Quantitative aspects of the migration and evolutive asynchronism of Schistosoma mansoni in mice

Two groups of white mice (Mus musculus) were infected with 65 and 440 cercariae transcutaneously. Migration of Schistosoma mansoni from skin to the lungs and to the portal system thereafter was studied through fitting mathematical equations. Six evolutive stages previously defined were used to determine the asynchronic development of parasites in the portal system. Equations the moment of maximum schistosomula recovery in skin and lungs. In the portal system the equations lead to different days of maximum recovery according to each stage. These differences measure quantitatively the asynchronism of S. mansoni.

A public transport bus assignment problem: parallel metaheuristics assessment

Combinatorial Optimization Problems occur in a wide variety of contexts and generally are NP-hard problems. At a corporate level solving this problems is of great importance since they contribute to the optimization of operational costs. In this thesis we propose to solve the Public Transport Bus Assignment problem considering an heterogeneous fleet and line exchanges, a variant of the Multi-Depot Vehicle Scheduling Problem in which additional constraints are enforced to model a real life scenario. The number of constraints involved and the large number of variables makes impracticable solving to optimality using complete search techniques. Therefore, we explore metaheuristics, that sacrifice optimality to produce solutions in feasible time. More concretely, we focus on the development of algorithms based on a sophisticated metaheuristic, Ant-Colony Optimization (ACO), which is based on a stochastic learning mechanism. For complex problems with a considerable number of constraints, sophisticated metaheuristics may fail to produce quality solutions in a reasonable amount of time. Thus, we developed parallel shared-memory (SM) synchronous ACO algorithms, however, synchronism originates the straggler problem. Therefore, we proposed three SM asynchronous algorithms that break the original algorithm semantics and differ on the degree of concurrency allowed while manipulating the learned information. Our results show that our sequential ACO algorithms produced better solutions than a Restarts metaheuristic, the ACO algorithms were able to learn and better solutions were achieved by increasing the amount of cooperation (number of search agents). Regarding parallel algorithms, our asynchronous ACO algorithms outperformed synchronous ones in terms of speedup and solution quality, achieving speedups of 17.6x. The cooperation scheme imposed by asynchronism also achieved a better learning rate than the original one.

Cardiologie nucléaire du 21ième siècle : nouveautés et réalités

Les maladies cardio-vasculaires demeurent une cause majeure de mortalité et morbidité dans les sociétés développées. La recherche de déterminants prédictifs d’évènements vasculaires représente toujours un enjeu d’actualité face aux coûts croissants des dépenses reliées aux soins médicaux et à l’élargissement des populations concernées, notamment face à l’occidentalisation des pays émergeants comme l’Inde, le Brésil et la Chine. La cardiologie nucléaire occupe depuis trente ans, une place essentielle dans l’arsenal des méthodes diagnostiques et pronostiques des cardiopathies. De plus, de nouvelles percées permettront de dépister d’une façon plus précoce et précise, la maladie athérosclérotique cardiaque et périphérique chez les populations atteintes ainsi qu’en prévention primaire. Nous présenterons dans cette thèse, deux approches nouvelles de la cardiologie nucléaire. La dysfonction endothéliale est considérée comme le signal pathologique le plus précoce de l’athérosclérose. Les facteurs de risques cardiovasculaires traditionnels atteignent la fonction endothéliale et peuvent initier le processus d’athérosclérose même en l’absence de lésion endothéliale physique. La quantification de la fonction endothéliale coronarienne comporte donc un intérêt certain comme biomarqueur précoce de la maladie coronarienne. La pléthysmographie isotopique, méthodologie développée lors de ce cycle d’étude, permet de quantifier la fonction endothéliale périphérique, cette dernière étant corrélée à la fonction endothéliale coronarienne. Cette méthodologie est démontrée dans le premier manuscrit (Harel et. al., Physiol Meas., 2007). L’utilisation d’un radiomarquage des érythrocytes permet la mesure du flot artériel au niveau du membre supérieur pendant la réalisation d’une hyperémie réactive locale. Cette nouvelle procédure a été validée en comparaison à la pléthysmographie par jauge de contrainte sur une cohorte de 26 patients. Elle a démontré une excellente reproductibilité (coefficient de corrélation intra-classe = 0.89). De plus, la mesure du flot artérielle pendant la réaction hyperémique corrélait avec les mesure réalisées par la méthode de référence (r=0.87). Le deuxième manuscrit expose les bases de la spectroscopie infrarouge comme méthodologie de mesure du flot artériel et quantification de la réaction hyperémique (Harel et. al., Physiol Meas., 2008). Cette étude utilisa un protocole de triples mesures simultanées à l’aide de la pléthysmographie par jauge de contrainte, radio-isotopique et par spectroscopie infrarouge. La technique par spectroscopie fut démontrée précise et reproductible quant à la mesure des flots artériels au niveau de l’avant-bras. Cette nouvelle procédure a présenté des avantages indéniables quant à la diminution d’artéfact et à sa facilité d’utilisation. Le second volet de ma thèse porte sur l’analyse du synchronisme de contraction cardiaque. En effet, plus de 30% des patients recevant une thérapie de resynchronisation ne démontre pas d’amélioration clinique. De plus, ce taux de non-réponse est encore plus élevé lors de l’utilisation de critères morphologiques de réponse à la resynchronisation (réduction du volume télésystolique). Il existe donc un besoin urgent de développer une méthodologie de mesure fiable et précise de la dynamique cardiaque. Le troisième manuscrit expose les bases d’une nouvelle technique radio-isotopique permettant la quantification de la fraction d’éjection du ventricule gauche (Harel et. al. J Nucl Cardiol., 2007). L’étude portant sur 202 patients a démontré une excellente corrélation (r=0.84) avec la méthode de référence (ventriculographie planaire). La comparaison avec le logiciel QBS (Cedar-Sinai) démontrait un écart type du biais inférieur (7.44% vs 9.36%). De plus, le biais dans la mesure ne démontrait pas de corrélation avec la magnitude du paramètre pour notre méthodologie, contrairement au logiciel alterne. Le quatrième manuscrit portait sur la quantification de l’asynchronisme intra-ventriculaire gauche (Harel et. al. J Nucl Cardiol, 2008). Un nouveau paramètre tridimensionnel (CHI: contraction homogeneity index) (médiane 73.8% ; IQ 58.7% - 84.9%) permis d’intégrer les composantes d’amplitude et du synchronisme de la contraction ventriculaire. La validation de ce paramètre fut effectuée par comparaison avec la déviation standard de l’histogramme de phase (SDΦ) (médiane 28.2º ; IQ 17.5º - 46.8º) obtenu par la ventriculographie planaire lors d’une étude portant sur 235 patients. Ces quatre manuscrits, déjà publiés dans la littérature scientifique spécialisée, résument une fraction des travaux de recherche que nous avons effectués durant les trois dernières années. Ces travaux s’inscrivent dans deux axes majeurs de développement de la cardiologie du 21ième siècle.

Comparaison de la performance à l’exercice de patients souffrant d’insuffisance cardiaque sévère à une épreuve d’effort maximal, une épreuve sous-maximale et un test de marche

L’insuffisance cardiaque est une pathologie provoquant une diminution importante des capacités fonctionnelles des patients ainsi qu’une diminution drastique de la qualité de vie. L’évaluation des capacités fonctionnelles est généralement effectuée par une épreuve d’effort maximal. Cependant pour plusieurs patients, cet effort est difficile à compléter. Les objectifs de l’étude présentée dans ce mémoire sont : (1) valider trois méthodes d’évaluation de la capacité fonctionnelle et aérobie des sujets souffrant d’insuffisance cardiaque avec un complexe QRS élargi; (2) chercher à établir le profil des patients démontrant une meilleure tolérance à l’exercice malgré une consommation maximale d’oxygène identique; et (3) démontrer les conséquences de la présence et de la magnitude de l’asynchronisme cardiaque dans la capacité fonctionnelle et la tolérance à l’exercice. Tous les sujets ont été soumis à un test de marche de six minutes, un test d’endurance à charge constante sur tapis roulant et à une épreuve d’effort maximal avec mesure d’échanges gazeux à la bouche. Les résultats ont montré une association significative entre les épreuves maximale et plus spécifiquement sous-maximale. De plus, une meilleure tolérance à l’exercice serait associée significativement à une plus grande masse du ventricule gauche. Finalement, les résultats de notre étude n’ont pas montré d’effet d’un asynchronisme cardiaque sur la performance à l’effort tel qu’évalué par nos protocoles.

Fases do desenvolvimento e diferenciação testicular em cutias (Dasyprocta aguti) criadas em cativeiros

A cutia (Dasyprocta aguti) é um roedor silvestre encontrado amplamente na região Nordeste do Brasil. É uma espécie muito utilizada pela população humana de baixa renda como fonte alternativa de proteína na alimentação. Foram utilizadas 31 cutias, machos, provenientes da Universidade Federal do Piauí (FUFPI), Estado do Piauí e da Escola Superior de Agricultura de Mossoró Estado do Rio Grande do Norte. Os animais foram divididos em grupos etários desde o nascimento até os 14 meses de idade. O diâmetro nuclear médio foi obtido pela medida de 10 núcleos do tipo celular estudado em cada testículo, no estágio 1 do ciclo do epitélio seminífero. Nos animais que não apresentaram o epitélio organizado em estágios bem definidos em virtude da idade, foram feitas medidas em secções transversais escolhidas somente pelo contorno circular. O início da assincronia do processo espermatogênico foi observado a partir dos seis meses de idade. A puberdade, na cutia Dasyprocta aguti, foi definitivamente estabelecida a partir dos nove meses de idade, pois estavam presentes todos os tipos celulares e espermatozóides liberados no lume tubular em grande parte do parênquima testicular.

Coccoliths in phytoplankton of the Eastern Bering Sea in August 2001

Based on results of field observations in August 1998, July 2000, and August 2001 composition and quantitative distribution of coccolithophorids in the middle part of the Eastern Bering Sea shelf between 56°052'N and 59°019'N was characterized. Emiliania huxleyi abundance, biomass, and population structure as well as role of species in the coccolithophorid community and phytoplankton as a whole were evaluated. Abundance of the species in the upper mixed layer in bloom areas was 1-3 mln cells/l and biomass made up 30-75 mg C/m**3. E. huxleyi share in total phytoplankton numbers and biomass at that reached 98% and 84% respectively. Significant spatial heterogeneity of E. huxleyi, quantitative distribution and population size structure, as well as asynchronism in population development in neighboring parts of the bloom area were shown. The time period, during which population structure in certain part of the area shifts from domination of juvenile cells without coccoliths to a phase of active detritus formation with dying coccolithophorid cells involved, may be estimated as two weeks. A conclusion is made that after anomalous E. huxleyi bloom in 1997 mass development of coccolithophorids became a characteristic feature of phytoplankton community's seasonal succession in the middle part of the Eastern Bering Sea shelf.

On a Virtual Learning Environment

Education in the Information Society is based on asynchronism in time and space, interactivity and virtual restructuring of the educational space. One way to implement such a model of training is web-based - use of the WWW as a virtual environment to access educational materials or to organize the learning process. This work presents a virtual learning environment (VLE) developed for students and made up of modules of dynamically changing content implemented by authorized users. The aim is, through advanced technology for e-learning, testing and self-testing to stimulate students’ activity to focus their potential on the acquisition of the necessary knowledge, skills and competences. The VLE was developed under the Human Resources Development Operational Programme.

Towards an Asynchronous Cinema: how can the asynchronous use of sound in artists' moving image underpin the creation of dialectic tension between the audio, the visual and the audience?

This PhD by publication examines selected practice-based audio-visual works made by the author over a ten-year period, placing them in a critical context. Central to the publications, and the focus of the thesis, is an exploration of the role of sound in the creation of dialectic tension between the audio, the visual and the audience. By first analysing a number of texts (films/videos and key writings) the thesis locates the principal issues and debates around the use of audio in artists’ moving image practice. From this it is argued that asynchronism, first advocated in 1929 by Pudovkin as a response to the advent of synchronised sound, can be used to articulate audio-visual relationships. Central to asynchronism’s application in this paper is a recognition of the propensity for sound and image to adhere, and in visual music for there to be a literal equation of audio with the visual, often married with a quest for the synaesthetic. These elements can either be used in an illusionist fashion, or employed as part of an anti-illusionist strategy for realising dialectic. Using this as a theoretical basis, the paper examines how the publications implement asynchronism, including digital mapping to facilitate innovative reciprocal sound and image combinations, and the asynchronous use of ‘found sound’ from a range of online sources to reframe the moving image. The synthesis of publications and practice demonstrates that asynchronism can both underpin the creation of dialectic, and be an integral component in an audio-visual anti-illusionist methodology.

Fases do desenvolvimento e diferenciação testicular em cutias (Dasyprocta aguti) criadas em cativeiros

A cutia (Dasyprocta aguti) é um roedor silvestre encontrado amplamente na região Nordeste do Brasil. É uma espécie muito utilizada pela população humana de baixa renda como fonte alternativa de proteína na alimentação. Foram utilizadas 31 cutias, machos, provenientes da Universidade Federal do Piauí (FUFPI), Estado do Piauí e da Escola Superior de Agricultura de Mossoró Estado do Rio Grande do Norte. Os animais foram divididos em grupos etários desde o nascimento até os 14 meses de idade. O diâmetro nuclear médio foi obtido pela medida de 10 núcleos do tipo celular estudado em cada testículo, no estágio 1 do ciclo do epitélio seminífero. Nos animais que não apresentaram o epitélio organizado em estágios bem definidos em virtude da idade, foram feitas medidas em secções transversais escolhidas somente pelo contorno circular. O início da assincronia do processo espermatogênico foi observado a partir dos seis meses de idade. A puberdade, na cutia Dasyprocta aguti, foi definitivamente estabelecida a partir dos nove meses de idade, pois estavam presentes todos os tipos celulares e espermatozóides liberados no lume tubular em grande parte do parênquima testicular.

Climate seasonality limits leaf carbon assimilation and wood productivity in tropical forests.

The seasonal climate drivers of the carbon cy- cle in tropical forests remain poorly known, although these forests account for more carbon assimilation and storage than any other terrestrial ecosystem. Based on a unique combina- tion of seasonal pan-tropical data sets from 89 experimental sites (68 include aboveground wood productivity measure- ments and 35 litter productivity measurements), their asso- ciated canopy photosynthetic capacity (enhanced vegetation index, EVI) and climate, we ask how carbon assimilation and aboveground allocation are related to climate seasonal- ity in tropical forests and how they interact in the seasonal carbon cycle. We found that canopy photosynthetic capacity seasonality responds positively to precipitation when rain- fall is < 2000 mm yr-1 (water-limited forests) and to radia- tion otherwise (light-limited forests). On the other hand, in- dependent of climate limitations, wood productivity and lit- terfall are driven by seasonal variation in precipitation and evapotranspiration, respectively. Consequently, light-limited forests present an asynchronism between canopy photosyn- thetic capacity and wood productivity. First-order control by precipitation likely indicates a decrease in tropical forest pro- ductivity in a drier climate in water-limited forest, and in cur- rent light-limited forest with future rainfall < 2000 mm yr-1.