Ascertaining when a basin is Wada: the merging method

Trying to imagine three regions separated by a unique boundary seems a difficult task. However, this is exactly what happens in many dynamical systems showing Wada basins. Here, we present a new perspective on the Wada property: A Wada boundary is the only one that remains unaltered under the action of merging the basins. This observation allows to develop a new method to test the Wada property, which is much faster than the previous ones. Furthermore, another major advantage of the merging method is that a detailed knowledge of the dynamical system is not required

The saddle-straddle method to test for Wada basins

First conceived as a topological construction, Wada basins abound in dynamical systems. Basins of attraction showing the Wada property possess the particular feature that any small perturbation of an initial condition lying on the boundary can lead the system to any of its possible outcomes. The saddle-straddle method, described here, is a new method to identify the Wada property in a dynamical system based on the computation of its chaotic saddle in the fractalized phase space. It consists of finding the chaotic saddle embedded in the boundary between the basin of one attractor and the remaining basins of attraction by using the saddle-straddle algorithm. The simple observation that the chaotic saddle is the same for all the combinations of basins is sufficient to prove that the boundary has the Wada property

Validierung der lateralisierenden Aktivierung von Wada-Test Paradigmen mittels funktioneller transkranieller Dopplersonographie

Im Rahmen der prächirurgischen Diagnostik von Patienten mit fokalen therapieresistenten Epilepsien ist die Kenntnis der Lokalisation und Lateralität des eloquenten Kortex von großer Bedeutung. Bis heute stellt der invasive Wada Test zur Beurteilung der Sprach- und Gedächtnislokalisation den Goldstandard in der prächirurgischen Epilepsiediagnostik dar. Mit der non-invasiven funktionellen transkraniellen Dopplersonographie (fTCD) kann man ereigniskorreliert die relative Blutflussgeschwindigkeitsveränderungen (CBFV) arterieller Gefäße des Gehirns erfassen und im Seitenvergleich untersuchen, ob Hirnfunktionen lateralisiert sind. Die fTCD ist also geeignet, hemisphärische Dominanz kognitiver Funktionen zu bestimmen. Die hemisphärische Lateralisierung für Sprache mittels fTCD ist bisher am besten untersucht und zahlreiche Studien zeigen eine gute Korrelation mit Ergebnissen des Wada Tests und der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT). FTCD kann den Wada Test zur Lateralisierung von Sprache in vielen Fällen in der prächirurgischen Diagnostik ersetzen. Es wurde bis jetzt jedoch kaum untersucht, ob fTCD auch zur Lateralisierung non-verbaler Gedächtnisfunktionen eingesetzt werden kann und inwieweit eine hemisphärenspezifische Aktivierung durch die Wada Test-Paradigmen erfolgt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, zu klären, ob die Wada Test-Paradigmen zu einer lateralisierten Aktivierung führen, welche mit der fTCD-Untersuchung nachweisbar ist. Außerdem wurde geprüft, ob man fTCD zur Lateralisierung von verbalem und non-verbalem Gedächtnis einsetzen kann. In dieser Studie sind an 40 gesunden Probanden vier verschiedene Wada-Paradigmen mittels fTCD untersucht worden. Dabei wurde kontinuierlich die CBFV der beiden Arteriae cerebri mediae gemessen und anschließend auf hemisphärische Dominanz getestet. Zur Lateralisierung des non-verbalen Gedächtnisses wurden die Untertests „Gesichter encodieren“ und „Gesichter Recall“ durchgeführt. Mit Hilfe der Untertests „Wörter encodieren“ und „Wörter Recall“ wurde die Lateralisierung des verbalen Gedächtnisses geprüft. Um diese Ergebnisse zu validieren, wurde die Sprachlateralität mit dem bereits etablierten und sowohl mit dem Wada Test als auch mit der fMRT korrelierten Wortgenerierungsparadigma untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung dienten als stabiles äußeres Vergleichskriterium. Die vorliegende Studie konnte bei der Untersuchung des Wortgenerierungsparadigmas eine signifikante linksseitige Hemisphärendominanz bestätigen. Von 40 Probanden wurde bei 37 (92,5%) ein relativer Anstieg der CBFV der linken Arteria cerebri media gemessen. Bei der Untersuchung zur Lokalisation des non-verbalen Gedächtnisses zeigte sich keine signifikante Hemisphärendominanz, jedoch eine signifikant geringere Aktivierung der linken Hemisphäre im Vergleich zum Wortgenerierungstest, so dass eine eher bihemisphärische Repräsentation non-verbaler Gedächtnisinhalte angenommen werden muss. Die Überprüfung der Lokalisation des verbalen Gedächtnisses ergab bei 27 der 40 Probanden (67,5 %) eine linkshemisphärische, bei zweien eine rechtshemisphärische (5 %) Dominanz und bei 11 Teilnehmern (27,5 %) keine lateralisierende Aktivierung. Im Rahmen dieser Untersuchung kann zusammenfassend festgestellt werden, dass die im Wada Test verwandten Paradigmen „Wörter encodieren“ und „Wörter Recall“ eine linkshemisphärische Aktivierung induzieren, wohingegen die Paradigmen „Gesichter encodieren“ und „Gesichter Recall“ am ehesten bihemisphärisch repräsentiert sind. Diese Ergebnisse decken sich mit bisherigen in der Literatur beschriebenen Untersuchungen, in denen ein stabiles rechtshemisphärisch aktivierendes Paradigma in fTCD Studien bisher noch nicht gefunden wurde. Mit dieser Studie konnte keine eindeutig lateralisierende Aktivierung der nicht-sprachlichen Wada Test-Paradigmen festgestellt werden. Aufgrund dieser Ergebnisse sollte eine Optimierung der im Wada Test verwandten Paradigmen in Erwägung gezogen werden. FTCD könnte hierbei als Screening-Methode dienen, ein geeignetes Paradigma zu finden

Evaluating the Contributions of State of the Art Assessment Techniques to Predicting Memory Outcome after Unilateral Anterior Temporal Lobectomy

Purpose:Although anterior temporal lobectomy (ATL) is an effective treatment for many patients with medically refractory temporal lobe epilepsy (TLE), one risk associated with this procedure is postsurgical decline in memory. A substantial number of past studies examined factors that predict memory decline after surgery, but few have investigated multiple predictors simultaneously or considered measures that are currently in use. Methods: This study compared the relative contributions made by presurgical neuropsychological test scores, MRI-based hippocampal volumetric analysis, and Wada test results to predicting memory outcome after ATL in a group of 87 patients. Results: Logistic regression analyses indicated that noninvasive procedures (neuropsychological testing and MRI) made significant contributions to improving the prediction of memory outcome in this sample. The results from the Wada procedure did not significantly improve prediction once these other factors were considered. The only exception was in predicting memory for visual information after a delay, in which Wada results improved prediction accuracy from 78% to 81%. Conclusions: Current neuropsychological tests and MRI volumetric measures predict changes in verbal and visual memory after ATL. The relatively small change in correct classification rates when Wada memory scores are considered calls into question the benefits of using Wada test results to predict memory outcome when the results of noninvasive procedures are available

The spirit of sport: the case for criminalisation of doping in the UK

This article examines public perceptions of doping in sport, critically evaluates the effectiveness of current anti-doping sanctions and proposes the criminalisation of doping in sport in the UK as part of a growing global movement towards such criminalisation at national level. Criminalising doping is advanced on two main grounds: as a stigmatic deterrent and as a form of retributive punishment enforced through the criminal justice system. The ‘spirit of sport’ defined by the World Anti-Doping Agency (WADA) as being based on the values of ethics, health and fair-play is identified as being undermined by the ineffectiveness of existing anti-doping policy in the current climate of doping revelations, and is assessed as relevant to public perceptions and the future of sport as a whole. The harm-reductionist approach permitting the use of certain performance enhancing drugs (PEDs) is considered as an alternative to anti-doping, taking into account athlete psychology, the problems encountered in containing doping in sport through anti-doping measures and the effect of these difficulties on the ‘spirit of sport’. This approach is dismissed in favour of criminalising doping in sport based on the offence of fraud. It will be argued that the criminalisation of doping could act as a greater deterrent than existing sanctions imposed by International Federations, and, when used in conjunction with those sanctions, will raise the overall ‘price’ of doping. The revelations of corruption within the existing system of self-governance within sport have contributed to a disbelieving public and it will be argued that the criminalisation of doping in sport could assist in satisfying the public that justice is being done and in turn achieve greater belief in the truth of athletic performances

A False Start in the Race Against Doping in Sport: Concerns With Cycling’s Biological Passport

Professional cycling has suffered from a number of doping scandals. The sport’s governing bodies have responded by implementing an aggressive new antidoping program known as the biological passport. Cycling’s biological passport marks a departure from traditional antidoping efforts, which have focused on directly detecting prohibited substances in a cyclist’s system. Instead, the biological passport tracks biological variables in a cyclist’s blood and urine over time, monitoring for fluctuations that are thought to indirectly reveal the effects of doping. Although this method of indirect detection is promising, it also raises serious legal and scientific concerns. Since its introduction, the cycling community has debated the reliability of indirect biological-passport evidence and the clarity, consistency, and transparency of its use in proving doping violations. Such uncertainty undermines the legitimacy of finding cyclists guilty of doping based on this indirect evidence alone. Antidoping authorities should address these important concerns before continuing to pursue doping sanctions against cyclists solely on the basis of their biological passports

Effect of passengers' active head tilt and opening/closure of eyes on motion sickness in lateral acceleration environment of cars

This study examined the effect of passengers' active head-tilt and eyes-open/closed conditions on the severity of motion sickness in the lateral acceleration environment of cars. In the centrifugal head-tilt condition, participants intentionally tilted their heads towards the centrifugal force, whereas in the centripetal head-tilt condition, the participants tilted their heads against the centrifugal acceleration. The eyes-open and eyes-closed cases were investigated for each head-tilt condition. In the experimental runs, the sickness rating in the centripetal head-tilt condition was significantly lower than that in the centrifugal head-tilt condition. Moreover, the sickness rating in the eyes-open condition was significantly lower than that in the eyes-closed condition. The results suggest that an active head-tilt motion against the centrifugal acceleration reduces the severity of motion sickness both in the eyes-open and eyes-closed conditions. They also demonstrate that the eyes-open condition significantly reduces the motion sickness even when the head-tilt strategy is used