Dynamical Heart Beat Correlations During Complex Tasks - A Case Study in Automobile Driving

Driving is a complex task that is known to cause highly individual stress responses. Here we study heart rate variability (HRV) during automobile driving compared with being at rest. We focus on time-dependent variations in the scaling properties of the RR intervals by applying a newly developed dynamical detrended fluctuation analysis (DDFA). In particular, we study whether DDFA brings additional insights to the HRV analysis carried out by conventional measures in the time and frequency domain. We utilize the publicly available PhysioNet database for 16 drivers, whose ECG was recorded during 35–60 min of driving on public roads, preceded and followed by 15 min rest periods. The extracted RR intervals are then analyzed through the conventional HRV measures, followed by DDFA analysis that yields the time- and scale-dependent scaling exponents $\alpha(t, s)$. The temporal fidelity of the method permits accurate determination of distributions of $\alpha(t, s)$ in relatively short segments of data. We find that even when the HRV measures show clear differences between driving and being at rest, the subjects exhibit highly individual cardiac responses to the experiment. at the individual level, however, DDFA gives detailed information on the dynamic changes in HRV which are often hidden in the conventional measures.acceptedVersionPeer reviewe

Effects of Gender on Basic Numerical and Arithmetic Skills : Pilot Data From Third to Ninth Grade for a Large-Scale Online Dyscalculia Screener

In this study, we analyzed the development and effects of gender on basic number skills from third to ninth grade in Finland. Because the international comparison studies have shown slightly different developmental trends in mathematical attainment for different language groups in Finland, we added the language of education as a variable in our analysis. Participants were 4,265 students from third to ninth grade in Finland, representing students in two national languages (Finnish, n = 2,833, and Swedish, n = 1,432). Confirmatory factor analyses showed that the subtasks in the dyscalculia screener formed two separate factors, namely, number-processing skills and arithmetic fluency. We found a linear development trend across age cohorts in both the factors. Reliability and validity evidence of the measures supported the use of these tasks in the whole age group from 9 to15 years. In this sample, there was an increasing gender difference in favor of girls and Swedish-speaking students by grade levels in number-processing skills. At the same time, boys showed a better performance and a larger variance in tasks measuring arithmetic fluency. The results indicate that the gender ratio within the group with mathematical learning disabilities depends directly on tasks used to measure their basic number skills.Peer reviewe

Modus vivendi : maallikkojen uskonnollisen elämän reformi 1350-1430

acceptedVersionPeer reviewe

Jarl Gallén keskiajantutkijana

Professori Jarl Gallén (1908–1990) on yksi kansainvälisesti tunnetuimpia suomalainen keskiajan tutkijoita. Erityisesti Gallénin tutkimusperintöä dominikaanihistorian parissa arvostetaan suuresti. Dominikaanien ohella Gallénin toinen, erityisesti suomalaisessa keskustelussa merkittävä tutkimusintressi koski kristikunnan itärajan ulottamista nykyisen Suomen alueelle 1100-luvulla ja tuon rajan määrittämistä Pähkinäsaaren rauhassa 1323. Huolimatta siitä, että Gallén on tutkinut kansallisesti merkittäviä, historiantutkimuksessa vuosikymmenestä toiseen käsiteltyjä teemoja, hänen asemansa suomalaisen historiantutkimuksen kaanonissa on yllättävän heikko. Tässä historiografisessa artikkelissamme analysoimme Gallénin työtä keskiajan tutkijana niin sen metodologisista kuin ideologisistakin lähtökohdista. Tarkastelemme Gallénia laaja-alaisena ja monikielisenä kirjoittajana. Lähdemme liikkeelle pohtimalla keskiaikaa ja katolisuutta ennen muuta Gallénin yleistajuisessa tuotannossa. Katolilaiselle Gallénille nimenomaan Rooman kirkon merkitys Suomen eurooppalaistumisessa oli merkittävä. Tämän jälkeen tarkastelemme Gallénin päätyötä, etenkin hänen dominikaanitutkimustaan. Lopuksi kysymme, miten Gallén kirjoitti historiaa. Näkökulmanamme on Gallénin näkemys historiantutkijan metodeista ja etenkin kysymys Gallénin mahdollisesta weibullilaisuudesta. Lähdeaineistonamme on Gallénin julkaistu elämäntyö, Gallénista julkaistut biografiset artikkelit ja hänen oppilaansa Henrik Steniuksen haastattelu. Tarkastelemme Gallénin kirjallista tuotantoa laajasti sanomalehtikirjoituksista katolisen yhteisön julkaisuihin ja tutkimusartikkeleista mittavaan väitöskirjaan.publishedVersionPeer reviewe

Turvetuotantoalueiden jatkokäytön tavoitelähtöinen ja moniarvoinen suunnittelu

Suomessa on vapautunut ja vapautumassa tuhansia hehtaareita entisiä turvetuotanto­alueita muuhun maankäyttöön. Maanomistaja päättää alueensa jatkokäytöstä, jonka suunnittelussa on hyvä ottaa huomioon monia eri tekijöitä, kuten alueen ominaispiirteet, jatkokäytön ympäristövaikutukset sekä maanomistajien ja sidosryhmien tavoitteet. Jatkokäyttömuotojen valintaa tukemaan tarvitaankin työkaluja. Kehitimme moni­tavoitearviointia soveltavan ja työpajoihin perustuvan lähestymistavan, joka jakautuu kahdeksaan vaiheeseen: sidosryhmien tunnistaminen, tavoitteiden määrittely, tuotanto­lohkojen ominaispiirteiden tarkastelu, jatkokäyttövaihtoehtojen tunnistaminen, jatko­käytön vaikutusten arviointi, tavoitteiden painottaminen, synteesin muodostaminen ja viestintä. Testasimme lähestymistapaa Oulussa sijaitsevalla Turvesuo-Miehonsuon alueella kolmen työpajan avulla. Lähestymistavan avulla alueelle tunnistettiin kolme jatkokäytön päävaihtoehtoa: vettäminen (sisältää kosteikot, ennallistuminen, ennallistaminen), luontainen kasvittuminen ja metsitys. Pilotoinnin aikana määritettiin, mille alueen lohkolle mikäkin päävaihtoehto voisi soveltua ja mitkä niiden ympäristövaikutukset ovat. Kehitetty lähestymistapa soveltuu etenkin yksityiskohtaista jatkokäytön suunnittelua edeltävään vaiheeseen, jossa kartoitetaan jatkokäytön vaihtoehtoja. Lisäksi lähestymistapa ja sen yhteydessä käytävät keskustelut mahdollistavat jatkokäytön suunnittelun järjestelmällisen läpikäymisen ja sidosryhmien keskinäisen oppimisen

Monitoring groundwater quality with real-time data, stable water isotopes, and microbial community analysis : A comparison with conventional methods

Groundwater provides much of the world's potable water. Nevertheless, groundwater quality monitoring programmes often rely on a sporadic, slow, and narrowly focused combination of periodic manual sampling and laboratory analyses, such that some water quality deficiencies go undetected, or are detected too late to prevent adverse consequences. In an effort to address this shortcoming, we conducted enhanced monitoring of untreated groundwater quality over 12 months (February 2019-February 2020) in four shallow wells supplying potable water in Finland. We supplemented periodic manual sampling and laboratory analyses with (i) real-time online monitoring of physicochemical and hydrological parameters, (ii) analysis of stable water isotopes from groundwater and nearby surface waters, and (iii) microbial community analysis of groundwater via amplicon sequencing of the 16S rRNA gene and 16S rRNA. We also developed an early warning system (EWS) for detecting water quality anomalies by automating real-time online monitoring data collection, transfer, and analysis - using electrical conductivity (EC) and turbidity as indirect water quality indicators. Real-time online monitoring measurements were largely in fair agreement with periodic manual measurements, demonstrating their usefulness for monitoring water quality; and the findings of conventional monitoring, stable water isotopes, and microbial community analysis revealed indications of surface water intrusion and faecal contamination at some of the studied sites. With further advances in technology and affordability expected into the future, the supplementary methods used here could be more widely implemented to enhance groundwater quality monitoring - by contributing new insights and/or corroborating the findings of conventional analyses.Peer reviewe

Upscaling field-measured seasonal ground vegetation patterns with Sentinel-2 images in boreal ecosystems

Aboveground biomass (AGB) and leaf area index (LAI) are key variables of ecosystem processes and functioning. Knowledge is lacking on how well the seasonal patterns of ground vegetation AGB and LAI can be detected by satellite images in boreal ecosystems. We conducted field measurements between May and September during one growing season to investigate the seasonal development of ground vegetation AGB and LAI of seven plant functional types (PFTs) across seven vegetation types (VTs) within three peatland and forest study areas in northern Finland. We upscaled field-measured AGB and LAI with Sentinel-2 (S2) imagery by applying random forest (RF) regressions. Field-measured AGB peaked around the first week of August and, in most cases, one to two weeks later than LAI. Regarding PFTs, deciduous vascular plants had clear unimodal seasonal patterns, while the AGB and LAI of evergreen vegetation and mosses remained steady over the season. Remote sensing regression models explained 24.2–50.2% of the AGB (RMSE: 78.8–198.7 g m−2) and 48.5–56.1% of the LAI (RMSE: 0.207–0.497 m2 m−2) across sites. Peatland-dominant sites and VTs had a higher prediction accuracy. S2-predicted peak dates of AGB and LAI were one to three weeks earlier than the field-based ones. Our findings suggest that boreal ground vegetation seasonality varies among PFTs and VTs and that S2 time series data can be applied to monitor its spatiotemporal patterns, especially in treeless regions