Tactile perception - Perception of tactile distance changes with body site: a neural network modelling study.

La distorsione della percezione della distanza tra due stimoli puntuali applicati sulla superfice della pelle di diverse regioni corporee è conosciuta come Illusione di Weber. Questa illusione è stata osservata, e verificata, in molti esperimenti in cui ai soggetti era chiesto di giudicare la distanza tra due stimoli applicati sulla superficie della pelle di differenti parti corporee. Da tali esperimenti si è dedotto che una stessa distanza tra gli stimoli è giudicata differentemente per diverse regioni corporee. Il concetto secondo cui la distanza sulla pelle è spesso percepita in maniera alterata è ampiamente condiviso, ma i meccanismi neurali che manovrano questa illusione sono, allo stesso tempo, ancora ampiamente sconosciuti. In particolare, non è ancora chiaro come sia interpretata la distanza tra due stimoli puntuali simultanei, e quali aree celebrali siano coinvolte in questa elaborazione. L’illusione di Weber può essere spiegata, in parte, considerando la differenza in termini di densità meccano-recettoriale delle differenti regioni corporee, e l’immagine distorta del nostro corpo che risiede nella Corteccia Primaria Somato-Sensoriale (homunculus). Tuttavia, questi meccanismi sembrano non sufficienti a spiegare il fenomeno osservato: infatti, secondo i risultati derivanti da 100 anni di sperimentazioni, le distorsioni effettive nel giudizio delle distanze sono molto più piccole rispetto alle distorsioni che la Corteccia Primaria suggerisce. In altre parole, l’illusione osservata negli esperimenti tattili è molto più piccola rispetto all’effetto prodotto dalla differente densità recettoriale che affligge le diverse parti del corpo, o dall’estensione corticale. Ciò, ha portato a ipotizzare che la percezione della distanza tattile richieda la presenza di un’ulteriore area celebrale, e di ulteriori meccanismi che operino allo scopo di ridimensionare – almeno parzialmente – le informazioni derivanti dalla corteccia primaria, in modo da mantenere una certa costanza nella percezione della distanza tattile lungo la superfice corporea. E’ stata così proposta la presenza di una sorta di “processo di ridimensionamento”, chiamato “Rescaling Process” che opera per ridurre questa illusione verso una percezione più verosimile. Il verificarsi di questo processo è sostenuto da molti ricercatori in ambito neuro scientifico; in particolare, dal Dr. Matthew Longo, neuro scienziato del Department of Psychological Sciences (Birkbeck University of London), le cui ricerche sulla percezione della distanza tattile e sulla rappresentazione corporea sembrano confermare questa ipotesi. Tuttavia, i meccanismi neurali, e i circuiti che stanno alla base di questo potenziale “Rescaling Process” sono ancora ampiamente sconosciuti. Lo scopo di questa tesi è stato quello di chiarire la possibile organizzazione della rete, e i meccanismi neurali che scatenano l’illusione di Weber e il “Rescaling Process”, usando un modello di rete neurale. La maggior parte del lavoro è stata svolta nel Dipartimento di Scienze Psicologiche della Birkbeck University of London, sotto la supervisione del Dott. M. Longo, il quale ha contribuito principalmente all’interpretazione dei risultati del modello, dando suggerimenti sull’elaborazione dei risultati in modo da ottenere un’informazione più chiara; inoltre egli ha fornito utili direttive per la validazione dei risultati durante l’implementazione di test statistici. Per replicare l’illusione di Weber ed il “Rescaling Proess”, la rete neurale è stata organizzata con due strati principali di neuroni corrispondenti a due differenti aree funzionali corticali: • Primo strato di neuroni (il quale dà il via ad una prima elaborazione degli stimoli esterni): questo strato può essere pensato come parte della Corteccia Primaria Somato-Sensoriale affetta da Magnificazione Corticale (homunculus). • Secondo strato di neuroni (successiva elaborazione delle informazioni provenienti dal primo strato): questo strato può rappresentare un’Area Corticale più elevata coinvolta nell’implementazione del “Rescaling Process”. Le reti neurali sono state costruite includendo connessioni sinaptiche all’interno di ogni strato (Sinapsi Laterali), e connessioni sinaptiche tra i due strati neurali (Sinapsi Feed-Forward), assumendo inoltre che l’attività di ogni neurone dipenda dal suo input attraverso una relazione sigmoidale statica, cosi come da una dinamica del primo ordine. In particolare, usando la struttura appena descritta, sono state implementate due differenti reti neurali, per due differenti regioni corporee (per esempio, Mano e Braccio), caratterizzate da differente risoluzione tattile e differente Magnificazione Corticale, in modo da replicare l’Illusione di Weber ed il “Rescaling Process”. Questi modelli possono aiutare a comprendere il meccanismo dell’illusione di Weber e dare così una possibile spiegazione al “Rescaling Process”. Inoltre, le reti neurali implementate forniscono un valido contributo per la comprensione della strategia adottata dal cervello nell’interpretazione della distanza sulla superficie della pelle. Oltre allo scopo di comprensione, tali modelli potrebbero essere impiegati altresì per formulare predizioni che potranno poi essere verificate in seguito, in vivo, su soggetti reali attraverso esperimenti di percezione tattile. E’ importante sottolineare che i modelli implementati sono da considerarsi prettamente come modelli funzionali e non intendono replicare dettagli fisiologici ed anatomici. I principali risultati ottenuti tramite questi modelli sono la riproduzione del fenomeno della “Weber’s Illusion” per due differenti regioni corporee, Mano e Braccio, come riportato nei tanti articoli riguardanti le illusioni tattili (per esempio “The perception of distance and location for dual tactile pressures” di Barry G. Green). L’illusione di Weber è stata registrata attraverso l’output delle reti neurali, e poi rappresentata graficamente, cercando di spiegare le ragioni di tali risultati

Prime esperienze del Laboratorio di Rilievo Archeologico: la Fortezza di Acquaviva Picena (AP) e il castrum romano di Burnum (Drniš, Croazia)

I risultati delle prime campagne di indagini nella Fortezza di Acquaviva Picena (AP) e nel castrum romano di Burnum, Croazi

Predictive Machine Learning Models and Survival Analysis for COVID-19 Prognosis Based on Hematochemical Parameters

The coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic has affected hundreds of millions of individuals and caused millions of deaths worldwide. Predicting the clinical course of the disease is of pivotal importance to manage patients. Several studies have found hematochemical alterations in COVID-19 patients, such as inflammatory markers. We retrospectively analyzed the anamnestic data and laboratory parameters of 303 patients diagnosed with COVID-19 who were admitted to the Polyclinic Hospital of Bari during the first phase of the COVID-19 global pandemic. After the pre-processing phase, we performed a survival analysis with Kaplan–Meier curves and Cox Regression, with the aim to discover the most unfavorable predictors. The target outcomes were mortality or admission to the intensive care unit (ICU). Different machine learning models were also compared to realize a robust classifier relying on a low number of strongly significant factors to estimate the risk of death or admission to ICU. From the survival analysis, it emerged that the most significant laboratory parameters for both outcomes was C-reactive protein min; HR=17.963 (95% CI 6.548–49.277, p < 0.001) for death, HR=1.789 (95% CI 1.000–3.200, p = 0.050) for admission to ICU. The second most important parameter was Erythrocytes max; HR=1.765 (95% CI 1.141–2.729, p < 0.05) for death, HR=1.481 (95% CI 0.895–2.452, p = 0.127) for admission to ICU. The best model for predicting the risk of death was the decision tree, which resulted in ROC-AUC of 89.66%, whereas the best model for predicting the admission to ICU was support vector machine, which had ROC-AUC of 95.07%. The hematochemical predictors identified in this study can be utilized as a strong prognostic signature to characterize the severity of the disease in COVID-19 patients

Where Brain, Body and World Collide

The production cross section of electrons from semileptonic decays of beauty hadrons was measured at mid-rapidity (|y| < 0.8) in the transverse momentum range 1 < pt < 8 Gev/c with the ALICE experiment at the CERN LHC in pp collisions at a center of mass energy sqrt{s} = 7 TeV using an integrated luminosity of 2.2 nb^{-1}. Electrons from beauty hadron decays were selected based on the displacement of the decay vertex from the collision vertex. A perturbative QCD calculation agrees with the measurement within uncertainties. The data were extrapolated to the full phase space to determine the total cross section for the production of beauty quark-antiquark pairs

Charge correlations using the balance function in Pb?Pb collisions at ?sNN = 2.76 TeV

In high-energy heavy-ion collisions, the correlations between the emitted particles can be used as a probe to gain insight into the charge creation mechanisms. In this article, we report the first results of such studies using the electric charge balance function in the relative pseudorapidity \Delta\eta and azimuthal angle \Delta\phi in Pb-Pb collisions at sqrt{s_{NN}} = 2.76 TeV with the ALICE detector at the Large Hadron Collider. The width of the balance function decreases with growing centrality (i.e. for more central collisions) in both projections. This centrality dependence is not reproduced by HIJING, while AMPT, a model which incorporates strings and parton rescattering, exhibits qualitative agreement with the measured correlations in \Delta\phi but fails to describe the correlations in \Delta\eta. A thermal blast wave model incorporating local charge conservation and tuned to describe the p_T spectra and v_2 measurements reported by ALICE, is used to fit the centrality dependence of the width of the balance function and to extract the average separation of balancing charges at freeze-out. The comparison of our results with measurements at lower energies reveals an ordering with sqrt{s_{NN}}: the balance functions become narrower with increasing energy for all centralities. This is consistent with the effect of larger radial flow at the LHC energies but also with the late stage creation scenario of balancing charges. However, the relative decrease of the balance function widths in \Delta\eta and \Delta\phi with centrality from the highest SPS to the LHC energy exhibits only small differences. This observation cannot be interpreted solely within the framework where the majority of the charge is produced at a later stage in the evolution of the heavy-ion collision