Analysis of Human Behavior, in Everyday-Life Contexts, for the Development of New Technologies, in Support of the Improvement of Life Quality and Wellbeing

Analisi del comportamento umano, in contesti di vita quotidiana, per lo sviluppo di nuove tecnologie, a supporto della qualit\ue0 della vita e dello sviluppo di benessere INTRODUZIONE: Il presente progetto di ricerca nasce all\u2019interno di un Dottorato Eureka, sviluppato grazie al contributo della Regione Marche, dell\u2019Universit\ue0 di Macerata e dell\u2019azienda MAC srl di Recanati. MAC progetta, sviluppa e produce sistemi e dispositivi elettronici all\u2019avanguardia, cercando costantemente di comprendere e soddisfare i bisogni e i desideri dell\u2019utente finale, allo scopo di migliorarne la qualit\ue0 di vita, in un\u2019ottica di affidabilit\ue0 e sicurezza. La suddetta ricerca scaturisce da un approccio concettuale e metodologico che Luigi Mandolini (MAC CEO) ha sviluppato e validato nel corso degli anni, e che \ue8 ormai alla base di ciascun progetto ideato e realizzato in azienda. Capovolgendo completamente la storica prospettiva secondo la quale spetterebbe all\u2019essere umano adattarsi ai cambiamenti tecnologici, alle innovazioni e all\u2019ambiente che lo circonda, rispondendo unicamente agli input forniti dalle macchine, tale approccio mette al centro l\u2019essere umano e pone le competenze tecnologiche al servizio dell'utente, per creare il prodotto / servizio giusto per il bene suo e del suo ambiente. L\u2019Universit\ue0 di Macerata e MAC, seppur da angolazioni completamente differenti, concordano nel considerare lo studio dell\u2019essere umano e del suo comportamento il punto di partenza per la ricerca e l\u2019ispirazione per l\u2019innovazione. Entrambe si impegnano regolarmente per colmare il divario tra cultura scientifico-tecnologica e cultura umanistica: componente tecnica e componente umana non possono mai essere separate. Le tecnologie per la domotica sono, infatti, profondamente collegate alla mente dell'utente finale e al suo modo di percepire, fare attenzione, capire, apprendere, ricordare e comunicare: cos\uec, lo studio di questi processi mentali nella prospettiva del ciclo di vita pu\uf2 contribuire allo sviluppo di smart devices. La riflessione iniziale \ue8 scaturita dal fatto che, troppo spesso, le persone che agiscono sui dispositivi indoor (relativi a temperatura, luce, suono, ecc.), in casa cos\uec come in ufficio, non sono completamente consapevoli del funzionamento di questi sistemi e non riescono a raggiungere il benessere desiderato. L\u2019interazione attiva con un dispositivo, al fine di adattare la tecnologia alle proprie esigenze del momento, pu\uf2 comportare, soprattutto per i soggetti pi\uf9 deboli, un impegno fisico e cognitivo non indifferente: proprio per questo motivo, gli stessi sistemi dovrebbero essere in grado di \u201cinterpretare\u201d i comportamenti degli utenti sulla base delle loro percezioni di comfort e/o discomfort, da un punto di vista termico, luminoso, acustico, ecc., in ambienti interni di vita quotidiana. OBIETTIVI: Sulla base delle teorie di riferimento analizzate e dei principi aziendali \ue8 stata, quindi, elaborata la seguente domanda di ricerca: \u201c\uc8 possibile creare il comfort ideale (termico, luminoso, acustico, ecc.) in un ambiente interno, minimizzando l\u2019attivit\ue0 dell\u2019utente finale nel momento in cui egli / ella \ue8 alla ricerca dello stesso?\u201d. Questo progetto \ue8, infatti, incentrato sul tema della tecnologia pensata a favore del benessere e del comfort degli utenti, soprattutto di quelli in situazioni di maggiore fragilit\ue0, quali, ad esempio, gli anziani non autosufficienti. Partendo dal concetto di utente finale come sensore che guida la ricerca e la progettazione di dispositivi intelligenti, obiettivo ultimo \ue8 la comprensione dell\u2019essere umano e del suo sviluppo attraverso il ciclo della vita, per la realizzazione di sistemi capaci di rendere, quanto pi\uf9 possibile, semplice e funzionale l\u2019interazione essere umano-macchina e di fornire, a persone con bisogni differenti, il giusto comfort (in termini di temperatura, luce, suono, ecc.) all\u2019interno del loro ambiente di vita quotidiana. METODO E FASI DI RICERCA: Il paradigma teorico che si \ue8 scelto di adottare \ue8 di tipo costruttivista, il quale attribuisce al ricercatore il ruolo di un partecipante e di un facilitatore dei processi di comprensione e di ristrutturazione delle costruzioni della realt\ue0, proprie dei soggetti studiati. Il primo passo del nostro studio \ue8 stato quello di ricostruire lo stato dell\u2019arte, raccogliendo informazioni e dati, attraverso la ricerca bibliografica e sitografica, sulla domotica e sulla qualit\ue0 dell\u2019ambiente interno (IEQ). Il progetto si \ue8 poi sviluppato attraverso quattro differenti fasi. Nella prima fase \ue8 stata avviata un\u2019osservazione sul campo in molteplici ambienti interni, pubblici e privati (case, uffici, universit\ue0, ecc.), sia in Italia che all\u2019estero (Europa e USA), con l\u2019intento di rilevare differenti comportamenti (sulla persona e sull\u2019ambiente), reazioni fisiche e comunicazioni verbali che possono essere interpretati come espressione delle sensazioni di caldo e/o di freddo percepite dalle persone all\u2019interno del loro ambiente di vita quotidiana. Un\u2019ulteriore fase della ricerca ha riguardato delle specifiche osservazioni sul campo, concernenti l\u2019invecchiamento, svoltesi in cinque differenti strutture sanitarie (case di riposo e centri di riabilitazione), situate nella regione Marche, al fine di rilevare i differenti comportamenti (sulla persona e sull\u2019ambiente), reazioni fisiche e comunicazioni verbali che possono essere letti come manifestazione di un certo tipo di disagio, a livello termico e luminoso, provato dagli anziani che abitano all\u2019interno di queste strutture assistenziali. La terza fase \ue8 consistita nella conduzione di interviste a differenti figure professionali, nello specifico medici, educatori professionali, fisioterapisti, infermieri, operatori socio-sanitari (O.S.S.) e psicologi, che si occupano di invecchiamento e lavorano nel centro Italia, con l\u2019intento di raccogliere informazioni e opinioni basate sulla loro esperienza diretta e riguardanti il contesto in cui esse lavorano e le persone anziane con cui giornalmente si relazionano. Infine, per cercare di capire se i comportamenti rilevati attraverso l\u2019osservazione in ambienti interni generici possono essere considerati inequivocabili o interpretabili, nell\u2019ultima fase della ricerca si \ue8 ritenuto opportuno creare un questionario con scale di frequenza e somministrarlo, nelle province di Macerata e di Fermo (regione Marche), a persone comuni, scelte con criterio randomizzato e appartenenti a cinque differenti fasce d\u2019et\ue0, al fine di rilevare la frequenza di differenti comportamenti (sulla persona e sull\u2019ambiente), reazioni fisiche e comunicazioni verbali, che possono essere letti come manifestazione di un certo tipo di disagio termico, provato da questi individui nel loro contesto quotidiano. Ci\uf2 ha permesso di mettere a confronto i dati risultanti da questa analisi con quelli raccolti tramite checklist e avere maggiori informazioni rispetto alle percezioni delle persone osservate. CONCLUSIONI: L\u2019intento \ue8 stato quello di fornire, attraverso la nostra indagine, uno spaccato di realt\ue0, che mostrasse, nel modo pi\uf9 naturalistico possibile, ci\uf2 che quotidianamente accade nella vita di persone di diversa fascia d\u2019et\ue0, in relazione al comfort ambientale interno. Tutti i dati raccolti potranno essere utili alla progettazione di dispositivi capaci di fornire un aumento del benessere e un miglioramento della qualit\ue0 della vita di tutti gli individui, anche di quelli pi\uf9 deboli, come gli anziani non autosufficienti. Punti di forza di questa ricerca sono sicuramente l\u2019aver messo al centro l\u2019essere umano, nella sua totalit\ue0 e complessit\ue0, e l\u2019aver condotto un\u2019analisi sul campo del comportamento umano in contesti di vita quotidiana, cercando costantemente di far dialogare e interagire la cultura umanistica con quella tecnologica. Partendo dal concetto di comfort termico, vi \ue8 la volont\ue0 di considerare ulteriori sviluppi e possibilit\ue0 di applicazione, anche in altri ambiti, della metodologia testata in questo studio

Chemical communication between synthetic and natural cells: a possible experimental design

The bottom-up construction of synthetic cells is one of the most intriguing and interesting research arenas in synthetic biology. Synthetic cells are built by encapsulating biomolecules inside lipid vesicles (liposomes), allowing the synthesis of one or more functional proteins. Thanks to the in situ synthesized proteins, synthetic cells become able to perform several biomolecular functions, which can be exploited for a large variety of applications. This paves the way to several advanced uses of synthetic cells in basic science and biotechnology, thanks to their versatility, modularity, biocompatibility, and programmability. In the previous WIVACE (2012) we presented the state-of-the-art of semi-synthetic minimal cell (SSMC) technology and introduced, for the first time, the idea of chemical communication between synthetic cells and natural cells. The development of a proper synthetic communication protocol should be seen as a tool for the nascent field of bio/chemical-based Information and Communication Technologies (bio-chem-ICTs) and ultimately aimed at building soft-wet-micro-robots. In this contribution (WIVACE, 2013) we present a blueprint for realizing this project, and show some preliminary experimental results. We firstly discuss how our research goal (based on the natural capabilities of biological systems to manipulate chemical signals) finds a proper place in the current scientific and technological contexts. Then, we shortly comment on the experimental approaches from the viewpoints of (i) synthetic cell construction, and (ii) bioengineering of microorganisms, providing up-to-date results from our laboratory. Finally, we shortly discuss how autopoiesis can be used as a theoretical framework for defining synthetic minimal life, minimal cognition, and as bridge between synthetic biology and artificial intelligence.Comment: In Proceedings Wivace 2013, arXiv:1309.712

Differential regulation of the phenazine biosynthetic operons by quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa PAO1-N

The Pseudomonas aeruginosa quorum sensing (QS) network plays a key role in the adaptation to environmental changes and the control of virulence factor production in this opportunistic human pathogen. Three interlinked QS systems, namely las, rhl, and pqs, are central to the production of pyocyanin, a phenazine virulence factor which is typically used as phenotypic marker for analysing QS. Pyocyanin production in P. aeruginosa is a complex process involving two almost identical operons termed phzA1B1C1D1E1F1G1 (phz1) and phzA2B2C2D2E2F2G2 (phz2), which drive the production of phenazine-1-carboxylic acid (PCA) which is further converted to pyocyanin by two modifying enzymes PhzM and PhzS. Due to the high sequence conservation between the phz1 and phz2 operons (nucleotide identity > 98%), analysis of their individual expression by RNA hybridization, qRT-PCR or transcriptomics is challenging. To overcome this difficulty, we utilized luminescence based promoter fusions of each phenazine operon to measure in planktonic cultures their transcriptional activity in P. aeruginosa PAO1-N genetic backgrounds impaired in different components of the las, rhl, and pqs QS systems, in the presence or absence of different QS signal molecules. Using this approach, we found that all three QS systems play a role in differentially regulating the phz1 and phz2 phenazine operons, thus uncovering a higher level of complexity to the QS regulation of PCA biosynthesis in P. aeruginosa than previously appreciated

Analysis of human behavior in everyday life's contexts, for the development of new technologies, in support of the improvement of life quality and well-being.

The research has focused on aspects that have a direct impact on Indoor Environmental Quality, that are linked with the concept of comfort and are related to different aspects of human behavior in everyday life\u2019s contexts. The research question is \u201cIs it possible to create the right comfort, minimizing the user's activity when he/she is searching for it?\u201d We focused on temperature and, in this regard, we built a checklist that can help collecting data about the different reactions a user has when feeling uncomfortable with the indoor environment around him/her. We collected n.280 checklists in various indoor environments until now. In view of Ambient Assisted Living, we contacted n.5 health-care structures. We are doing observations through the checklist, to collect data about reactions on temperature, light, etc. and we are conducting interviews with professional experts. We collected n.58 checklists and n.21 interviews until now. The research is still underway

A novel bacterial l-arginine sensor controlling c-di-GMP levels in Pseudomonas aeruginosa

Nutrients such as amino acids play key roles in shaping the metabolism of microorganisms in natural environments and in host–pathogen interactions. Beyond taking part to cellular metabolism and to protein synthesis, amino acids are also signaling molecules able to influence group behavior in microorganisms, such as biofilm formation. This lifestyle switch involves complex metabolic reprogramming controlled by local variation of the second messenger 3′, 5′-cyclic diguanylic acid (c-di-GMP). The intracellular levels of this dinucleotide are finely tuned by the opposite activity of dedicated diguanylate cyclases (GGDEF signature) and phosphodiesterases (EAL and HD-GYP signatures), which are usually allosterically controlled by a plethora of environmental and metabolic clues. Among the genes putatively involved in controlling c-di-GMP levels in P. aeruginosa, we found that the multidomain transmembrane protein PA0575, bearing the tandem signature GGDEF-EAL, is an l-arginine sensor able to hydrolyse c-di-GMP. Here, we investigate the basis of arginine recognition by integrating bioinformatics, molecular biophysics and microbiology. Although the role of nutrients such as l-arginine in controlling the cellular fate in P. aeruginosa (including biofilm, pathogenicity and virulence) is already well established, we identified the first l-arginine sensor able to link environment sensing, c-di-GMP signaling and biofilm formation in this bacterium

Effect of efflux pump inhibition on Pseudomonas aeruginosa transcriptome and virulence

Efflux pumps of the resistance-nodulation-cell-division (RND) family increase antibiotic resistance in many bacterial pathogens, representing candidate targets for the development of antibiotic adjuvants. RND pumps have also been proposed to contribute to bacterial infection, implying that efflux pump inhibitors (EPIs) could also act as anti-virulence drugs. Nevertheless, EPIs are usually investigated only for their properties as antibiotic adjuvants, while their potential anti-virulence activity is seldom taken into account. In this study it is shown that RND efflux pumps contribute to Pseudomonas aeruginosa PAO1 pathogenicity in an insect model of infection, and that the well-characterized EPI Phe-Arg-β-naphthylamide (PAβN) is able to reduce in vivo virulence of the P. aeruginosa PAO1 laboratory strain, as well as of clinical isolates. The production of quorum sensing (QS) molecules and of QS-dependent virulence phenotypes is differentially affected by PAβN, depending on the strain. Transcriptomic and phenotypic analyses showed that the protection exerted by PAβN from P. aeruginosa PAO1 infection in vivo correlates with the down-regulation of key virulence genes (e.g. genes involved in iron and phosphate starvation). Since PAβN impacts P. aeruginosa virulence, anti-virulence properties of EPIs are worthy to be explored, taking into account possible strain-specificity of their activit

Exploring the role of fallopian ciliated cells in the pathogenesis of high-grade serous ovarian cancer

High-grade serous epithelial ovarian cancer (HGSOC) is the fifth leading cause of cancer death in women and the first among gynecological malignancies. Despite an initial response to standard chemotherapy, most HGSOC patients relapse. To improve treatment options, we must continue investigating tumor biology. Tumor characteristics (e.g., risk factors and epidemiology) are valuable clues to accomplish this task. The two most frequent risk factors for HGSOC are the lifetime number of ovulations, which is associated with increased oxidative stress in the pelvic area caused by ovulation fluid, and a positive family history due to genetic factors. In the attempt to identify novel genetic factors (i.e., genes) associated with HGSOC, we observed that several genes in linkage with HGSOC are expressed in the ciliated cells of the fallopian tube. This finding made us hypothesize that ciliated cells, despite not being the cell of origin for HGSOC, may take part in HGSOC tumor initiation. Specifically, malfunction of the ciliary beat impairs the laminar fluid flow above the fallopian tube epithelia, thus likely reducing the clearance of oxidative stress caused by follicular fluid. Herein, we review the up-to-date findings dealing with HGSOC predisposition with the hypothesis that fallopian ciliated cells take part in HGSOC onset. Finally, we review the up-to-date literature concerning genes that are located in genomic loci associated with epithelial ovarian cancer (EOC) predisposition that are expressed by the fallopian ciliated cells

Influence of perineural invasion in predicting overall survival and disease-free survival in patients With locally advanced gastric cancer

Background The aim of the present study was to evaluate the prognostic significance of perineural invasion (PNI) in locally advanced gastric cancer patients who underwent D2 gastrectomy and adjuvant chemotherapy. Methods The records of a series of 103 patients undergoing D2 gastrectomy with curative intent combined with adjuvant chemotherapy from January 2004 to December 2014 were retrospectively reviewed. Results PNI was positive in 47 (45.6%) specimens. The 1-, 3-, and 5-year overall survival rates were 81%, 55%, and 42%, respectively. The 1-, 3-, and 5-year disease-free survival (DFS) rates were 76%, 57%, and 49%, respectively. A multivariate analysis showed that age number of positive lymph nodes, T stage, and PNI were independently associated with overall survival. Regarding DFS, the multivariate analysis showed that only PNI was independently associated with DFS. Conclusions PNI and T stage and positive lymph nodes are independent markers of poor prognosis in patients with gastric cancer. PNI should be incorporated in the postoperative staging system for planning follow-up after surgery and in our opinion to propose more aggressive postoperative therapies in PNI-positive patients

Pedagogical coordinations in governmental pre-schopls: models and development perspectives. Two case studies

L’ambito di ricerca su cui ci si concentra il questo lavoro prende le mosse dall’istituzione del “Sistema Integrato 0-6 anni” previsto dalla legge 107/2015 ed intende focalizzarsi sulla figura del coordinatore pedagogico nella scuola dell’infanzia statale. In tal senso, scopo prioritario della ricerca è quello di analizzare l’esperienza del coordinamento pedagogico e la sua applicabilità nelle scuole dell’infanzia statali. In particolare, la ricerca intende esplorare nuovi possibili modelli di coordinamento pedagogico e la loro evoluzione alla luce della Legge 107/2015 e dei successivi decreti. La ricerca intende quindi rispondere alla seguente domanda: quali modelli organizzativi e funzionali per un coordinamento pedagogico alla luce delle esperienze in atto? Affrontando questi interrogativo, sulla base dei casi studio analizzati, è possibile trarre suggerimenti per l’implementazione del coordinamento pedagogico nelle scuola dell’infanzia statali su tutto il territorio nazionale nell’ottica di diffondere l’alto livello qualitativo dei servizi e delle scuola dell’infanzia per cui la figura del coordinamento pedagogico è stata nel tempo implementata dalle realtà regionali che l’hanno qualificata. La ricerca empirica procede tramite lo studio di caso, analizzando figure di coordinamento e di dirigenza presenti sul territorio della nostra Regione. La ricerca è stata condotta in particolare a Bologna e a Vignola dove sono presenti alcune rilevanti esperienze di coordinamento pedagogico all’interno delle scuole dell’infanzia statali che durano da alcuni anni. Il lavoro empirico, nel caso studio di Vignola consiste di interviste al dirigente scolastico e alla coordinatrice pedagogica individuata presso la Direzione Didattica di Vignola; nel caso di Bologna, in cui si è consolidata un’esperienza sperimentale di coordinamento pedagogico all’interno di tutti gli Istituti Comprensivi della città, il lavoro empirico è consistito di 1 intervista di gruppo alle 5 coordinatrici pedagogiche, 1 intervista alla coordinatrice di 2°livello delle coordinatrici pedagogiche del Comune di Bologna e 2 interviste alle Dirigenti scolastiche di alcuni IC.The study focalise on the pedagogical coordination in the governamental pre-schools after the new law 107/2015 which reform the ecec system turning it from a split system in an integrated system 0-6. In particular the research intend to explore new possible organisational and functional models of pedagogical coordination at the light of the new law. The empiric research has used the case study methods analysing experiences of coordination in cities of Bologna and Vignola; a group research of coordinators and 2 in depth semi-structured interview to second level coordinator were conducted; also 3 school principal were interviewd. The collected data have been analysed using the spiral-like methodology of grounded theory