Applications of RFID in the pharmaceutical supply chain

L’obiettivo di questa tesi è principalmente quello di mostrare le possibili applicazioni della tecnologia RFID (Radio Frequency Identification) all’interno della supply chain farmaceutica, cercando di comprendere il campo di applicazione di questa tecnologia in un’industria così altamente regolata e complessa come quella farmaceutica. La tesi è organizzata in tre sezioni; nel primo capitolo si trattano i principi alla base della tecnologia RFID e l’attuale stato dell’arte nella standardizzazione della banda di frequenza utilizzata e nell’hardware. In questa sezione sono poi mostrate le principali applicazioni e nella parte finale i problemi affrontati da un’azienda nell’applicare l’RFID al proprio business. Il secondo capitolo descrive le parti coinvolte nell’industria farmaceutica, dal produttore al consumatore finale, poi esamina le caratteristiche essenziali della supply chain farmaceutica e gli aspetti chiave e le criticità da affrontare in questo campo per essere efficiente e per consegnare il prodotto al cliente in maniera sicura e consistente. Infine nell’ultima sezione i due argomenti centrali sono fusi assieme, cercando di esaminare come la tecnologia RFID sia in grado di risolvere i problemi affrontati da tale industria. Il lavoro non vuole mostrare la tecnologia RFID come una panacea di tutte le problematiche presentate in questa industria, ma vuole cercare di colmare il gap presente in letteratura riguardo le possibili applicazioni di questa tecnologia nell’industria specificata.

Sviluppo di sperimentazioni per la produzione di getti in lega di alluminio a caratteristiche difettologiche e microstrutturali controllate, per la validazione di modelli di previsione delle porosità

Nei processi di progettazione e produzione tramite tecnologie di colata di componenti in alluminio ad elevate prestazioni, risulta fondamentale poter prevedere la presenza e la quantità di difetti correlabili a design non corretti e a determinate condizioni di processo. Fra le difettologie più comuni di un getto in alluminio, le porosità con dimensioni di decine o centinaia di m, note come microporosità, hanno un impatto estremamente negativo sulle caratteristiche meccaniche, sia statiche che a fatica. In questo lavoro, dopo un’adeguata analisi bibliografica, sono state progettate e messe a punto attrezzature e procedure sperimentali che permettessero la produzione di materiale a difettologia e microstruttura differenziata, a partire da condizioni di processo note ed accuratamente misurabili, che riproducessero la variabilità delle stesse nell’ambito della reale produzione di componenti fusi. Tutte le attività di progettazione delle sperimentazioni, sono state coadiuvate dall’ausilio di software di simulazione del processo fusorio che hanno a loro volta beneficiato di tarature e validazioni sperimentali ad hoc. L’apparato sperimentale ha dimostrato la propria efficacia nella produzione di materiale a microstruttura e difettologia differenziata, in maniera robusta e ripetibile. Utilizzando i risultati sperimentali ottenuti, si è svolta la validazione di un modello numerico di previsione delle porosità da ritiro e gas, ritenuto ad oggi allo stato dell’arte e già implementato in alcuni codici commerciali di simulazione del processo fusorio. I risultati numerici e sperimentali, una volta comparati, hanno evidenziato una buona accuratezza del modello numerico nella previsione delle difettologie sia in termini di ordini di grandezza che di gradienti della porosità nei getti realizzati.

Sviluppo, ottimizzazione delle prestazioni e caratterizzazione di materiali compositi a matrice amorfa

Durante l'attività di ricerca sono stati sviluppati tre progetti legati allo sviluppo e ottimizzazione di materiali compositi. In particolare, il primo anno, siamo andati a produrre materiali ceramici ultrarefrattari tenacizzati con fibre di carburo di silicio, riuscendo a migliorare il ciclo produttivo e ottenendo un materiale ottimizzato. Durante il secondo anno di attività ci siamo concentrati nello sviluppo di resine epossidiche rinforzate con particelle di elastomeri florurati che rappresentano un nuovo materiale non presente nel mercato utile per applicazioni meccaniche e navali. L'ultimo anno di ricerca è stato svolto presso il laboratorio materiali di Ansaldo Energia dove è stato studiato il comportamenteo di materiali per turbine a gas.

Geocronologia u-pb del Plutone della Valle del Cervo (Biella)

I complessi intrusivi alcalini, e i loro prodotti di alterazione, costituiscono una delle principali risorse di materie prime ad alto valore economico. Il magmatismo alcalino è di solito associato a fenomeni di rifting continentale che può essere legato o ad un’incipiente divergenza di placche litosferiche (Rift dell’Africa Orientale) o ad eventi distensivi post-collisionali. La caratterizzazione petrografica, geochimica e geocronologia di questi complessi sono prerequisiti essenziali per ogni progetto di prospezione mineraria. In Italia uno dei complessi alcalini più conosciuti è il Plutone Oligocenico della Valle del Cervo (Biella). La petrografia e la composizione degli elementi maggiori e in traccia dei diversi litotipi che lo compongono sono conosciuti nella letteratura geologica. Le datazioni radiometriche disponibili, tuttavia, sono limitate a dati Rb-Sr su separati di biotite e a più recenti dati U-Pb su zircone separato dal piccolo nucleo granitico del Plutone Oligocenico della Valle del Cervo. In entrambi i casi sono state ottenute età radiometriche di circa 30 Ma. Questo lavoro di tesi si basa sull’analisi degli isotopi U-Pb di zirconi separati dalla sienite e dal monzogranito a megacristalli di ortoclasio che costituiscono gran parte del Plutone Oligocenico della Valle del Cervo. Dopo una caratterizzazione petrografica e geochimica dei campioni scelti si è proceduto alla separazione degli zirconi tramite i metodi di routine che includono separazione gravimetrica, magnetica e liquidi pesanti. I rapporti isotopici U-Pb degli zirconi sono stati determinati presso l’Istituto di Geoscienze e Georisorse, Unità di Pavia, usando la tecnica di spettrometria di massa accoppiata ad una microsonda ad ablazione laser (LA ICP-MS). Le età U-Pb medie determinate per la sienite (33 Ma) e per il monzogranito a megacristalli di ortoclasio (29 Ma) sono da considerarsi età magmatiche relative alla cristallizzazione dei fusi che diedero origine a queste rocce.

Multiple time scales of temporal response in pyramidal and fast spiking cortical neurons

Neural dynamic processes correlated over several time scales are found in vivo, in stimulus-evoked as well as spontaneous activity, and are thought to affect the way sensory stimulation is processed. Despite their potential computational consequences, a systematic description of the presence of multiple time scales in single cortical neurons is lacking. In this study, we injected fast spiking and pyramidal (PYR) neurons in vitro with long-lasting episodes of step-like and noisy, in-vivo-like current. Several processes shaped the time course of the instantaneous spike frequency, which could be reduced to a small number (1-4) of phenomenological mechanisms, either reducing (adapting) or increasing (facilitating) the neuron's firing rate over time. The different adaptation/facilitation processes cover a wide range of time scales, ranging from initial adaptation (<10 ms, PYR neurons only), to fast adaptation (<300 ms), early facilitation (0.5-1 s, PYR only), and slow (or late) adaptation (order of seconds). These processes are characterized by broad distributions of their magnitudes and time constants across cells, showing that multiple time scales are at play in cortical neurons, even in response to stationary stimuli and in the presence of input fluctuations. These processes might be part of a cascade of processes responsible for the power-law behavior of adaptation observed in several preparations, and may have far-reaching computational consequences that have been recently described.

Eluding oblivion with smart stochastic selection of synaptic updates

The variables involved in the equations that describe realistic synaptic dynamics always vary in a limited range. Their boundedness makes the synapses forgetful, not for the mere passage of time, but because new experiences overwrite old memories. The forgetting rate depends on how many synapses are modified by each new experience: many changes means fast learning and fast forgetting, whereas few changes means slow learning and long memory retention. Reducing the average number of modified synapses can extend the memory span at the price of a reduced amount of information stored when a new experience is memorized. Every trick which allows to slow down the learning process in a smart way can improve the memory performance. We review some of the tricks that allow to elude fast forgetting (oblivion). They are based on the stochastic selection of the synapses whose modifications are actually consolidated following each new experience. In practice only a randomly selected, small fraction of the synapses eligible for an update are actually modified. This allows to acquire the amount of information necessary to retrieve the memory without compromising the retention of old experiences. The fraction of modified synapses can be further reduced in a smart way by changing synapses only when it is really necessary, i.e. when the post-synaptic neuron does not respond as desired. Finally we show that such a stochastic selection emerges naturally from spike driven synaptic dynamics which read noisy pre and post-synaptic neural activities. These activities can actually be generated by a chaotic system.

Learning real-world stimuli in a neural network with spike-driven synaptic dynamics

We present a model of spike-driven synaptic plasticity inspired by experimental observations and motivated by the desire to build an electronic hardware device that can learn to classify complex stimuli in a semisupervised fashion. During training, patterns of activity are sequentially imposed on the input neurons, and an additional instructor signal drives the output neurons toward the desired activity. The network is made of integrate-and-fire neurons with constant leak and a floor. The synapses are bistable, and they are modified by the arrival of presynaptic spikes. The sign of the change is determined by both the depolarization and the state of a variable that integrates the postsynaptic action potentials. Following the training phase, the instructor signal is removed, and the output neurons are driven purely by the activity of the input neurons weighted by the plastic synapses. In the absence of stimulation, the synapses preserve their internal state indefinitely. Memories are also very robust to the disruptive action of spontaneous activity. A network of 2000 input neurons is shown to be able to classify correctly a large number (thousands) of highly overlapping patterns (300 classes of preprocessed Latex characters, 30 patterns per class, and a subset of the NIST characters data set) and to generalize with performances that are better than or comparable to those of artificial neural networks. Finally we show that the synaptic dynamics is compatible with many of the experimental observations on the induction of long-term modifications (spike-timing-dependent plasticity and its dependence on both the postsynaptic depolarization and the frequency of pre- and postsynaptic neurons).

Learning flexible sensori-motor mappings in a complex network

Given the complex structure of the brain, how can synaptic plasticity explain the learning and forgetting of associations when these are continuously changing? We address this question by studying different reinforcement learning rules in a multilayer network in order to reproduce monkey behavior in a visuomotor association task. Our model can only reproduce the learning performance of the monkey if the synaptic modifications depend on the pre- and postsynaptic activity, and if the intrinsic level of stochasticity is low. This favored learning rule is based on reward modulated Hebbian synaptic plasticity and shows the interesting feature that the learning performance does not substantially degrade when adding layers to the network, even for a complex problem.

A genome-to-genome analysis of associations between human genetic variation, HIV-1 sequence diversity, and viral control

HIV-1 sequence diversity is affected by selection pressures arising from host genomic factors. Using paired human and viral data from 1071 individuals, we ran >3000 genome-wide scans, testing for associations between host DNA polymorphisms, HIV-1 sequence variation and plasma viral load (VL), while considering human and viral population structure. We observed significant human SNP associations to a total of 48 HIV-1 amino acid variants (p<2.4 × 10−12). All associated SNPs mapped to the HLA class I region. Clinical relevance of host and pathogen variation was assessed using VL results. We identified two critical advantages to the use of viral variation for identifying host factors: (1) association signals are much stronger for HIV-1 sequence variants than VL, reflecting the ‘intermediate phenotype’ nature of viral variation; (2) association testing can be run without any clinical data. The proposed genome-to-genome approach highlights sites of genomic conflict and is a strategy generally applicable to studies of host–pathogen interaction.

Forming classes by stimulus frequency: Behavior and theory

Visual classification is the way we relate to different images in our environment as if they were the same, while relating differently to other collections of stimuli (e.g., human vs. animal faces). It is still not clear, however, how the brain forms such classes, especially when introduced with new or changing environments. To isolate a perception-based mechanism underlying class representation, we studied unsupervised classification of an incoming stream of simple images. Classification patterns were clearly affected by stimulus frequency distribution, although subjects were unaware of this distribution. There was a common bias to locate class centers near the most frequent stimuli and their boundaries near the least frequent stimuli. Responses were also faster for more frequent stimuli. Using a minimal, biologically based neural-network model, we demonstrate that a simple, self-organizing representation mechanism based on overlapping tuning curves and slow Hebbian learning suffices to ensure classification. Combined behavioral and theoretical results predict large tuning overlap, implicating posterior infero-temporal cortex as a possible site of classification.

El voluntariado alavés durante la Guerra Civil

La movilización contrarrevolucionaria de las derechas es uno de los temas menos estudiados de la Guerra Civil. Al respecto, la mayoría de las publicaciones y estudios referidos a esta se han centrado en el estudio de las fuerzas políticas izquierdistas, la revolución en la zona republicana o las milicias republicanas y el Ejército Popular. Por el contrario, esta tesis se centra en la movilización de los sublevados contra el gobierno de la República en la provincia de Álava, perteneciente al País Vasco. La segunda en cuanto a porcentaje de población masculina movilizada de manera voluntaria para combatir contra la República, sólo por detrás de Navarra, paradigma de la contrarrevolución española durante los siglos XIX-XX. En los años 30, Álava era una provincia mayoritariamente agrícola y católica con una escasa violencia sociopolítica y altos niveles de alfabetización y distribución de la propiedad. No obstante, después de la proclamación de la II República, las políticas laicas de los primeros gobiernos republicanos de izquierdas asustaron al pequeño campesinado católico de la provincia y lo movilizaron frente a lo que veían como la revolución, siendo este grupo uno de los apoyos de la sublevación militar de julio de 1936. Esta movilización contrarrevolucionaria comenzó en 1917, con la crisis provocada por la I Guerra Mundial y el triunfo de la Revolución Bolchevique. Desde aquel año hasta 1931 las fuerzas conservadoras en Álava, España y Europa, se movilizaron de manera defensiva. Esta movilización, en España, pasó a ser ofensiva a partir de aquella fecha, ya que con la caída de la Monarquía y la proclamación de la II República, el primer régimen plenamente democrático instaurado en España, visto por las derechas como la antesala de la revolución. Estos años y el paso de una movilización defensiva a una ofensiva son estudiados en la primera parte de nuestra investigación. La segunda parte se centra en la movilización de los voluntarios alaveses en las diferentes milicias durante la Guerra Civil. La más importante fue el Requeté, la milicia carlista. Los requetés provenían mayoritariamente del mundo campesino católico y tradicional. Estos veían a la República como un régimen anticatólico y revolucionario y veían con miedo la posibilidad de una revolución social que les confiscara sus tierras y animales y acabara con la religión. Por su parte, la juventud urbana de las clases mediaalta combatió en Falange, el partido fascista español...

Un proyecto de modernización de la cultura finisecular: la Institución Libre de Enseñanza

La tesis doctoral tiene por objeto el estudio del proyecto de modernización de la sociedad española diseñado y ejecutado por Francisco Giner de los Ríos y sus compañeros y discípulos de la Institución Libre de Enseñanza (ILE) desde su creación en 1876, así como su influencia y las consecuencias que ha tenido para la cultura española moderna. El trabajo ha requerido analizar el diseño del proyecto, su proceso de construcción y consolidación, su implantación en unos años decisivos, su evolución desde el momento de plenitud hasta la catástrofe de la guerra civil, la posterior resurrección de la tradición institucionista en la España del exilio y en la de la resistencia interior al franquismo, y, tras el encuentro y fusión de ambas, su proyección en la España democrática. Con este fin se ha procurado buscar la interrelación entre Giner, la Institución y la historia no sólo de España, sino también de Europa e incluso universal, para contextualizar un proyecto que va a propiciar, a partir del periodo intersecular y hasta el estallido de la Primera Guerra Mundial, lo que ha sido visto como el reencuentro de España con la modernidad. Un reencuentro caracterizado en primer lugar por el fortalecimiento de los lazos con el resto de Europa y del mundo...