Experimental studies on the stability and transition of 3-dimensional boundary layers

Three-dimensional unstable boundary layers were investigated as to their characteristic instabilities, leading to turbulence. Standing cross-flow instabilities and traveling waves preceding the transition were visualized with the hydrogen bubble technique in the boundary layer above the wall of a swept cylinder. With the sublimation method and hot film technique, a model consisting of a swept flat plate with a pressure-inducing displacement body in the 1 m wind tunnel was studied. Standing waves and traveling waves in a broad frequency are observed. The boundary layer of this model is close to the assumptions of the theory

The influence of the spatial frequency content of discrete roughness distributions on the development of the crossflow instability

An experimental investigation on the influence of the spatial frequency content of roughness distributions on the development of crossflow instabilities has been carried out. From previous research it is known that micro roughness elements can have a large influence on the crossflow development. When the spanwise spacing is chosen such that it is the most unstable wavelength (following linear stability analysis), stationary crossflow waves are amplified. While in earlier studies the focus was on the height or spanwise spacing of roughness elements, in the present study it is chosen to vary the shape of the elements. Through the modification of the shape the forcing at the critical wavelength is increased, while the forcing at the harmonics of the critical wavelength is damped. Experiments were carried in the low turbulence wind tunnel at City University London (Tu=0.006%) on a swept flat plate in combination with displacement bodies to create a sufficiently strong favourable pressure gradient. Hot wire measurements across the plate tracked the development of stationary and travelling crossflow waves. Initially, stronger crossflow waves were found for the elements with stronger forcing, while further downstream the effect of forcing diminished. Spatial frequency spectra showed that the stronger forcing at the critical wavelength (via the roughness shape) dominates the response of the flow while low forcing at the harmonics has no notable effect. Additionally, high resolution streamwise hot wire scans showed that the onset of secondary instability is not significantly influenced by the spatial frequency content of the roughness distribution

Idebenone and Resveratrol Extend Lifespan and Improve Motor Function of HtrA2 Knockout Mice

Heterozygous loss-of-function mutation of the human gene for the mitochondrial protease HtrA2 has been associated with increased risk to develop mitochondrial dysfunction, a process known to contribute to neurodegenerative disorders such as Huntington's disease (HD) and Parkinson's disease (PD). Knockout of HtrA2 in mice also leads to mitochondrial dysfunction and to phenotypes that resemble those found in neurodegenerative disorders and, ultimately, lead to death of animals around postnatal day 30. Here, we show that Idebenone, a synthetic antioxidant of the coenzyme Q family, and Resveratrol, a bioactive compound extracted from grapes, are both able to ameliorate this phenotype. Feeding HtrA2 knockout mice with either compound extends lifespan and delays worsening of the motor phenotype. Experiments conducted in cell culture and on brain tissue of mice revealed that each compound has a different mechanism of action. While Idebenone acts by downregulating the integrated stress response, Resveratrol acts by attenuating apoptosis at the level of Bax. These activities can account for the delay in neuronal degeneration in the striata of these mice and illustrate the potential of these compounds as effective therapeutic approaches against neurodegenerative disorders such as HD or PD

Ret is essential to mediate GDNF’s neuroprotective and neuroregenerative effect in a Parkinson disease mouse model

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) is a potent survival and regeneration-promoting factor for dopaminergic neurons in cell and animal models of Parkinson disease (PD). GDNF is currently tested in clinical trials on PD patients with so far inconclusive results. The receptor tyrosine kinase Ret is the canonical GDNF receptor, but several alternative GDNF receptors have been proposed, raising the question of which signaling receptor mediates here the beneficial GDNF effects. To address this question we overexpressed GDNF in the striatum of mice deficient for Ret in dopaminergic neurons and subsequently challenged these mice with 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). Strikingly, in this established PD mouse model, the absence of Ret completely abolished GDNF’s neuroprotective and regenerative effect on the midbrain dopaminergic system. This establishes Ret signaling as absolutely required for GDNF’s effects to prevent and compensate dopaminergic system degeneration and suggests Ret activation as the primary target of GDNF therapy in PD

Pro-Survival Role for Parkinson's Associated Gene DJ-1 Revealed in Trophically Impaired Dopaminergic Neurons

A mouse genetic study reveals a novel cell-survival role for the Parkinson's disease-associated gene DJ-1 in dopaminergic neurons that have reduced support from endogenous survival factors

Effect of the GDNF-receptor RET on the acute MPTP toxicity in mice

Das idiopathische Parkinson-Syndrom (IPS) ist eine häufige altersassoziierte Erkrankung, die mit der Degeneration dopaminerger Neurone in der Substantia nigra pars compacta (SNpc) einhergeht. Der Verlust dieser Neurone führt im Verlauf zu den typischen Symptomen Akinese, Tremor, Rigor sowie posturaler Instabilität. Derzeitige Therapien beschränken sich auf die Behandlung der Symptome. Die Degeneration der Neurone aufzuhalten, bzw. deren Regeneration zu fördern, ist bisher ohne Erfolg geblieben. Die Aktivierung des RET (rearranged during transfection)-Rezeptors durch das Neurotrophin Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) wurde in präklinischen Untersuchungen als wichtiger Überlebensfaktor von dopaminergen Neuronen identifiziert. Klinische Studien mit GDNF führten zu widersprüchlichen Resultaten. Um den Einfluss des GDNF-Rezeptors RET im Zusammenhang mit neuroprotektiven Eigenschaften genauer untersuchen zu können, wurden tierexperimentelle Untersuchungen in einem Parkinson-Modell durchgeführt. Hierfür wurde das Neurotoxin MPTP (1-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-Tetrahydropyridin) verwendet, welches am besten die neurodegenerativen Vorgänge des IPS reproduziert. Verwendet wurden Mäuse mit einer selektiven RET-Defizienz in dopaminergen Neuronen. Die Versuchstiere wurden gewichtsadaptiert an fünf aufeinander folgenden Tagen mit 30 mg/kg KG MPTP oder mit einem äquivalenten Volumen 0,9% Natriumchlorid-Lösung (NaCl) behandelt. Um die akuten Effekte von GDNF über den RET-Rezeptor auf die dopaminergen Neurone der SNpc im MPTP-Modell bewerten zu können, wurden die Mäuse 14 Tage nach MPTP-Injektion getötet und die Gehirne histologisch aufgearbeitet. Es folgte die Bestimmung der dopaminergen Neurone in der SNpc, der optischen Faserdichte und der Katecholaminkonzentrationen im Striatum sowie die Anzahl der nigrostriatalen Projektionen rostral der SNpc. Die durchgeführten Untersuchungen zeigten, dass Mäuse mit einer selektiven RET-Defizienz kein primäres Defizit und keine spontane Degeneration von dopaminergen Neuronen aufwiesen. MPTP führte 14 Tage nach der letzten Injektion zu einem ausgeprägten Verlust dopaminerger Neurone in der SNpc, zu einer deutlichen Erniedrigung der Katecholaminkonzentrationen und der optischen Dichte im Striatum sowie zu einem Verlust von nigrostriatalen Projektionen rostral der SNpc bei allen Genotypen. Zwischen den einzelnen Genotypen bestand kein Unterschied. Mäuse mit einem Verlust von RET (DAT-Ret lx/lx) zeigten keine erhöhte Vulnerabilität gegenüber MPTP. Die Anwesenheit von RET führte zu keiner Protektion von dopaminergen Neuronen im Vergleich zu den RET-defizienten Tieren. Die Aktivierung des RET-Rezeptors durch endogenes GDNF reichte nicht aus, um dopaminerge Neurone und deren striatale Projektionen gegenüber MPTP zu schützen. Die Schlussfolgerung dieser Arbeit ist, dass der GDNF-Rezeptor RET in dem hier angewendeten akuten MPTP-Mausmodell keine Neuroprotektion vermittelte. Dieses Ergebnis kann möglicherweise helfen, die negativen klinischen Effekte von GDNF bei Patienten mit IPS zu erklären

Sprecherklassifizierung anhand des vokalen Dreiecks

In der vorliegenden Arbeit soll unter Zuhilfenahme der verschiedenen Charakteristika des vokalen Dreiecks ein statistisches Modell zur Beschreibung von unterschiedlichen Sprechern entwickelt werden. Hierbei beschreiben die ersten beiden Formanten der Phoneme a, u und i die Eckpunkte des vokalen Dreiecks. Mit diesem Modell werden unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens Unterschiede zwischen weiblichen und männlichen Sprechern, sowie die Art des Sprechens erschlossen. So sollen beispielsweise Personengruppen wie Diskussionsteilnehmer, Außenreporter und Moderator auseinandergehalten werden