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Study on the Neurophysiological Functions of the Rostral Vibrissae in Cats
No full textThis dissertation aims to examine the interactions between two sensory
systems in cats that have always been considered unconnected: the
auditory system and the Vibrissal system. This approach has already been
proposed in the past by several researchers, such as Schroeder and Foxe,
who in 2005 demonstrated how these sensory systems, considered
unisensory, have cross-modal interactions on multiple cortical and
subcortical levels (Schroeder & Foxe, 2005; Lohse et al., 2022). In
particular, the neural circuits on which different inputs travel have been
identified, with particular reference to Vibrissal tactile stimuli, from the
primary somatosensory cortex to the auditory midbrain (Lohse et al.,
2022).
Based on these premises, a pilot clinical study was conducted on domestic
cats (Felis Catus) with the aim of verifying whether the above mentioned
neural circuits could also be highlighted with clinical setups and not only
experimental ones, in an attempt to define possible correlations between
vibrissa stimulation and acoustic pathway stimulation, in order to
highlight particular artifactual interference, especially in cats affected by
sensorineural deafness from birth.
To achieve this goal, the BAER (Brainstem Auditory Evoked Response) test
was used to diagnose the presence of possible bilateral deafness in
Norwegian Forest kittens from the same litter. Subsequently, two
additional vibrissa stimulation tests were performed on a kitten
diagnosed with bilateral deafness in order to obtain Vibrissal Evoked
Potentials. In the first test, sound stimuli were delivered through open
earphones placed near the vibrissae themselves, and in the second test,
low-frequency vibratory stimuli were administered using the B71 Bone
Transducer RadioEar (150 Ohm) device.
Findings from these additional tests showed that the vibrissal system can
be activated at certain acoustic frequencies even in completely deaf cats,
suggesting a deep connection between the vibrissal and auditory systems
via the trigeminal pathway. The novelty of these findings lies in the fact
that in the past, in experimental animal models such as rats, Vibrissal
Evoked Potentials were obtained exclusively through electrical and tactile
stimulation, while from these initial observations it would appear that
vibrissae in cats may have an auditory function as well as a tactile one.La presente tesi si propone di esaminare le interazioni fra due sistemi
sensoriali che nel gatto sono sempre stati considerati non interconnessi:
il sistema uditivo e il sistema vibrissale. Tale approccio è stato già proposto
in passato da diversi ricercatori, come ad esempio Schroeder e Foxe, che
nel 2005 hanno dimostrato come questi sistemi sensoriali ritenuti
unisensoriali hanno interazioni crossmodali su più livelli corticali e
sottocorticali (Lohse et al., 2022). In particolar modo sono stati identificati
i circuiti neurali su cui viaggiano differenti input, con particolare
riferimento agli stimoli tattili vibrissali, dalla corteccia somatosensoriale
primaria fino al mesencefalo uditivo (Lohse et al., 2022).
Sulla base di tali premesse è effettuato uno studio pilota clinico, condotto
su gatti domestici (Felis Catus), con lo scopo di verificare se i circuiti
neuronali sopracitati potessero essere evidenziati anche con set up clinici
e non solo sperimentali, nel tentativo di definire possibili correlazioni tra
la stimolazione delle vibrisse e la stimolazione della via acustica, allo
scopo di evidenziare particolari interferenze artefattuali soprattutto nei gatti affetti da sordità neurosensoriale dalla nascita.
Per raggiungere questo obiettivo ci si è avvalsi del test BAER (Brainstem
Auditory Evoked Response) al fine di diagnosticare la presenza di
eventuale sordità bilaterale in cuccioli di gatti Norvegesi della Foresta
della stessa cucciolata. Successivamente, su un gattino diagnosticato
sordo bilaterale, sono stati effettuati due test ulteriori di stimolazione delle vibrisse allo scopo di ottenere Potenziali Evocati Vibrissali. Nel primo
sono stati utilizzati stimoli sonori erogati da auricolari aperti e collocati in
prossimità delle vibrisse stesse, e nel secondo sono stati utilizzati stimoli
vibratili a bassa frequenza somministrati con il dispositivo B71 Bone
Transducer RadioEar (150 Ohm).
I risultati ottenuti dalle registrazioni di questi test ulteriori hanno
dimostrato che il sistema vibrissale, a determinate frequenze acustiche,
può essere attivato anche in gatti completamente sordi, fatto che ci
permette di ipotizzare una relazione profonda fra i sistemi vibrissale e
uditivo tramite la via trigeminale. La novità di questi risultati risiede nel
fatto che in passato, in modelli animali sperimentali quali i ratti, i
Potenziali Evocati Vibrissali erano stati ottenuti esclusivamente tramite
stimolazione elettrica e tattile, mentre da queste prime osservazioni
potrebbe sembrare che le vibrisse nel gatto possano avere una funzione
uditiva oltre che tattile
Uncovering the function of novel proteins in the microbial degradation of phosphonates
No full textPhosphonates, characterized by their stable C-P bond, represent a significant pool of organophosphorus compounds in both natural environments and anthropogenic systems. They serve as alternative phosphorus, carbon, and nitrogen sources for many microorganisms, thus playing an important role in nutrient cycling. The environmental importance of these C-P-containing compounds has raised interest in reaching a more complete understanding of the microbial degradation of phosphonates. In particular, microorganisms possess specialized enzymes for C-P degradation that occur in different pathways. These can be divided into the broad-specificity pathway characterized by the C-P lyase complex, capable of degrading a wide range of phosphonates through a radical mechanism, and the substrate-specific pathways, in which the C-P bond is oxidized or hydrolyzed. Among the latter, the pathways for aminoethyl-phosphonate (AEPn) degradation are the most abundant. In this work, we explored the gene clusters for AEPn hydrolysis to identify new genes of unknown function associated with these clusters. In particular, we found new enzymes that increase the utility of the substrate-specific PhnWX and PhnWYA pathways for AEPn hydrolysis. This work was encouraged by the previous discovery of the novel accessory enzyme, PbfA whose gene was recurrently found grouped with the phnWX or phnWAY operons. PbfA is a lyase that catalyzes an elimination reaction on the R-hydroxy-aminoethylphosphonate (R-HAEPn), yielding phosphonoacetaldehyde and ammonia.1,2 Therefore, we performed further genomic analyses that showed the presence of new sets of genes associated with the phnWX and phnWAY clusters. Three groups of genes encode proteins annotated as FAD-dependent oxidoreductases belonging to the D-amino oxidase family (DAO - Pfam01266), and we named the three genes PbfB, PbfC, and PbfD. Another group is constituted of genes for proteins annotated as NAD-dependent D-hydroxy acid dehydrogenases (Pfam02826), which we named PbfF. Functional analyses revealed that the PbfB, PbfC, and PbfD enzymes catalyze an oxidative deamination reaction on the monomethyl-aminoethyl phosphonate (M1AEPn) yielding phosphonoacetaldehyde (PnAA) and methylamine. On the other hand, we found that PbfF is a NAD-dependent racemase acting on the R- and S- enantiomers of HAEPn. These accessory enzymes can, therefore, expand the utility of the well-known hydrolytic pathways for AEPn degradation by channeling other phosphonates into these routes, thus expanding the repertoire of phosphonate compounds that microorganisms can process. Finally, this thesis also describes an initial characterization of PbtR, a transcriptional regulator belonging to the LysR family, whose gene was found to be associated with the cluster for AEPn hydrolysis in Azospirillum sp. B510. In particular, we found that PbtR can bind to the non-coding region containing the putative promoter region of the AEPn degradation cluster, thus suggesting that it may be involved in the Pho-independent transcriptional regulation of this cluster
Magnetism of topological materials: insights from bulk and local probes
No full textMagnetism in 2D materials promises many applications in future technologies; simultaneously, robust topological materials have opened a new path in the quantum world
in recent decades. Then combining these two, the interplay between nontrivial topology and magnetism offers numerous applications in spin-based technologies, driven by
innovative quantum phenomena such as the quantum anomalous Hall effect (QAHE)
and axion insulators. These phenomena are manifested in materials like magnetic Weyl
semimetals, magnetic topological insulators, skyrmions, or similar spin-textured materials, etc. This thesis mainly deals with the bulk and local magnetic properties of
2D/quasi-2D van der Waals materials which also host topologically non-trivial states.
Importantly, it focuses on understanding the fundamental magnetic properties of these
materials and on shedding light on the impact of the crzstalline disorder on local and
bulk magnetic properties. The thesis has been divided into two parts based on the materials.
The MnBi2Te4 family of compounds holds promise for realizing the QAHE; however, achieving full quantization in antiferromagnetic MnBi2Te4 still requires an external magnetic field. Therefore, increasing the interlayer distance between the septuple layers of MnBi2Te4 and substituting Bi with Sb are considered as viable strategies to achieve net spin polarization without a magnetic field. These intrinsic magnetic topological insulator candidates (MnBi2Te4)(Bi2Te3)n, n=0,1,2 and MnSb2Te4
are thoroughly investigated in the fourth and fifth chapters. The fourth chapter primarily focuses on the bulk magnetic characterization of the MnSb2Te4 single crystalline
samples, aiming to verify the presence of a ferromagnetic ground state and explore different routes to enhance the magnetic transition temperature that is crucial for achieving
QAHE at an elevated temperature. The major finding of this chapter is that Mn overstoichiometry, combined with a specific Mn/Sb intermixing pattern and the resulting
increasing three-dimensional nature of the magnetic order, drives the ferromagnetic
transition temperature upwards. Further shifting the attention to the local magnetic ordering of Mn atoms in all the compounds, investigating the (Mn/Bi, Sb) site intermixing
inherently present due to the similar ionic radii of the atoms. Powerful local techniques,
such as nuclear magnetic resonance (NMR) and muon spin relaxation (µSR), are employed to identify these native defects and further confirm that they also undergo an
order-disorder transition well below the magnetic ordering temperature. This comprehensive investigation provides a microscopic understanding of the crucial role played
by intermixing and suggests pathways for optimizing the magnetic gap in its surface
states necessary for the observation of the QAHE.
In the second part of this thesis, the chiral soliton lattice candidates Cr1/3NbS2 and
its analogous compound Mn1/3NbS2 are studied through NMR measurements in the
sixth chapter. While topologically nontrivial spin textures have already been observed
in Cr1/3NbS2 via Lorentz TEM, distinguishing between trivial domains and nontrivial
periodic spin textures in Mn1/3NbS2 has proven to be challenging. In this thesis, NMR investigations of 53Cr and 55Mn nuclei, supported by theoretical calculations, provide
an in-depth analysis of both compounds. The Cr1/3NbS2 compound exhibits all the
signatures of a monoaxial chiral helimagnet (CHM) in a magnetic field. This detailed
understanding allows for a comparison with Mn1/3NbS2 which, despite a much higher
density of specific defects in its single crystal, demonstrates the presence of a predominant CHM phase, characterized by significantly higher upper critical magnetic fields
for the phase transition to a forced ferromagnetic stat
Advanced deep learning techniques for offline and online predictive maintenance
No full textIn industry, predictive maintenance has recently emerged as a valuable solution to secure the equipment effectiveness, optimize production time and minimize maintenance costs. The complexity of the underlying relationship of equipment functioning data has lead machine learning techniques to be widely employed in this field. However, their application to address problems with scarce or unreliable reference information on the machine state still constitutes a barely explored research field. This Thesis presents offline and online predictive models based on deep learning algorithms for applications in an industrial context. After a comparative study on the forecasting performance of various statistical and machine learning techniques, three machine learning based solutions to predictive maintenance problems of filler machines are presented. The first one enables recipe-agnostic detection of anomalous functioning of filling valves and the calculation of their remaining useful life (RUL). The second solution employs the Online Evolving Spiking Neural Networks to detect anomalies in filler motors functioning in an online mode and predict the RUL. Finally, the last proposed model combines time series analysis representation with functional data clustering to detect anomalous cleaning processes of filler machines and classify the normal ones
Efficacy of Platelet Rich Plasma (PRP) in the treatment of bovine mastitis: an innovative approach to reduce antibiotic use on farms and decrease antibiotic resistance
No full textMastitis is a major health and economic concern affecting dairy cattle herds. The widespread
use of antibiotics for its treatment has contributed to the emergence of antimicrobial
resistance, highlighting the need for alternative therapies. This study evaluated the
effectiveness of autologous Platelet-Rich Plasma (PRP) in treating clinical mastitis in dairy
cows, compared with a conventional antibiotic therapy containing Cefacetrile and Rifaximin.
The trial involved five herds in the Parmigiano Reggiano PDO area, with dairy cows of Holstein
Friesian and Reggiana breeds. Dairy cows were randomly assigned to two groups (PRP or
antibiotic) and monitored for 21 days. Evaluations included indirect udder health traits (SCC
and DSCC), microbiological analysis (bacterial load and pathogen prevalence), antibiograms.
The results were analyzed using statistical models to compare the treatments. Results
indicated that PRP had comparable clinical effectiveness to antibiotic treatment, showing a
progressive and lasting impact, particularly effective against opportunistic pathogens.
Antibiogram data revealed resistance to antibiotics such as ampicillin, pirlimycin, and
oxacillin. In conclusion, PRP represents a promising therapeutic tool to reduce antibiotic use,
contributing to sustainable and safer dairy farming practices, in alignment with the One Health
perspective.La mastite rappresenta una delle principali problematiche sanitarie degli allevamenti della
bovina da latte e comporta rilevanti impatti economici e produttivi. L'uso estensivo di
antibiotici per la sua gestione ha contribuito all’emergere dell’antibiotico-resistenza, rendendo
necessaria l’esplorazione di approcci terapeutici alternativi. In questo contesto, il presente
studio ha valutato l’e>icacia del Plasma Ricco in Piastrine (PRP) autologo nel trattamento della
mastite clinica in bovine da latte, confrontandolo con una terapia antibiotica convenzionale a
base di Cefacetrile e Rifaximina. Lo studio è stato condotto su cinque allevamenti del
comprensorio del Parmigiano ReggianoDOP, includendo bovine di razza Frisona e Reggiana. Le
bovine sono state assegnate randomicamente a due gruppi sperimentali (PRP o antibiotico), e
monitorate per 21 giorni. Le analisi hanno incluso indicatori della salute della mammella (SCC
e DSCC), valutazioni microbiologiche (carica batterica e prevalenza patogeni), antibiogrammi.
I risultati sono stati analizzati tramite modelli statistici per il confronto dei trattamenti. I risultati mostrano che il PRP ha un’e>icacia clinica comparabile al trattamento antibiotico nella
riduzione dell’infiammazione e nel controllo dell’infezione a livello mammario. In particolare, il
PRP ha mostrato un e>etto progressivo e duraturo nel tempo, con buoni risultati anche nei
confronti dei patogeni opportunisti. L’analisi degli antibiogrammi ha inoltre evidenziato una
variabilità nella sensibilità degli isolati batterici, con resistenze rilevanti nei confronti di
ampicillina, pirlimicina e oxacillina. In conclusione, il PRP si conferma un promettente
strumento terapeutico, utile a ridurre la dipendenza dagli antibiotici, contribuendo alla
sostenibilità e alla biosicurezza degli allevamenti, in linea con un approccio One Health
Sustainable re-design of the olive supply chain: Introduction and analysis of new processes for waste valorization
No full textOggi, la sfida più grande che il mondo si trova ad affrontare è rappresentata dai
cambiamenti climatici, causati dallo sviluppo umano stesso. Poco più di tre secoli
fa, l’essere umano produceva tutto ciò di cui aveva bisogno utilizzando
esclusivamente fonti naturali. Con il passare del tempo, la scoperta di materiali più
performanti ha dato avvio all’industrializzazione e alla conseguente dipendenza da
tali risorse.
In questo contesto, tutti i sistemi politici, economici e ambientali erano guidati da
un modello lineare basato su quattro fasi principali: estrazione, produzione,
utilizzo e smaltimento. Questo approccio, tuttavia, ha determinato una rapida
riduzione delle risorse naturali e un livello di inquinamento tale da condurre alle
attuali condizioni ambientali.
Negli ultimi decenni, si è affermato il concetto di "economia circolare"(Parlamento
Europeo, 2022), un modello che punta al riutilizzo e al riciclo dei materiali esistenti
per estendere il ciclo di vita e ridurre al minimo la quantità di rifiuti.
L’obiettivo di questa tesi è individuare un possibile percorso basato sul riciclo e il
riuso dei sottoprodotti derivanti la produzione dell’olio d’oliva, in particolar modo la
sansa. L’intento è quello di conferire nuovo valore a questi materiali di scarto e
arricchire il ciclo produttivo dell’olio d’oliva.
Questo tema mi è particolarmente caro perché sono pugliese e provengo da una
famiglia che lavora con passione nel settore. La cultura dell’olio d’oliva ha radici
profonde nella mia terra e nella mia storia familiare, rendendo questa ricerca non
solo una sfida scientifica, ma anche un impegno personale per valorizzare una
tradizione così importante.
La ricerca analizza la filiera olivicola, partendo dagli aspetti generali dell’ulivo fino
alle strategie di innovazione e sostenibilità.
Inizialmente, vengono descritti i cenni storici, le caratteristiche botaniche e il
frutto dell’olivo, per contestualizzarne l’importanza agronomica e culturale. Si
passa poi all’analisi della filiera produttiva, dalla coltivazione alla molitura, fino al
confezionamento e alla distribuzione, includendo una mappatura degli
stakeholders e delle principali criticità e opportunità del settore.
Un focus specifico è dedicato all’industria olearia in Italia, con un confronto tra la
produzione nazionale, europea e internazionale, soffermandosi in particolare sulla
Puglia. Viene inoltre affrontato il tema degli scarti di produzione, con una
quantificazione dei residui e un’analisi delle normative vigenti.
Segue poi l’approfondimento sugli scarti, in particolare la sansa, uno dei principali
scarti della produzione olearia, esaminandone le caratteristiche, le attuali pratiche
di recupero e le difficoltà che stanno affrontando i sansifici.
Infine, vengono esplorati nuovi approcci sostenibili per la valorizzazione degli
scarti, attraverso casi studio e l’applicazione della Food Waste Hierarchy. Il lavoro
si conclude con strategie di ottimizzazione della filiera, una mappa sistemica per
un modello più sostenibile e un’analisi di aspetti positivi e criticitá per valutarne le
prospettive future.Today, the greatest challenge facing the world is the climate change, caused by human development itself. Just over three centuries ago, human beings produced everything they needed using
exclusively natural sources. As time went on, the discovery of more
performers initiated industrialization and the subsequent dependence on
such resources. In this context, all political, economic and environmental systems were guided by
a linear model based on four main stages: extraction, production,
utilization and disposal. This approach, however, resulted in a rapid
reduction of natural resources and a level of pollution that led to the
current environmental conditions.
In recent decades, the concept of the “circular economy” has emerged(Parliament
European Parliament, 2022), a model that focuses on the reuse and recycling of existing materials
to extend the life cycle and minimize the amount of waste.
The objective of this thesis is to identify a possible path based on the recycling and
reuse of by-products from olive oil production, especially the
pomace. The intent is to give new value to these waste materials and
enrich the olive oil production cycle. This topic is particularly dear to me because I am from Puglia and come from a family that works passionately in the industry. The culture of olive oil has roots
deep in my land and in my family history, making this research not
only a scientific challenge, but also a personal commitment to enhance a
such an important tradition.
The research analyzes the olive supply chain, starting from general aspects of the olive tree to
to innovation and sustainability strategies.
Initially, historical background, botanical characteristics and the
fruit of the olive tree, to contextualize its agronomic and cultural importance. It
then moves on to an analysis of the production chain, from cultivation to milling, to
packaging and distribution, including a mapping of the
stakeholders and the main critical issues and opportunities in the sector.
A specific focus is devoted to the olive oil industry in Italy, with a comparison of the
national, European and international production, focusing in particular on the
Apulia. The issue of production waste is also addressed, with a
quantification of residues and an analysis of current regulations. This is followed by an in-depth look at waste, particularly pomace, one of the main
waste from oil production, examining its characteristics, current practices
of recovery and the difficulties that pomace factories are facing.
Finally, new sustainable approaches for the valorization of
waste, through case studies and the application of the Food Waste Hierarchy. The paper
concludes with strategies for optimizing the supply chain, a systemic map for
a more sustainable model and an analysis of positive and critical aspects to assess its
future prospects
Stress and adaptation psychophysiology: facilitating resilience through cardiac coherence training
No full textIntroduzione: Lo stress lavoro-correlato rappresenta un problema di salute pubblica, in quanto sono diverse le malattie, soprattutto di natura cardiovascolare, che evidenziano una forte associazione tra alcuni fattori lavorativi ed i sintomi psicologici e psicosomatici del burnout. A tale riguardo, interventi di biofeedback basati sulla variabilità della frequenza cardiaca mirano ad implementare una migliore variabilità della frequenza cardiaca in funzione della respirazione. Numerose esistano evidenze scientifiche a supporto del cardiac coherence training (CCT), non vi sono studi che hanno indagato il ruolo predittivo di fattori psicologici o psicofisiologici sulla sua efficacia.
Metodi: Il presente studio quasi-sperimentale e longitudinale ha coinvolto un gruppo di trentasette operatori sanitari (medici, infermieri, operatori socio-sanitari, ecc.), dipendenti dell'Ospedale di Medicina Fisica e Riabilitativa San Giacomo di Ponte dell'Olio (Piacenza, Italia). Successivamente, venti di loro hanno aderito anche alle dieci sedute di CCT. Durante una prima fase dello studio, ogni partecipante ha compilato (1) la scheda anamnestica del Cognitive Behavioral Assessment (CBA2.0), (2) il Symptom Questionnaire (SQ), (3) il Symptom Checklist-90-Revised (SCL-90-R), (4) il P Stress Questionnaire (PSQ) (5) ed il 16 Personality Factors Questionnaire (16PF). Nondimeno, è stato effettuato un Profilo Psicofisiologico da Stress (PPS), mediante il Software ProComp5 Infiniti (Though Technology Ltd., Canada), per la rilevazione dei seguenti parametri: (1) conduttanza cutanea (SCL/SCR); (2) Frequenza ed Ampiezza Respiratoria (FR/AR); (3) Frequenza cardiaca, Intervallo inter battito, Variabilità della Frequenza Cardiaca (HR/IBI/HRV), con analisi nel dominio della frequenza (LF-HRV, HF-HRV, LF/HF ratio) ed (4) Elettromiogramma di superficie (sEMG), simultaneamente durante una registrazione di 14 minuti suddivisa in 7 fasi: Baseline, Stressor Oggettivo 1 [Stroop Test], Riposo 1; Stressor Oggettivo 2 [Mental Arithmetic Task], Riposo 2; Stressor Soggettivo [Racconto di un evento significativo], Riposo 3. Per ogni parametro sono stati calcolati i valori delta di reattività e recupero allo stress.
Durante la seconda fase dello studio, sono state proposte le dieci sedute di CCT mediante la metodologia offerta dai ricercatori dell’HeartMath Institute ed il software emWave Pro Plus (Boulder Creek, California, USA). L’efficacia del CCT è stata valutata sia tramite confronto pre-post dei punteggi dei questionari psicologici SQ ed SCL-90-R che dei valori di base, della reattività e del recupero del PPS di ogni parametro psicofisiologico rilevato. Nondimeno, sono stati utilizzati i valori forniti dal software emWave: il coherence index (CI), relativo la variabilità della frequenza cardiaca in funzione della respirazione, nonchè il relativo punteggio cumulativo, ossia l’achievement score (AS). Infine, è stata calcolata la percentuale di variazione di CI rispetto la seduta iniziale (%CI INIZIALE) e rispetto la CI ritenuta ottimale perchè associata alla frequenza di risonanza (%CI OTTIMALE) seduta per seduta. Il punteggio di %AS INIZIALE corrisponde, quindi, all’incremento in percentuale di AS rispetto il valore ottenuto in prima seduta. Infine, i valori di %CI INIZIALE, %CI OTTIMALE e %AS INIZIALE dell’ultima seduta, sia durante gli esercizi di respirazione lenta e profonda (Coherence Coach) che durante gli esercizi di coerenza cardiaca (Emotional Visualizer e Games), sono stati messi in relazione ad alcuni fattori psicologici e psicofisiologici inerenti il distress psicologico (SCL-90-R), il punteggio totale dei comportamenti predisponenti lo stress (PSQ), alcuni fattori della personalità connessi alle capacità di adattamento (16PF) nonchè i valori della conduttanza cutanea, essendo considerato un parametro associato al problem-solving ed all’apprendimento.
Risultati: I risultati hanno evidenziato la presenza di sintomi psicologici di ansia, depressione e somatizzazioni oltre i limiti della significatività statistica, nonchè la presenza di ossessioni e compulsioni clinicamente rilevanti. Ciononostante, i valori di base dei parametri psicofisiologici erano che tutti entro i range tipici, ad eccezione della tensione muscolare di superficie. Ai limiti superiori della norma si collocava il battito cardiaco mentre al limite inferiore il rapporto LF/HF, indice globale dell’HRV. Diverse correlazioni significative hanno consentito di evidenziare le relazioni tra lo stato di disagio percepito e la risposta allo stress.
Per quanto riguarda la valutazione dell’efficacia del CCT, è stato dimostrato un miglioramento significativo di ansia e di depressione, nonchè di ossessioni e compulsioni e di somatizzazioni ed ostilità. Per quanto riguarda l’assetto autonomico, la maggior parte dei valori basali dei parametri psicofisiologici (conduttanza cutanea, frequenza ed ampiezza respiratoria e frequenza cardiaca) era minore a T1 rispetto a T0. Inoltre, si è osservato un incremento di attività delle LF-HRV. Nondimeno, è stato documentato un miglioramento di reattività (minori valori di frequenza respiratoria e cardiaca) e di recupero (minori valori di conduttanza cutanea e di frequenza cardiaca) psicofisico. Infine, anche la variabilità della frequenza cardiaca (log-LF/HF ratio) era migliore a T1.
Il valore di %CI INIZIALE dell’ultima seduta di CCT correlava positivamente con il valore del recupero post-stress della conduttanza cutanea a T0 nonchè con alcune misure della personalità in grado di evidenziare buone abilità della messa in atto di risorse utili alla gestione degli eventi avversi. Nello specifico, il fattore C del 16PF correlava positivamente con il valore di %CI INIZIALE e di %AS INIZIALE negli esercizi di Cardiac Coherence, il punteggio cumulativo della coerenza, oltretutto, era significativamente associato al fattore G del 16PF che evidenzia la presenza di perseveranza e determinazione nel perseguimento degli obiettivi.
Discussione: Nonostante l’assenza del gruppo di controllo vada segnalata come limite della presente ricerca, si vogliono enfatizzare i risultati dell’analisi di correlazione tra la percentuale di variazione dei parametri di CI e di AS al termine dell’intervento ed alcune misure psicofisiologiche e di personalità connesse alla modalità di fronteggiamento dei problemi ed alla modulazione della risposta allo stress presenti in baseline. L’apprendimento di tecniche per la gestione dello stress, quindi, può essere agevolata dalla presenza di un livello di attivazione psicofisiologica ottimale soprattutto se rinforzato da esperienze positive e gratificanti in grado di alimentarla
Ruolo della corteccia prefrontale, della corteccia premotoria e dei gangli della base nell’apprendimento dipendente dal contesto e nella guida dell’azione nei macachi
No full textIn dynamic ecological landscape, primates have evolved sophisticated adaptive strategies that facilitate the interpretation of and response to a wide spectrum of environmental signals. These animals possess highly developed neural circuitries, particularly in the neocortex, which enable rapid processing of contextual information and the generation of coherent, adaptable behaviours. In the realm of social interactions, primates not only observe actions but also integrate subtle cues about the context. Neurons with these properties were originally identified in the ventral premotor area F5 and the inferior parietal area PFG of macaques. Subsequent investigations have revealed that these neurons are integral components of a wider network that spans the premotor, parietal, and prefrontal cortices. As part of this circuitry, the lateral prefrontal cortex (LPFC) plays an essential role in processing and employing contextual information to select, plan, and execute goal-directed behaviours. Parallel neuroanatomical findings have shown that specific regions of the striatum—one of the main components of the basal ganglia—receive projections from cortical areas belonging to the so-called lateral grasping network, also endowed with mirror properties. Building on this theoretical framework, the present study aims to delineate whether and how the ventrolateral prefrontal cortex, the ventral premotor cortex and the basal ganglia are involved, as an anatomo-functional network, in motor learning and action guidance by recording neuronal activity while a rhesus macaque performed a task based on abstract rules and both biological and non-biological information. By analyzing neurophysiological activity, we aimed to elucidate the neural mechanisms underlying the social modulation of action planning and execution in the primate model.In contesti ecologici dinamici e complessi, i primati hanno evoluto sofisticate strategie adattive che facilitano l’interpretazione di un ampio spettro di segnali ambientali e le conseguenti risposte comportamentali. Questi animali possiedono circuiti neurali altamente sviluppati, in particolare nella neocorteccia, che consentono un’elaborazione rapida delle informazioni contestuali e la generazione di comportamenti coerenti e adattabili. Nell’ambito delle interazioni sociali, i primati non si limitano a osservare le azioni, ma integrano anche gli indizi relativi al contesto. I neuroni con queste proprietà sono stati inizialmente identificati nell’area premotoria ventrale F5 e nell’area parietale inferiore PFG dei macachi. Indagini successive hanno rivelato che questi neuroni sono componenti di una rete più ampia che comprende le cortecce premotoria, parietale e prefrontale. All’interno di questo circuito, la corteccia prefrontale laterale (LPFC) svolge un ruolo essenziale nell’elaborazione e nell’impiego delle informazioni contestuali per selezionare, pianificare ed eseguire comportamenti finalizzati. Parallelamente, evidenze neuroanatomiche hanno mostrato che specifiche regioni dello striato—uno dei principali componenti dei gangli della base—ricevono proiezioni da aree corticali note per far parte del cosiddetto lateral grasping network e per le loro proprietà “mirror”. Sulla base di questo quadro teorico, questo studio mira a delineare se e in che modo la corteccia prefrontale ventrolaterale, la corteccia premotoria ventrale e i gangli della base siano coinvolti, come rete anatomo-funzionale, nell’apprendimento motorio e nella guida dell’azione, registrando l’attività neuronale da un macaco rhesus durante l’esecuzione di un compito basato su regole astratte e su informazioni sia biologiche che non biologiche
New Communication Strategies for the Protein Transition
No full textLa tesi si incentra sul tema della transizione proteica verso fonti più sostenibili, attraverso l’individuazione di nuovi prodotti e la creazione di una loro identità. Dai sottoprodotti della lavorazione del latte, si esplorano nuove applicazioni nel settore alimentare attraverso il concetto di simbiosi industriale. L'obiettivo principale è quello di promuovere un'economia circolare, riutilizzando i residui per sviluppare alimenti proteici sostenibili, attraverso strategie di design in grado di valorizzare gli sprechi dell'industria lattiero-casearia e comunicare la sostenibilità dei nuovi prodotti ottenuti.This thesis focuses on the topic of protein transition to more sustainable sources through the identification of new products and the creation of their identity. From milk processing by-products, new applications in the food sector are explored through the concept of industrial symbiosis. The main objective is to promote a circular economy, reusing residues to develop sustainable protein foods, through design strategies that can enhance the dairy industry's waste and communicate the sustainability of the new products obtained
Machine learning analysis of enzyme neofunctionalization following gene duplication in vertebrate evolution
No full textWe investigated the evolutionary and functional divergence of duplicated genes in vertebrates, focusing on enzyme neofunctionalization. Starting with approximately 2,400 enzymatic proteins sharing identical PFAM domain architectures, we identified orthologous gene pairs across major vertebrate clades using a specialized pipeline. High-quality multiple sequence alignments were analyzed to compute per-residue evolutionary metrics, such as In-group and Differential Conservation Scores, utilizing the BLOSUM62 substitution matrix to pinpoint residues contributing to functional divergence. Context-based metrics from ProtTrans embeddings and functional hotspot predictions via BindEmbed21, refined with AlphaFold models and P2Rank pocket predictions, further elucidated potential functional changes. By aggregating these per-residue scores into per-protein metrics, we systematically assessed functional divergence across gene pairs. Thresholds established using a truth set from the Rhea database revealed that 35% of the analyzed gene pairs exhibited strong evidence of neofunctionalization. Enrichment analyses incorporating tissue-specific expression data and functional annotations provided biological context for the observed divergence patterns. A case study on the skin-expressed AADACL2 gene illustrated our approach. Compared to its paralog AADAC, AADACL2 possesses additional functional pocket residues, suggesting a unique lipase function potentially involved in ceramide processing for cornified envelope formation. Experimental validation through heterologous expression faced challenges in protein solubility, leading us to consider ancestral sequence reconstruction for enhanced protein stability. Our findings advance the understanding of enzyme neofunctionalization in vertebrates and offer a framework for detecting functional divergence in duplicated genes