Age at death determination from morphological changes in the clavicle: from adolescence to adulthood - the impact of environmantal factors

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Humana e Ambiente). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011A determinação da idade à morte é um dos principais desafios que se apresentam numa identificação individual a partir de restos humanos ósseos. Obter a idade que o indivíduo tinha aquando da morte é uma tarefa complicada e que vai aumentando de grau de dificuldade à medida que a idade do indivíduo aumenta. Até ao final da sua formação e erupção, os dentes representam indicadores muito precisos da idade (Hillson, 1996). Durante a infância e adolescência, o comprimento dos ossos longos e a fusão epifisária aparecem como as formas mais fiáveis da determinação da idade. A partir dos 18 anos, o terceiro molar está muitas vezes já erupcionado, e muitas das principais epifises começam a estar fundidas à medida que o corpo deixa de crescer (Cardoso, 2008). A partir desta altura a precisão dos métodos começa a decaír drasticamente e após os 30 anos os indicadores usados para determinar a idade em indivíduos adultos prendem-se com degeneração dos ossos, degeneração esta que está muito menos dependente de factores genéticos e muito mais dependente de factores ambientais, como a nutrição, o clima e principalmente a actividade física (Scheuer e Black, 2000). Existem vários estudos que estabelecem um padrão de fusão para a epífise esternal da clavícula para indivíduos adolescentes e jovens adultos, através da análise de restos ósseos (e.g. Stevenson, 1924; Todd e D’Errico, 1928; MacLaughlin, 1990; Black e Scheuer, 1996; Veschi e Facchini, 2002; Coqueugniot e Weaver, 2007; Shirley e Jantz, 2010), Com este trabalho pretendeu-se desenvolver uma métodologia que permita de uma forma tão precisa quanto possivel, determinar a idade a morte de esqueletos (provenientes de contexto arqueológico ou forense) através da análise da clavícula, nomeadamente do processo de fusão da epífise esternal. Foram estudados esqueletos de tres colecções osteologicas distintas. A colecção de esqueletos identificados do Museu Bocage em Lisboa, que contém indivíduos nascidos em meados do século 20, e representa uma população eminentemente urbana (Cardoso, 2006); a colecção do Museu Antropológico da Universidade de Coimbra, com indivíduos nascidos no inicio do século 20 provenientes de uma população rural (Fernandes, 1985); foi ainda estudada uma colecção de esqueletos conservada no Museu de História Natural de Londres, a colecção de Spitalfields, mais antiga que as anteriores, pois contém esqueletos que viveram em meados do século 18, numa zona muito industrializada de Londres (Molleson et al., 1993). No total foram estudados 246 esqueletos (125 do sexo masculino e 121 do sexo feminino), divididos da seguinte forma pelas 3 colecções: 138 de Coimbra (74 do sexo masculino e 64 do sexo feminino), 87 de Lisboa (40 do sexo masculino e 47 do sexo feminino) e 21 da colecção inglesa (11 do sexo masculino e 10 do sexo feminino). A comparação de idade entre as colecções revelou diferenças significativas entre Lisboa e as restantes duas, sendo os indivíduos de Lisboa mais jovens. Não se encontraram diferenças entre Coimbra e Spitalfields. Uma análise analoga para a robustez, apenas revelou diferenças entre Lisboa e Coimbra, com os indivíduos de Lisboa a serem em media menos robustos. Os dados recolhidos, foram o comprimento máximo da diafise e o perímetro ao meio de modo a obter o índice de robustez. As clavículas foram classificadas quanto ao seu grau de fusão da epífise com 3 escalas diferentes: a) 3 Fases, que e a divisão mais frequentemente usada, e o mais simples de aplicar, pois apenas diferencia o desenvolvimento da epífise em : não fundido (Fase 1), ou seja sem floco epifisario; em fusão (Fase 2), isto e com floco visível e fundido (Fase 3) quando este está completamente fundido e não se vislumbra qualquer linha de fusão; b) 4 Fases, que e mais complexo que o anterior: não fundido (Fase 1); se o floco cobre menos de 50% da superfície de epífise (Fase 2), se cobre 50% ou mais da epífise (Fase 3) (Figura 4) e fase 4 se a fusão é completa. c) O método de 5 Fases divide a fase Não fundido das outras escalas em duas fases: não fundido com billowing marcado (Fase 1) e não fundido com billowing pouco profundo (Fase 2); as restantes fases (3,4 e 5) sao iguais ao método de 4 estádios. Várias técnicas estatísticas foram utilizadas, para comparar as colecções (ANOVA, Kruskal- Wallis e Mann-Withney-Wilcoxon), e para caracterizar as passagens de grau e comparar os graus entre si (análise de transição e análise de sobrevivência por Kaplan-Meier), e por último usada a regressão Ordinal Logistica para modelar os dados e obter as probabilidades de estimação da idade. Todo o trabalho estatístico foi efectuado com recurso a softwares especificos, nomeadamente STATA e R. De referir que todos os pressupostos dos testes foram estudados e respeitados, embora não se mostrem detalhes neste trabalho. A análise de transição revelou que como se esperava os indivíduos do sexo feminino passam para um grau de fusão superior numa idade, em média, inferior aos do sexo masculino. Ou seja, a fusão ocorre mais cedo. A mesma análise mostra que os indivíduos de Lisboa maturam mais rapidamente que os das outras duas colecções. A utilização das técnicas de análise de sobrevivência de Kaplan-Meier, revelaram diferenças significativas entre todos os graus dos métodos de 3 e 4 etapas. No método de 5 etapas não foi possivel separar os graus mais baixos, sendo pois aconselhável a sua junção. A modelação por regressão ordinal logística forneceu vários modelos significativos, com uma boa capacidade explicativa, usando a idade categorizada em 7 classes (15-17; 18-20; 21-23; 24- 26;27-29; 30-32; 33-35), e a variável grau de fusão (Stage) do método em 3 e 4 estados. Estes modelos procuraram aumentar a flexibilidade de aplicação do método. Como exemplo mostra-se em detalhe o modelo com o grau em 3 estados e as outras variáveis no modelo (sexo e robustez). Antes de proceder à obtenção de probabilidade de estimação da idade, introduziu-se a variável colecção para tentar confirmar a tendência de maturação mais cedo dos indivíduos da colecção de Lisboa (de referir que esta variável não pode fazer parte do modelo final sob pena de o modelo apenas poder predizer idades dentro destas três colecções). A variável colecção mostrou-se significativa, e mostrou que um indivíduo com o mesmo grau de fusão, mesma robustez e mesmo sexo, tem uma possibilidade maior de ser mais velho se pertencer a uma colecção que não a de Lisboa. Ficamos então com um modelo que se traduz em 6 equações: G(y ≤ 1) = 1.8001 – (1.5599 ∗ Stage 2 + 3.4719 ∗ Stage 3 + 0.0911 ∗ Robusticity − 0.1701 ∗ Sex) G(y ≤ 2_ = 2.9810 – (1.5599 ∗Stage 2 + 3.4719 ∗ Stage 3 + 0.0911 ∗ Robusticity − 0.1701 ∗ Sex) G(y ≤ 3_ = 4.0323 – (1.5599 ∗Stage 2 + 3.4719 ∗ Stage 3 + 0.0911 ∗ Robusticity − 0.1701 ∗ Sex) G(y ≤ 4_ = 4.9407 – (1.5599 ∗Stage 2 + 3.4719 ∗ Stage 3 + 0.0911 ∗ Robusticity − 0.1701 ∗ Sex) G(y ≤ 5_ = 5.6435 – (1.5599 ∗Stage 2 + 3.4719 ∗ Stage 3 + 0.0911 ∗ Robusticity − 0.1701 ∗ Sex) G(y ≤ 6_ = 6.4021 – (1.5599 ∗Stage 2 + 3.4719 ∗ Stage 3 + 0.0911 ∗ Robusticity − 0.1701 ∗ Sex) As variáveis Stage2, Stage3, robustez e sexo, devem ser substituidas pelos valores do indivíduo. Por exemplo se tivermos um indivíduo do sexo masculino (0), com grau de fusão 2, e robustez 22, devemos substituir estes valores nas equações (e necessário ter em conta que o facto de a variável Stage ser ordinal com 3 categorias, torna necessário a sua transformação em variável dummy, pelo que neste caso teríamos que substituir nas equações por Stage2=1, Stage3=0). Cada uma das equações dá-nos um valor que nos permite obter a probabilidade cumulativa do indivíduo estar nessa classe de idade ou abaixo dela. Por exemplo ao substituir na equação G (y≤3) obtemos o valor de 0.4673, do qual temos que obter a probabilidade. Podemos fazê-lo de duas formas: ou com o comando do R pnorm(valor) ou com a formula do Excel dist.normp (valor). Neste caso pnorm(0.4673)=0.6798 que significa que o nosso desconhecido tem uma probabilidade de 68% de estar incluido ou abaixo da classe 3, ou seja abaixo dos 23 anos. Uma vez que estamos a trabalhar com probabilidades cumulativas, para calcular a probabilidade de estar numa determinada classe temos que subtrair as probabilidades anteriores. Assim, voltando ao nosso exemplo, para obter a P (y=3) temos que subtrair P (y≤2) a ja calculada P (y≤3). Ficamos então com P (y=3) =0.68-0.28=0.40. portanto o nosso desconhecido tem assim cerca de 40% de probabilidades de ter entre 21 e 23 anos. Os resultados apontam para uma tendência secular de aceleração do desenvolvimento, havendo uma diferença significativa entre a maturação dos indivíduos de Lisboa e os das outras duas colecções. Os indivíduos de Lisboa apresentam uma maturação mais cedo e mais rapidamente, podendo esta diferença ser devida às melhores condições de vida da Lisboa de meados do século 20, relativamente a zonas rurais de Coimbra no inicio do século 20, ou mesmo da Londres do século 18. Este tipo de tendências seculares no desenvolvimento tem sido documentado (Lin, et al, 2006; Ahmed and Warner, 2007), e ligado a mudança de condições de vida. De facto, Hawley e colaboradores (2009) estabeleceram uma ligação estatisticamente significativa na maturação, entre criancas da África do Sul num periodo de 40 anos. O estudo atribui a aceleração da maturação às importantes melhorias das condições de vida ocorridas no seio daquela população da cidade de Pretoria, naquele período. Shirley e Jantz (2010) também documentaram esta tendência na maturação esquelética, ao compararem as colecções McCormick (final do século 20) e Hamman-Todd (inicio do século 20), nomeadamente nos indivíduos do sexo masculino. A estratégia de modelação adoptada, permitiu atingir o principal objectivo proposto que foi o de obter um novo método, que fosse estatisticamente robusto para estimar a idade a morte. Este trabalho apresenta resultados que apontam para uma tendência secular de aceleração na maturação esquelética. É demonstrado que indivíduos mais recentes, com melhores condições de vida, têm um desenvolvimento mais cedo e mais acelerado. Os métodos apresentados são estatisticamente significativos, mas acima de tudo são flexíveis e fáceis de utilizar quer sejam em contexto arqueológico ou forense.This paper describes a new method for age at death estimation using the epiphyseal union at the medial end of the clavicle. Individuals from 3 human skeletal collections with ages between 15 and 35 were used in a total of 246 specimens – 125 males and 121 females. The Spitalfields collection represents a 1750’s sample from industrial London, whereas the Coimbra’s specimens represent a largely rural population and range from late nineteen to early twentieth century, and the Lisbon collection is the most recent (mid to late twentieth century) and representative of a more typical urban population. Clavicles were scored according to three classification schemes, a 3 stage scheme (1-unfused, 2-fusing and 3-fused), a 4stage scheme(1- unfused; 2-fusing with flake covering under 50% of epiphysis, 3-fusing with flake covering 50% or more of epiphysis, 4-fused), and 5 stage scheme(1-unfused with marked billowing; 2- unfused with shallow billowing; 3-fusing with flake covering under 50% of epiphysis; 4-fusing with flake covering 50% or more of epiphysis; 5-fused). Maximum length and perimeter at the middle of the shaft were also measured to establish the robustcity index. Collections were compared by age and robusticity, and transition analysis and survival analysis were used to compare mean age of attainment for maturation/fusion stages. Ordinal Logistic Regression was used to establish several probabilistic models for age ate death estimation. Results show that there is a secular tendency for the development to be earlier in more recent individuals (Lisbon) when compared to the other collections. Robusticity was found to significantly influence the fusion of the epiphyses, unlike sex. Modeling techniques demonstrated that a 5 degree method is not suitable to our data, since there are no differences between the first 2 stages. The extracted models with 3 and 4 stages provide reliable probabilities for age at death given a certain stage of fusion. Modeling techniques proved to a very useful tool as they allow introducing several factors that influence the variation that we are trying to describe

How R&D and tax incentives influence economic growth: Econometric study for the period between 1995 and 2008 of EU-15

Setting targets to increase the levels of R&D, a component that is present in the political and economic agendas of the European Member States with the promotion of active tax policies, suggests that it is possible for R&D to cause an impact on economic growth. This research work aims at understanding the influence of the evolution of R&D expenditures, as well as the influence of tax incentives on economic growth. For that, a panel data of 15 European countries, during the period between 1995 and 2008, was used. The econometric study confirms the foreseen importance, both in this study and in the literature, of the countries’ R&D efforts and their impact on economic growth. The positive effect of tax incentives on economic growth, combined with R&D levels, is highlighted and demonstrated, thus confirming a strategic orientation towards tax policies followed by the national institutions.R&D, tax incentives, economic growth, econometric analysis in panel data

Consumption Management of Air Conditioning Devices for the Participation in Demand Response Programs

Demand Response has been taking over the years an extreme importance. There’s a lot of demand response programs, one of them proposed in this paper, using air conditioners that could increase the power quality and decrease the spent money in many ways like: infrastructures and customers energy bill reduction. This paper proposes a method and a study on how air conditioners could integrate demand response programs. The proposed method has been modelled as an energy resources management optimization problem. This paper presents two case studies, the first one with all costumers participating and second one with some of costumers. The results obtained for both case studies have been analyzed

STRENGTHS AND LIMITATIONS OF QUALITATIVE AND QUANTITATIVE RESEARCH METHODS

Scientific research adopts qualitative and quantitative methodologies in the modeling and analysis of numerous phenomena. The qualitative methodology intends to understand a complex reality and the meaning of actions in a given context. On the other hand, the quantitative methodology seeks to obtain accurate and reliable measurements that allow a statistical analysis. Both methodologies offer a set of methods, potentialities and limitations that must be explored and known by researchers. This paper concisely maps a total of seven qualitative methods and five quantitative methods. A comparative analysis of the most relevant and adopted methods is done to understand the main strengths and limitations of them. Additionally, the work developed intends to be a fundamental reference for the accomplishment of a research study, in which the researcher intends to adopt a qualitative or quantitative methodology. Through the analysis of the advantages and disadvantages of each method, it becomes possible to formulate a more accurate, informed and complete choice.  Article visualizations

AutoOC: Automated multi-objective design of deep autoencoders and one-class classifiers using grammatical evolution

One-Class Classification (OCC) corresponds to a subclass of unsupervised Machine Learning (ML) that is valuable when labeled data is non-existent. In this paper, we present AutoOC, a computationally efficient Grammatical Evolution (GE) approach that automatically searches for OCC models. AutoOC assumes a multi-objective optimization, aiming to increase the OCC predictive performance while reducing the ML training time. AutoOC also includes two execution speedup mechanisms, a periodic training sampling, and a multi-core fitness evaluation. In particular, we study two AutoOC variants: a pure Neuroevolution (NE) setup that optimizes two types of deep learning models, namely dense Autoencoder (AE) and Variational Autoencoder (VAE); and a general Automated Machine Learning (AutoML) ALL setup that considers five distinct OCC base learners, specifically Isolation Forest (IF), Local Outlier Factor (LOF), One-Class SVM (OC-SVM), AE and VAE. Several experiments were conducted, using eight public OpenML datasets and two validation scenarios (unsupervised and supervised). The results show that AutoOC requires a reasonable amount of execution time and tends to obtain lightweight OCC models. Moreover, AutoOC provides quality predictive results, outperforming a baseline IF for all analyzed datasets and surpassing the best supervised OpenML human modeling for two datasets.- (undefined

A ideia de planejamento no pensamento de Ignácio Rangel

Anais do V Encontro de Iniciação Científica e I Encontro Anual de Iniciação ao Desenvolvimento Tecnológico e Inovação – EICTI 2016 - 05 e 07 de outubro de 2016 – Sessão Ciências HumanasA pesquisa gira em torno do importante economista brasileiro Ignácio Rangel e o seu pensamento sobre a questão do planejamento nacional. O autor exerceu cargos importantes em órgãos governamentais, elaborando trabalhos e projetos sempre visando o desenvolvimento do Brasil. A produção intelectual de Rangel é de reconhecida qualidade, sempre com um pensamento crítico e original com relação às características da economia brasileira. Nesse sentido, a pesquisa procurou se aprofundar no pensamento dele sobre o planejamento do estado brasileiro, realizando um levantamento do contexto no qual Rangel estava inserido, assim como um levantamento das obras sobre a questão do planejamento. Diante disso, este trabalho investigou a ideia de Rangel sobre a questão dos recursos ociosos na economia brasileira, assunto primordial para o entendimento sobre a questão do planejamento no pensamento do autor. O livro “Recursos ociosos na economia brasileira”, de 1960, foi a principal obra analisada nessa pesquisa, servindo de guia para identificar, no pensamento do autor, o significado e a representatividade da questão dos recursos ociosos no planejamento do desenvolvimento do Brasil. A importância da pesquisa está no fato da questão do planejamento ser um assunto extremamente importante no contexto político, econômico e social atual, bem como para compreender a ditadura militar brasileira e em outros países latino-americanos, onde o desenvolvimento foi subordinado à questão da segurança nacional. Soma-se a isso o fato de Rangel, apesar da sua qualidade inquestionável e da riqueza das suas obras, ser um autor pouco estudado, sobretudo nessa questão do planejamento e dos recursos ociosos. As análises sobre o autor mais facilmente encontradas são sobre a teoria da dualidade básica desenvolvida por Rangel. Portanto, o principal objetivo da pesquisa é se aprofundar no pensamento do autor em um assunto relativamente pouco abordado até então e que possui um forte apelo geográfico, uma vez que o planejamento modula importantes transformações territoriais