts of SCPs. After a training phase patients were monitored for 6 months in order to validate the ability of the learned strategy to reduce seizure frequency. Two of the three refractory epileptic patients recruited for this study showed improvements in self-management and reduction of ictal episodes, even six months after the last training session.

Analisi tridimensionale priva di contatto delle ulcere cutanee laser assistita

La valutazione progressiva e il monitoraggio di una ferita difficile impongono misurazioni periodiche per valutare in modo qualitativo e quantitativo l'esistenza e l'entita della riepitelizzazione in rapporto alle pratiche terapeutiche effettuate. L'entità della guarigione nei primi 1530 giorni di trattamento, intesa come riduzione di area percentuale, nelle lesioni ulcerative di origine venosa permette secondo alcuni autori della letteratura scientifica, di avere delle informazioni prognostiche di guarigione completa a sei mesi. Altri autori invece mostrano casistiche analoghe indicando come nelle ulcere venose non si possa predire con facilità la guarigione a sei mesi.Le metodiche di misurazione delle ferite possono essere suddivise in bidimensionali e tridimensionali: nel primo gruppo troviamo la misurazione semplice, le metodiche di tracciamento, planimetria, analisi fotografica analogica e digitale. Queste metodiche misurano i diametri, il perimetro e l'area delle ferite. Nel secondo gruppo si collocano l'uso di righello Kundin, le metodiche di riempimento con alginato o con soluzione fisiologica, le metodiche stereofotogrammetriche e l'uso di strumenti laser. Queste metodiche permettono di calcolare con varie approssimazioni anche il volume delle ferite studiate. La tesi ha preso in esame un gruppo di 17 pazienti affetti da ulcere venose croniche effettuando misurazioni con lo strumento più accurato e preciso disponibile (minolta Vivid 900 laser + sensore) e acquisendo i dati con il software Derma. I pazienti sono stati misurati al primo accesso in ambulatorio, dopo 15 giorni e dopo sei mesi. Sono stati acquisiti i dati di area, perimetro, volume, profondità e guarigione a 6 mesi. L'analisi statistica condotta con modalità non parametriche di analisi dei ranghi non ha associato nessuno di questi valori ne' valori derivati ( delta V /delta A; Delta V/ Delta P) alla guarigione a 6 mesi. Secondo le analisi da noi effettuate, sebbene con l'incertezza derivata da un gruppo ridotto di pazienti, la guarigione delle lesioni ulcerative venose non è predicibile a 6 mesi utilizzando sistemi di misurazione di dimensioni, area e volume.

Il ruolo del collicolo superiore nell'orientamento spaziale

This thesis was aimed at verifying the role of the superior colliculus (SC) in human spatial orienting. To do so, subjects performed two experimental tasks that have been shown to involve SC’s activation in animals, that is a multisensory integration task (Experiment 1 and 2) and a visual target selection task (Experiment 3). To investigate this topic in humans, we took advantage of neurophysiological finding revealing that retinal S-cones do not send projections to the collicular and magnocellular pathway. In the Experiment 1, subjects performed a simple reaction-time task in which they were required to respond as quickly as possible to any sensory stimulus (visual, auditory or bimodal audio-visual). The visual stimulus could be an S-cone stimulus (invisible to the collicular and magnocellular pathway) or a long wavelength stimulus (visible to the SC). Results showed that when using S-cone stimuli, RTs distribution was simply explained by probability summation, indicating that the redundant auditory and visual channels are independent. Conversely, with red long-wavelength stimuli, visible to the SC, the RTs distribution was related to nonlinear neural summation, which constitutes evidence of integration of different sensory information. We also demonstrate that when AV stimuli were presented at fixation, so that the spatial orienting component of the task was reduced, neural summation was possible regardless of stimulus color. Together, these findings provide support for a pivotal role of the SC in mediating multisensory spatial integration in humans, when behavior involves spatial orienting responses. Since previous studies have shown an anatomical asymmetry of fibres projecting to the SC from the hemiretinas, the Experiment 2 was aimed at investigating temporo-nasal asymmetry in multisensory integration. To do so, subjects performed monocularly the same task shown in the Experiment 1. When spatially coincident audio-visual stimuli were visible to the SC (i.e. red stimuli), the RTE depended on a neural coactivation mechanism, suggesting an integration of multisensory information. When using stimuli invisible to the SC (i.e. purple stimuli), the RTE depended only on a simple statistical facilitation effect, in which the two sensory stimuli were processed by independent channels. Finally, we demonstrate that the multisensory integration effect was stronger for stimuli presented to the temporal hemifield than to the nasal hemifield. Taken together, these findings suggested that multisensory stimulation can be differentially effective depending on specific stimulus parameters. The Experiment 3 was aimed at verifying the role of the SC in target selection by using a color-oddity search task, comprising stimuli either visible or invisible to the collicular and magnocellular pathways. Subjects were required to make a saccade toward a target that could be presented alone or with three distractors of another color (either S-cone or long-wavelength). When using S-cone distractors, invisible to the SC, localization errors were similar to those observed in the distractor-free condition. Conversely, with long-wavelength distractors, visible to the SC, saccadic localization error and variability were significantly greater than in either the distractor-free condition or the S-cone distractors condition. Our results clearly indicate that the SC plays a direct role in visual target selection in humans. Overall, our results indicate that the SC plays an important role in mediating spatial orienting responses both when required covert (Experiments 1 and 2) and overt orienting (Experiment 3).

Effetti dell'integrazione visuo-acustica in pazienti con disturbo di campo visivo

Human brain is provided with a flexible audio-visual system, which interprets and guides responses to external events according to spatial alignment, temporal synchronization and effectiveness of unimodal signals. The aim of the present thesis was to explore the possibility that such a system might represent the neural correlate of sensory compensation after a damage to one sensory pathway. To this purpose, three experimental studies have been conducted, which addressed the immediate, short-term and long-term effects of audio-visual integration on patients with Visual Field Defect (VFD). Experiment 1 investigated whether the integration of stimuli from different modalities (cross-modal) and from the same modality (within-modal) have a different, immediate effect on localization behaviour. Patients had to localize modality-specific stimuli (visual or auditory), cross-modal stimulus pairs (visual-auditory) and within-modal stimulus pairs (visual-visual). Results showed that cross-modal stimuli evoked a greater improvement than within modal stimuli, consistent with a Bayesian explanation. Moreover, even when visual processing was impaired, cross-modal stimuli improved performance in an optimal fashion. These findings support the hypothesis that the improvement derived from multisensory integration is not attributable to simple target redundancy, and prove that optimal integration of cross-modal signals occurs in processing stage which are not consciously accessible. Experiment 2 examined the possibility to induce a short term improvement of localization performance without an explicit knowledge of visual stimulus. Patients with VFD and patients with neglect had to localize weak sounds before and after a brief exposure to a passive cross-modal stimulation, which comprised spatially disparate or spatially coincident audio-visual stimuli. After exposure to spatially disparate stimuli in the affected field, only patients with neglect exhibited a shifts of auditory localization toward the visual attractor (the so called Ventriloquism After-Effect). In contrast, after adaptation to spatially coincident stimuli, both neglect and hemianopic patients exhibited a significant improvement of auditory localization, proving the occurrence of After Effect for multisensory enhancement. These results suggest the presence of two distinct recalibration mechanisms, each mediated by a different neural route: a geniculo-striate circuit and a colliculus-extrastriate circuit respectively. Finally, Experiment 3 verified whether a systematic audio-visual stimulation could exert a long-lasting effect on patients’ oculomotor behaviour. Eye movements responses during a visual search task and a reading task were studied before and after visual (control) or audio-visual (experimental) training, in a group of twelve patients with VFD and twelve controls subjects. Results showed that prior to treatment, patients’ performance was significantly different from that of controls in relation to fixations and saccade parameters; after audiovisual training, all patients reported an improvement in ocular exploration characterized by fewer fixations and refixations, quicker and larger saccades, and reduced scanpath length. Similarly, reading parameters were significantly affected by the training, with respect to specific impairments observed in left and right hemisphere–damaged patients. The present findings provide evidence that a systematic audio-visual stimulation may encourage a more organized pattern of visual exploration with long lasting effects. In conclusion, results from these studies clearly demonstrate that the beneficial effects of audio-visual integration can be retained in absence of explicit processing of visual stimulus. Surprisingly, an improvement of spatial orienting can be obtained not only when a on-line response is required, but also after either a brief or a long adaptation to audio-visual stimulus pairs, so suggesting the maintenance of mechanisms subserving cross-modal perceptual learning after a damage to geniculo-striate pathway. The colliculus-extrastriate pathway, which is spared in patients with VFD, seems to play a pivotal role in this sensory compensation.

Influenza delle caratteristiche quali-quantitative della luce da fonti artificiali sulla fisio-morfologia di piante verdi per interior landscaping

La conoscenza delle esigenze luminose (intensità, spettro, durata minima, massima ed ottimale del fotoperiodo di illuminazione) e della tolleranza alle condizioni degli interni delle piante ad uso decorativo, è di fondamentale importanza per una giusta tecnica di progettazione (dimensionamento e dislocazione dei punti luce) dell’indoor plantscaping. Il lungo periodo di condizionamento al quale queste piante vengono sottoposte, caratterizzato principalmente dalla scarsa disponibilità di luce naturale e dagli alti livelli di concentrazione di CO2 determina una forte influenza sui processi morfo-fisiologici. Il presente studio analizza il fattore luminoso ed è articolato su più punti quali; • caratterizzazione della riposta fotosintetica all’intensità luminosa di 21 delle principali specie a fogliame decorativo comunemente utilizzate nella realizzazione degli spazi verdi indoor, per stabilire quali siano i minimi ed ottimali livelli di PAR tali da garantire una fotosintesi netta positiva e nel complesso le condizioni di maggior benessere per le piante; • quantificazione dell’incremento fotosintetico netto dovuto ad una maggior concentrazione di CO2 negli interni rispetto alla concentrazione CO2 atmosferica esterna, all’aumentare dell’ intensità luminosa artificiale sulle precedenti specie; • monitoraggio dell’andamento delle attività fotosintetiche durante il periodo di illuminazione di 8 ore comunemente utilizzato in un interno ad uso lavorativo, a PAR costante e variabile in Ficus elastica e Dieffenbachia picta, al fine di stabilire quali possano essere le durate e le modalità di somministrazione della luce per rendere massima la fotosintesi netta riducendo al minimo i consumi energetici dovuti all’accensione delle lampade; • valutazione della risposta morfo-fisiologica e fotosintetica a modificazioni dello spettro luminoso mediante l’uso di LED monocromatici colorati ad emissione nel bianco, blu e rosso in Ficus benjamina e Iresine herbistii al fine di stabilire se questo tipo di lampade possano essere utilizzate come fonte integrativa e/o sostitutiva nella realizzazione degli spazi verdi interni. Vengono analizzati il punto si compensazione alla luce (g), il punto di saturazione alla luce (s), l’efficienza quantica (AQE), il punto di respirazione al buio (Rd) e la fotosintesi netta massima (A max) per (Aglaonema commutatum, Asplenium nidus, Anthurium andreanum, Begonia rex, Calathea luoise, Calathea veitchiana, Calathea rufibarba, Calathea zebrina, Codiaeum variegatum, Cthenanthe oppenheimiana, Dieffenbakia picta, Ficus benjamina, Ficus elatica, Ficus longifolia, Fittonia verschaffeltii, Iresine herbistii, Philodendron erubescens, Philodendron pertusum, Potos aureus, Spathiphillum wallisi, Syngonium podophillum ) e classificate le specie in funzione di Amax in quattro categorie; A max < 2 µmol CO2 m-2 s-1, A max compresa tra 2 e 4 µmol CO2 m-2 s-1, Amax cpmpresa tra 4 e 6 µmol CO2 m-2 s-1, Amax > 6 µmol CO2 m-2 s-1, al fine di mettere in risalto la potenzialità fotosintetiche di ogni singola specie. I valori di PAR compresi tra (g) ed (s) forniscono le indicazioni sulle quali basarsi per scegliere una giusta lampada o dimensionare un punto luce per ogni singola specie e/o composizione. È stimata l’influenza di due livelli di concentrazione di CO2 ambientale (400 e 800 ppm) all’incrementare dell’intensità luminosa sul processo fotosintetico delle specie precedenti. Per quasi tutte le specie 800 ppm di CO2 non favoriscono nessun incremento all’attività fotosintetica ad eccezione di Ficus benjamina, Ficus elatica e Syngonium podophillum se non accompagnati da una disponibilità luminosa superiore alle 10 µmol m-2 s-1. Viene monitorato l’andamento dell’attività fotosintetica a PAR costante e variabile (intervallando periodi di 8 minuti a PAR 40 e 80) durante 8 ore di illuminazione su Ficus elastica e Dieffenbachia picta al fine di stabilire la miglior modalità di somministrazione della luce. La fotosintesi netta cumulativa per l’intera durata di illuminazione a PAR costante mostra un calo dopo alcune ore dall’attivazione in Dieffenbackia, e un andamento oscillatorio in Ficus. L’illuminazione alternata consente di raggiungere i quantitativi di CO2 organicata a 80 µmol m-2 s-1 di PAR, dopo 5 ore e mezza sia in Ficus che Dieffenbackia sebbene le potenzialità fotosintetiche delle due piante siano molto differenti. È stato valutato l’effetto dell’illuminazione artificiale mediante LED (15W) a luce bianca, blu e rossa monocromatica in rapporto alla luce neon(36W) bianca tradizionale (con differenti abbinamenti tra le lampade) sui principali parametri morfologici e fisiologici, in Ficus benjamin ‘Variegata’ e Iresine herbistii per verificare se tali fonti possono rappresentare una valida alternativa nella sostituzione o integrazione di altre lampade per gli spazi verdi indoor. Tutte le combinazioni LED indagate possono rappresentare un’alternativa di sostituzione alla coltivazione con neon ed un risparmio energetico di oltre il 50%. Una PAR di 20,6 µmol m-2 s-1 della singola lampada LED bianco è sufficiente per mantenere la pianta in condizioni di sopravvivenza con un consumo di 15W a fronte dei 36W necessari per il funzionamento di ogni neon. La combinazione LED bianco + LED blu monocromatico favorisce il contenimento della taglia della pianta, caratteristica gradita nella fase di utilizzo indoor, una maggior produzione di sostanza secca e un’attività fotosintetica più elevata.

Caratterizzazione dei parametri fisiologici di microalghe utilizzabili nei processi di fitodepurazione

La depurazione è un processo finalizzato a ridurre in modo significativo le sostanze inquinanti presenti nelle acque reflue prima del loro rilascio in ambiente. L’uso delle alghe in impianti di depurazione di acque reflue prende il nome di ficorimedio e potrebbe rappresentare un’alternativa o una integrazione alla depurazione tradizionale dei reflui per il fatto che le alghe operano la rimozione di nutrienti e metalli pesanti dalle acque e al tempo stesso possono fornire biomassa utilizzabile come nuova fonte di energia. Lo scopo principale di questo lavoro è stato di saggiare la capacità depurativa di microalghe idonee per la depurazione dei reflui, questo è stato fatto tramite due esperimenti. Il primo esperimento è stato realizzato in modo tale da simulare un sistema continuo di crescita di Scenedesmus sp. andando a ricreare le stesse condizioni di un sistema all’aperto come negli open ponds, in particolare prelevando periodicamente una parte di biomassa e sostituendola con terreno nuovo. Sono state applicate tre diverse condizioni per analizzare quale metodo permetteva di ottenere maggiori valori di produttività di biomassa e per valutare come questa si diversifica nel tempo nella sua componente biochimica, inoltre si è valutata anche la componente fisiologica, attraverso la misura dell’efficienza fotosintetica. Nel successivo esperimento è stata utilizzata una popolazione algale naturale, proveniente dalla vasca di sedimentazione terziaria del depuratore di Ravenna, e fatta crescere nell’effluente primario. L’esperimento era volto a comprendere i processi di successione delle microalghe in un sistema aperto attraverso uno studio della composizione delle specie nel tempo e a confrontare la crescita e l’efficienza di fitodepurazione della popolazione mista con quelle di Scenedesmus sp. Nelle colture di Scenedesmus sp. in semicontinuo si è visto che il tempo di residenza idraulica minore determina una concentrazione di biomassa inferiore a quella che si ottiene nelle colture con tempi di residenza idraulica maggiori. La produttività dei polisaccaridi (g/L/day) risulta più elevata all’aumentare dei tempi di residenza idraulica, mentre per le proteine l’andamento è inverso. I valori di efficienza fotosintetica evidenziano fenomeni di fotoinibizione nella coltura con minor tempo di residenza idraulica senza che vi sia un danno dell’apparato fotosintetico. L’esperimento basato sulla crescita di una popolazione naturale in coltura batch ha mostrato che la velocità di crescita e la densità di biomassa raggiunta sono di poco inferiori a quelle della monocoltura di Scenedesmus sp. La popolazione è in grado di rimuovere i nutrienti presenti nell’effluente primario dopo 7 giorni, in un tempo maggiore rispetto a quello impiegato da Scenedesmus sp. Questo esperimento ha evidenziato che, sebbene Scenedesmus sp. fosse presente in scarsa quantità all’inizio dell’esperimento, la sua concentrazione aumenta nel tempo dimostrando così di essere maggiormente competitiva rispetto alle altre microalghe presenti nella coltura e di resistere a grazers e patogeni. I risultati ottenuti in questo studio sono importanti per la conduzione di esperimenti di ficodepurazione su scala più ampia e ha permesso di comprendere come la biomassa algale si caratterizza nel tempo andando a simulare le condizioni di crescita in un sistema continuo.

Controllo adrenergico del metabolismo glucidico in Anguilla anguilla

Le conoscenze relative al controllo ormonale del metabolismo epatico dei pesci sono ancora piuttosto limitate e per molti anni sono state controverse. Per lungo tempo si è ritenuto che le catecolamine, adrenalina e noradrenalina, agissero nel fegato dei pesci soltanto attraverso i recettori adrenergici di tipo β. Quindi l’assetto recettoriale dei mammiferi, che comprende recettori α e β, era considerato frutto di un processo evolutivo che non aveva ancora avuto luogo nei pesci. Successivamente, nel fegato di vari teleostei è stata dimostrata la presenza di recettori sia α che β. Tuttavia il ruolo fisiologico dei due tipi di recettori non è ancora chiaro. Per esempio, in acciughe e sgombri non è stato fatto alcuno studio sulla risposta alle catecolamine ottenuta attraverso i recettori α e β, nel fegato di trota i recettori α non sono accoppiati alla cascata fisiologica che porta al rilascio di glucosio, e in anguilla e pesce gatto l’azione delle catecolamine attraverso recettori β è predominante rispetto a quella attraverso recettori α. L’utilizzo di ligandi farmacologici non ha portato a chiarimenti significativi, perché la loro specificità per i recettori di mammifero non trova sempre riscontro nei pesci. In questo studio, quindi, abbiamo studiato l’espressione dei geni codificanti per i recettori α e β adrenergici attraverso la tecnica della PCR real time, ottenendo i primi dati in letteratura per quanto riguarda la loro quantificazione assoluta. L’organismo modello utilizzato è stata l’anguilla, teleosteo caratterizzato da un ciclo biologico molto particolare in cui si distinguono nettamente una fase gialla ed una argentina. Le anguille argentine non sono mai state studiate a tale proposito, e date le estreme differenze nella disponibilità e nell’uso delle risorse energetiche in questi due stadi di crescita, il presente studio ha mirato a valutare la differente sensibilità alle catecolamine da parte degli epatociti isolati da anguille gialle ed argentine. I nostri dati hanno confermato quanto solo ipotizzato nei vari studi pubblicati negli ultimi due decenni, ma mai avvalorato da risultati sperimentali, cioè che i recettori α e β sono contemporaneamente espressi negli epatociti dell’anguilla, sia gialla che argentina, e la proporzione tra loro giustifica il ruolo significativamente maggiore giocato dai recettori β. Nelle anguille argentine infatti, come nelle gialle, l’effetto dell’adrenalina sul rilascio di glucosio ottenuto attraverso recettori β è chiaramente predominante. Inoltre, i nostri dati indicano che in due diverse fasi del ciclo vitale dell’anguilla, così come si osserva nell’ontogenesi dei mammiferi, i recettori adrenergici sono espressi in quantità differente.

Cognitive and affective processes in social actions and decisions

The question of how we make, and how we should make judgments and decisions has occupied thinkers for many centuries. This thesis has the aim to add new evidences to clarify the brain’s mechanisms for decisions. The cognitive and the emotional processes of social actions and decisions are investigated with the aim to understand which brain areas are mostly involved. Four experimental studies are presented. A specific kind of population is involved in the first study (as well as in study III) concerning patients with lesion of ventromedial prefrontal cortex (vmPFC). This region is collocated in the ventral surface of frontal lobe, and it seems have an important role in social and moral decision in forecasting the negative emotional consequences of choice. In study I, it is examined whether emotions, specifically social emotions subserved by the vmPFC, affect people’s willingness to trust others. In study II is observed how incidental emotions could encourage trusting behaviour, especially when individuals are not aware of emotive stimulation. Study III has the aim to gather a direct psychophysiological evidence, both in healthy and neurologically impaired individuals, that emotions are crucially involved in shaping moral judgment, by preventing moral violations. Study IV explores how the moral meaning of a decision and its subsequent action can modulate the basic component of action such as sense of agency.

The language of action. How language translates the dynamics of our actions.

The general aim of the thesis was to investigate how and to what extent the characteristics of action organization are reflected in language, and how they influence language processing and understanding. Even though a huge amount of research has been devoted to the study of the motor effects of language, this issue is very debated in literature. Namely, the majority of the studies have focused on low-level motor effects such as effector-relatedness of action, whereas only a few studies have started to systematically investigate how specific aspects of action organization are encoded and reflected in language. After a review of previous studies on the relationship between language comprehension and action (chapter 1) and a critical discussion of some of them (chapter 2), the thesis is composed by three experimental chapters, each devoted to a specific aspect of action organization. Chapter 3 presents a study designed with the aim to disentangle the effective time course of the involvement of the motor system during language processing. Three kinematics experiments were designed in order to determine whether and, at which stage of motor planning and execution effector-related action verbs influence actions executed with either the same or a different effector. Results demonstrate that the goal of an action can be linguistically re-activated, producing a modulation of the motor response. In chapter 4, a second study investigates the interplay between the role of motor perspective (agent) and the organization of action in motor chains. More specifically, this kinematics study aims at deepening how goal can be translated in language, using as stimuli simple sentences composed by a pronoun (I, You, He/She) and a verb. Results showed that the perspective activated by the pronoun You reflects the motor pattern of the “agent” combined with the chain structure of the verb. These data confirm an early involvement of the motor system in language processing, suggesting that it is specifically modulated by the activation of the agent’s perspective. In chapter 5, the issue of perspective is specifically investigated, focusing on its role in language comprehension. In particular, this study aimed at determining how a specific perspective (induced for example by a personal pronoun) modulates motor behaviour during and after language processing. A classical compatibility effect (the Action-sentence compatibility effect) has been used to this aim. In three behavioural experiments the authors investigated how the ACE is modulated by taking first or third person perspective. Results from these experiments showed that the ACE effect occurs only when a first-person perspective is activated by the sentences used as stimuli. Overall, the data from this thesis contributed to disentangle several aspects of how action organization is translated in language, and then reactivated during language processing. This constitutes a new contribution to the field, adding lacking information on how specific aspects such as goal and perspective are linguistically described. In addition, these studies offer a new point of view to understand the functional implications of the involvement of the motor system during language comprehension, specifically from the point of view of our social interactions.

Neural basis of visual deficits recovery: visual residual functions and multisensory integration.

The ability of integrating into a unified percept sensory inputs deriving from different sensory modalities, but related to the same external event, is called multisensory integration and might represent an efficient mechanism of sensory compensation when a sensory modality is damaged by a cortical lesion. This hypothesis has been discussed in the present dissertation. Experiment 1 explored the role of superior colliculus (SC) in multisensory integration, testing patients with collicular lesions, patients with subcortical lesions not involving the SC and healthy control subjects in a multisensory task. The results revealed that patients with collicular lesions, paralleling the evidence of animal studies, demonstrated a loss of multisensory enhancement, in contrast with control subjects, providing the first lesional evidence in humans of the essential role of SC in mediating audio-visual integration. Experiment 2 investigated the role of cortex in mediating multisensory integrative effects, inducing virtual lesions by inhibitory theta-burst stimulation on temporo-parietal cortex, occipital cortex and posterior parietal cortex, demonstrating that only temporo-parietal cortex was causally involved in modulating the integration of audio-visual stimuli at the same spatial location. Given the involvement of the retino-colliculo-extrastriate pathway in mediating audio-visual integration, the functional sparing of this circuit in hemianopic patients is extremely relevant in the perspective of a multisensory-based approach to the recovery of unisensory defects. Experiment 3 demonstrated the spared functional activity of this circuit in a group of hemianopic patients, revealing the presence of implicit recognition of the fearful content of unseen visual stimuli (i.e. affective blindsight), an ability mediated by the retino-colliculo-extrastriate pathway and its connections with amygdala. Finally, Experiment 4 provided evidence that a systematic audio-visual stimulation is effective in inducing long-lasting clinical improvements in patients with visual field defect and revealed that the activity of the spared retino-colliculo-extrastriate pathway is responsible of the observed clinical amelioration, as suggested by the greater improvement observed in patients with cortical lesions limited to the occipital cortex, compared to patients with lesions extending to other cortical areas, found in tasks high demanding in terms of spatial orienting. Overall, the present results indicated that multisensory integration is mediated by the retino-colliculo-extrastriate pathway and that a systematic audio-visual stimulation, activating this spared neural circuit, is able to affect orientation towards the blind field in hemianopic patients and, therefore, might constitute an effective and innovative approach for the rehabilitation of unisensory visual impairments.

Le capacità relazionali negli infermieri: un'indagine esplorativa negli spedali civili di Brescia

Nelle attuali organizzazioni sanitarie non è raro trovare operatori sanitari i quali ritengono che la relazione con il paziente consista nell'avere adeguate competenze tecniche inerenti la professione e nell'applicarle con attenzione e diligenza. Peraltro si tende ad invocare il “fattore umano”, ma si lamenta poi che l’operatore si rapporti col paziente in modo asettico e spersonalizzato. Da un punto di vista scientifico il termine “relazione” in psicologia si riferisce essenzialmente ai significati impliciti e quasi sempre non consapevoli veicolati da qualunque relazione: dipende pertanto dalla struttura psichica dei due interlocutori investendo in particolare la sfera dell’affettività e procede per processi comunicativi che travalicano il linguaggio verbale e con esso le intenzioni razionali e coscienti. La relazione interpersonale quindi rientra nel più ampio quadro dei processi di comunicazione: sono questi o meglio i relativi veicoli comunicazionali, che ci dicono della qualità delle relazioni e non viceversa e cioè che i processi comunicazionali vengano regolati in funzione della relazione che si vuole avere (Imbasciati, Margiotta, 2005). Molti studi in materia hanno dimostrato come, oltre alle competenze tecnicamente caratterizzanti la figura dell’infermiere, altre competenze, di natura squisitamente relazionale, giochino un ruolo fondamentale nel processo di ospedalizzazione e nella massimizzazione dell’aderenza al trattamento da parte del paziente, la cui non osservanza è spesso causa di fallimenti terapeutici e origine di aumentati costi sanitari e sociali. Questo aspetto è però spesso messo in discussione a favore di un maggiore accento sugli aspetti tecnico professionali. Da un “modello delle competenze” inteso tecnicisticamente prende origine infatti un protocollo di assistenza infermieristica basato sull’applicazione sistematica del problem solving method: un protocollo preciso (diagnosi e pianificazione) guida l’interazione professionale fra infermiere e la persona assistita. A lato di questa procedura il processo di assistenza infermieristica riconosce però anche un versante relazionale, spesso a torto detto umanistico riferendosi alla soggettività dei protagonisti interagenti: il professionista e il beneficiario dell’assistenza intesi nella loro globalità bio-fisiologica, psicologica e socio culturale. Nel pensiero infermieristico il significato della parola relazione viene però in genere tradotto come corrispondenza continua infermiere-paziente, basata sulle dimensioni personali del bisogno di assistenza infermieristica e caratterizzata da un modo di procedere dialogico e personalizzato centrato però sugli aspetti assistenziali, in cui dall’incontro degli interlocutori si determinerebbe la natura delle cure da fornire ed i mezzi con cui metterle in opera (Colliere, 1992; Motta, 2000). Nell’orientamento infermieristico viene affermata dunque la presenza di una relazione. Ma di che relazione si tratta? Quali sono le capacità necessarie per avere una buona relazione? E cosa si intende per “bisogni personali”? Innanzitutto occorre stabilire cosa sia la buona relazione. La buona o cattiva relazione è il prodotto della modalità con cui l’operatore entra comunque in interazione con il proprio paziente ed è modulata essenzialmente dalle capacità che la sua struttura, consapevole o no, mette in campo. DISEGNO DELLA LA RICERCA – 1° STUDIO Obiettivo del primo studio della presente ricerca, è un’osservazione delle capacità relazionali rilevabili nel rapporto infermiere/paziente, rapporto che si presume essere un caring. Si è voluto fissare l’attenzione principalmente su quelle dimensioni che possono costituire le capacità relazionali dell’infermiere. Questo basandoci anche su un confronto con le aspettative di relazione del paziente e cercando di esplorare quali collegamenti vi siano tra le une e le altre. La relazione e soprattutto la buona relazione non la si può stabilire con la buona volontà, né con la cosiddetta sensibilità umana, ma necessita di capacità che non tutti hanno e che per essere acquisite necessitano di un tipo di formazione che incida sulle strutture profonde della personalità. E’ possibile ipotizzare che la personalità e le sue dimensioni siano il contenitore e gli elementi di base sui quali fare crescere e sviluppare capacità relazionali mature. Le dimensioni di personalità risultano quindi lo snodo principale da cui la ricerca può produrre i suoi risultati e da cui si è orientata per individuare gli strumenti di misura. La motivazione della nostra scelta dello strumento è da ricercare quindi nel tentativo di esplorare l’incidenza delle dimensioni e sottodimensioni di personalità. Tra queste si è ritenuto importante il costrutto dell’Alessitimia, caratteristico nel possesso e quindi nell’utilizzo, più o meno adeguato, di capacità relazionali nel processo di caring,