Altered long-range temporal correlations of alpha-oscillations in limbic and attentional systems predict depression severity

Tausta ja tavoitteet. Masennuksen (Major Depression Disorder, MDD) taustalla on ehdotettu olevan lukuisia eri neurobiologisia häiriöitä mutta yhtenevää sairauden mekanismeja selittävää teoriaa ei ole pystytty luomaan. Aivojen poikkeava toiminta masennuksessa voidaan havaita muutoksina pitkäkestoisissa ajallisissa korrelaatioissa (Long Range Temporal Correlations, LRTC:t). LRTC:iden muutoksien on ehdotettu heijastavan häiriöitä eksitaatio/inhibitio -tasapainossa, neuromodulaatiossa tai konnektiivisuudessa. Aikaisempien tutkimustuloksien perusteella on epäselvää, liittyykö masennukseen vähentyneitä vai lisääntyneitä LRTC:itä. Dynamiikan muutoksia on toistaiseksi tutkittu ainoastaan sensoritasolla eikä niitä ole paikannettu aivoissa. Tämän tutkimuksen tavoite oli selvittää missä taajuuskaistoissa ja millä aivoaluilla LRTC:t ovat häiriintyneet masennuksessa. Erillisten aivoalueiden lisäksi LRTC:iden ja masennuksen vakavuuden välistä korrelaatiota tutkittiin myös toiminnallisissa verkostoissa, pyrkimyksenä lisätä ymmärrystä masennukseen liittyvistä systeemitason häiriöistä aivoissa. Myös reaktioaikojen LRTC:iden mahdollista yhteyttä masennukseen ja suoritustasoon selvitettiin. Menetelmät. Yhdeksäntoista koehenkilön aivokuoren oskillaatioita mitattiin lepotilan ja toiminnan estämistä mittaavan tehtävän aikana magnetoenkefalografian (MEG) avulla ja pitkäkestoisia ajallisia korrelaatioita tutkittiin DFA-analyysin avulla. Koehenkilöiden masennuksen vakavuutta mitattiin BDI-21 -masennuskyselyllä. Tulokset ja johtopäätökset. LRTC:iden havaittiin korreloivan positiivisesti masennuksen vakavuuden kanssa alpha-taajuudella (8–12Hz) pääasiallisesti limbisessä järjestelmässä, joka vastaa tunteiden säätelystä. Tulosta tukee erillisten aivoalueiden tasolla tehty analyysi, jossa alpha-taajuuskaistan LRTC:iden huomattiin korreloivan masennuksen kanssa orbitofrontaalisessa aivokuoressa ja temporaalisessa lohkossa. Tämä osoittaa, että limbisen järjestelmän yliaktiivisuus saattaa selittää masennuksessa ilmenevän negatiivisen vääristymän ajattelussa. Positiivisia korrelaatioita havaittiin lisäksi frontoparietaalisessa verkostossa, sekä ventraalisessa ja dorsaalisessa tarkkaavaisuudesta vastaavissa verkostoissa, jotka tukevat kognitiivista säätelyä. Alpha-taajuuskaistan LRTC:t korreloivat myös reaktioaikojen LRTC:iden kanssa lepotasomittauksen ja tehtävän aikana. Korrelaatioita alpha-taajuuskaistan LRTC:iden ja depression välillä havaittiin kuitenkin laajemmalla alueella kuin alpha-taajuuskaistan LRTC:iden ja reaktioaikojen LRTC:iden välisiä korrelaatioita. Lisäksi reaktioaikojen LRTC:t korreloivat masennuksen kanssa mutta korrelaatiota ei havaittu reaktioaikojen LRTC:iden ja suoritustason välillä. Näiden tuloksien perusteella voidaan päätellä, että masennukseen liittyy laajoja muutoksia aivojen toiminnan dynamiikassa, ja että taudin erilaisten oireiden kirjo voidaan selittää eksitaation ja inhibition välisen tasapainon muutoksilla limbisissä ja kognitiivisissa verkostoissa.Introduction and aims. Multiple different neurobiological alterations have been hypothesized to underlie Major Depression Disorder (MDD), but no unifying theory exists to explain the mechanisms of the disorder. The aberrant brain dynamics in MDD can be seen in the alterations of long-range temporal correlations (LRTCs), which have been proposed to be an indication of criticality in healthy brain. Alterations in LRTCs have been suggested to reflect deficiencies in excitation-inhibition (E/I) balance, neuromodulation or connectivity patterns, which have also been proposed to be the underlying mechanisms of MDD. There has been controversy whether the pathology is related to attenuated or increased LRTCs, and the sources of altered brain dynamics have not yet been localized. The aim of this study was to find in which frequency bands and where in the brain the neuronal LRTCs are altered in MDD on source level. In addition to analyzing the correlations between neuronal LRTCs and depression severity in parcel level, we studied correlations in functional networks to get a better understanding of the system level alterations in MDD. We also studied whether behavioral LRTCs correlate with depression severity or with behavioral performance. Methods. We investigated the long-range temporal correlations in a cohort of 19 depressed subjects by using magnetoencephalography (MEG) for recording brain activity during resting state and response inhibition task and performed DFA analysis on the amplitude envelopes of cortical oscillations. The depression severity was measured with BDI-21 questionnaire. Results and conclusions. We found the LRTCs to be positively correlated with depression severity in the alpha frequency band (8–12Hz) predominantly in the limbic system that underlies emotional control. This result was supported by the parcel level analysis in which correlations between alpha band LRTCs and depression severity were observed in the orbitofrontal cortex and temporal pole, indicating that the hyper-activation of limbic system could explain the negative bias characteristic to depression. Positive correlations were also found in frontoparietal, ventral, and dorsal attentional networks that support cognitive control. Alpha band LRTCs correlated also with behavioral LRTCs during both resting state and task conditions. However, we observed more wide-spread correlations between alpha range LRTCs and depression severity than between neuronal LRTCs and behavioral LRTCs. Behavioral LRTCs correlated with depression severity, but not with behavioral performance. These results indicate that depression is characterized by vast alterations in the brain dynamics and imply that the wide range of different symptoms in MDD could be explained by alterations in the excitation/inhibition balance in the limbic system and cognitive networks

The Role of Prior Knowledge and Students’ Perceptions in Learning of Biomedical Sciences

The present study investigates whether medical students’ prior knowledge and perceptions about basic biomedical sciences predict learning of these topics at early phases of the medical education. Participants (N = 115) were first year medical students at the University of Turku (Finland). The data consisted of a student perception questionnaire, entrance examination results, and the examination scores of the first year preclinical courses. Compared to the students having only education at the upper secondary school level (n = 58), the students with prior university studies in sciences (n = 57) performed better in the first year course examinations. Out of the four entrance examination subtests, only the subtest in biology predicted performance in the first year course examinations. In terms of students’ perceptions, the students rated the courses that dealt with the human body on microscopic or molecular level the least useful and the most difficult. Yet, the perception of usefulness had no effect on examination performance. The results emphasize the role prior knowledge especially in biology has for learning of medicine. Furthermore, the first year medical students seem to value topics that are more closely related to their everyday experiences and, therefore, perhaps less abstract. The courses on cellular and molecular levels were rated notably low with regard to usefulness. The relevance of cellular and molecular biology to medical profession should be communicated more clearly to the students. Furthermore, basic science topics may benefit from a more integrative pedagogical approach in which the biomedical concepts are conceptualized in diagnostic practice.</p

Изучение процессов дыхания у клинических антибиотикорезистентных штаммов стафилококков

54 staphylococcus strains with different resistance levels to a number of antibiotics have been extracted from the reproductive canal of women who had a miscarriage. The respiration activity of the selected cultures has been studied. Endogenic respiration processes in staphylococcus cells intensified in consequence of the development of antimicrobial medication resistance.Із репродуктивного тракту жінок, котрі не виношували вагітність, виділено 54 штами стафілококів із різним рівнем стійкості до ряду антибіотиків. Проведено дослідження дихальної активності у виділених культур. Показана інтенсифікація процесів ендогенного дихання клітин стафілококів у результаті розвитку стійкості до антимікробних препаратів.Із репродуктивного тракту жінок, котрі не виношували вагітність, виділено 54 штами стафілококів із різним рівнем стійкості до ряду антибіотиків. Проведено дослідження дихальної активності у виділених культур. Показана інтенсифікація процесів ендогенного дихання клітин стафілококів у результаті розвитку стійкості до антимікробних препаратів

Morphological abnormalities in gonads of the Baltic herring (Clupea harengus membras) in the northern Baltic Sea.

Reproductive disorders are a major environmental concern in the Baltic Sea, due to heavy anthropogenic influence and long- and short-term variations taking place in the natural environment. We report here an increasing prevalence of gonadal malformations in the Baltic herring (Clupea harengus membras),a key species of the Baltic ecosystem and important in commercial fishery.</p

Morphometric and gene expression analyses of stromal expansion during development of the bovine fetal ovary

During ovarian development stroma from the mesonephros penetrates and expands into the ovarian primordium and thus appears to be involved, at least physically, in the formation of ovigerous cords, follicles and surface epithelium. Cortical stromal development during gestation in bovine fetal ovaries (n = 27) was characterised by immunohistochemistry and by mRNA analyses. Stroma was identified by immunostaining of stromal matrix collagen type I and proliferating cells were identified by Ki67 expression. The cortical and medullar volume expanded across gestation, with the rate of cortical expansion slowing over time. During gestation, the proportion of stroma in the cortex and total volume in the cortex significantly increased (P  0.05). The expression levels of 12 genes out of 18 examined, including osteoglycin (OGN) and lumican (LUM), were significantly increased later in development (P < 0.05) and the expression of many genes was positively correlated with other genes and with gestational age. Thus, the rate of cortical stromal expansion peaked in early gestation due to cell proliferation, whilst late in development expression of extracellular matrix genes increased.M.D. Hartanti, A K. Hummitzsch, H.F. Irving-Rodgers, W.M. Bonner, K.J. Copping, R.A. Anderson, I.C. McMillen, V.E.A. Perry and R.J. Rodger

Gata4 Is Required for Formation of the Genital Ridge in Mice

In mammals, both testis and ovary arise from a sexually undifferentiated precursor, the genital ridge, which first appears during mid-gestation as a thickening of the coelomic epithelium on the ventromedial surface of the mesonephros. At least four genes (Lhx9, Sf1, Wt1, and Emx2) have been demonstrated to be required for subsequent growth and maintenance of the genital ridge. However, no gene has been shown to be required for the initial thickening of the coelomic epithelium during genital ridge formation. We report that the transcription factor GATA4 is expressed in the coelomic epithelium of the genital ridge, progressing in an anterior-to-posterior (A-P) direction, immediately preceding an A-P wave of epithelial thickening. Mouse embryos conditionally deficient in Gata4 show no signs of gonadal initiation, as their coelomic epithelium remains a morphologically undifferentiated monolayer. The failure of genital ridge formation in Gata4-deficient embryos is corroborated by the absence of the early gonadal markers LHX9 and SF1. Our data indicate that GATA4 is required to initiate formation of the genital ridge in both XX and XY fetuses, prior to its previously reported role in testicular differentiation of the XY gonadHoward Hughes Medical Institut

Laulun ja kitaransoiton yhdistäminen

Työn tavoite oli selvittää, mitä eri osa-alueita laulaja-kitaristin tulee hallita, jotta hän pystyisi laulamaan ja soittamaan sujuvasti yhtä aikaa. Tarkoitus oli myös tuoda esille ajatuksia tämän soitinyhdistelmän harjoittelemisesta. Lisäksi opinnäytetyössä sivutaan myös esiintymistilanteiden haasteita laulaja-kitarismin kannalta. Aihetta tutkittiin käymällä läpi hieman laulun fysiologiaa ja pohtimalla kitaransoittamisen vaikutuksia laulutekniikkaan. Pintaraapaisu kitaransoittotekniikasta ja kitaransoiton vaikutukset lauluun olivat myös tutkimuskohteena. Koska kitaran funktio on laulun suhteen säestävä, kitaratekniikoista tutkittiin muutamia eri tapoja kompata. Myös rytmiset erot laulun ja kitaransoiton välillä todettiin haastaviksi, joten työssä käytiin läpi erilaisia kitarakomppeja haastavuuden syyn selvittämiseksi. Esiintymistilanteita ajatellen pohdittiin myös efektipedaaleiden vaikutusta laulaja-kitaristin keskittymiskykyyn laulamisen suhteen.Toimivia komppivaihtoehtoja käytiin läpi muutaman kuuluisan laulaja-kitaristin kappaleiden avulla. Ongelmatilanteita silmällä pitäen otettiin esimerkiksi muutamia kirjoittajan omia sävellyksiä, joista tutkittiin laulun ja kitaransoiton välistä rytmiikkaa kappaleen esitettävyyden kannalta. Kitaransoiton ja laulun välisen rytmiikan suhteen päädyttiin kahteen erilaiseen vaihtoehtoon, jotka helpottavat kappaleen esittämistä: toimivan kokonaisuuden aikaansaamiseksi ongelmatilanteissa on muutettava joko sävellyksen komppia lauluun sopivaksi tai laulu on istutettava kompin rytmiikkaan. Selkeämmissä tilanteissa muutoksia ei tarvinnut tehdä, ja kappaleen sai toimimaan pelkällä harjoittelulla. Laulu todettiin tärkeimmäksi elementiksi, jotta kappaleiden sanoma välittyisi yleisölle. Ongelmatilanteissa ratkaisut tulisi tehdä aina laulun eduksi ja tinkiä mieluummin hieman kitaransoitosta. Oli sitten kysymys hankalasta kitarakompista, runsaasti keskittymistä vaativasta kappaleen osataitteesta tai epäergonomisesta soittoasennosta, päähuomio on aina laulutekniikassa sekä laulun saamisessa sujuvaksi ja helpoksi esittää. Työn lopussa on kooste olennaisimmista esiintymis- ja harjoitusohjeista laulaja-kitaristeille.The purpose of this work was to determine what skills a singing guitarist has to master in order to sing and play simultaneously. Thoughts on how to practice these instruments and what challenges a singer-guitarist faces during performances were also addressed. The topic was studied through physiology of singing, technique of guitar playing and observation of how guitar playing influences singing and vice versa. The part on guitar playing concentrated mainly on comping, because guitar usually accompanies singing. Rhythmic differences between singing and guitar playing were found to be challenging. Therefore, different styles of guitar comping were covered in order to find out the reasons why they are challenging. The influence of guitar effect pedals to the singer's focus while performing was also examined. Several types of comping were introduced using some examples of songs by famous singing guitarists. In order to solve the rhythmic problems of comping and singing at the same time, I used some examples of my own compositions. There are two ways to facilitate simultaneous singing and guitar playing. One has to simplify the comp in order to make singing easier, or the rhythm of the melody must be changed to fit the rhythm of the guitar playing. Of course in some situations the rhythm of singing and playing can be fitted together just by practicing and there will not be any need for adjustments. Singing was seen as the most important element in conveying the message of the song to the audience. So, problematic situations must be solved in favour of singing. In other words, if the guitar comp or transitions between different parts of the music piece are difficult to play or the playing position is non-ergonomic, the main focus should remain on the singing technique and performing the song at ease. The thesis includes also a collection of tips for singing guitarists.Työhön kuuluu lisäksi Quad-yhtyeen CD-levy (Liite 3). Liite käytettävissä Metropolian Arabianrannan kampuskirjastossa

Metallituoteteollisuuden kannattavuuskehitys - Pitkän aikavälin näkökulma

Metallituoteteollisuus on tärkeä osa suomalaista yhteiskuntaa. Se on tärkeä sekä työllisyyden että kauppataseen ylijäämän kannalta. Tämä tutkimus perustuu oletukseen siitä, että kannattavuus paljolti määrittää yrityksen toiminnan jatkuvuuden. Kannattavuus on paljon tutkittu aihe, mutta kannattavuudesta itsestään tutkimuksissa ei ole juurikaan oltu kiinnostuneita. Kiinnostus on kohdistunut kannattavuuden sijaan asiaan, jonka vaikutusta kannattavuuteen on haluttu tutkia. Yhteyttä kannattavuuteen pidetään paljolti vahvana näyttönä jonkun asian tärkeydestä. Tässä tutkimuksessa ollaan kiinnostuneita yksinomaan kannattavuudesta, ja sitä tarkastellaan laskentatoimen näkökulmasta. Tavoitteena on kannattavuuden pitkäaikaisen käyttäytymisen kuvaaminen ja siinä tapahtuvien muutosten selittäminen ennakkoon valituilla muuttujilla. Tutkimusmenetelmien näkökulmasta työssä korostuu seuraavat seitsemän seikkaa: 1) kriittinen ajattelu, 2) yksinkertainen matemaattinen mallintaminen, 3) yrityksen ja erehdyksen kautta eteneminen Exceliä hyödyntäen, 4) kannattavuuden mittaaminen ainoastaan yhdellä mittarilla, 5) tarkasteltavien muuttujien määrän pitäminen minimaalisena, 6) kahden rinnakkaisen määritelmän hyödyntäminen valitulle kannattavuuden mittarille ja 7) asioiden tarkastelu pitkällä aikajaksolla. Tutkimuksen kohteena on metallituoteteollisuus ja sen kannattavuutta on tutkittu kolmen eri aineiston avulla. Kaksi aineistoa kuvaa vuosien 1986 ja 2009 välistä aikaa. Aineistojen ainoa ero on se, että toisessa niistä liikevaihdon minimiraja on miljardissa eurossa. Kolmas aineisto kostuu kuuden yrityksen tilinpäätösaineistoista vuodesta 1928 alkaen ja päättyen vuoteen 2009. Aineiston yritykset ovat Fiskars, KONE, Lokomo, Sako, Tampella ja Valmet. Merkittävin tulos sekä teoreettiselta kannalta että käytännön liikkeenjohdon kannalta on niin sanotun kyllästymisprosessin löytyminen. Kyseinen prosessi johtaa pitkän ajan kuluessa tilanteeseen, jossa ROI on lähes sama kuin liikevaihdon kasvuprosentti. Näin tapahtuu lähtötilanteesta riippumatta. Lähtötilanne vaikuttaa siihen, kuinka pitkä aika kuluu kyllästymispisteen saavuttamiseen. Vaikka liiketoiminnan turbulenttinen ympäristö johtaa siihen, ettei kyllästymispistettä todennäköisesti koskaan saavuteta ja ROIt poikkeavat näin ollen kasvunopeudesta, niin siitä huolimatta kyllästymisprosessi tekee päättymätöntä työtään jokaisen yrityksen kannattavuuden taustalla. Olemassa olevan hyvän kannattavuuden säilyttämisen näkökulmasta kasvua ei tarvita. Kasvun sijaan tuolloin korostuu taseen kasvun aktiivinen hallinta. Yksi keskeinen huolenaihe metallituoteteollisuudelle on alhainen liikevaihdon kasvunopeus. Kysymys ei valitettavasti ole pelkästä finanssikriisistä sillä kasvuvauhdin hidastuminen alkoi jo 1980-luvun taitteessa. Kasvunopeus ei ole ennen näkemättömän alhainen, mutta se on ollut alhainen poikkeuksellisen pitkään. Jos tilanne jatkuu tällaisena, kannattavuudet tulevat laskemaan. Tutkimuksen yksi keskeinen rajoite on se, että ROI mittaa pääomalle saatua korkotuottoa vuositasolla. Jos tiedämme 20 prosentin vuosikasvun johtavan esimerkiksi kolmessakymmenessä vuodessa 18 prosentin ROIhin, tiedämme kannattavuuden kolmenkymmenen vuoden kuluttua. Tutkimuksessa ei varsinaisesti oteta kantaa siihen, kuinka kannattavaa matkanteko kyseiseen ajankohtaan asti on verrattuna toisiin vaihtoehtoihin

PREDICTING STOCK RETURNS WITH GOOGLE SEARCH DATA: EVIDENCE FROM THE FINNISH MARKET

The attention price pressure theory (Barber and Odean, 2008) states that investor attention can be used to predict stock returns. I quantify investor attention with the amount of Google searches made and study this relation in a sample of 120 of the most searched public stocks listed on the Nasdaq OMX Helsinki during the time period January 2010 to December 2018. I find that the most searched companies indeed do have the highest returns, but they do not earn abnormal returns when controlling for risk-factors. Abnormal returns can’t be found even when looking specifically within the stocks which are hardest to arbitrage, which should be most liable to the relation. The results contradict research that has been done on the US market using the time period 2004-2008, but are in line with more recent research, which fails to find convincing evidence using periods later than 2008. The most likely reasons for this are that the correlation has been arbitraged away according to the tenets of efficient mar-ket hypothesis, and that the boom years of 2004-2008 ending in the financial crisis were a special time period, from which results don’t generalize to other periods