Redundancy gain : manifestations, causes and predictions

Les temps de réponse dans une tache de reconnaissance d’objets visuels diminuent de façon significative lorsque les cibles peuvent être distinguées à partir de deux attributs redondants. Le gain de redondance pour deux attributs est un résultat commun dans la littérature, mais un gain causé par trois attributs redondants n’a été observé que lorsque ces trois attributs venaient de trois modalités différentes (tactile, auditive et visuelle). La présente étude démontre que le gain de redondance pour trois attributs de la même modalité est effectivement possible. Elle inclut aussi une investigation plus détaillée des caractéristiques du gain de redondance. Celles-ci incluent, outre la diminution des temps de réponse, une diminution des temps de réponses minimaux particulièrement et une augmentation de la symétrie de la distribution des temps de réponse. Cette étude présente des indices que ni les modèles de course, ni les modèles de coactivation ne sont en mesure d’expliquer l’ensemble des caractéristiques du gain de redondance. Dans ce contexte, nous introduisons une nouvelle méthode pour évaluer le triple gain de redondance basée sur la performance des cibles doublement redondantes. Le modèle de cascade est présenté afin d’expliquer les résultats de cette étude. Ce modèle comporte plusieurs voies de traitement qui sont déclenchées par une cascade d’activations avant de satisfaire un seul critère de décision. Il offre une approche homogène aux recherches antérieures sur le gain de redondance. L’analyse des caractéristiques des distributions de temps de réponse, soit leur moyenne, leur symétrie, leur décalage ou leur étendue, est un outil essentiel pour cette étude. Il était important de trouver un test statistique capable de refléter les différences au niveau de toutes ces caractéristiques. Nous abordons la problématique d’analyser les temps de réponse sans perte d’information, ainsi que l’insuffisance des méthodes d’analyse communes dans ce contexte, comme grouper les temps de réponses de plusieurs participants (e. g. Vincentizing). Les tests de distributions, le plus connu étant le test de Kolmogorov- Smirnoff, constituent une meilleure alternative pour comparer des distributions, celles des temps de réponse en particulier. Un test encore inconnu en psychologie est introduit : le test d’Anderson-Darling à deux échantillons. Les deux tests sont comparés, et puis nous présentons des indices concluants démontrant la puissance du test d’Anderson-Darling : en comparant des distributions qui varient seulement au niveau de (1) leur décalage, (2) leur étendue, (3) leur symétrie, ou (4) leurs extrémités, nous pouvons affirmer que le test d’Anderson-Darling reconnait mieux les différences. De plus, le test d’Anderson-Darling a un taux d’erreur de type I qui correspond exactement à l’alpha tandis que le test de Kolmogorov-Smirnoff est trop conservateur. En conséquence, le test d’Anderson-Darling nécessite moins de données pour atteindre une puissance statistique suffisante.

Investigation des fonctions du corps calleux par l'étude du transfert interhémisphérique de l'information visuelle et motrice chez les individus normaux et callosotomisés

Le principal rôle du corps calleux est d’assurer le transfert de l’information entre les hémisphères cérébraux. Du support empirique pour cette fonction provient d’études investiguant la communication interhémisphérique chez les individus à cerveau divisé (ICD). Des paradigmes expérimentaux exigeant une intégration interhémisphérique de l’information permettent de documenter certains signes de déconnexion calleuse chez ces individus. La présente thèse a investigué le transfert de l’information sous-tendant les phénomènes de gain de redondance (GR), de différence croisé– non-croisé (DCNC) et d’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux, et a ainsi contribué à préciser le rôle du corps calleux. Une première étude a comparé le GR des individus normaux et des ICD ayant subi une section partielle ou totale du corps calleux. Dans une tâche de détection, le GR consiste en la réduction des temps de réaction (TR) lorsque deux stimuli sont présentés plutôt qu’un seul. Typiquement, les ICD présentent un GR beaucoup plus grand (supra-GR) que celui des individus normaux (Reuter-Lorenz, Nozawa, Gazzaniga, & Hughes, 1995). Afin d’investiguer les conditions d’occurrence du supra-GR, nous avons évalué le GR en présentation interhémisphérique, intrahémisphérique et sur le méridien vertical, ainsi qu’avec des stimuli requérant une contribution corticale différente (luminance, couleur équiluminante ou mouvement). La présence d’un supra-GR chez les ICD partiels et totaux en comparaison avec celui des individus normaux a été confirmée. Ceci suggère qu’une section antérieure du corps calleux, qui perturbe le transfert d’informations de nature motrice/décisionnelle, est suffisante pour produire un supra-GR chez les ICD. Nos données permettent aussi d’affirmer que, contrairement au GR des individus normaux, celui des ICD totaux est sensible aux manipulations sensorielles. Nous concluons donc que le supra-GR des ICD est à la fois attribuable à des contributions sensorielles et motrices/décisionnelles. Une deuxième étude a investigué la DCNC et l’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux. La DCNC réfère à la soustraction des TR empruntant une voie anatomique « non-croisée » aux TR empruntant une voie anatomique « croisée », fournissant ainsi une estimation du temps de transfert interhémisphérique. Dans le contexte de notre étude, l’asynchronie bimanuelle réfère à la différence de TR entre la main gauche et la main droite, sans égard à l’hémichamp de présentation. Les effets de manipulations sensorielles et attentionnelles ont été évalués pour les deux mesures. Cette étude a permis d’établir une dissociation entre la DCNC et l’asynchronie bimanuelle. Précisément, les ICD totaux, mais non les ICD partiels, ont montré une DCNC significativement plus grande que celle des individus normaux, alors que les deux groupes d’ICD se sont montrés plus asynchrones que les individus normaux. Nous postulons donc que des processus indépendants sous-tendent la DCNC et la synchronie bimanuelle. De plus, en raison de la modulation parallèle du GR et de l’asynchronie bimanuelle entre les groupes, nous suggérons qu’un processus conjoint sous-tend ces deux mesures.

Interactions multimodales visuelles et tactiles dans l’espace

L’intégration de stimulations provenant de modalités sensorielles différentes nous offre des avantages perceptifs tels qu’une meilleure discrimination et une accélération des temps de réponse (TR) face aux évènements environnementaux. Cette thèse a investigué les effets de la position spatiale de stimulations visuelles et tactiles sur le gain de redondance (GR), qui correspond à une réduction du temps de réaction lorsque deux stimulations sont présentées simultanément plutôt qu’isolément. La première étude a comparé le GR lorsque les mêmes stimulations visuotactiles sont présentées dans une tâche de détection et une tâche de discrimination spatiale. Les stimulations étaient présentées unilatéralement dans le même hémichamp ou bilatéralement dans les hémichamps opposés. Dans la tâche de détection, les participants devaient répondre à toutes les stimulations, peu importe leur localisation. Les résultats de cette tâche démontrent que les stimulations unilatérales et bilatérales produisent un GR et une violation du modèle de course indissociables. Dans la tâche de discrimination spatiale où les participants devaient répondre seulement aux stimulations présentées dans l’hémichamp droit, les TR aux stimulations bilatérales étaient moins rapides. Nous n’avons pas observé de différence entre le GR maximal obtenu dans l’une ou l’autre des tâches de cette étude. Nous concluons que lorsque l’information spatiale n’est pas pertinente pour accomplir la tâche, les stimulations unilatérales et bilatérales sont équivalentes. La manipulation de la pertinence de l’information spatiale permet donc d’induire une altération du GR en fonction de la localisation des stimulations. Lors d’une seconde étude, nous avons investigué si la différence entre les gains comportementaux résultants de l’intégration multimodale et intramodale dépend de la configuration spatiale des stimulations. Les résultats montrent que le GR obtenu pour les conditions multimodales surpasse celui obtenu pour les stimulations intramodales. De plus, le GR des conditions multimodales n’est pas influencé par la configuration spatiale des stimulations. À l’opposé, les stimulations intramodales produisent un GR plus important iii lorsque les stimulations sont présentées bilatéralement. Nos résultats suggèrent que l’intégration multimodale et intramodale se distinguent quant au GR qu’ils produisent et quant aux conditions nécessaires à cette amélioration. La troisième étude examine le rôle du corps calleux (CC) dans l’observation du GR obtenu pour les stimulations multimodales et intramodales lorsque celles-ci sont présentées unilatéralement et bilatéralement. Quatre patients ayant une agénésie congénitale du corps calleux (AgCC) et un patient callosotomisé ont été comparés à des individus normaux dans une tâche de détection. Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que le CC n’est pas nécessaire pour l’intégration interhémisphérique de stimulations multimodales. Sur la base d’études précédentes démontrant le rôle des collicules supérieurs (CS) dans l’intégration multimodale, nous concluons qu’en l’absence du CC, les bénéfices comportementaux résultants d’un traitement sous-cortical par les CS ne reflètent pas les règles d’intégration observées dans les études neurophysiologiques chez l’animal.

Analysis of stop-gain and frameshift variants in human innate immunity genes.

Loss-of-function variants in innate immunity genes are associated with Mendelian disorders in the form of primary immunodeficiencies. Recent resequencing projects report that stop-gains and frameshifts are collectively prevalent in humans and could be responsible for some of the inter-individual variability in innate immune response. Current computational approaches evaluating loss-of-function in genes carrying these variants rely on gene-level characteristics such as evolutionary conservation and functional redundancy across the genome. However, innate immunity genes represent a particular case because they are more likely to be under positive selection and duplicated. To create a ranking of severity that would be applicable to innate immunity genes we evaluated 17,764 stop-gain and 13,915 frameshift variants from the NHLBI Exome Sequencing Project and 1,000 Genomes Project. Sequence-based features such as loss of functional domains, isoform-specific truncation and nonsense-mediated decay were found to correlate with variant allele frequency and validated with gene expression data. We integrated these features in a Bayesian classification scheme and benchmarked its use in predicting pathogenic variants against Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) disease stop-gains and frameshifts. The classification scheme was applied in the assessment of 335 stop-gains and 236 frameshifts affecting 227 interferon-stimulated genes. The sequence-based score ranks variants in innate immunity genes according to their potential to cause disease, and complements existing gene-based pathogenicity scores. Specifically, the sequence-based score improves measurement of functional gene impairment, discriminates across different variants in a given gene and appears particularly useful for analysis of less conserved genes.

Association Between Parity, Pre-pregnancy Body Mass Index And Gestational Weight Gain.

To analyze the relationship between parity, pre-pregnancy body mass index (BMI), and gestational weight gain (GWG). This observational controlled study was conducted from November 2013 to April 2014, with postpartum women who started antenatal care up to 14 weeks and had full-term births. Data were collected from medical records and antenatal cards. Descriptive and bivariate analyses were performed. The significance level was 5%. Data were collected from 130 primiparous and 160 multiparous women. At the beginning of prenatal care, 54.62% of the primiparous were eutrophic, while the majority of multiparous were overweight or obese (62.51%). Multiparas are two times more likely to be obese at the beginning of their pregnancies, when compared to primiparas. The average pre-pregnancy weight and final pregnancy weight was significantly higher in multiparous, however, the mean GWG was higher among primiparous. We found an inverse correlation between parity and the total GWG, but initial BMI was significantly higher in multiparas. Nevertheless, monitoring of the GWG through actions that promote a healthier lifestyle is needed, regardless of parity and nutritional status, in order to prevent excessive GWG and postpartum weight retention and consequently inadequate pre-pregnancy nutritional status in future pregnancies.

The impact of spatial data redundancy on SOLAP query performance

Geographic Data Warehouses (GDW) are one of the main technologies used in decision-making processes and spatial analysis, and the literature proposes several conceptual and logical data models for GDW. However, little effort has been focused on studying how spatial data redundancy affects SOLAP (Spatial On-Line Analytical Processing) query performance over GDW. In this paper, we investigate this issue. Firstly, we compare redundant and non-redundant GDW schemas and conclude that redundancy is related to high performance losses. We also analyze the issue of indexing, aiming at improving SOLAP query performance on a redundant GDW. Comparisons of the SB-index approach, the star-join aided by R-tree and the star-join aided by GiST indicate that the SB-index significantly improves the elapsed time in query processing from 25% up to 99% with regard to SOLAP queries defined over the spatial predicates of intersection, enclosure and containment and applied to roll-up and drill-down operations. We also investigate the impact of the increase in data volume on the performance. The increase did not impair the performance of the SB-index, which highly improved the elapsed time in query processing. Performance tests also show that the SB-index is far more compact than the star-join, requiring only a small fraction of at most 0.20% of the volume. Moreover, we propose a specific enhancement of the SB-index to deal with spatial data redundancy. This enhancement improved performance from 80 to 91% for redundant GDW schemas.

Ratio of weight to height gain: a useful tool for identifying children at risk of becoming overweight or obese at preschool age

PURPOSE: To analyze the usefulness of the weight gain/height gain ratio from birth to two and three years of age as a predictive risk indicator of excess weight at preschool age. METHODS: The weight and height/length of 409 preschool children at daycare centers were measured according to internationally recommended rules. The weight values and body mass indices of the children were transformed into a z-score per the standard method described by the World Health Organization. The Pearson correlation coefficients (rP) and the linear regressions between the anthropometric parameters and the body mass index z-scores of preschool children were statistically analyzed (alpha = 0.05). RESULTS: The mean age of the study population was 3.2 years (± 0.3 years). The prevalence of excess weight was 28.8%, and the prevalence of overweight and obesity was 8.8%. The correlation coefficients between the body mass index z-scores of the preschool children and the birth weights or body mass indices at birth were low (0.09 and 0.10, respectively). There was a high correlation coefficient (rP = 0.79) between the mean monthly gain of weight and the body mass index z-score of preschool children. A higher coefficient (rP = 0.93) was observed between the ratio of the mean weight gain per height gain (g/cm) and the preschool children body mass index z-score. The coefficients and their differences were statistically significant. CONCLUSION: Regardless of weight or length at birth, the mean ratio between the weight gain per g/cm of height growth from birth presented a strong correlation with the body mass index of preschool children. These results suggest that this ratio may be a good indicator of the risk of excess weight and obesity in preschool-aged children.

Energy gain induced by boundary crisis

We consider a nonlinear system and show the unexpected and surprising result that, even for high dissipation, the mean energy of a particle can attain higher values than when there is no dissipation in the system. We reconsider the time-dependent annular billiard in the presence of inelastic collisions with the boundaries. For some magnitudes of dissipation, we observe the phenomenon of boundary crisis, which drives the particles to an asymptotic attractive fixed point located at a value of energy that is higher than the mean energy of the nondissipative case and so much higher than the mean energy just before the crisis. We should emphasize that the unexpected results presented here reveal the importance of a nonlinear dynamics analysis to explain the paradoxical strategy of introducing dissipation in the system in order to gain energy.

Dissipation as a mechanism of energy gain

Some properties of the annular billiard under the presence of weak dissipation are studied. We show, in a dissipative system, that the average energy of a particle acquires higher values than its average energy of the conservative case. The creation of attractors, associated with a chaotic dynamics in the conservative regime, both in appropriated regions of the phase space, constitute a generic mechanism to increase the average energy of dynamical systems.

Redundancy and Observability Analysis of Conventional and PMU Measurements

This letter shows that the matrix can be used for redundancy and observability analysis of metering systems composed of PMU measurements and conventional measurements (power and voltage magnitude measurements). The matrix is obtained via triangular factorization of the Jacobian matrix. Observability analysis and restoration is carried out during the triangular factorization of the Jacobian matrix, and the redundancy analysis is made exploring the matrix structure. As a consequence, the matrix can be used for metering system planning considering conventional and PMU measurements. These features of the matrix will be outlined and illustrated by numerical examples.

Asymptotic solutions to the Gross-Pitaevskii gain equation: Growth of a Bose-Einstein condensate

We give an asymptotic analytic solution for the generic atom-laser system with gain in a D-dimensional trap, and show that this has a non-Thomas-Fermi behavior. The effect is due to Bose-enhanced condensate growth, which creates a local-density maximum and a corresponding outward momentum component. In addition, the solution predicts amplified center-of-mass oscillations, leading to enhanced center-of-mass temperature.

Inter-subband redundancy prediction using neural network for video coding

High performance video codec is mandatory for multimedia applications such as video-on-demand and video conferencing. Recent research has proposed numerous video coding techniques to meet the requirement in bandwidth, delay, loss and Quality-of-Service (QoS). In this paper, we present our investigations on inter-subband self-similarity within the wavelet-decomposed video frames using neural networks, and study the performance of applying the spatial network model to all video frames over time. The goal of our proposed method is to restore the highest perceptual quality for video transmitted over a highly congested network. Our contributions in this paper are: (1) A new coding model with neural network based, inter-subband redundancy (ISR) prediction for video coding using wavelet (2) The performance of 1D and 2D ISR prediction, including multiple levels of wavelet decompositions. Our result shows a short-term quality enhancement may be obtained using both 1D and 2D ISR prediction.

EVALUATION OF FUNCTIONAL GAIN OF THE ELBOW FOLLOWING STEINDLER SURGERY FOR BRACHIAL PLEXUS INJURY

Objective: To evaluate the gain in strength and range of motion after modified Steindler surgery of the elbow in patients with lesions of the upper trunk of the brachial plexus. Method: From 1998 to 2007, eleven patients with traumatic closed upper trunk lesion of the brachial plexus were studied. All the patients had development of at least 1 year of injury and degree of strength of elbow flexion ranging from M1 to M3. The patients underwent Steindler surgery with at least 6 months of follow-up. Pre- and post-operative assessments were carried out to determine gain in muscle strength, range of motion of the elbow, and DASH scale score. Results: Of the eleven patients studied, nine (82%) achieved a level of strength equal to or greater than M3 (MRC) with good functional recovery. Two (18%) reached strength level M2 (MRC). We observed that the patients had an average postoperative gain in range of motion of the elbow of 43.45 degrees. The average elbow flexion after surgery was 88 degrees. There was an improvement in elbow function, as demonstrated in the DASH Scale, in 81% of the patients studied. Conclusion: Modified Steindler surgery was effective in the treatment of patients with injuries of the upper trunk of the brachial plexus, with statistically significant gains in range of motion. In all the cases studied, there was some degree of gain in strength and range of elbow flexion, the gain being correlated with the initial muscle strength. Level of Evidence: Level II, prospective clinical trial.

Muscle mass gain observed in patients with short bowel syndrome subjected to resistance training

Few studies are available about the evaluation of resistance training in patients with protein-energy malnutrition. To assess the effects of resistance training on the recovery of nutritional status of patients with short bowel syndrome, with a small bowel remnant of less than 100 cm, 9 patients of both sexes with protein-energy malnutrition after extensive resection of the small bowel were submitted to resistance training of progressive intensity consisting of concentric and eccentric work exercises for the upper limbs, trunk, and lower limbs, with the individuality and limitations of each patients being respected. Food consumption was monitored by 24-hour food recall performed during the initial phase of the study, before and 7 and 14 weeks after physical training, and by a dietary record for a period of 3 days of oral feeding. The nutrients administered by the enteral and parenteral route were recorded. A significant increase in total arm area (P <= .01) and fat-free mass (P <= .01) was observed as determined by computed tomography. An increase in total energy ingestion and carbohydrate consumption (P <= .01) was also observed. In addition, the activity of the enzyme carnosinase was increased after resistance training (P <= .01). The present results show that resistance training in patients with short bowel syndrome and protein-energy malnutrition can be considered to be a part of the nonmedicamentous treatment of these patients, leading to better nutrient use and to a gain of lean mass. (c) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.