Uniform decrease of alpha-global field power induced by intermittent photic stimulation of healthy subjects

Nineteen-channel EEGs were recorded from the scalp surface of 30 healthy subjects (16 males and 14 females, mean age: 34 years, SD: 11.7 years) at rest and under trains of intermittent photic stimulation (IPS) at rates of 5, 10 and 20 Hz. Digitalized data were submitted to spectral analysis with fast fourier transformation providing the basis for the computation of global field power (GFP). For quantification, GFP values in the frequency ranges of 5, 10 and 20 Hz at rest were divided by the corresponding data obtained under IPS. All subjects showed a photic driving effect at each rate of stimulation. GFP data were normally distributed, whereas ratios from photic driving effect data showed no uniform behavior due to high interindividual variability. Suppression of alpha-power after IPS with 10 Hz was observed in about 70% of the volunteers. In contrast, ratios of alpha-power were unequivocal in all subjects: IPS at 20 Hz always led to a suppression of alpha-power. Dividing alpha-GFP with 20-Hz IPS by alpha-GFP at rest (R = a-GFPIPS/a-GFPrest) thus resulted in ratios lower than 1. We conclude that ratios from GFP data with 20-Hz IPS may provide a suitable paradigm for further investigations. Key words: EEG, Brain mapping, Intermittent photic stimulation, IPS, Global field power ratio

High-speed X-ray ptychographic tomography

X-ray ptychography is a coherent scanning imaging technique widely used at synchrotron facilities for producing quantitative phase images beyond the resolution limit of conventional x-ray optics. The scanning nature of the technique introduces an inherent overhead to the collection at every scan position and limits the acquisition time of each 2D projection. The overhead associated with motion can be minimised with a continuous-scanning approach. Here we present an acquisition architecture based on continuous-scanning and up-triggering which allows to record ptychographic datasets at up to 9 kHz. We demonstrate the method by applying it to record 2D scans at up to 273 µm2/s and 3D scans of a (20 µm)3 volume in less than three hours. We discuss the current limitations and the outlook toward the development of sub-second 2D acquisition and minutes-long 3D ptychographic tomograms

Maximal information component analysis: a novel non-linear network analysis method.

BackgroundNetwork construction and analysis algorithms provide scientists with the ability to sift through high-throughput biological outputs, such as transcription microarrays, for small groups of genes (modules) that are relevant for further research. Most of these algorithms ignore the important role of non-linear interactions in the data, and the ability for genes to operate in multiple functional groups at once, despite clear evidence for both of these phenomena in observed biological systems.ResultsWe have created a novel co-expression network analysis algorithm that incorporates both of these principles by combining the information-theoretic association measure of the maximal information coefficient (MIC) with an Interaction Component Model. We evaluate the performance of this approach on two datasets collected from a large panel of mice, one from macrophages and the other from liver by comparing the two measures based on a measure of module entropy, Gene Ontology (GO) enrichment, and scale-free topology (SFT) fit. Our algorithm outperforms a widely used co-expression analysis method, weighted gene co-expression network analysis (WGCNA), in the macrophage data, while returning comparable results in the liver dataset when using these criteria. We demonstrate that the macrophage data has more non-linear interactions than the liver dataset, which may explain the increased performance of our method, termed Maximal Information Component Analysis (MICA) in that case.ConclusionsIn making our network algorithm more accurately reflect known biological principles, we are able to generate modules with improved relevance, particularly in networks with confounding factors such as gene by environment interactions

Multi-scale characterisation of the 3D microstructure of a thermally-shocked bulk metallic glass matrix composite

Bulk metallic glass matrix composites (BMGMCs) are a new class of metal alloys which have significantly increased ductility and impact toughness, resulting from the ductile crystalline phases distributed uniformly within the amorphous matrix. However, the 3D structures and their morphologies of such composite at nano and micrometre scale have never been reported before. We have used high density electric currents to thermally shock a Zr-Ti based BMGMC to different temperatures, and used X-ray microtomography, FIB-SEM nanotomography and neutron diffraction to reveal the morphologies, compositions, volume fractions and thermal stabilities of the nano and microstructures. Understanding of these is essential for optimizing the design of BMGMCs and developing viable manufacturing methods

High-Density Genotypes of Inbred Mouse Strains: Improved Power and Precision of Association Mapping.

Human genome-wide association studies have identified thousands of loci associated with disease phenotypes. Genome-wide association studies also have become feasible using rodent models and these have some important advantages over human studies, including controlled environment, access to tissues for molecular profiling, reproducible genotypes, and a wide array of techniques for experimental validation. Association mapping with common mouse inbred strains generally requires 100 or more strains to achieve sufficient power and mapping resolution; in contrast, sample sizes for human studies typically are one or more orders of magnitude greater than this. To enable well-powered studies in mice, we have generated high-density genotypes for ∼175 inbred strains of mice using the Mouse Diversity Array. These new data increase marker density by 1.9-fold, have reduced missing data rates, and provide more accurate identification of heterozygous regions compared with previous genotype data. We report the discovery of new loci from previously reported association mapping studies using the new genotype data. The data are freely available for download, and Web-based tools provide easy access for association mapping and viewing of the underlying intensity data for individual loci

Microscopic Route to Nematicity in Sr3Ru2O7

An anisotropic metallic phase dubbed electronic nematic phase bounded by two consecutive metamagnetic transitions has been reported in the bilayer ruthenate Sr3Ru2O7. It has also been shown that the nematic and the accompanying metamagnetic transitions are driven by an effective momentum-dependent quadrupole-type interaction. Here, we study the microscopic origin of such an effective interaction. To elucidate the mechanism behind the spontaneous Fermi surface distortion associated with the nematic, we identify a simple tight binding model based on t2g orbitals, spin-orbit coupling and the rotation of RuO6 octahedra as starting point, consistent with the Fermi surface obtained from recent angle-resolved photoemission data. Within an extended Hubbard model the nematic state, characterized by an anisotropy between the bands near $(\pm \pi,0)$ and $(0,\pm \pi)$, then strongly competes with ferromagnetic order but pre-empts it via a finite nearest neighbor interaction. We discuss experimental means to confirm our proposal.Comment: 4+ pages, 3 figure

Entwicklung und Bewertung von direkten Bekämpfungsstrategien gegen das Auftreten der Möhrenschwärze (Alternaria dauci) beim Anbau von Möhren für die industrielle Verarbeitung

Im Rahmen des BLE-Forschungsprojektes „Entwicklung und Bewertung von direkten Bekämpfungsstrategien gegen das Auftreten der Möhrenschwärze (Alternaria dauci) beim Anbau von Möhren für die industrielle Verarbeitung“ (03OE488) wurde in den Jahren 2004-2006 Feldversuche zur Optimierung des ökologischen Möhrenanbaus unter norddeutschen Bedingungen durchgeführt. Sortenvergleichsanbau In den drei Jahren wurden auf den zwei Versuchsstandorten jeweils 10 bis 12 Möhrensorten auf ihre Eignung für den ökologischen Anbau geprüft. Wesentliche Kriterien waren hierbei die Widerstandsfähigkeit gegenüber Alternaria, wertgebende Inhaltstoffe und die Ertragshöhe. Es konnten deutliche Unterschiede in der Alternariaanfälligkeit der geprüften Sorten beobachtet werden. Dabei zeigte sich, dass diese Sortenunterschiede sowohl an beiden Versuchsstandorten als auch über die geprüften Jahre auftraten. Das Ergebnis der Sortenprüfung belegte, dass die bisher überwiegend im ökologischen Anbau eingesetzten Sorten sich als deutlich weniger geeignet erwiesen, als andere geprüfte Sorten. Die hohe Alternariaanfälligkeit der bisher verwendeten Standardsorten führte bei entsprechenden Infektionsbedingungen zu einer starken Laubschädigung mit deutlichem Einfluss auf den Nitratgehalt und die Vermarktungsfähigkeit des Ernteproduktes. Anbauversuch zur Wirksamkeit der Heißwasserbehandlung (HWB) des Saatgutes auf den Laubbefall mit Alternaria In diesem Teilversuch wurde anhand von alternariaanfälligen Möhrensorten überprüft, ob ein Besatz des Möhrensaatgutes mit dem pilzlichen Erreger Alternaria dauci einen Einfluss auf den Zeitpunkt und die Stärke eines Alternariabefalles im Möhrenbestand hat. Dazu wurde unbehandeltes gering belastetes Saatgut, sowie stark belastetes Saatgut mit heißwasserbehandeltem Saatgut verglichen. Im Versuchsjahr 2004 trat an keiner Versuchsvariante ein Alternaria Befall auf. Dagegen konnte in den Versuchsjahren 2005 und 2006 nachgewiesen werden, dass ein stark erhöhter Ausgangsbesatz des Saatgutes mit Alternaria dauci bei entsprechenden Infektionsbedingungen auch zu einem stärkeren Auftreten der Laubkrankheit im Bestand führte. Die Frage des tolerierbaren Grenzwertes für den Besatz des Saatgutes mit Alternaria dauci konnte in diesem Forschungsvorhaben nicht geklärt werden. Besonders bei Alternaria anfälligen Sorten sollte aber auf eine möglichst geringe Ausgangsbelastung des Saatgutes geachtet werden. Aber auch die Nachteile einer verringerte Keimfähigkeit sowie einer verminderten Haltbarkeit des Saatgutes durch eine HWB müssen beim Saatguteinkauf berücksichtigt werden. Feststellen der Wirksamkeit verschiedener Pflanzenschutz und –stärkungsmittel gegen Laubkrankheiten (speziell Alternaria) In diesem Teilversuch wurde die direkte Wirkung von Pflanzenschutzmitteln und Pflanzenstärkungsmitteln auf den Befall mit Alternaria dauci überprüft. Ergänzend wurde der Einsatz von Haftmitteln und Spurenelementdüngern geprüft. In allen drei Versuchsjahren konnte durch den Einsatz von Kupferpräparaten ein deutlicher Effekt auf den Alternariabefall der Blattfläche nachgewiesen werden. Dies betrifft sowohl die Cuprozin-Varianten auf Basis von Kupferhydroxid als auch die Cueva-Variante auf Basis von Kupferoktanoat. Es ist zu beachten, dass der Wirkstoff Kupferoktanoat bisher nicht im Anhang der EU-Öko-Verordnung als erlaubtes Pflanzenschutzmittel aufgeführt ist