bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Unsupervised 3D mesh segmentation
Authors: Θεολόγου Παναγιώτης
Published: September 2021

Οι εφαρμογές τριδιάστατων (3Δ) γραφικών χρησιμοποιούνται ευρέως από τα τέλη του 20ου αιώνα. Κινηματογραφικές ταινίες, βιντεοπαιχνίδια, εκπαιδευτικές εφαρμογές, μηχανολογικά και αρχιτεκτονικά εργαλεία, ψηφιοποιήσεις πολιτιστικής κληρονομιάς, ιατρικές εφαρμογές κ.α. γίνονται όλο και πιο δημοφιλή λόγω της αμεσότητας και της διαδραστικότητας που μπορεί να προσφέρει το τριδιάστατο περιεχόμενο. Η αυξανόμενη ευκολία με την οποία μπορεί να παραχθεί τριδιάστατο περιεχόμενο, όπως τριδιάστατοι σαρωτές, ανακατασκευή 3Δ αντικειμένων από κάμερες, αλγόριθμοι δημιουργίας 3Δ μοντέλων κτλ. έχουν συμβάλει στην έκρηξη της διαθεσιμότητας των 3Δ δεδομένων. Σε αυτό το πλαίσιο, η ανάπτυξη αλγορίθμων επεξεργασίας 3Δ μοντέλων γίνεται επιτακτική ανάγκη, τόσο για την ανάπτυξη εφαρμογών Όρασης Υπολογιστών, όσο για την αποδοτική ανάκτηση και οργάνωση 3Δ περιεχομένου σε μεγάλες βάσεις δεδομένων. Η ανάλυση 3Δ περιεχομένου από σημασιολογικής σκοπιάς έχει άμεση σχέση με την εξαγωγή τμημάτων των αντικειμένων, και υπάρχει μία σαφής τάση στη βιβλιογραφία για ανάπτυξη αλγορίθμων ανάλυσης αντικειμένων με βάση τα τμήματα. Αυτό οφείλεται στο ότι η καθαρά γεωμετρική αναπαράσταση δεν είναι αρκετή για να αποτυπώσει τις ιδιότητες των αντικειμένων, ενώ η αναπαράσταση με βάση τα τμήματα αποτελεί μία υψηλότερου επιπέδου αναπαράσταση που επιτρέπει την καλύτερη κατανόηση του αντικειμένου. Στη βιβλιογραφία υπάρχουν αρκετοί αλγόριθμοι που χρησιμοποιούν κατατμήσεις από ανθρώπους ώστε να εκπαιδεύσουν κάποιο μοντέλο κατάτμησης, το οποίο επιτυγχάνει πολύ καλά αποτελέσματα σε αντικείμενα της ίδιας κατηγορίας. Το μεγαλύτερο πρόβλημα αυτής της προσέγγισης είναι η απουσία κατατμημένων αντικειμένων από ανθρώπους. Παράλληλα, οι υπάρχοντες αλγόριθμοι κατάτμησης που δεν χρησιμοποιούν αρχική γνώση για τα αντικείμενα προς κατάτμηση (μη επιβλεπόμενοι) δεν έχουν φτάσει σε ικανοποιητικό επίπεδο απόδοσης, με συγκεκριμένους αλγορίθμους κατάτμησης να επιτυγχάνουν ικανοποιητικά αποτελέσματα σε ένα περιορισμένο εύρος τύπων αντικειμένων, ή με ιδιαίτερη συνεισφορά του ανθρώπινου χρήστη. Η μη επιβλεπόμενη κατάτμηση συνεπώς, μολονότι έχει πολλές εφαρμογές, βρίσκεται ακόμα μακριά από το να λυθεί. Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζουμε μία νέα προσέγγιση όσον αφορά την κατάτμηση 3Δ αντικειμένων, όπως αναπαρίστανται από τριδιάστατα τριγωνικά πλέγματα.
Διαταραχές του προσθίου θαλάμου μετά απο εφαρμογή laser ιριδοτομής σε ασθενείς με στενή γωνία
Authors: Βρυώνης Νικόλαος
Published: September 2021

ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ:Στόχος της μελέτης αυτής είναι να εκτιμήσουμε τις αλλαγές στο βάθος του προσθίου θαλάμου, την γωνία και τον όγκο του με τη χρήση του Pentacam μετά την δημιουργία περιφερικής ιριδοτομής με laser σε ασθενείς με στενή γωνία.Υλικό και Μέθοδοι: Σαράντα έξι μάτια 46 ασθενών που ταξινομούνται ως ασθενείς ύποπτοι για πρωτοπαθώς κλειστή γωνία (PACS), ασθενείς με πρωτοπαθή κλειστή γωνία (PAC), ασθενείς με πρωτοπαθές γλαύκωμα κλειστής γωνίας (PACG), ασθενείς με οξύ γλαύκωμα κλειστής γωνίας (AACG), ασθενείς όπου ο έτερος οφθαλμός παρουσίασε οξύ γλαύκωμα κλειστής γωνίας (FAACG) και ασθενείς με διαμόρφωση ίριδας δίκην οροπεδίου είχαν εγγραφεί σε αυτήν την προοπτική παρεμβατική σειρά περιστατικών. Ο όγκος του προσθίου θαλάμου (ACV), το βάθος του πρόσθιου θαλάμου (ACD) και η πρόσθια γωνία του θαλάμου (ACA) αξιολογήθηκαν με μια camera Scheimpflug, πριν και μετά το laser περιφερικής ιριδοτομής (LPI).Αποτελέσματα: Μετά το laser περιφερικής ιριδοτομής (LPI) ο μέσος όγκος του προσθίου θαλάμου (ACD) αυξήθηκε από 1,88 ± 0,36 σε 1,93 ± 0,32 mm (p = 0.49). Η μέση τιμή του όγκου του προσθίου θαλάμου (ACV) αυξήθηκε από 74,6 ± 25 mm3 σε 89,4 ± 21,1 mm3 (p = 0,003). Η μέση τιμή της γωνίας του προσθίου θαλάμου (ACA) αυξήθηκε από 21,1 ± 4,8 ° σε 23.4 ± 3.8 ° (ρ = 0,01). Οφθαλμοί με πρόσθιες περιφερικές συνέχειες (PAC & PACG) έδειξαν σημαντικά μικρότερη αλλαγή στην μεταβολή του όγκου του προσθίου θαλάμου (ACV) σε σύγκριση με τους οφθαλμούς οι οποίοι δεν είχαν (PACS).Συμπέρασμα: Η μεταβολή του όγκου του προσθίου θαλάμου (ACV) και η μεταβολή της πρόσθιας γωνίας του θαλάμου (ACA) η οποία εξετάστηκε με την camera τεχνολογίας Scheimpflug αυξήθηκε σε στατιστικά σημαντικό βαθμό και η αλλαγή αυτή φαίνεται να είναι πιο έντονη σε περιπτώσεις οφθαλμών προς αποκλεισμό οι οποίοι δεν είχαν πρόσθιες περιφερικές συνέχειες (PACS)Λέξεις κλειδιά: Pentacam, στενή γωνία του πρόσθιου θαλάμου, laser περιφερικής ιριδοτομής
Μελέτη της δράσης του εκχυλίσματος Amphimas pterocarpoides στην πρόληψη της οστεοπόρωσης στο πειραματικό πρότυπο του θηλέος ωοθηκεκτομημένου επίμυος
Authors: Πατσάκη Αναστασία
Published: September 2021

Εισαγωγή: Η ορμονική θεραπεία υποκατάστασης είναι αποτελεσματική στην πρόληψη της οστικής απώλειας σε μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες, όμως η μακροχρόνια χορήγησή της έχει συσχετιστεί με παρενέργειες. Είναι επιτακτική η ανάγκη ανεύρεσης νέων εναλλακτικών θεραπειών με αποδεδειγμένη ασφάλεια και αποτελεσματικότητα. Στην παρούσα μελέτη αξιολογήσαμε την επίδραση του φυτικού εκχυλίσματος Amphimas pterocarpoides στο πειραματικό πρότυπο του θήλεος ωοθηκεκτομημένου επίμυος. Υλικό και Μέθοδος: Για την πραγματοποίηση του πειράματος χρησιμοποιήθηκαν 55 θηλυκοί επίμυες Wistar (ηλικίας 10 μηνών). Διενεργήθηκε ωοθηκεκτομή στους 44 επίμυες, ενώ οι υπόλοιποι 11 υποβλήθηκαν σε εικονική επέμβαση (Control group). Οι ωοθηκεκτομημένοι επίμυες διαιρέθηκαν σε τρείς ομάδες: την ομάδα ωοθηκεκτομής (OVXgroup, n=13), την ομάδα ωοθηκεκτομής που έλαβε το φυτικό εκχύλισμα σε συγκέντρωση 50 mg/kg (ALow group, n=15) και την ομάδα ωοθηκεκτομής που έλαβε το φυτικό εκχύλισμα σε συγκέντρωση 150 mg/kg (AHigh group, n=16). Σε όλα τα ζώα, ο προσδιορισμός της oστικής τους πυκνότητας πραγματοποιήθηκε με απορροφησιομετρία διπλής ενεργειακής δέσμης ακτινών Χ (DEXA) πριν από οποιαδήποτε παρέμβαση, στους 3 και στους 6 μήνες. Μετά το πέρας των 6 μηνών, οι επίμυες ευθανατώθηκαν και τα μηριαία οστά συλλέχθηκαν για την διενέργεια μετρήσεων μηχανικής αντοχής.Αποτελέσματα: Στις μετρήσεις DEXA, 3 μήνες μετά την ωοθηκεκτομή, η ποσοστιαία μεταβολή της οστικής πυκνότητας στην εγγύς μετάφυση της κνήμης ανερχόταν στο 6.254% για την ομάδα Control, στο -21.822 για την ομάδα OVX, -14.512% για την ομάδα ΑLow και -8.144% για την ομάδα AHigh με σημαντικές διαφορές μεταξύ αρχικής μέτρησης σε όλες τις ομάδες πλην της ομάδας Control(p<0.001). Η ευεργετική επίδραση συνεχίστηκε και στους 6 μήνες, όπου οι ποσοστιαίες μεταβολές της οστικής πυκνότητας των ομάδων ήταν: Control 8.108%, OVX -32.134%, ALow -23.985%, AHigh -8.144% με σημαντικές διαφορές μεταξύ αρχικής μέτρησης σε όλες τις ομάδες πλην την Control (p<0.001). Η δοκιμασία κάμψης τριών σημείων αποκάλυψε, πως η μέγιστη φόρτιση (Fmax) που απαιτήθηκε για την πρόκληση κατάγματος για την ομάδα ALow ήταν σημαντικά υψηλότερη σε σχέση με την ομάδα OVX (112.69 Mpa vs. 96.9 Mpa p<0.001). Επιπρόσθετα, η τάση θραύσης (Stress) της ομάδας OVX, ήταν σημαντικά μικρότερη σε σύγκριση με την ομάδα ALow (158.48 Mpa vs. 180.5 Mpa, p=0.011). Τα αποτελέσματα αυτά δεν επιβεβαιώθηκαν και για την ομάδα AHigh και στις δυο παραμέτρους αν και οι τιμές παρέμειναν υψηλότερες από την ομάδα OVX.Συμπεράσματα: Η παρούσα μελέτη αποδεικνύει πως το φυτικό εκχύλισμα Amphimas pterocarpoides είναι ικανό να αποτρέψει την ταχεία αποδόμηση και συμβάλει στη διατήρηση τόσο της ποσότητας όσο και της ποιότητας του οστού, καθοριστικούς παράγοντες για την αποφυγή πρόκλησης κατάγματος.
Ανίχνευση των γενετικών πολυμορφισμών της κασπάσης-9, του προερχόμενου από το στρωματικό κύτταρο παράγοντα-1 και της Ε-σελεκτίνης στον καρκίνο του μαστού
Authors: Κοντογιάννη Παναγιώτα
Published: September 2021

Οι κασπάσες παίζουν έναν κρίσιμο ρόλο στην ανάπτυξη και την εξέλιξη του καρκίνου. Εκτιμήσαμε τη συσχέτιση ανάμεσα στους δύο πολυμορφισμούς (rs4645978 και rs4645981) του γονιδίου της κασπάσης-9 και τον κίνδυνο για καρκίνο του μαστού. Οι συχνότητες των γονοτύπων και των αλληλόμορφων για τους δύο πολυμορφισμούς καθορίστηκαν στους 261 ασθενείς και στους 480 υγιείς μάρτυρες. Χρησιμοποιήθηκε η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης-πολυμερισμός μήκους θραυσμάτων από περιορισμό και η στατιστική ανάλυση έγινε με τη δοκιμασία χ2. Οι φορείς του rs4645978 G αλληλόμορφου (δηλαδή οι γονότυποι AG και GG) ήταν σε υψηλότερο κίνδυνο για καρκίνο του μαστού από τα άτομα με άλλους γονοτύπους. OR=1.59, 95% CI=1.07-2.37, p=0.022. O γονότυπος rs4645978 GG συγκεκριμένα συσχετίστηκε με τον υψηλότερο κίνδυνο για καρκίνο του μαστού (OR 2.25, 95% CI 1.45-3.49,p=0.0003). Παρομοίως, τα άτομα με τουλάχιστον ένα rs4645981 Τ αλληλόμορφο ήταν σε σημαντικά αυξημένο κίνδυνο να αναπτύξουν καρκίνο του μαστού συγκρινόμενα με εκείνα που έφεραν το CC γονότυπο (OR 2.75, 95% CI 1.99-3.78, p<0.0001) και ο κίνδυνος του καρκίνου του μαστού αυξανόταν όσο αυξανόταν ο αριθμός των rs4645981 Τ αλληλόμορφων (OR 2.66, 95% CI 1.91-3.69, <0.0001 για το γονότυπο CT; OR 3.95, 95% CI 1.58-9.88, p=0.004 για το γονότυπο ΤΤ). Οι πολυμορφισμοί rs4645978 και rs4645981 σχετίζονται με ευαισθησία στον καρκίνο του μαστού και προτείνουν ότι η μεταγραφική ρύθμιση της κασπάσης-9 είναι ένας πολύ σημαντικός για αυτό παράγοντας. Ο καρκίνος του μαστού είναι επιρρεπής σε μετάσταση ακόμα και σε πρώιμο στάδιο. Ο SDF-1 είναι μια χημοκίνη που έχει συσχετιστεί με τη μετανάστευση των καρκινικών κυττάρων, ενώ η σελεκτίνη έχει εμπλακεί στη διενδοθηλιακή μετανάστευση. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε για να εκτιμήσει τη συσχέτιση των πολυμορφισμών τους με τον κίνδυνο για καρκίνο μαστού, καθώς και με την έκβαση της νόσου. Οι συχνότητες για το φυσιολογικό (GG), GA και ΑΑ γονότυπο του SDF-1 ήταν 43.7, 45.2 και 11.1% στους ασθενείς και 51.5, 41.3 και 7.3% στους υγιείς μάρτυρες, αντίστοιχα, ενώ η συχνότητα των αλληλομόρφων του πολυμορφισμού ήταν 33.7% στους ασθενείς και 27.9% στους μάρτυρες. Οι φορείς του Α αλληλόμορφου του SDF-1-3’ A υπερεκπροσωπήθηκαν ανάμεσα στα περιστατικά καρκίνου του μαστού (p=0.04). Για τον πολυμορφισμό της Ε-σελεκτίνης S128R, οι συχνότητες για το φυσιολογικό (ΑΑ), τον AC και το CC γονότυπο ήταν 58.6, 38.3 και 3.1% στους ασθενείς και 63.8, 31.4 και 3.8% στους υγιείς αντίστοιχα, ενώ η συχνότητα του αλληλόμορφου C ήταν 22.2% για τους ασθενείς και 19.5% για τους μάρτυρες. Ο γονότυπος CC είχε τη φτωχότερη πρόγνωση. Συνολικά τα ευρήματά μας υποστηρίζουν ότι ο SDF-1-3’ A προσφέρει αυξημένη ευαισθησία για καρκίνο του μαστού και o S128R γονότυπος CC μπορεί να σχετιστεί με χειρότερη πρόγνωση.
Ποιότητα υπηρεσιών υγείας και εφαρμογή των διεθνών προτύπων ISO στην πιστοποίηση και διαπίστευση ενός παθολογοανατομικού εργαστηρίου με βάση τα σύγχρονα επιστημονικά δεδομένα την ανταγωνιστικότητα τη συνεργασία και τις εξελίξεις στο χώρο της υγείας
Authors: Σαλπέας Βασίλειος
Published: September 2021

Καθώς ο ρόλος του εργαστηρίου παθολογικής ανατομικής γίνεται ολοένα και πιο σημαντικός για τη διάγνωση, παρακολούθηση και θεραπευτική αγωγή των ασθενών, η ανάγκη για τεκμηριωμένα αξιόπιστα εργαστηριακά αποτελέσματα κρίνεται επιτακτική.Στην παρούσα εργασία περιγράφονται η διαδικασία και οι απαιτήσεις συμμόρφωσης ενός παθολογοανατομικού εργαστήριου για την πιστοποίηση (εγκαθίδρυση και εφαρμογή συστήματος διαχείρισης ποιότητας) και τη διαπίστευσή του (αναγνώριση της τεχνικής του ικανότητας), κυρίως, με βάσει τα σχετικά διεθνή πρότυπα ISO. Επίσης αναλύονται ζητήματα όπως η διαχείριση κινδύνων στο εργαστήριο, ο έλεγχος της αβεβαιότητας των μετρήσεων και οι μηχανισμοί πρόληψης και έγκαιρης αποτροπής διαγνωστικών σφαλμάτων μέσω οργανωτικού και λειτουργικού επανασχεδιασμού των διαδικασιών.Ακόμα, επισημαίνεται η ανάγκη παρακολούθησης της βελτίωσης της ποιότητας και της απόδοσης ενός παθολογοανατομικού εργαστηρίου με την διενέργεια μετρήσεων και την ενσωμάτωση τους στη χρήση δεικτών. Αναπτύσσονται κύριοι και επιμέρους δείκτες, που προτείνονται στην Ευρώπη και στις Η.Π.Α. από κατευθυντήριες οδηγίες των αρμόδιων επιστημονικών φορέων διαπίστευσης και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα για μεγάλο αριθμό δεικτών από 4 ομάδες ομοειδών εργαστηρίων σε 4 χρονικές περιόδους: α) πριν την εφαρμογή μιας τυποποιημένης πρωτοβουλίας βελτίωσης ποιότητας, β) κατά τη διάρκεια της πρωτοβουλίας βελτίωσης ποιότητας, γ) αμέσως μετά την ολοκλήρωσή της και δ) ένα ημερολογιακό έτος μετά την ολοκλήρωσή της. Για την παρουσίαση των δεικτών με όρους ισορροπημένης στοχοθεσίας (balanced scorecard) ως προς το ποσοστό επίτευξης των συστατικών στόχων ποιότητας, σχεδιάσθηκε και υλοποιήθηκε μια εφαρμογή λογισμικού για τη στρατηγική διοίκηση απόδοσης (strategic performance management) του εργαστηρίου με γραφική απεικόνιση και πλοήγηση στα στοιχεία των δεικτών και με τη μορφή ηλεκτρονικού πίνακα ελέγχου (management cockpit).
The role of Rho family GTPases in human cytomegalovirus infection
Authors: Τσέλιου Μελπομένη
Published: September 2021

Ο ανθρώπινος κυτταρομεγαλοϊός (HCMV) είναι ένας από τους οχτώ ανθρώπινους ερπητοϊούς με ευρεία κατανομή ανά τον κόσμο και μεγάλη κλινική σημασία. Είναι ένας β-ερπητοϊός με διπή έλικα DNA που επιτυγχάνει μακροχρόνια λανθάνουσα φάση μετά από την πρωτογενή μόλυνση. Οι Rho GTPάσες είναι σημαντικοί ρυθμιστές της ακτίνης του κυτταροσκελετού και παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της μεμβρανικής μεταφοράς και της κυυταρικής σηματοδότησης. Η ακτίνη του κυτταροσκελετού του κυττάρου ξενιστή καθώς επίσης και τα σηματοδοτικά μονοπάτια των Rho GTPασών που αυτή ρυθμίζει, εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις των κυττάρων του ανθρώπου με ιικά στοιχεία. Αυτά τα επιστημονικά δεδομένα μας παρείχαν το έναυσμα για να μελετήσουμε αυτές τις αλληλεπιδράσεις στο πλαίσιο μόλυνς ης από τον HCMV. Παρ’ όλα αυτά, υπάρχουν περιορισμένες μελέτες όσον αφορά το ρόλο των Rho GTPασών στη διάρκεια μόλυνσης από τον HCMV. Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής διερευνήθηκαν οι μηχανισμοί που διέπουν τη μόλυνση από τον ανθρώπινο κυτταρομεγαλοϊό (HCMV). Συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η δράση της RhoA GTPάσης και ο ρόλος της αποσιώπησής της στην έκβαση της μόλυνσης από τον HCMV. Επιπλέον, διερευνήθηκε η δράση των RhoA, RhoB και RhoC GTPασών και ο ρόλος της αποσιώπησής τους σε μολυσμένα από τον HCMV καρκινικά κύτταρα. Στο πρώτο σκέλος της διατριβής διερευνήθηκαν τα φαινόμενα που προκαλεί η αποσιώπηση της RhoA GTPάσης στα πρώιμα και όψιμα στάδια της μόλυνσης από τον HCMV, με σκοπό να προσδιοριστεί ο ρόλος της RhoA GTPάσης καθώς επίσης και των ρυθμιστικών της παραγόντων στην αποτελεσματική έκβαση της μόλυνσης από τον ανθρώπινο κυτταρομεγαλοϊό. Για το σκοπό αυτό μελετήσαμε το ρόλο της συγκεκριμένης GTPάσης στα πρώιμα στάδια της μόλυνσης που αρχίζουν με την πρόσληψη του ιού από το κύτταρο ξενιστή, καθώς επίσης και το ρόλο της RhoA GTPάσης στα όψιμα στάδια της μόλυνσης κατά τη διάρκεια των οποίων ο ιός εξέρχεται από το κύτταρο. Συνολικά, η αποσιώπηση της RhoA GTPάσης επιταχύνει τα διάφορα στάδια της μόλυνσης από τον HCMV μέσω της καταστολής του RhoA και ROCK1 σηματοδοτικού μονοπατιού. Ως προς το δεύτερο σκέλος της εργασίας, διερευνήθηκαν οι αλλαγές στην οργάνωση της ακτίνης του κυτταροσκελετού που προκαλούνται από τις RhoA, RhoB και RhoC GTPάσες και ρυθμίζουν την κυτταροκίνηση και τις μεταναστευτικές ιδιότητες μολυσμένων από τον HCMV καρκινικών κυττάρων. Με αυτό το τρόπο μπορέσαμε να καθορίσουμε τις ογκοτρόπες δράσεις του HCMV καθώς επίσης και τη ικανότητά του να ρυθμίζει το μικροπεριβάλλον του καρκίνου. Συλλεγοντας όλα τα δεδομένα αυτού του σκέλους της εργασίας, προτείναμε μία άμεση ή έμμεση επίδραση των Rho GTPασών στη μορφολογία, τον πολλαπλασιασμό και τη μεταναστευτική ικανότητα μολυσμένων από τον HCMV κυττάρων γλοιοβλαστώματος.
Η επίδραση μεταβολικών διαταραχών στην καρδιακή αναδιαμόρφωση σε μοντέλο πειραματικού εμφράγματος μυοκαρδίου σε επίμυες
Authors: Γιαγουρτά Ειρήνη
Published: September 2021

ΘΕΜΑ. Φαίνεται ότι οι θυρεοειδικές ορμόνες (Θ.Ο) έχουν προστατευτική δράση ενάντια στην καρδιακή και παγκρεατική βλάβη.Η παρούσα μελέτη διερεύνησε τα πιθανά αποτελέσματα της θεραπείας μεΘ.Οστην λειτουργία του μετεμφραγματικού μυοκαρδίου. Οι διαβητικοί ασθενείς έχουν χειρότερη πρόγνωση μετά από οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ. Το ΟΕΜ προκλήθηκε μετά από απολίνωση της αριστερής στεφανιαίας αρτηρίας σε επίμυες, αφού προηγουμένως είχαν λάβει αγωγή με 35 mg/kgστρεπτοζοτοσίνης,(DM-ΑΜΙ). Ηθεραπεία με Θ.Ο ξεκίνησε στις 2 εβδομάδες μετά το Μ.Ι και συνεχίστηκε για 6 εβδομάδες(DM-ΑΜΙ+ΘΟ), ενώ τα εικονικώς χειρουργημένα ζώα χρησίμευσαν ως μάρτυρες (DM-SHAM). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ. Η θεραπεία με Θ.Ο ,αύξησε την καρδιακή μάζα, βελτίωσε το στρες του τοιχώματος και άλλαξε επιτυχώς την καρδιακή γεωμετρία. Οι Θ.Ο αύξησαν σημαντικά το κλάσμα εξωθήσεως της αριστερής κοιλίας: [54.2 (6.5) για τα DM-AMI+Θ.Ο σε σύγκριση με 37 (2.0) για τα DM-AMI, p < 0.05] όπως φάνηκε στο στο υπερηχογράφημα. H θεραπεία με Θ.Ο είχε ως αποτέλεσμα σημαντική αύξηση της ινσουλίνης και μείωση των επιπέδων της γλυκόζης στον ορό. Ηαναλογία φωσφορυλιωμένης(p)-Akt προς ολική Akt και φωσφορυλιωμένου mTOR προς ολικό mTOR αυξήθηκαν 2 φορές και 2.7 αντίστοιχα, στα DM-AMI+Θ.Ο σε σύγκριση με τα DM-AMI, p < 0.05. Επιπλέον η αναλογία φωσφορυλιωμένου AMPK προς το ολικό AMPK βρέθηκε αυξημένη κατά 1.6 φορές στα DM-AMI+Θ.Ο σε σύγκριση με τα DM-AMI, p < 0.05.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ. Η θεραπεία με Θ.Ο, βελτίωσε την μηχανική λειτουργία του μετεμφραγματικού μυοκαρδίου σε επίμυες, με διαβήτη επαγόμενο με στρεπτοζοτοσίνη, αποτέλεσμα το οποίο σχετίστηκε με την ενεργοποίηση των Akt/mTOR και AMPK .
Isolation and characterization of a heavy metal- and antibiotic-tolerant novel bacterial strain from a contaminated culture plate of Chlamydomonas reinhardtii, a green micro-alga.
Authors: Mitra Mautusi , Nguyen Kevin Manoap-Anh-Khoa , Box Taylor Wayland , Berry Taylor Lynne , Fujita Megumi
Published: September 2021

Background: Chlamydomonas reinhardtii, a green micro-alga, is normally cultured in laboratories in Tris-Acetate Phosphate (TAP), a medium which contains acetate as the sole carbon source. Acetate in TAP can lead to occasional bacterial and fungal contamination. We isolated a yellow-pigmented bacterium from a Chlamydomonas TAP plate. It was named Clip185 based on the Chlamydomonas strain plate it was isolated from. In this article we present our work on the isolation, taxonomic identification and physiological and biochemical characterizations of Clip185.

Methods: We measured sensitivities of Clip185 to five antibiotics and performed standard microbiological tests to characterize it. We partially sequenced the 16S rRNA gene of Clip185. We identified the yellow pigment of Clip185 by spectrophotometric analyses. We tested tolerance of Clip185 to six heavy metals by monitoring its growth on Lysogeny Broth (LB) media plates containing 0.5 mM -10 mM concentrations of six different heavy metals.

Results: Clip185 is an aerobic, gram-positive rod, oxidase-negative, mesophilic, alpha-hemolytic bacterium. It can ferment glucose, sucrose and mannitol. It is starch hydrolysis-positive. It is very sensitive to vancomycin but resistant to penicillin and other bacterial cell membrane- and protein synthesis-disrupting antibiotics. Clip185 produces a C50 carotenoid, decaprenoxanthin, which is a powerful anti-oxidant with a commercial demand. Decaprenoxanthin production is induced in Clip185 under light. NCBI-BLAST analyses of the partial 16S rRNA gene sequence of Clip185 revealed a 99% sequence identity to that of Microbacterium binotii strain PK1-12M and Microbacterium sp. strain MDP6. Clip185 is able to tolerate toxic concentrations of six heavy metals.

Conclusions: Our results show that Clip185 belongs to the genus Microbacterium. In the future, whole genome sequencing of Clip185 will clarify if Clip185 is a new Microbacterium species or a novel strain of Microbacterium binotii, and will reveal its genes involved in antibiotic-resistance, heavy-metal tolerance and regulation of decaprenoxanthin biosynthesis.
Bullying victimization and its associated factors among adolescents in Kozhikode district, Kerala, India: a mixed-methods study
Authors: Kodapally Bhagiaswari , Mathews Elezebeth , Kodali Prakash Babu , Thankappan Kavumpurathu Raman
Published: September 2021

Background: Bullying victimization among adolescents is a serious concern as it leads to poor psycho-social adjustments in the future. Literature on bullying at schools in Kerala is limited. This study aimed to investigate the magnitude of bullying and the factors associated with it among adolescents.

Methods:  A sequential explanatory study design was used. A cross-sectional study among 764 adolescents (mean age 13.3 years, males 58.5%) selected through multistage cluster sampling was done. We used the Olweus Bully-Victim Questionnaire, Global School Health Survey, and Patient Health Questionnaire 9 for data collection. Binary logistic regression was performed to identify predictors of bullying victimization. After this, in-depth interviews were carried out among key stakeholders.

Results: About 117 (15.3%) respondents reported being bullied at least twice a month. Verbal bullying was reported by 30% (n=229), physical bullying by 23.3% (n=178), sexual bullying by 11% (n=89) and cyber-bullying by 3.3% (n=25). Adolescents aged 14 years and above (OR 2.09, 95% CI: 1.34-3.26), being male (OR 3.50, 95% CI: 1.97-5.87), the parent's response to bullying (OR 5.27, 95% CI: 2.44-11.36), the victim's reaction to being bullied (OR 8.101, CI: 4.53-14.36) and the teacher's action against the bully (OR 3.59, CI: 1.91-6.73) were major predictors of bullying. Qualitative exploration of pathways of bullying phenomena revealed the influence of parenting on a child being a victim or a bully, and a lack of competence and training among teachers to address bullying at school.

Conclusions: Bullying is highly prevalent among adolescents in schools and has short- and long-term implications. Targeted interventions for bullying prevention should focus on older adolescent boys and those who report being bullied. Anti-bullying policies at school are vital to sensitize teachers, parents, and students to bullying.
Entanglement Robustness in Trace Decreasing Quantum Dynamics
Authors: Filippov Sergey N.
Published: September 2021

Trace decreasing dynamical maps are as physical as trace preserving ones; however, they are much less studied. Here we overview how the quantum Sinkhorn theorem can be successfully applied to find a two-qubit entangled state which has the strongest robustness against local noises and losses of quantum information carriers. We solve a practically relevant problem of finding an optimal initial encoding to distribute entangled polarized qubits through communication lines with polarization dependent losses and extra depolarizing noise. The longest entanglement lifetime is shown to be attainable with a state that is not maximally entangled.Quanta 2021; 10: 15–21.
Elemental Analysis of Popular Zinc Rich Rice Varieties using ESEM and ICP-OES
Authors: Tripathy Swapan Kumar , Patra Sambit
Published: September 2021

A comparative study was carried out for elemental composition of grains of eight popular rice genotypes. The Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM) setup was used to explore type and quantity of surface elements in various layers of rice grains. The main constituents are carbon and oxygen, with elements like Al and Si being prominently found on the husk. Rice kernels serve as staple food. We found that the top surface layer of whole rice kernel is rich in carbon compared to oxygen, but oxygen content increased in the internal area of kernel (endosperm in broken kernel) in all test genotypes. Further, our ESEM results showed that the husk of grain consists of more elements than the seed part. Though most of the above rice varieties are Zn and/or Fe rich, the ESEM facility could not identify them. ICP-OES analysis revealed Nagina-22 and R-RHZ-7 as highly zinc and iron rich rice varieties respectively. The knowledge of elemental composition of husk and whole kernel may pave the way for their effective uses in biofortification programme and as such for use as food, animal feed and industrial purposes.
Changes of L-Arginine Metabolism in Rat`S Colon Mucosa Under the Conditions of COX/LOX Inhibition and Acute Stress Action
Authors: Denysenko Nataliya , Sklyarov Alexander
Published: September 2021

Introduction. L-arginine is a semi-essential amino acid and a precursor of many biologically active compounds. Polyamines and NO produced from L-arginine take part in the regulation of biochemical processes in colon mucosa. Emotional stress, nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and their combined action can change the activity of L-arginine metabolizing enzymes. The aim of this study was to investigate the single action of NSAIDs with different mechanisms of action and their combination with acute stress on L-arginine metabolism in colon mucosa of rats. Methods. Animals were divided into 8 groups: control group (1), administration of nonselective, COX-2 selective and dual COX-2/5-LOX inhibitors (groups 2-4), acute stress group (5), administration of same NSAIDs as in groups 2-4 under the conditions of acute stress (groups 6-8). The activity of iNOS, cNOS, arginase, concentration of L-arginine, nitrite and nitrate was measured in colon mucosa. Results. Nonselective COX inhibition by naproxen caused the increase in iNOS and decrease in cNOS activity in colon mucosa. Both COX-2 (celecoxib) and dual COX-2/5-LOX (2A5DHT) inhibitors enhanced cNOS and arginase acting in combination with acute stress. The concentration of L-arginine remained unchanged in most of the groups, but combination of dual COX-2/5-LOX inhibitor and acute stress raised this parameter.
Tracing the Children in Contact of Sputum Smear Negative Adults is the Need of the Hour to Achieve WHO “Stop TB Strategy”
Authors: Khan Diwan Israr , Khan Samreen , Anas M , Khan Abiha A
Published: September 2021

Tuberculosis has been a public health issue affecting a large number of population world wide. 1According to 2019 report, approximately 10 million of people fell ill by the disease around the globe. A considerable proportion of TB affected cases is constituted by paediatric patients solely. The WHO estimates that about 1 million children endure the disease each year of which a significant figure harbours the latent form of infection. Since, the accurate diagnostic test to confirm the tuberculosis in children has not been unrolled, a positive history of contact is regarded as the foremost feature for authenticating the diagnosis in children. A large proportion of children with tuberculosis lives under the same roof with sputum smear positive adults, tracing out the childhood TB cases in sputum smear negative contacts is equally important and needs to be diagnosed timely. This category of children left undiagnosed acts as a pool for further transmission of the disease from where new TB cases arise. Therefore, the early diagnosis of children of this group is the need of the hour and a challenge to “STOP TB Strategy”.
Indoor Hydroponics: A Potential Solution to Reuse Domestic Rinse Water
Authors: Sundar Prashanthini , Jyothi Krishnamoorthy , Sundar Chalini
Published: September 2021

The objective of this study was to evaluate the potential of reusing domestic rinse water in an indoor hydroponic system and compare the growth pattern of Coleus plants using tap water and rinse water. A preliminary survey evaluatedthe knowledge about, home gardening, hydroponics, water usage and utility of rinse water in urban households. The experimental setup consisted of water culture hydroponic system with peat moss media. Data were collected and analyzed from 4 sample groups: Group A (tap water), B (tap water with NPK fertilizer), C (rinse water) and D (rinse water with NPK fertilizer) in a randomized experimental design (N=20) with five replicates.The study was conducted indoors in an urban household under controlled temperature (78ºF), light and humidity (60-70%). Parameters analyzed for assessment of plants growth included height (in millimeters), number of new leaves and leaf surface area. Environmental parameters including, pH and TDS (Total Dissolved Solids in parts per million) of the hydroponic solution, and pH and moisture of soil were also recorded. Descriptive statistical analysis and independent comparisons were done with a 95% assumed significance level (p<0.05).During the 20th, 25th and 30th day, plant height in Group A was significantly (p<0.05) higher than that of Group B and plant height in Group C was significantly higher than in Groups B and D.In terms of the environmental parameters, while rinse water had an alkaline pH, the addition of NPK fertilizer (Groups B and D) resulted in significantly lower pH.Based on the present study results, domestic rinse water can be reused as a successful alternative for tap water in indoor hydroponic cultivation of plants without the need for any additional fertilizer.
Multiphase Phase-Field Approach for Virtual Melting: A Brief Review
Authors: Roy Arunabha Mohan
Published: September 2021

A short review on a thermodynamically consistent multiphase phase-field approach for virtual melting has been presented. The important outcomes of solid-solid phase transformations via intermediate melt have been discussed for HMX crystal. It is found out that two nanoscale material parameters and solid-melt barrier term in the phase-field model significantly affect the mechanism of PTs, induces nontrivial scale effects, and changes PTs behaviors at the nanoscale during virtual melting.
Synthesis, Molecular Structure, HOMO-LUMO, Chemical, Spectroscopic (UV-Vis and IR), Thermochemical Study of Ethyl 6-amino-5-cyano-2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-4H-pyran-3-carboxylate: A DFT Exploration
Authors: Adole Vishnu A. , Rajput Tejendra R. , Jagdale Bapu S.
Published: September 2021

The ethyl 6-amino-5-cyano-2-methyl-4-(4-nitrophenyl)-4H-pyran-3-carboxylate (ACNPPC) was synthesized using an environmentally friendly method and looked into in terms ofstructural, UV-visible, vibrational, and computational analysis. In the gaseous phase, calculations of the density functional theory (DFT) with B3LYP/6-311G(d,p) level were performed. Using Time-dependent density functional theory (TD-DFT) with the B3LYP/6-311G(d,p) basis set method, the HOMO and LUMO energies are calculated. For assessing electrophilic and nucleophilic reactive sites, the molecular electrostatic surface potential (MESP) and contour plot were plotted over the optimized structure. Using computed and experimental vibrational spectra, vibrational assignments were elucidated. To illustrate the charge density in the title compound, Mulliken atomic charges are disclosed. In addition, using vibrational analysis, some thermochemical functions have also been derived. Theoretical simulations have shown the best relationship with experimental results obtained with the B3LYP/6-311G(d,p) level of theory at the DFT and TD-DFT methods.
Outcomes following surgical management of femoroacetabular impingement: a systematic review and meta-analysis of different surgical techniques
Authors: Addai Daniel , Zarkos Jacqueline , Pettit Matthew , Sunil Kumar Karadi Hari , Khanduja Vikas
Published: September 2021

Outcomes following different types of surgical intervention for femoroacetabular impingement (FAI) are well reported individually but comparative data are deficient. The purpose of this study was to conduct a systematic review (SR) and meta-analysis to analyze the outcomes following surgical management of FAI by hip arthroscopy (HA), anterior mini open approach (AMO), and surgical hip dislocation (SHD). This SR was registered with PROSPERO. An electronic database search of PubMed, Medline, and EMBASE for English and German language articles over the last 20 years was carried out according to the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) guidelines. We specifically analyzed and compared changes in patient-reported outcome measures (PROMs), α-angle, rate of complications, rate of revision, and conversion to total hip arthroplasty (THA). A total of 48 articles were included for final analysis with a total of 4,384 hips in 4,094 patients. All subgroups showed a significant correction in mean α angle postoperatively with a mean change of 28.8° (95% confidence interval (CI) 21 to 36.5; p < 0.01) after AMO, 21.1° (95% CI 15.1 to 27; p < 0.01) after SHD, and 20.5° (95% CI 16.1 to 24.8; p < 0.01) after HA. The AMO group showed a significantly higher increase in PROMs (3.7; 95% CI 3.2 to 4.2; p < 0.01) versus arthroscopy (2.5; 95% CI 2.3 to 2.8; p < 0.01) and SHD (2.4; 95% CI 1.5 to 3.3; p < 0.01). However, the rate of complications following AMO was significantly higher than HA and SHD. All three surgical approaches offered significant improvements in PROMs and radiological correction of cam deformities. All three groups showed similar rates of revision procedures but SHD had the highest rate of conversion to a THA. Revision rates were similar for all three revision procedures.
Narrar la precariedad: Crisis del sujeto y subversión del orden dominante en Yo, precario (2013), de Javier López Menacho
Authors: Moyano Arellano Claudio
Published: September 2021

El presente artículo analiza la novela de Javier López Menacho, Yo precario (2013) como una de las novelas de la precariedad más relevantes. En primer lugar, se relaciona esta novela con la teoría de Guy Standing sobre el surgimiento de una nueva clase social, el precariado. En segundo lugar, se ilustra cómo el protagonista de la novela es un sujeto en crisis por diversos motivos: la alienación respecto a su trabajo, la dificultad de establecer lazos solidarios con sus compañeros y una relación enfermiza con el espacio y tiempo de su práctica laboral. Por último, se defiende cómo la novela plantea una vía de resistencia y subversión a través del humor, la ironía y la metaliteratura.
Label-free skin penetration analysis using time-resolved, phase-modulated stimulated Raman scattering microscopy
Authors: Ito Terumasa , Iguchi Risa , Matsuoka Fumiaki , Nishi Yoji , Ogihara Tsuyoshi , Misawa Kazuhiko
Published: September 2021

Skin penetration analysis of topically applied drugs or active compounds is essential in biomedical applications. Stimulated Raman scattering (SRS) microscopy is a promising label-free skin penetration analysis tool. However, conventional SRS microcopy suffers from limited signal contrast owing to strong background signals, which prevents its use in low-concentration drug imaging. Here, we present a skin penetration analysis method of topical agents using recently developed phase-modulated SRS (PM-SRS) microscopy. PM-SRS uses phase modulation and time-resolved signal detection to suppress both nonlinear background signals and Raman background signals from a tissue. A proof-of-concept experiment with a topically applied skin moisturizing agent (ectoine) in an in vitro skin tissue model revealed that PM-SRS with 1.7-ps probe delay yields a signal contrast 40 times higher than that of conventional amplitude-modulated SRS (AM-SRS). Skin penetration measurement of a topical therapeutic drug (loxoprofen sodium) showed that the mean drug concentration at the tissue surface layer after 240 min was 47.3 ± 4.8 mM. The proposed PM-SRS microscopy can be employed to monitor the spatial and temporal pharmacokinetics of small molecules in the millimolar concentration regime.
Statistical analysis of corneal OCT speckle: a non-parametric approach
Authors: Niemczyk Marcela , Iskander D. Robert
Published: September 2021

In biomedical optics, it is often of interest to statistically model the amplitude of the speckle using some distributional approximations with their parameters acting as biomarkers. In this paper, a paradigm shift is being advocated in which non-parametric approaches are used. Specifically, a range of distances, evaluated in different domains, between an empirical non-parametric distribution of the normalized speckle amplitude sample and the benchmark Rayleigh distribution, is considered. Using OCT images from phantoms, two ex-vivo experiments with porcine corneas and an in-vivo experiment with human corneas, an evidence is provided that the non-parametric approach, despite its simplicity, could lead to equivalent or better results than the parametric approaches with distributional approximations. Concluding, in practice, the non-parametric approach should be considered as the first choice to speckle modeling before a particular distributional approximation is utilized.
Photothermal induced bistability in the spontaneous decay rate of an emitter near a hybrid VO2–Au nanoshell
Authors: Daliran Neda , Hatef Ali , Hassanzadeh Abdollah
Published: September 2021

We theoretically investigate the bistable spontaneous emission behavior of a single emitter in the vicinity of a hybrid

V
O

2

–Au nanoshell. The hybrid nanoshell is illuminated by a continuous wave pump laser. The incident beam generates heat through light absorption and causes the

V
O

2

to undergo a phase change from semiconductor to metallic mode. Our calculation shows that for certain values, over a range of incident laser intensity [

0.25
(

G
W

/

m

2

)
<

I

<

0.84

(

G
W

/

m

2

)], at the resonance wavelength of the

V
O

2

(semiconductor)–Au nanoshell (

λ
=
630

n
m

), there is a reasonable bistable contrast for the two spontaneous emission rate values: the radiative and nonradiative decay rates. Our results provide important general guidelines for enabling platforms for optical switching sources and tunable sensors.
U-grooved dual-channel plasmonic sensor for simultaneous multi-analyte
detection
Authors: Islam Abrar , Haider Firoz , Ahmmed Aoni Rifat , Hossen Moqbull , Begum Firoza , Ahmed Rajib
Published: September 2021

A photonic crystal fiber (PCF)-based surface plasmon resonance (SPR) sensor is proposed for real-time multi-analyte detection. Semicircular U-shaped slots are excavated inside the PCF to facilitate the excitation of surface plasmon polaritons by reducing the distance between the core and external analyte channels. The evanescent field is controlled via engineered scaled-down air holes. A plasmonic metal layer (gold) is deposited over the U-curved microchannel to enhance the surface plasmons. This asymmetric PCF SPR structure enables superior birefringence controllability, which results in a dominant

y

-polarized response in comparison to the

x

-polarized mode. The light-guiding and sensor performance parameters are numerically analyzed using the full vector finite element method. The proposed sensor can detect a wide refractive index (RI) range from 1.33 to 1.43. It demonstrates the maximum wavelength sensitivities of 2000 nm/RIU and 12,800 nm/RIU with sensor resolutions of

5

×

1

0

−
5

R
I
U

and

7.813

×

1

0

−
6

R
I
U

for channels 1 and 2, respectively. The sensor also exhibits a maximum amplitude sensitivity of

1119

R
I
U

−
1

with a high figure of merit of

474

R
I
U

−
1

. The simultaneous dual-analyte detection capability and highly sensitive response with a broad detection range make the proposed sensor distinct and will pave the way for miniaturized medical diagnostics and sensing applications.
Enhancing robustness of ghost imaging against environment noise via cross-correlation in time domain
Authors: Li Dong , Yang Ding , Sun Shuai , Li Yue-Gang , Jiang Liang , Lin Hui-Zu , Liu Wei-Tao
Published: September 2021

Research towards practical applications of ghost imaging attracts more and more attention in recent years. Signal-to-noise ratio (SNR) of bucket results thus quality of images can be greatly affected by environmental noise, such as strong background light. We introduce temporal cross-correlation into typical ghost imaging to improve SNR of bucket value, taking temporal profile of illumination pulses as a prior information. Experimental results at sunny noontime verified our method, with the imaging quality greatly improved for the object at a distance of 1.3km. We also show the possibility of 3-dimensional imaging, experimentally.
Structure and shock properties of amorphous silica predicted by a metal-organic framework force field
Authors: Wang Hu , Zhao Jiaoling , Wang Bin , Qi Hongji , Shao Jianda
Published: September 2021

The laser damage induced by nano-absorbing centers generally results in a local high temperature and pressure environment, leading to denser phases and complex hydrodynamic processes. Here we parameterize the metal-organic framework force field to overcome the notorious unphysical agglomeration at small atomic distance in a Buckingham term. The structure and shock properties of amorphous silica are predicted well by the parameterized force field. By avoiding the Ewald summation of long-range coulomb interaction, the periodic boundary condition is not in such demand that the computational efficiency is greatly improved. The parameterized force field implicates a prospect for the atomic investigation of laser-induced hydrodynamic processes around the free surface or interface.
Robust organic functional materials by thermally doping with metal oxide
Authors: Wei Bin , Fan Yuxuan , Sun Ahui , Liu Kangping , Li Shuzhe , Lan Weixia , Liao Yingjie , Lin Yang , Wong Wai-Yeung
Published: September 2021

We have investigated the failure mechanism of organic functional materials and organic light-emitting diodes (OLEDs) by annealing at high temperatures. We found that N,N'-bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine (NPB) doped molybdenum oxide and 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene doped cesium carbonate can enhance the thermal stability significantly. The former composite film reveals the ions of NPB, as observed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the formation of which shows that NPB receives the electron that Mo loses. Meanwhile, it is stable for the binding energy of the element in the latter composite film from the XPS image. Through the research of carrier-only cells, the observation indicates that the thermal stability of the doped cell is better than that of the undoped cell at high temperatures. The current efficiency of the doped device is only reduced by 12% after annealing at 80℃; meanwhile the lifetime reaching 208 h is the longest among that of the devices. Simultaneously, the undoped device represents a larger decline even of about 30% with the lifetime reaching just 40 h. We assumed that the enhanced heat-resisting properties of organic materials by inorganic doping might be attributed to the decrease of energy barrier and the reduction of the interface charge accumulation phenomenon caused by high temperature. Inorganic doping paves an alternative way to substitute for synthesizing expensive functional materials with high glass transition temperature.
Manifestations of loss in terahertz polymer composites
Authors: Bergen Mark H. , Mitchell Michael E. , Mellors Emily M. , Holzman Jonathan F.
Published: September 2021

This work analyzes (and looks to control) the manifestations of loss in polymer composites in the THz spectrum due to material crystallinity, material charge carrier densities, and suboptimal fabrication. Polymer composites are fabricated from a variety of materials and their losses are characterized using THz time-domain spectroscopy. It is found that reduced crystallinity, large free carrier densities, and suboptimal fabrication can lead to significant losses. Nonetheless, such losses can be mitigated with appropriate selection of the inclusion and host materials and careful processing of the resulting composite.
Neural network gradient-index mapping
Authors: Ohno Hiroshi , Usui Takashi
Published: September 2021

A universal method to design gradient-index (GRIN) optical elements is proposed here for a given desired light ray bundle. Fermat’s principle can be transformed into a spatial parametric ray equation where a spatial Cartesian coordinate is used as a parameter of the equation. The ray equation can thus be written in a time-independent form, which ensures that a refractive index distribution is in principle obtainable from a spatial light ray distribution. Based on the ray equation, an iterative GRIN mapping method using the neural network (NN) is then constructed to map a refractive index distribution that enables light rays to trace corresponding desired paths. Maxwell’s fisheye lens is used to demonstrate how well the GRIN mapping method works. The refractive index distribution is shown to be well reconstructed from only knowledge of the light ray paths.
ASCENT (Automated Simulations to Characterize Electrical Nerve Thresholds): A pipeline for sample-specific computational modeling of electrical stimulation of peripheral nerves
Authors: Musselman Eric D. , Cariello Jake E. , Grill Warren M. , Pelot Nicole A.
Published: September 2021

Electrical stimulation and block of peripheral nerves hold great promise for treatment of a range of disease and disorders, but promising results from preclinical studies often fail to translate to successful clinical therapies. Differences in neural anatomy across species require different electrodes and stimulation parameters to achieve equivalent nerve responses, and accounting for the consequences of these factors is difficult. We describe the implementation, validation, and application of a standardized, modular, and scalable computational modeling pipeline for biophysical simulations of electrical activation and block of nerve fibers within peripheral nerves. The ASCENT (Automated Simulations to Characterize Electrical Nerve Thresholds) pipeline provides a suite of built-in capabilities for user control over the entire workflow, including libraries for parts to assemble electrodes, electrical properties of biological materials, previously published fiber models, and common stimulation waveforms. We validated the accuracy of ASCENT calculations, verified usability in beta release, and provide several compelling examples of ASCENT-implemented models. ASCENT will enable the reproducibility of simulation data, and it will be used as a component of integrated simulations with other models (e.g., organ system models), to interpret experimental results, and to design experimental and clinical interventions for the advancement of peripheral nerve stimulation therapies.
A Bayesian model based computational analysis of the relationship between bisulfite accessible single-stranded DNA in chromatin and somatic hypermutation of immunoglobulin genes
Authors: Yu Guojun , Wu Yingru , Duan Zhi , Tang Catherine , Xing Haipeng , Scharff Matthew D. , MacCarthy Thomas
Published: September 2021

The B cells in our body generate protective antibodies by introducing somatic hypermutations (SHM) into the variable region of immunoglobulin genes (IgVs). The mutations are generated by activation induced deaminase (AID) that converts cytosine to uracil in single stranded DNA (ssDNA) generated during transcription. Attempts have been made to correlate SHM with ssDNA using bisulfite to chemically convert cytosines that are accessible in the intact chromatin of mutating B cells. These studies have been complicated by using different definitions of “bisulfite accessible regions” (BARs). Recently, deep-sequencing has provided much larger datasets of such regions but computational methods are needed to enable this analysis. Here we leveraged the deep-sequencing approach with unique molecular identifiers and developed a novel Hidden Markov Model based Bayesian Segmentation algorithm to characterize the ssDNA regions in the IGHV4-34 gene of the human Ramos B cell line. Combining hierarchical clustering and our new Bayesian model, we identified recurrent BARs in certain subregions of both top and bottom strands of this gene. Using this new system, the average size of BARs is about 15 bp. We also identified potential G-quadruplex DNA structures in this gene and found that the BARs co-locate with G-quadruplex structures in the opposite strand. Using various correlation analyses, there is not a direct site-to-site relationship between the bisulfite accessible ssDNA and all sites of SHM but most of the highly AID mutated sites are within 15 bp of a BAR. In summary, we developed a novel platform to study single stranded DNA in chromatin at a base pair resolution that reveals potential relationships among BARs, SHM and G-quadruplexes. This platform could be applied to genome wide studies in the future.