An optimal sensor placement method for SHM based on Bayesian experimental design and polynomial chaos expansion

We present an optimal sensor placement methodology for structural health monitoring (SHM) purposes, relying on a Bayesian experimental design approach. The unknown structural properties, e.g. the residual strength and stiffness, are inferred from data collected through a network of sensors, whose architecture, i.e., type and position may largely affect the accuracy of the monitoring system. In tackling this issue, an optimal network configuration is herein sought by maximizing the expected information gain between prior and posterior probability distributions of the parameters to be estimated. Since the objective function linked to the network topology cannot be analytically computed, a numerical approximation is provided by means of a Monte Carlo analysis, wherein each realization is obtained via finite element modeling. Since the computational burden linked to this procedure often grows infeasible, a Polynomial Chaos Expansion (PCE) approach is adopted for accelerating the computation of the forward problem. The analysis expands over joint samples covering both structural state and design variables, i.e., sensor locations. Via increase of the number of deployed sensors in the network, the optimization procedure soon turns computationally costly due to the curse of dimensionality. To this end, a stochastic optimization method is adopted for accelerating the convergence of the optimization process and thereby the damage detection capability of the SHM system. The proposed method is applied to thin flexible structures, and the resulting optimal sensor configuration is shown. The effects of the number of training samples, the polynomial degree of the approximation expansion and the optimization settings are also discussed

Hybrid reduced-order modeling and particle-Kalman filtering for the health monitoring of flexible structures

MEMS-based, surface-mounted structural health monitoring systems were recently proposed to locate possible damage events in lightweight composite structures. To track the structural dynamics induced by the external actions and identify in real-time the inception of drifts from the virgin, or undamaged state, recursive Bayesian filters are here adopted. As the main drawback of any on-line identification method might be linked to the excessive computational costs, two solutions are jointly enforced: an order-reduction of the numerical model used to track the structural behavior, through the proper orthogonal decomposition in its snapshot-based version; an improved particle filtering strategy, which features an extended Kalman updating of each evolving particle before the resampling stage. While the former method alone can reduce the number of effective degrees-of-freedom of the structure to a few only (depending on the excitation), the latter allows to track the evolution of damage and also locate it thanks to an intricate formulation. To assess the proposed procedure, the case of a thin plate subject to bending is investigated; it is shown that, when the procedure is fed by measurements gathered by a network of inertial MEMS sensors appropriately deployed over the plate, damage is efficiently and accurately estimated and located

Mixed Brain Pathologies in Dementia: The BrainNet Europe Consortium Experience

Background: Dementia results from heterogeneous diseases of the brain. Mixed disease forms are increasingly recognized. Methods: We performed a survey within brain banks of BrainNet Europe to estimate the proportion of mixed disease forms underlying dementia and age- and gender-specific influences. Results: Data collected in 9 centres from 3,303 individuals were analysed. The proportion of patients with mixed diagnoses among all cases with Alzheimer disease (AD), vascular pathology (VP), argyrophilic grain dementia (AGD), and synucleinopathies, such as Lewy body dementia (LBD), Parkinson disease (PD) and synuclein pathology only in the amygdala, was 53.3%. Mixed pathology was more frequently reported with LBD, PD, AGD, and VP than with AD. The percentage of mixed diagnoses for AGD and VP significantly differed between centres. In patients younger than 75 years, synucleinopathies, and pure forms of AD, VP, and AGD were more frequent in men. Above 75 years of age, more women had pure AD and pure AGD. Conclusions: The most obvious neuropathological alteration should not terminate the diagnostic procedure since copathology is likely to be found. Neuropathological interpretation of AGD and VP has not been sufficiently established in a consensus. Pure forms of synucleinopathies are unlikely sole substrates for dementia. Copyright (C) 2008 S. Karger AG, Base

Identification of recurrent genetic patterns from targeted sequencing panels with advanced data science: a case-study on sporadic and genetic neurodegenerative diseases

open8noThis work is funded by the University of Bologna, the IRCCS Institute of Neurological sciences of Bologna, and by the European Grants H2020 GenoMed4All [AM1] (Grant N. 101017549) and H2020 MSCA-ITN IMforFUTURE (Grant N. 721815).Background Targeted Next Generation Sequencing is a common and powerful approach used in both clinical and research settings. However, at present, a large fraction of the acquired genetic information is not used since pathogenicity cannot be assessed for most variants. Further complicating this scenario is the increasingly frequent description of a poli/oligogenic pattern of inheritance showing the contribution of multiple variants in increasing disease risk. We present an approach in which the entire genetic information provided by target sequencing is transformed into binary data on which we performed statistical, machine learning, and network analyses to extract all valuable information from the entire genetic profile. To test this approach and unbiasedly explore the presence of recurrent genetic patterns, we studied a cohort of 112 patients affected either by genetic Creutzfeldt–Jakob (CJD) disease caused by two mutations in the PRNP gene (p.E200K and p.V210I) with different penetrance or by sporadic Alzheimer disease (sAD). Results Unsupervised methods can identify functionally relevant sources of variation in the data, like haplogroups and polymorphisms that do not follow Hardy–Weinberg equilibrium, such as the NOTCH3 rs11670823 (c.3837 + 21 T > A). Supervised classifiers can recognize clinical phenotypes with high accuracy based on the mutational profile of patients. In addition, we found a similar alteration of allele frequencies compared the European population in sporadic patients and in V210I-CJD, a poorly penetrant PRNP mutation, and sAD, suggesting shared oligogenic patterns in different types of dementia. Pathway enrichment and protein–protein interaction network revealed different altered pathways between the two PRNP mutations. Conclusions We propose this workflow as a possible approach to gain deeper insights into the genetic information derived from target sequencing, to identify recurrent genetic patterns and improve the understanding of complex diseases. This work could also represent a possible starting point of a predictive tool for personalized medicine and advanced diagnostic applications.openTarozzi, M.; Bartoletti-Stella, A.; Dall’Olio, D.; Matteuzzi, T.; Baiardi, S.; Parchi, P.; Castellani, G.; Capellari, S.Tarozzi, M.; Bartoletti-Stella, A.; Dall’Olio, D.; Matteuzzi, T.; Baiardi, S.; Parchi, P.; Castellani, G.; Capellari, S

Terneza, grasa intramuscular y de cobertura en carne de novillos faenados en Corrientes (Argentina)

La terneza de la carne es el atributo más apreciado por los consumidores, encontrándose condicionada por muchos factores. El objetivo de este trabajo fue generar información sobre terneza objetiva post maduración de la carne bovina y determinar valores de grasa intramuscular y de cobertura en animales de diferentes biotipos y edades faenados en Corrientes. El trabajo se realizó en un frigorífico tipo A y en la Facultad de Ciencias Veterinarias de la UNNE. Se evaluó el músculo longisimus dorsi de novillos tipo Brangus y Braford, de 4, 6 y 8 dientes. Se registró el peso individual de res caliente, así como la conformación y terminación. Las muestras divididas en dos fueron maduradas durante 7 y 14 días envasadas al vacío. La terneza se evaluó por la cizalla de Warner-Bratzler, la grasa total por el método de Soxhlet y la grasa de cobertura con un escalímetro. Se utilizó el análisis de la covarianza a tres vías incluyendo el peso de la res como covariable. El periodo de maduración afectó la terneza. Se registraron diferencias estadísticas entre tratamientos a los 14 días, no así a los 7 días. Durante este periodo, la diferencia de peso lograda se atribuyó al número de dientes y la covariable. El espesor de grasa dorsal se vio afectado por el número de dientes al igual que en la grasa intramuscular, donde además afectó la covariable. La maduración al vacío mejoró la terneza de la carne, siendo este efecto manifiesto en individuos más jóvenes, incrementándose la grasa de cobertura con la edad, no así la grasa intramuscular. La carne producto de animales faenados en la Provincia de Corrientes debe ser considerada de buena calidad, ya que según características de terneza y porcentajes de grasa intramuscular y de cobertura encontradas, responde a las más altas exigencias del mercado

Calidad de carcasas y cortes de cuatro biotipos de novillos en Corrientes, Argentina

Con la finalidad de determinar caracteres previos a la faena, de faena y cortes comerciales de novillos de dos años de edad se evaluaron los biotipos: 3/8 y 5/8 Cebú x Hereford (3/8 y 5/8 CxH), Hereford (TH) y Cebú (TC). En un diseño completamente aleatorizado, durante tres años consecutivos se seleccionaron diez novillos de cada biotipo, mantenidos sobre pastizal natural y pasturas cultivadas con suplementación estratégica, sacrificando los animales en frigoríficos tipo A. Previo al embarque, fueron pesados y evaluada la condición corporal (escala norteamericana 1–9). Luego del sacrificio se procedió a la clasificación y tipificación por conformación y grado de engrasamiento (ex–Junta Nacional de Carnes), obteniéndose pesos y rendimientos de faena. Luego de 24 h de maduración las medias reses izquierdas fueron cuarteadas y desosadas. Se obtuvieron pesos y rendimientos de cortes comerciales clasificados en categorías. No se encontraron diferencias significativas en peso vivo, condición corporal y peso de la res caliente en los novillos cruza, pero sí en rendimiento de faena. Entre los biotipos TH y TC se hallaron diferencias significativas para peso vivo, peso de res caliente y rendimiento de faena y éstos con respecto a los novillos 3/8 y 5/8 CxH, arrojaron diferencias significativas para condición corporal entre los biotipos puros y sus cruzas. La categoría novillito fue la más frecuente para todos los biotipos, existiendo diferencias en conformación, grado de engrasamiento y peso de cortes de primera, donde los novillos 3/8 CxH mostraron similar calidad de res y cantidad de kg de cortes que los TC siendo diferente en dichos parámetros los biotipos 5/8 CxH y TH. De acuerdo a los resultados obtenidos los cuatro biotipos constituyen alternativas válidas para obtener carcasas bovinas y cortes comerciales destinados al mercado consumidor adaptables a la región nordeste argentino.

Calidad de carne de novillos 3/8 Braford producidos en Chaco, Argentina

El objetivo del trabajo fue determinar caracteres de calidad de carne en novillos Braford 3/8 producidos en la Provincia de Chaco, Argentina, aplicando tecnología de empaque a fin de evaluar el efecto de la maduración sobre dicho producto. Se evaluaron novillos Braford 3/8 de 2, 4 y 6 dientes, terminados sobre pasturas cultivadas con suplementación estratégica. Se analizaron 4 periodos de maduración: 0, 7, 14 y 21 días en muestras del músculo Longisimus dorsi envasadas al vacío. El color se evaluó por el sistema CIELab, terneza por la cizalla de Warner Braztler, capacidad de retención de agua por porcentajes de pérdidas por cocción y se realizó el análisis proximal para determinar humedad, proteína, grasa y cenizas de las muestras. Para el procesamiento estadístico de los valores de color, retención de agua y terneza, se utilizó el análisis de la variancia en un diseño experimental completamente aleatorizado. Las medias fueron comparadas posteriormente por el test de Duncan. Los datos obtenidos del análisis proximal se analizaron mediante estadística descriptiva. No se registraron diferencias en la luminosidad, índice de rojo e índice de amarillo de la carne para ninguno de los diferentes períodos de maduración (p>0,05). La terneza a los 7 días de maduración fue significativamente inferior que a los 0, 14 y 21 días (p<0,05), al igual que las pérdidas por cocción (p><0,0001). Los análisis químicos revelaron una carne con mediana humedad (72±1,19%), alto tenor proteico (23,08±0,61%) y moderada cantidad de grasa intramuscular (3,27±0,63%), caracteres que se adaptan a los requerimientos actuales del mercado consumidor. Palabras clave: novillo, carne, calidad, maduración, color, retención de agua, terneza. Abstract Rébak, G.I.; Ynsaurralde, A.E.; Capellari, A.; Prester, N.; Vázquez, L.: Meat quality of 3/8 Braford steers bred in Chaco, Argentina. Rev. vet. 23: 2, 95-99, 2012. The aim of this study was to determine meat quality traits in 3/8 Braford steers bred in Chaco, Argentina, using packaging technology to assess the effect of maturation on the product. Braford 3/8 bulls of 2, 4 and 6 teeth finished on cultivated pastures with strategic supplementation, were eval><0,05), al igual que las pérdidas por cocción (p<0,0001). Los análisis químicos revelaron una carne con mediana humedad (72±1,19%), alto tenor proteico (23,08±0,61%) y moderada cantidad de grasa intramuscular (3,27±0,63%), caracteres que se adaptan a los requerimientos actuales del mercado consumidor

Chromatic Pupillometry Findings in Alzheimer’s Disease

Intrinsically photosensitive melanopsin retinal ganglion cells (mRGCs) are crucial for non-image forming functions of the eye, including the photoentrainment of circadian rhythms and the regulation of the pupillary light reflex (PLR). Chromatic pupillometry, using light stimuli at different wavelengths, makes possible the isolation of the contribution of rods, cones, and mRGCs to the PLR. In particular, post-illumination pupil response (PIPR) is the most reliable pupil metric of mRGC function. We have previously described, in post-mortem investigations of AD retinas, a loss of mRGCs, and in the remaining mRGCs, we demonstrated extensive morphological abnormalities. We noted dendrite varicosities, patchy distribution of melanopsin, and reduced dendrite arborization. In this study, we evaluated, with chromatic pupillometry, the PLR in a cohort of mild-moderate AD patients compared to controls. AD and controls also underwent an extensive ophthalmological evaluation. In our AD cohort, PIPR did not significantly differ from controls, even though we observed a higher variability in the AD group and 5/26 showed PIPR values outside the 2 SD from the control mean values. Moreover, we found a significant difference between AD and controls in terms of rod-mediated transient PLR amplitude. These results suggest that in the early stage of AD there are PLR abnormalities that may reflect a pathology affecting mRGC dendrites before involving the mRGC cell body. Further studies, including AD cases with more severe and longer disease duration, are needed to further explore this hypothesis

Caracteres pre-faena de novillos tipos Braford y Brangus del nordeste argentino

El objetivo del trabajo fue evaluar la influencia del tipo de alimentación (pastizal natural vs pastura cultivada) y de la edad aproximada (establecida por el número de dientes definitivos) en la producción de dos tipos de novillos (Braford y Brangus), a través de variables evaluadas en animales en pie previamente a la faena, en cuatro zonas del nordeste argentino. En base a las características del suelo, clima, vegetación y actividad productiva, los establecimientos seleccionados para la investigación correspondieron a varias “zonas agroeconómicas homogé- neas” (ZAH). Se incluyeron establecimientos de la Provincia de Corrientes (departamentos de General Paz en la ZAH I y de Santo Tomé en la ZAH III), de Formosa (Departamento Patiño en la ZAH 8) y de Chaco (Departamento Independencia en la ZAH 2). Al finalizar el engorde se evaluaron los resultados obtenidos sobre 176 novillos de ciclo largo a través de parámetros como peso final individual medido por balanza, condición corporal (CC: escala 1-9), área de ojo de bife (AOB) y espesor de grasa dorsal (EGD) por la técnica de ultrasonido. El análisis de la varianza incluyó los efectos tipo, alimentación y “boqueo” (2, 4, 6 y 8 dientes definitivos), estableciéndose un riesgo alfa del 5%. Las diferencias de los pesos de faena no fueron significativas entre los tipos y sistemas de alimentación. Los novillos del tipo Brangus finalizaron el engorde con una condición corporal más alta y los tipo Braford con un área de ojo de bife y un espesor de grasa dorsal superiores, en ambos casos estadísticamente significativas en los novillos de 2 a 4 años de edad criados sobre pastura cultivada

Co-occurrence of amyotrophic lateral sclerosis and Leber's hereditary optic neuropathy: is mitochondrial dysfunction a modifier?

N