Biology helps you to win a game

We present a game of interacting agents which mimics the complex dynamics found in many natural and social systems. These agents modify their strategies periodically, depending on their performances using genetic crossover mechanisms, inspired by biology. We study the performances of the agents under different conditions, and how they adapt themselves. In addition the dynamics of the game is investigated.Comment: 4 pages including 6 figures. Uses REVTeX4. Submitted for Conference Proceedings of the "Unconventional Applications of Statistical Physics", Kolkat

Shadow education and its implications for Finland

Abstract. Shadow education is a term that describes private supplementary education, a significant global education phenomenon best known for examples found in East-Asian societies. This unofficial parallel education also exists in Finland but is rarely discussed despite the potential effects it has for society and education. After taking a course on shadow education during an exchange period, I wanted to understand it from a Finnish perspective. I lean on a classical framework of three defining features to understand shadow education: it is supplemental education outside of mainstream education, functions as a market, and is focused on academic subjects. Shadow education is a challenging subject of research because of its often unregulated, unmonitored status and fast pace of development, but in the recent decades research has filled in many data gaps. However, Finnish literature on the topic is sparse and mostly limited to university entrance preparatory courses, despite the existence of other services also for lower school levels. In this descriptive, narrative literature review, I employ global and Finnish literature on shadow education and its influencers such as neoliberalism. The literature is gathered mainly by online database keyword searches. Based on the themes emerging from the review, the work is divided into chapters as follows: introduction and definition of shadow education, background factors influencing its spread, and effects and implications of shadow education. Additionally, the theme of shadow education in relation to Finland is carried throughout the work. From a global perspective, shadow education’s spread to Finland has been unusually delayed. The literature analyzed here predicts an expansion of ever-changing forms of shadow education, which in Finland may threaten the pillars of the free, egalitarian education system. Educational privatization shifts educational governance and responsibility away from the democratic state. The growing presence of shadow education and private sector in the field of education have consequences that ought to be addressed in research and policymaking. Although limited in scope, this thesis aims to contribute to raising awareness of this form of educational privatization.Varjokoulutus ja sen merkitykset Suomelle. Tiivistelmä. Varjokoulutus-termi kuvaa yksityistä lisäopetusta, globaalisti merkittävää koulutuksen ilmiötä, jonka tunnetuimmat esimerkit ovat Itä-Aasiasta. Tätä epävirallista rinnakkaiskoulutusta on myös Suomessa, mutta se jää usein käsittelemättä huolimatta sen mahdollisista vaikutuksista yhteiskuntaan ja koulutukseen. Käytyäni vaihto-opiskelun aikana kurssin varjokoulutuksesta halusin ymmärtää sitä suomalaisesta näkökulmasta. Nojaan klassiseen viitekehykseen, jossa varjokoulusta määritellään kolmella piirteellä: se on valtavirtakoulutuksen ulkopuolella tapahtuvaa täydentävää koulutusta, se toimii markkinana, ja painopiste on akateemiset aineet. Varjokoulutusta on haastava tutkia, koska se on usein sääntelemätöntä ja valvomatonta ja kehittyy nopeasti, mutta viime vuosikymmenten tutkimus on täyttänyt monia aukkoja tiedoissa. Suomalainen kirjallisuus aiheesta on kuitenkin vähäistä ja rajoittuu lähinnä yliopistojen pääsykoevalmennukseen, vaikka palveluita on muitakin, myös alemmille kouluasteille. Tässä kuvailevassa, narratiivisessa kirjallisuuskatsauksessa hyödynnän kansainvälistä ja suomalaista kirjallisuutta varjokoulutuksesta ja sen taustavaikuttajista, kuten neoliberalismista. Kirjallisuus on kerätty pääosin verkkotietokantojen asiasanahaulla. Katsauksesta nousseiden teemojen perusteella olen jakanut työn seuraaviin päälukuihin: varjokoulutuksen esittely ja määrittely, sen leviämiseen vaikuttavat taustatekijät, ja sen seuraukset ja merkitykset. Lisäksi varjokoulutuksen suhde Suomeen on työn läpi kulkeva teema. Kansainvälisesti katsottuna varjokoulus on levinnyt Suomeen poikkeuksellisen viiveellä. Analysoimani kirjallisuus ennakoi varjokoulutuksen alati muuttuvien muotojen laajenemista, mikä Suomessa voi uhata ilmaisen, tasa-arvoisen koulujärjestelmän peruspilareita. Koulutuksen yksityistäminen siirtää vastuuta ja hallintoa pois demokraattiselta valtiolta. Varjokoulutuksen ja yksityisen sektorin kasvavalla läsnäololla koulutuksen kentällä on seurauksia, joita tulisi käsitellä tutkimuksessa ja päätöksenteossa. Vaikka tämä tutkielma on laajuudeltaan rajattu, sen tavoite on osaltaan lisätä tietoisuutta tästä koulutuksen yksityistämisen muodosta

Community detection in complex networks using Extremal Optimization

We propose a novel method to find the community structure in complex networks based on an extremal optimization of the value of modularity. The method outperforms the optimal modularity found by the existing algorithms in the literature. We present the results of the algorithm for computer simulated and real networks and compare them with other approaches. The efficiency and accuracy of the method make it feasible to be used for the accurate identification of community structure in large complex networks.Comment: 4 pages, 4 figure

Applied Critical Leadership: Centering Racial Justice and Decolonization in Professional Associations

With a history steeped in exclusion, segregation, political unrest, and glacial-paced progress, it is no surprise that higher education professionals continue to experience and illuminate issues, such as racism, colonization, and identity-based harm, particularly under the divisiveness of today’s presidential administration. Knowing this, leaders within higher education must prepare to meet these realities. To prepare students for navigating these challenges, educators often rely on the direction, guidance, and thought leadership produced via professional associations. As such, those involved in professional associations play a critical role in determining the priorities of the field. Given the tumultuous national climate, these priorities, now more than ever, must reflect the needs of Native First-Peoples and people of color. By invoking an applied critical leadership framework, the authors seek to explore what critical association leadership looks like through a discussion of their involvement with ACPA’s Strategic Imperative for Racial Justice and Decolonization

Algebraic Methods in the Congested Clique

In this work, we use algebraic methods for studying distance computation and subgraph detection tasks in the congested clique model. Specifically, we adapt parallel matrix multiplication implementations to the congested clique, obtaining an $O(n^{1-2/\omega})$ round matrix multiplication algorithm, where $\omega < 2.3728639$ is the exponent of matrix multiplication. In conjunction with known techniques from centralised algorithmics, this gives significant improvements over previous best upper bounds in the congested clique model. The highlight results include: -- triangle and 4-cycle counting in $O(n^{0.158})$ rounds, improving upon the $O(n^{1/3})$ triangle detection algorithm of Dolev et al. [DISC 2012], -- a $(1 + o(1))$-approximation of all-pairs shortest paths in $O(n^{0.158})$ rounds, improving upon the $\tilde{O} (n^{1/2})$-round $(2 + o(1))$-approximation algorithm of Nanongkai [STOC 2014], and -- computing the girth in $O(n^{0.158})$ rounds, which is the first non-trivial solution in this model. In addition, we present a novel constant-round combinatorial algorithm for detecting 4-cycles.Comment: This is work is a merger of arxiv:1412.2109 and arxiv:1412.266

Opiskelijoiden määritelmiä erityisopetuksesta

Tiivistelmä. Tämän laadullisen Pro gradu -tutkimuksen tavoitteena on tutkia, mitä ja keitä varten erityisopetus on kasvatustieteen tiedekunnan opiskelijoiden määrittelemänä. Teoreettisessa viitekehyksessä tarkastelen erilaisuuksien rakentumista normaalin, poikkeavan ja erityisen määritelmien kautta, toiseuden kokemuksia, erityisopetuksen historiaa käytännön ja terminologian muuttumisen kautta sekä erityisopetuksen nykytilaa ja uutta perusopetuslakia. Empiirisen osan aineisto kerättiin avoimella kyselyllä Oulun yliopistossa luennolla syksyllä 2017. Kyselyyn vastasi 150 opiskelijaa, ja vastauksista 48 on satunnaisotannalla käytetty tässä tutkimuksessa. Aineiston analyysimenetelmänä on käytetty aineistolähtöistä ja teorialähtöistä sisällönanalyysiä. Tutkimuksen tulosten mukaan erityisopetus on yksilöllistä opetusta, tasa-arvon tavoittelua, opetuksen eriytyneisyyttä, kolmiportaista tukea ja ”normaalista” eroavaa opetusta. Erityisopetus on kaikkia oppilaita varten tai tiettyjä oppilaita varten. Kyselyyn vastanneiden opiskelijoiden mukaan erityisopetus on tärkeä asia. Tulosten mukaan yleis- ja erityisopetuksen välille tehdään edelleen selvä ero huolimatta inklusiivisten käytäntöjen kasvusta ja uuden perusopetuslain mukanaan tuomasta kolmiportaisen tuen mallista. Poikkeavan ja erityisen oppilaan määritelmiä ylläpidettiin ja tuotettiin tekemällä ero ”normaalin” opetuksen ja erityisopetuksen välille sekä nimeämällä diagnoosien avulla ne, ketkä tarvitsevat erityisopetusta

Downin oireyhtymä ja tukiviittomat kielenkehityksen tukena varhaiskasvatuksessa

Tiivistelmä. Kandidaatin tutkielmani tavoitteena on selvittää, miten tukiviittomat tukevat lapsen kielenkehitystä varhaiskasvatuksessa. Tutkielma on rajattu koskemaan lapsia, joilla on Downin oireyhtymä. Varhaiskasvatuksella tarkoitetaan päiväkodissa tapahtuvaa tavoitteellista toimintaa, johon sisältyy hoito, opetus ja kasvatus. Tutkielmassa tutkitaan varhaiskasvatusikäisen lapsen, jolla on Downin oireyhtymä, kielenkehitystä. Varhaiskasvatusikäisillä lapsilla tarkoitetaan alle kouluikäisiä lapsia. Tutkielma toteutetaan kirjallisuuskatsauksena ja aineistoa on kerätty laajasti eri tieteenaloilta, kuten logopedian, varhaiskasvatuksen, erityiskasvatuksen ja lääketieteen alojen julkaisuista. Tutkielma toteutetaan narratiivisena kirjallisuuskatsauksena, jossa vastausta tutkimuskysymykseen etsitään jo olemassa olevasta tutkimuskirjallisuudesta ja tieteellisistä artikkeleista. Kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena on luoda kattava yleiskuva tutkittavasta aiheesta, jossa tavoitteena on kuvata tutkittava aihe mahdollisimman laajasti. Tarvittaessa kirjallisuuskatsauksessa voidaan myös eritellä tutkittavan aiheen ilmiöitä sekä huomioida mahdolliset epäkohdat. Narratiivisen kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena on tiivistää laaja aihekokonaisuus helppolukuiseksi ja tiiviiksi kokonaisuudeksi. Narratiivinen kirjallisuuskatsaus nähdään kirjallisuuskatsauksen eri muodoista kevyimpänä ja se auttaa ajantasaistamaan tutkimustietoa. Tutkielmassa esitellään puhetta tukevia ja korvaavia kommunikointimenetelmiä (AAC-menetelmät), joista tarkemmin syvennytään tukiviittomiin. Tukiviittomat ovat viittomakielen viittomia ja niitä käytetään aina rinnakkain puheen kanssa, viittoen vain lauseen ymmärtämisen kannalta tärkein sana. Tukiviittomia käytetään erityisesti lasten, joilla on kielenkehityksen häiriöitä sekä lasten, joilla on autismikirjon häiriöitä tai Downin oireyhtymä. Tukiviittomien merkitystä tarkastellaan spesifisti lapsen, jolla on Downin oireyhtymä, kielen kehittymisen kannalta. Useat tutkimukset osoittavat tukiviittomien käyttämisen myönteisen vaikutuksen puheenkehitykseen. Erityisesti niiden lasten, joilla on Downin oireyhtymä, puheyritykset lisääntyivät tukiviittomien käyttöönoton myötä. Tukiviittoman mallihenkilö hidastaa puhetta viittoessa, jolloin myös puheen ymmärtäminen helpottuu. Kommunikoinnin helpottumisen myötä myös sosiaaliset paineet, stressi, turhautumisen ja aggressiivisuuden tunteet väistyvät ja lapselle avautuu yhdenvertainen dialogi keskustelukumppanin kanssa. Tukiviittomat ovat usein avun tuoma keino lapsille, joilla on Downin oireyhtymä. Downin oireyhtymässä havaitaan lievää tai keskivaikeaa kehitysvammaa. Tyypillisiä puheeseen vaikuttavia piirteitä ovat muun muassa suun ja nielun tavallista pienempi koko ja kielen velttous, jotka vaikuttavat artikulaatioon ja puheeseen. Lapsilla, joilla on Downin oireyhtymä, on havaittu enemmän haasteita puheen tuottamisessa ja sen lisäksi 60 prosentilla heistä todetaan lapsuusiässä kuulovamma, joka lievänäkin vaikeuttaa kielellistä kommunikaatiota

Differential abundance analyses of human microbiota in Parkinson’s disease

Parkinson's disease is the second most common neurodegenerative disease in the world, and in spite of decades of research, the cause of the non-familial form of the disease is not known. There are currently no medications to slow down the progression of the disease nor good biomarkers for early diagnosis, even though the earliest non-motor symptoms can appear years or even decades before the onset of motor symptoms. The microbial inhabitants of the human body have recently been implicated in various medical conditions, including neurodegenerative disorders. They could offer new insight into the pathogenesis of Parkinson's disease, particularly since a microbial agent has long been suspected to play a part in the process. A typical question in studies surveying human microbiota is which specific microbial taxa differ between groups of interest, such as patients with a disease and control subjects. There are many statistical tools for performing these analyses, also known as differential abundance comparisons. The aim of my doctoral thesis was to explore the potential associations of Parkinson's disease and human microbiota, particularly of the mouth, the nose and the gut, with an additional focus on the statistical tools used for comparing differentially abundant bacterial taxa. All four publications included in my thesis were based on samples from the same subjects: 76 patients with Parkinson's disease and 76 control subjects with no signs of parkinsonism. The studies also used the same methodology, 16S rRNA gene amplicon sequencing, to compare bacteria from oral and nasal swab samples and fecal samples of these subjects. Over the course of the four publications and in a previously unpublished analysis, I compared differentially abundant taxa with six tools: Metastats, LEfSe, metagenomeSeq, DESeq2, ANCOM, and an approach based on random forests. Our results suggested that the bacterial communities of the gut and the mouth differ between Parkinson's patients and control subjects, with statistically significant differences in beta diversity and in the abundances of several bacterial taxa. Differences in gut microbiota could also be detected at a follow-up time point with samples collected two years after the initial sampling. Additionally, there were differences between the gut bacteria of Parkinson's patients with and without irritable bowel syndrome -like symptoms. For nasal bacteria, there were no differences between the patient and control groups in diversity nor the amounts of specific bacteria. Regarding the differential abundance analyses, comparing gut bacteria of patients and controls from the same samples with six different tools highlighted the wide variation in the lists of significant results, which often did not overlap except for a handful of taxa. While a few benchmarking studies have previously contrasted some of the tools, there is a definite need for further standardized testing to guide researchers in choosing between them. Despite these discrepancies, all tools tested in this thesis supported Parkinson's patients having a decreased abundance of the family Prevotellaceae in their gut. This difference in abundance could also be detected at the follow-up time point. As several other research groups have reported seeing a decrease in Prevotellaceae after our pilot publication, it is emerging as one of the key changes in microbiota associated with Parkinson's disease.Parkinsonin tauti on maailman toiseksi yleisin hermostorappeumasairaus, ja vuosikymmenten tutkimustyöstä huolimatta taudin ei-perinnöllisen muodon syy on edelleen arvoitus. Toistaiseksi ei ole olemassa lääkitystä, joka hidastaisi taudin etenemistä, eikä hyviä keinoja taudin varhaiseen havaitsemiseen, vaikka ensimmäiset ei-motoriset oireet, esimerkiksi ummetus ja hajuaistin heikkeneminen, saattavat alkaa vuosia tai jopa vuosikymmeniä ennen taudille tunnusomaisia liikehäiriöitä. Ihmiskehon mikrobiasukkaat on viime aikoina yhdistetty moniin terveysongelmiin, neurologiset sairaudet mukaanlukien. Mikrobit voisivat tarjota uusia näkemyksiä Parkinsonin taudin syntyyn liittyen, etenkin kun niiden on jo pidempään arveltu vaikuttavan tautiprosessiin. Tyypillinen kysymys ihmisen mikrobistoa tutkittaessa on, minkä mikrobien määrät eroavat vertailtavien ryhmien, esimerkiksi potilaiden ja verrokkihenkilöiden välillä (englanniksi "differential abundance"). Näihin vertailuihin on olemassa monia eri työkaluja. Väitöskirjani tavoite oli selvittää Parkinsonin taudin ja ihmisen suun, nenän ja suoliston mikrobien mahdollisia yhteyksiä sekä tarkastella niiden määrien vertailuun käytettäviä työkaluja. Kaikki neljä julkaisuani perustuvat näytteisiin, jotka on kerätty samoilta koehenkilöiltä: 76 Parkinsonin tautia sairastavalta potilaalta sekä 76 verrokilta, joilla ei esiinny parkinsonismia. Julkaisuissa on käytetty samaa menetelmää, 16S rRNA-geenin amplikonisekvensointia, suu-, nenä- sekä ulostenäytteiden bakteerien määrittämiseen. Neljän julkaisun sekä ennen julkaisemattoman analyysin myötä vertailin ryhmien välillä poikkeavia bakteereja yhteensä kuudella eri työkalulla. Tulostemme perusteella Parkinsonin tautia sairastavien potilaiden ja verrokkien suoliston ja suun bakteeriyhteisöt poikkeavat toisistaan; ryhmien välillä oli tilastollisesti merkitsevä ero bakteeriyhteisöjen koostumuksessa sekä useiden bakteerien määrissä. Suolistobakteeriyhteisöjen väliset erot voitiin havaita myös seurantanäytteissä, jotka oli kerätty samoilta koehenkilöiltä kaksi vuotta ensimmäisen näytteenoton jälkeen. Lisäksi havaitsimme eroja suolistomikrobistossa, kun potilaat luokiteltiin sen mukaan, oliko heillä ärtyvän suolen oireyhtymää muistuttavia oireita vai ei. Nenän bakteerien osalta emme löytäneet eroja potilaiden ja verrokkien väliltä. Mitä tulee bakteerien määrien vertailuihin, suolistomikrobiston analyysit kuudella eri työkalulla korostivat eroja niiden antamien merkitsevästi eroavien bakteerien listoissa. Muutamat aiemmat julkaisut ovat vertailleet osaa näistä työkaluista, mutta olisi tarpeen tehdä laajempia menetelmävertailuja, jotta tutkijoiden olisi helpompi valita, mitä työkalua käyttää. Eroavaisuuksistaan huolimatta kaikki testaamani työkalut tukivat havaintoa, että Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla on suolistossaan vähemmän Prevotellaceae-heimon bakteereja kuin verrokeilla. Koska tämä eroavuus on ensimmäisen artikkelimme jälkeen havaittu myös muiden tutkimusryhmien julkaisuissa, se on nousemassa yhdeksi keskeisistä Parkinsonin tautiin liittyvistä mikrobiston muutoksista