Electrical modeling of nerve net growth and energy-efficient information processing in Caenorhabditis elegans\textit {Caenorhabditis elegans} and Hydra vulgaris\textit {Hydra vulgaris}

Künstliche neuronale Netzwerke sind ein essenzieller Teil des aktuellen technischen Fortschritts, bedingen aber einen sehr hohen Energieverbrauch. Biologische Nervennetze dagegen verbrauchen nur einen Bruchteil dieser Energie und sind zudem äußerst flexibel. Ziel dieser Arbeit ist es, solch echte Nervennetze im Hinblick auf die Energieeffizienz neuronaler Kommunikation und Wachstumsprinzipien zu untersuchen und diese Erkenntnisse auf den Entwurf von elektrischen Schaltungen für künstliche Intelligenz zu übertragen. Am Beispiel der beiden Modellorganismen $\textit {Caenorhabditis elegans}$ und $\textit {Hydra vulgaris}$ zeigt sich, dass eine höhere Energieeffizienz insbesondere durch die Realisierung verschiedener Signalpfade neben den klassischen Synapsen möglich ist. Für die Umsetzung solcher Signalpfade eignen sich insbesondere Memristoren. Flexiblere Schaltungslösungen sind durch Nachbildung von chemisch gesteuerten Wachstums- und Abbauprozessen möglich. Dafür bieten sich speziell Memsensoren an.Artificial neural networks majorly contribute to current technological progress but also consume a huge amount of energy. In contrast, biological nerve nets only consume a small fraction of this energy and are moreover very adaptable. The aim of this thesis is to investigate such real nervous systems regarding growth processes and energy-efficient information processing, and to transfer these findings to the design of electrical circuits for artificial intelligence. The example of the model organisms $\textit {Caenorhabditis elegans}$ and $\textit {Hydra vulgaris}$ shows that higher energy efficiency can especially be obtained by implementing different kind of signal paths besides classical synapses. This can be achieved by using memristors. More adaptable circuit solutions are possible when mimicking chemically controlled growth and pruning processes. Important circuit element for this are specifically memsensors

Interdependenzprobleme im kooperativen Föderalismus

Die Dissertation untersucht Verwaltungsverflechtungen über die Ebenen Bund, Länder und Kommunen hinweg. Verglichen werden die polizeiliche Sicherheitsverwaltung und die Verwaltungsdigitalisierung. Untersucht werden Ähnlichkeiten bei den Schnittstellenproblemen sowie den Ursachen und vergleichbare Lösungsmuster. Ein Ergebnis ist, dass in beiden Bereichen analoge Schnittstellenprobleme vorliegen, die organisatorische, technische, rechtliche und personelle Gründe haben. Lösungen könnten mehr gemeinsame Plattformen, klarere Steuerungsstrukturen und rechtliche Anpassungen sein. Die Dissertation leistet einen Beitrag zur Identifizierung von Mehrebenen-Problemen zwischen interdependenten Verwaltungen in Zeiten wachsender Herausforderungen und zeigt Handlungsoptionen auf

Effect of grain boundary atomic structure on shear coupled grain boundary motion in copper using atomistic simulation

In dieser Arbeit analysieren wir die schergekoppelte Bewegung von Korngrenzen-Complexions mithilfe von Molekulardynamik-Simulationen. Dabei betrachten wir die atomare Struktur der Korngrenzen und ihren Einfluss auf die Aktivierung von Disconnections sowie die resultierende Grenzflächenbewegung. Die thermodynamische Stabilität von Complexions in asymmetrischen Korngrenzen mit unterschiedlichen Fehlneigungswinkeln wird durch die Analyse der zugehörigen Disconnections untersucht. Wir beobachten transitionsartige Veränderungen der Korngrenzen-Complexions sowohl in symmetrischen als auch asymmetrischen Grenzflächen, abhängig von der anfänglichen atomaren Anordnung. Diese strukturellen Eigenschaften beeinflussen direkt die Grenzflächenbewegung. Unsere Ergebnisse tragen zu einem vertieften Verständnis bei, wie atomare Motive und lokale Strukturen an Korngrenzen die Mechanismen der Korngrenzenbewegung steuern und wie unterschiedliche Complexions zu verschiedenen Bewegungsmodi führen können

Einfluss der intraoperativen Schonung der Gefäß-Nerven-Bündel bei der radikalen Zystoprostatektomie auf die Frühkontinenz nach Anlage einer Ileum-Neoblase

Ziel der Studie war die Untersuchung des Einflusses intraoperativer Nervschonung sowie eines multimodalen Therapiekonzepts während der fachurologischen Anschlussheilbehandlung (AHB) auf die Frühkontinenz nach radikaler Zystoprostatektomie mit Ileum-Neoblase. Anhand objektiver Daten eines Patientenkollektivs von 283 Männern wurde die Entwicklung der Kontinenz zu Beginn und Ende der AHB bewertet. Es zeigte sich eine signifikante Verbesserung der Frühkontinenz im Verlauf der dreiwöchigen AHB. Eine multivariate Regressionsanalyse identifizierte die intraoperative Nervschonung sowie ein jüngeres Alter als positive Einflussfaktoren, während ein hoher BMI und Diabetes mellitus mit einem ungünstigeren Verlauf assoziiert waren. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung eines strukturierten, interdisziplinären Rehabilitationskonzepts

Correlation of bipolar voltage-mapping and CT detected myocardial scar areas in patients with ventricular tachycardias

Der aktuelle cut off für Narbendefinition im endokardialen bipolaren Voltag-Map (EBVM) liegt bei < 0,5 mV. CT mit myokardialer Wandausdünnung (CTMA) identifiziert auch myokardialen Narben. Ein multipolarer Katheter hat Auswirkungen auf die Definition von Narbenzonen. Bei Patienten mit Myokardinfarkt und anhaltenden VTs wurden verschiedene EBVM- Cut-Offs untersucht und in Bezug auf die identifizierte Narbenfläche mit verschiedenen MA-Schichten korreliert. Der aktuelle Cut-Off für die EBVM-Narbendefinition < 0,5 mV zeigte die beste Korrelation mit den 3 mm MA-Schicht; ein Cut off < 0,2 mV mit 2 mm MA-Schicht (p< 0.04) bzw. ein Cut-off < 1 mV mit den 5 mm MA-Schicht(p=0.003). Die aktuell Grenzwerte für die EBVM-Narbendefinition unterschätzt die Narbenfläche dokumentiert in CT. Für die Identifizierung der echten Narbenverteilung einen höheren Cut-off ist nötig

„Abnehmspritzen“ auf Kosten der Krankenkasse?

Obwohl Übergewicht in Österreich durch alle Altersschichten hindurch ansteigt, wird "bloßes" Übergewicht grundsätzlich nicht als Krankheit im Sinne des Sozialversicherungsrecht anerkannt (wobei der sozialversicherungsrechtliche und der medizinische Krankheitsbegriff nicht vollständig deckungsgleich sind). Daher fehlt hier von vorneherein die Rechtsgrundlage für eine Übernahme der Kosten für "Abnehmspritzen" durch die Sozialversicherung. Anders sieht es bei Adipositas aus: Hier ist die medizinische und sozialversicherungsrechtliche Krankheitsqualität als solche wohl gegeben, was aber nicht bedeutet, dass deswegen uneingeschränkt "Abnehmspritzen" auf Sozialversicherungskosten verschrieben werden können. Dies ist nur in bestimmten Fällen möglich, wobei hier insb. das komplexe österreichische Arzneimittelerstattungsrecht eine zentrale Rolle spielt. Dieser Blogbeitrag stellt diese "mehrschichtige" Rechtslage dar

Biological correlates of environmental risk and support

Körper und Geist sind eng verwoben, und soziale Umwelten – sowohl risikobehaftete als auch unterstützende – können langfristige Spuren hinterlassen. Besonders aversive Erfahrungen in der Kindheit (ACE) stellen einen transdiagnostischen Risikofaktor dar. Gleichzeitig wachsen unsere Möglichkeiten, im therapeutischen Kontext gesundheitsfördernde Umgebungen zu schaffen. Die vorgestellte Arbeit trägt eine biologische und insbesondere molekulare Perspektive zur Untersuchung von (a) ACE- und stressassoziierten und (b) PTBS-Therapie-assoziierten Korrelaten bei. Analysen von DNA-Methylierung, Gen- und Proteinexpression in Monozyten mittels Einzel- und Multi-Omics-Ansätzen lieferten folgende Erkenntnisse: • Stress- und Therapieeffekte werden auf der Ebene der Genexpression sichtbar • ACE-Signaturen variieren je nach molekularer Ebene • Mitochondrien erscheinen als sensitiv gegenüber ACE • Multi-Omics-Analysen sind vielversprechend, aber nicht zwingend aussagekräftiger als Einzel-Omics-Analyse

Untersuchungen zum CD200/C200R-Immuncheckpoint im malignen Melanom

$\bf Einleitung:$ Unser Ziel war es, CD200/CD200R und verwandte Parameter in bösartigen sowie gutartigen melanozytären Läsionen zu untersuchen und immunhistochemische Proteinexpressionsprofile von Immuntherapie-behandelten Patienten mit klinischen Parametern zu korrelieren. $\bf Methode:$ Wir analysierten die Expression von CD200, CD200R, CD8 und CD11b in primären kutanen Melanomen (CM) von 34 Patienten mit fortgeschrittener Erkrankung und verglichen diese mit Nävi und kutanen CM-Metastasen. $\bf Ergebnis:$ Die Expression von CD200 korrelierte nicht mit der Ansprechrate (ORR), progressionsfreiem Überleben (PFS) oder CM-spezifischem Überleben (CMSS). Eine niedrigere CD200R-Expression war ein Prädiktor für ein ungünstiges PFS und CMSS. $\bf Diskussion:$ Die CD200R-Expression bei CM hat eine prognostische Aussagekraft bzgl. ORR, Krankheitsprogresses sowie CMSS

Time-resolved local loss analysis of single-blade and two-blade pump flow

Pumpen zur Förderung feststoffbeladener Fluide besitzen oft Laufräder mit ein oder zwei Schaufeln, was zu schlechter Strömungsführung, Rückströmungen und Ablösungen führt. In dieser Arbeit werden instationäre, dreidimensionale Simulationen der Strömung in Ein- und Zweischaufelpumpen mit einem skalenadaptiven Turbulenzmodell durchgeführt. Vergleiche mit einem statistischen Turbulenzmodell zeigen nur geringe Unterschiede bei der Vorhersage stationärer und instationärer Charakteristiken. Eine Methode zur zeitaufgelösten Entropie-Verlustanalyse zeigt deutliche Unterschiede der Verlustmechanismen zwischen beiden Pumpentypen. Die Verluste verlaufen 2$\pi$- und $\pi$-periodisch, bedingt durch die Laufrad-Spiral-Interaktion. Die Einschaufelpumpe zeigt größere Verlustregionen und Fluktuationen, die Zweischaufelpumpe geringere Verluste und Fluktuationen. Die zeitaufgelöste lokale Verlustanalyse ist entscheidend um Effizienzpotenziale aufzudecken; die Methode ist auf andere Strömungen anwendbar

Die unsicheren Kanäle

Über die Verknüpfung von mathematisch-informatischen Methoden und Erkenntnissen mit einer stark durch die Queer Theory beeinflussten kulturwissenschaftlichen Medienwissenschaft untersucht die Arbeit, wie (IT-)Sicherheit in unserer digital vernetzten Lebenswelt organisiert ist und wie sie es sein könnte: Zeitgenössische IT-Sicherheit operiert in einer Überbietungslogik zwischen Sicherheitsvorkehrungen und Angriffsszenarien. Diese paranoid strukturierte Form negativer Sicherheit wird vom Ursprung der IT-Sicherheit in der modernen Kryptografie über Computerviren und -würmer, Ransomware und Backdoors bis hin zum AIDS-Diskurs der 1980er Jahre nachgezeichnet. Doch Sicherheit in und mit digital vernetzten Medien lässt sich auch anders denken: Die Dissertation schlägt die Verwendung eines reparativen, queeren Sicherheitsbegriffs vor, dessen Praktiken zwar nicht auf der Ebene des Technischen angesiedelt sind, aber dennoch nicht ohne ein genaues Wissen desselben auskommen