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The immersivity, key component for e-learning, needs interoperability. Web services: paradigm for interoperability
No full textL’apprendimento in e-learning si propone come un sistema di formazione continua dove ciò che assume valore è il processo all’interno del quale la singola attività formativa è inserita [1].
Nei percorsi universitari tecnico-scientifico l’apprendimento è sempre stato sviluppato e costruito anche attraverso l’utilizzo fondamentale e sistematico di laboratori.
Il laboratorio costituisce un’esperienza essenziale per impadronirsi delle abilità di progettazione[3] [4] nella linea del “learning-by-doing”.
Tra i problemi di maggiore rilevanza che presentano i laboratori scientifici ci sono sicuramente i sempre più elevati costi delle attrezzature, il loro limitato sfruttamento nel periodo di vita utile delle attrezzature, la difficoltà di accesso da parte degli studenti iscritti che vivono in luoghi fisicamente lontani, la scarsità delle strutture rispetto al numero di studenti che dovrebbero utilizzarle, l’onerosità dell’installazione, l’utilizzo concentrato in alcuni periodi dell’anno.
Questi limiti sono superabili attraverso l’uso di telelaboratori oppure dei laboratori virtuali con accesso da posizioni remote, anche attraverso condivisione di più risorse fra più sedi istituzionali.
Nel caso dell’educazione e/o dell’aggiornamento professionale di progettisti di artefatti ingegneristici la pratica di laboratorio è universalmente riconosciuta come strumento fondamentale per l’apprendimento della conoscenza del comportamento reale e contestualizzato negli appropriati aspetti operativi dei dispositivi e dei sistemi complessi.
Nell’ambito dell’insegnamento a distanza l’utilizzo di un telelaboratorio immersivo appare particolarmente promettente per i seguenti motivi sia organizzativi che pedagogici: [2]
• gestione più razionale dei tempi e degli spazi in quanto gli studenti possono accedere al servizio in qualsiasi momento e da qualsiasi luogo (anytime, anywhere);
• gestione più razionale dei costi in termini di attrezzature di laboratorio, di risorse umane e della loro organizzazione essendo in crescita il numero degli iscritti alle facoltà universitarie;
• possibilità per lo studente di maturare da remoto l’esperienza di accesso ad esperimenti su processi reali.
Nel corso di Controlli Automatici della Facoltà di Ingegneria dell'Università Politecnica delle Marche tenuto dal Professor T. Leo già da tempo viene utilizzato il telelaboratorio come strumento didattico di formazione in affiancamento al tradizionale sistema con lezioni frontali in presenza in aula.
Proprio da questa esperienza trae origine l'idea di un lavoro di progettazione e realizzazione di un modulo per un learning environment che permetta l’interoperabilità, attraverso il paradigma dei Web Services, tra il telelaboratorio, implementato in linguaggio Java e già da tempo sperimentato, ed uno degli LCMS più diffusi nell'ambiente dell'e-learning, il sistema Open Source MOODLE, operante in Php e già utilizzato per la gestione della parte on-line del corso stesso in formazione blended.
In tale contesto educativo si pone il lavoro di ricerca sviluppato con questa tesi di dottorato in cui è stato progettato un modello che permettesse la completa interoperabilità tra laboratori scientifici ed ambienti e-learning attraverso l’uso di Web Services.
Di primaria importanza è stato garantire l’immersività, caratteristica ritenuta fondamentale per una corretta e completa comprensione delle leggi che regolano le esperienze eseguite da remoto dagli studenti; questo modello ha coinvolto diversi aspetti:
• organizzativi: collaborative teaching;
• pedagogici: cooperative learning;
• progettuali: lab sharing e web services
Per rafforzare questa ricerca sono stati affrontati temi pratici per la realizzazione di un modulo operativo all’interno di un LCMS per accoglie un Learning Object (il telelaboratorio) all’interno di un corso sviluppato in modalità e-learning di tipo blended.
Infine è stata offerta, in modalità del tutto volontaria, agli studenti iscritti al corso di Controlli Automatici, tenuto dal professor T. Leo dell’Università Politecnica delle Marche per le sedi di Ancona e Fermo, l’opportunità di usufruire sia del corso in e-learning, sia delle esperienze eseguibili attraverso il telelaboratorio come ulteriore argomento facente parte del corso stesso.
Per valutare l’efficacia del modello sviluppato sono stati proposti agli studenti alcuni questionari e sono stati esaminati i risultati delle sessioni d’esame degli ultimi due anni, evidenziando le differenze tra i discenti che hanno utilizzato tutti gli strumenti (corso in presenza, corso on line e telelaboratorio) o solo alcuni di questi, al limite nessuno
The adipose organ of C57BL strain after cold exposure: a morphological and quantitative study
No full textNei mammiferi si possono distinguere due tipi di tessuto adiposo che collaborando per un fine strategico e funzionale costituiscono l’ Organo Adiposo. Questi due tessuti sono il bianco (WAT)
ed il bruno (BAT). Il BAT e’ specializzato nella produzione di calore, mentre il WAT e’ necessario all’ organismo per conservare energia in eccesso sottoforma di trigliceridi . L’ acclimatazione a
freddo induce un incremento della componente bruna, senza modificare il numero totale di cellule. Questa forma di plasticita’ cellulare fino ad ora e’ stata associata a modelli animali che possiedono
resistenza all’obesita’ ed al diabete.
In questo lavoro e’ stato effettuato uno studio anatomico di topi adulti C57BL/6J (B6), linea molto sensibile allo sviluppo della sindrome metabolica con obesita’, iperglicemia e insulinoresistenza se
alimentati con HFD . Lo scopo e’ stato quello di verificare la percentuale di adipociti bianchi e bruni di tutti i depositi che compongono l’Organo Adiposo di questo ceppo a 28°C (gruppo di
controllo) ed a 6°C. Inoltre e’ stato verificato lo stato termogenico degli adipociti ML tramite
l’espressione della proteina UCP1 ed effettuato uno studio sistematico sul numero di fibre noradrenergiche parenchimali TH (Tirosina idrossilasi) positive. La composizione cellulare di tutti i
depositi era mista, con entrambi i citotipi rappresentati, non ne sono stati trovati di completamente puri. Questo dato conferma l’ esistenza di un Organo Adiposo . Nei controlli il 77% degli adipociti
era UL, mentre negli animali acclimatati a freddo sono piu’ numerose le ML, che rappresentano il 60% di tutti gli adipociti, di questi il 79% era immunoreattivo per l’ anticorpo UCP1. Dopo l’esposizione a 6°C il numero totale di adipociti nell’ organo adiposo non era cambiato, il numero di
ML era incrementato in modo significativo (+ 37% p =0.011) e il numero di UL era diminuito
approssimativamente della stessa proporzione (- 41% p= 0.05). Non e’ stata trovata nessuna
evidenza di apoptosi tra gli adipociti bianchi. Questi dati documentano una plasticita’ dell’ organo
adiposo dei B6 che e’ stata osservata maggiormente nel deposito sottocutaneo anteriore (ASC) e nell’ addomino pelvico (AP), mentre in uno studio effettuato in passato su un ceppo piu’ resistente
all’ obesita’ (SV129), che presentava una maggior quantita’ di ML sia a caldo che a freddo i depositi piu’ trasformati erano il sottocutaneo posteriore (PSC) ed il mesenterico (MES).
La proteina UCP1 che riflette l’attivazione della termogenesi (non shivering) a freddo e’ espressa nel 34% degli adipociti bruni dei controlli, il loro numero incrementa significativamente a 6°C (79% p=0,02). L’ aumento dell’ espressione di UCP1 correla positivamente con quella della
Tirosina-idrossilasi (TH), soprattutto negli animali esposti a freddo, suggerendo un ruolo
fondamentale del sistema nervoso nella trasformazione dell’ organo adiposo. In molti depositi dei C57BL sia a caldo, ma soprattutto dopo acclimatazione a 6°C sono state osservate molte cellule
“Pauciloculari”. In questa linea, come nei 129SV il volume totale dell’ organo si riduce e questo e’giustificato da una diminuzione di volume anche degli adipociti UL ed ML. Complessivamente tutte
queste osservazioni suggeriscono un processo di Transdifferenziazione degli adipociti bianchi in adipociti bruni nei topi acclimatati a freddo, confermando quanto gia’ osservato nella linea SV129.
concludendo possiamo affermare che la plasticita’ dell’ organo adiposo e’ indipendente dal background
genetico, che invece potrebbe influire nel cambiamento di alcuni depositi piuttosto che altri
Vibrio Cholerae adhesins: ecological role and new perspective for vaccine development
No full textIl colera è una patologia a trasmissione oro-fecale causata da Vibrio cholerae, un microorganismo indigeno delle acque costiere dove può trovarsi sia in forma planctonica che in associazione a piante e animali acquatici. La sopravvivenza e la diffusione di V. cholerae nelle acque e l’acquisizione di determinanti di virulenza sono fortemente influenzate da fattori quali temperatura, salinità, pH e, in particolare, dalla presenza di organismi dello zooplancton. Infatti, V. cholerae è in grado di aderire tenacemente all’esoscheletro chitinoso dei crostacei zooplanctonici e, soprattutto, dei copepodi che ne costituiscono il principale serbatoio ambientale. Lo studio dei fattori che influenzano l’ecologia di V. cholerae nelle acque e dei meccanismi molecolari alla base delle sue interazioni con i substrati presenti nel mare è, di conseguenza, di grande importanza per la comprensione della trasmissione all’uomo di questo patogeno.
La prima fase di questo studio ha avuto come obiettivi principali:
la valutazione dell’influenza di fattori ambientali quali temperatura, pH e salinità sulle interazioni di V. cholerae con superfici biotiche e abiotiche dell’ambiente acquatico,
la valutazione del ruolo svolto da due importanti adesine batteriche leganti la chitina, GbpA (N-acetylglucosamine binding protein A, anche coinvolta nel legame alle cellule intestinali umane) e MSHA (Mannose-sensitive haemoagglutinin), nelle interazioni di V. cholerae con substrati inorganici ed organismi zooplanctonici. Le stesse adesine sono state studiate anche per il ruolo svolto nelle interazioni con i molluschi bivalvi che, nei paesi occidentali, rappresentano uno dei principali vettori di trasmissione dei vibrioni all’uomo.
Saggi condotti in vitro hanno dimostrato che il più importante fattore ambientale in grado di influenzare l’associazione di V. cholerae con particelle di chitina è la temperatura che, ad esempio, variando da 5°C a 25°C, determina un incremento del numero di batteri adesi di 2.5 volte e, variando da 15°C a 25°C, induce un aumento dell’espressione dei geni gbpA e mshA di 2.7 volte. L’effetto della temperatura è stato confermato da studi in situ condotti nell’arco di un anno, mediante campionamenti mensili, nelle acque costiere del Mar Ligure. I risultati ottenuti hanno mostrato un aumento consistente della percentuale di vibrioni adesi allo zooplankton in corrispondenza di temperature superiori a 22°C. Questi risultati, oltre a confermare l’influenza della temperatura sulla colonizzazione dello zooplancton e, quindi, sulla persistenza dei vibrioni
nelle acque, forniscono la prima evidenza sperimentale che tali effetti siano correlati all’espressione delle adesine GbpA e MSHA.
Allo scopo di analizzare il ruolo svolto da GbpA e MSHA nelle interazioni di V. cholerae con organismi acquatici, le caratteristiche adesive dei due mutanti GbpA e MSHA difettivi, costruiti mediante mutagenesi per scambio allelico, sono state confrontate con quelle del ceppo parentale. I saggi di adesione sono stati condotti mediante marcatura dei batteri con isotopo radioattivo e quantificazione della radioattività associata al substrato, e/o marcatura con “green fluorescent protein” per l’osservazione al microscopio confocale a scansione. I risultati hanno dimostrato per entrambi i mutanti una riduzione, rispetto al ceppo parentale, dell’efficienza di adesione a tutti i substrati in esame, indicando per le due adesine un ruolo analogo nell’interazione di V. cholerae con lo zooplancton e i tessuti di mitilo. E’ interessante rilevare che solo il mutante difettivo per MSHA ha mostrato, rispetto al ceppo parentale, una riduzione nell’attacco a substrati inorganici (granuli di quarzite e superfici di polivinilcloruro). Questi risultati suggeriscono perciò che MSHA presenti proprietà adesive indipendenti dalla chimica della superficie di contatto. Al contrario, l’adesina GbpA, specificamente diretta verso l’N-acetilglucosamina, media l’adesione batterica a superfici contenenti tale zucchero tra cui, nel mare, la chitina (polimero di N-acetilglucosamina) e le membrane di cellule di mitilo e, nell’uomo, le cellule epiteliali intestinali. Per queste caratteristiche adesive che si manifestano sia nell’ambiente acquatico che nell’uomo, GbpA è stata definita “dual role colonization factor”.
La seconda fase di questo studio è stata incentrata sull’adesina GbpA, con i seguenti obiettivi:
valutarne la diffusione in ceppi clinici e ambientali di V. cholerae e di altre specie di Vibrio,
compararne la sequenza genica in ceppi di V. cholerae,
clonarne il gene in Escherichia coli per costruire una proteina ricombinante marcata con tag di poly-His (rGbpA-His) di cui valutare le capacità adesive.
I risultati ottenuti mediante PCR hanno dimostrato che il gene gbpA è presente in tutti i ceppi testati di V. cholerae (n = 488), di diversa origine, sierogruppo e biotipo, e nel 96% dei ceppi (n = 114) di altre specie di Vibrio.
Dall’analisi filogenetica e dall’allineamento multiplo di 38 sequenze aminoacidiche di GbpA si è potuto constatare che il gene in esame è altamente conservato all’interno della specie V. cholerae.
La diffusione del gene fra i vibrioni, la sequenza conservata e il doppio ruolo che l’adesina svolge nell’ambiente e nell’uomo, ne suggeriscono l’impiego per la preparazione di un nuovo vaccino contro il colera. L’uso della proteina GbpA per interventi di tipo profilattico potrebbe, infatti, presentare il vantaggio di combattere l’infezione nell’uomo e di agire sull’ecologia del patogeno nel suo ambiente naturale. La proteina rGbpA-His è stata quindi espressa in E. coli e purificata mediante cromatografia di affinità. Poiché le capacità adesive della proteina ricombinante così ottenuta sono risultate simili a quelle della proteina nativa di V. cholerae, rGbpA-His verrà utilizzata in studi successivi di valutazione dell’immunogenicità.
Nel complesso, questa tesi evidenzia l’importanza dello studio dell’ecologia dei vibrioni patogeni nell’ambiente acquatico non solo per una migliore comprensione della loro trasmissione all’uomo ma anche per lo sviluppo di nuove strategie antimicrobiche
Wieng Kum Kam: Knowledge and representation of an archeological context
No full textIl tema di ricerca verte sulla rappresentazione del sistema templare del sito archeologico di Wieng
Kum Kam situato nella Thailandia nord-occidentale presso Chiang Mai.
Tale sistema è formato da circa ventisei templi buddhisti che coprono un arco cronologico
compreso tra il XIII e il XVI secolo.
L’attività di studio sul sito di Wieng Kum Kam è inserita in un progetto congiunto tra il Thai Fine
Arts Department, il DARDUS e la Faculty of Architecture of Chiang Mai University (FACMU),
con cui è stato stipulato un agreement nel 2006, finalizzato alla valorizzazione del sito archeologico.
L’obiettivo finale della ricerca è la conoscenza e ricostruzione virtuale dell’intero sistema templare
e lo studio di un sistema di comunicazione sotto forma di banca dati virtuale da applicare in via
sperimentale su un tempio scelto come campione.
L’attività di ricerca è consistita in una fase di conoscenza del sito e delle problematiche ad esso
connesse. Si è infatti proceduto con il reperimento di fonti storiche relative al sito in questione, allo
studio di immagini satellitari Quickbird ad alta risoluzione finalizzato alla comprensione del
territorio e del modello insediativo dell’abitato antico ed all’analisi del contesto esistente.
E’ stata in seguito acquisita la documentazione relativa ai singoli templi, allo studio delle
planimetrie ricorrenti a Wieng Kum Kam ed in altre località della regione e ad una prima fase di
studio sui materiali costruttivi volta a stabilirne le caratteristiche salienti. È stato così possibile
procedere con la modellazione dei templi tramite ipotesi ricostruttive tridimensionali basate sulle
planimetrie disponibili, sul confronto con tipologie architettoniche simili presenti nell’area di
Chiang Mai e per mezzo dello studio dell’architettura tradizionale della regione Lanna (l’area
storica in cui si trova Wieng Kum Kam).
E’ stato inoltre approfondito il tema del degrado e delle problematiche generali di conservazione
delle strutture archeologiche, messe in pericolo dall’eccessiva attività edilizia e dal degrado dovuto
ad agenti atmosferici. Ai fini dell’analisi del degrado dei materiali costruttivi, è stata compiuta una
seconda campagna di campionamenti a seconda della tipologia di degrado riscontrata nelle strutture.
Si è pertanto proceduto con la documentazione fotografica dei dissesti strutturali e allo studio della
porosità del materiale campionato per stabilirne il grado di vulnerabilità all’acqua piovana e
all’umidità, nonché allo studio tramite XRD ed analisi termica delle patine che rivestono la maggior
parte delle strutture templari, determinandone la loro origine organica. Infine è stato realizzato il
modello tridimensionale di un’ipotesi ricostruttiva dello stato originario dell’insediamento ed è stata
inoltre elaborata una banca dati virtuale su due templi campione finalizzata alla documentazione ed
alla comunicazione dei dati e delle problematiche connesse ai templi in esame
Semaforine e cancro: nuovi orizzonti per la diagnosi e terapia sperimentale
No full textLe semaforine sono una grande famiglia di proteine, secrete o di membrana, inizialmente implicate nello sviluppo del sistema nervoso e nella guida assonica.
E’ recente la scoperta che le semaforine sono coinvolte nel regolare la motilità cellulare a l’adesione, l’angiogenesi, la risposta immunitaria e la progressione tumorale.
La sema 3A è una proteina secreta la cui espressione è stata documentata in doversi tipi di cellule tumorali ma della quale ancora non conosciamo l’attività autocrina e paracrina nel contato tumorale.
Anche l’espressione dei suoi recettori, NP1 e NP2 è correlata con la progressione tumorale.
Il carcinoma renale (RCC) è il terzo tumore urologico più comune che colpisce l’uomo, ed è costituito da diversi sottotipi istologici.
In questo studio, abbiamo investigato se la SEMA terzo ed il suo recettore NP1 sono espressi nelle cellule e tessuti di RCC.
Successivamente sono stati osservati gli effetti della proteina sulla capacità invasiva di linee cellulari aventi un diverso rapporto di espressione NP1/NP2.
I risultati ottenuti hanno dimostrato che il CC-RCC esprime bassi livelli di NP1 con conseguente perdita del segnale inibitorio della SEMA 3A nell’oncogenesi di tale neoplasia
Quality, nutritional quality and nutraceutical value as a new task for strawberry breeding
No full textNegli ultimi anni i consumatori hanno aumentato l’attenzione rivolta agli aspetti nutrizionali e salutistici (vitamine, sali minerali, antiossidanti, ecc.) legati ai prodotti ortofrutticoli. Il consumo di frutta è stato ampiamente considerata possedere importanti caratteristiche salutari, legate in particolar modo al contenuto di composti antiossidanti, i quali svolgono, all’interno del corpo umano, un’azione protettiva contro le reazioni di ossidazione cellulare. Frutta e verdure contengono composti antiossidanti, oltre alle vitamina C, vitamina E e ai carotenoidi, i quali contribuiscono alla loro capacità antiossidante totale, come i composti fenolici (flavonoidi, antociani, tannini, ellagitannini, ecc). I frutti rossi sono fra i frutti più ricchi in composti fitochimici a carattere antiossidante, tra i frutti rossi la fragola è uno dei più attrattivi, grazie al suo aspetto e alle sue caratteristiche aromatiche, ma ultimamente i consumatori hanno concentrato le loro attenzioni sulle caratteristiche nutrizionali del frutto di fragola. Di conseguenza i ricercatori hanno concentrato il loro interesse verso le caratteristiche nutrizionali del frutto di fragola, allo scopo di caratterizzare i composti bioattivi del frutto per capire come tali composti vengono sintetizzati all’interno della matrice del frutto.
È in costante aumento l’interesse rivolto verso i multipli fattori genetici e ambientali che interagiscono sulla produzione e accumulo dei composti nutrizionali del frutto di fragola, anche se tali fattori non sono tenuti in considerazione durante la fase di commercializzazione. Il presupposto di “frutto funzionale” sottolinea che i composti bioattivi presenti nel frutto siano efficaci per la salute del consumatore. La valutazione rigorosa delle prove scientifiche richiede la definizione di un set di criteri e metodi per la valutazione delle caratteristiche nutrizionale del frutto di fragola. Le metodologie per la determinazione dei composti bioattivi dei frutti possono essere considerate strumenti veloci e affidabili per lo screening di larghe popolazioni ottenute da programmi di miglioramento genetico al fine di ottenere genotipi di fragole ad elevato valore nutrizionale.
La ricerca sviluppata durante il corso di dottorato è stata incentrata nello 1) sviluppo di metodologie standardizzate di analisi nutrizionale sul frutto di fragola valutata su tre campi di collezione germoplasma fragola; 2)valutazione della qualità nutrizionale di nuovi genotipi di fragola generati da programma di miglioramento genetico utilizzando re-incroci interspecifici di F. virginiana spp. glauca e incroci intra-specifici di F. x ananassa, al fine di produrre nuovo materiale genetico con elevate caratteristiche nutrizionali; 3) validazione della capacità antiossidante del frutto di fragola valutata in vivo su ratti sottoposti ad elevato stress ossidativo.
I risultati ottenuti tramite questo approccio multidisciplinare conferma l’importanza dello sviluppo di metodologie di analisi rapide ed efficaci per la valutazione delle componenti nutrizionali del frutto di fragola, grazie al maggior interesse che le caratteristiche nutrizionali stanno acquistando. La valutazione delle caratteristiche nutrizionali nelle collezioni germoplasma fragola europee conferma l’importanza del genotipo riguardo alla composizione dei composti bioattivi nel frutto, ma anche il ruolo importante svolto dalle condizioni ambientali e dalla regionalità. Inoltre è confermata l’importanza delle specie selvatiche come nuovo strumento nello sviluppo di programmi di miglioramento genetico al fine di incrementare la qualità nutrizionale del frutto. In fine è provata l’efficacia del potere antiossidante del frutto di fragola contro il danno provocato dallo stress ossidativo in vivo, ance se efficacia dell’effetto antiossidante è strettamente legato con i composti bioattivi presenti nel frutto e conseguentemente con il genotipo.
Questo tipo di approccio multidisciplinare permetterà il licenziamento di nuove varietà capaci di offrire frutti di alta qualità e sicuri per il consumatore
Induction of viable but nonculturable state in Staphylococcus aureus biofilms obtained in vitro
No full textStaphylococcus aureus è uno dei più importanti patogeni umani. Può causare patologie di diversa gravità, tossinfezioni alimentari ed infezioni sistemiche. Molti ceppi sono capaci di sviluppare biofilm, cioè una matrice esopolisaccaridica (slime) adesa ad una superficie, all’interno della quale rimangono inglobati i microrganismi produttori. Gli stafilococchi produttori di biofilm sono frequentemente coinvolti nelle infezioni associate all’uso di dispositivi medici impiantabili, come cateteri venosi centrali. Tali infezioni risultano difficili da eradicare in quanto i batteri risultano protetti sia dai sistemi di difesa dell’ospite che dalla terapia antibiotica. All’interno del biofilm, al contempo, i microrganismi trovano condizioni ambientali sfavorevoli come la carenza di ossigeno e di nutrienti in grado di indurre la trasformazione in forme quiescenti, tra cui lo stato VBNC (Viable But NonCulturable). Le forme VBNC rappresentano una strategia di sopravvivenza delle cellule batteriche non sporulanti sottoposte a stress ambientali, come variazioni di temperatura, luce solare, concentrazione di ossigeno e carenza di nutrienti. Sono caratterizzate da assenza di coltivabilità nei classici terreni di coltura, attività metabolica ridotta, modificazioni morfo-funzionali e dalla capacità di recuperare la capacità replicativa (resuscitation), quando le condizioni tornano favorevoli. Sono state descritte per diverse specie, soprattutto ambientali, ed anche per patogeni umani, ma la possibilità per gli stafilococchi di entrare in uno stato VBNC non è stata mai dimostrata.
Questa attività di ricerca è stata rivolta a valutare la possibilità che S. aureus possa entrare in uno stato vitale ma non coltivabile, capace di resuscitation, quando si trova all’interno di biofilm. A tale scopo sono stati allestiti modelli di biofilm in vitro del ceppo S. aureus 10850 (forte produttore di slime) e in parallelo di S. aureus ATCC 25923 (non produttore di slime) e sottoposti a condizioni di stress, in particolare carenza di nutrienti associata o meno alla presenza di vancomicina, synercid o daptomicina (antibiotici utilizzati per contrastare le infezioni gravi sostenute da S. aureus) in concentrazioni pari o superiori (4x, 8x, 16x) alla minima inibente (MIC). La presenza di cellule vitali nei campioni non più coltivabili è stata valutata mediante microscopia in epifluorescenza e citometria a flusso dopo colorazione live-dead con i fluorocromi SYBR Green I e Ioduro di propidio; la capacità di espressione genica delle forme VBNC rilevate è stata analizzata mediante saggi di RT-PCR e Real-time RT-PCR specifici per il 16SrDNA batterico e per i geni glsF e nuc, il primo housekeeping specie-specifico per S. aureus e il secondo codificante per un fattore di virulenza. E’ stata inoltre valutata la possibilità delle forme VBNC di recuperare l’attività replicativa (resuscitation) ricreando condizioni di crescita favorevoli.
I risultati ottenuti hanno dimostrato che (i) S. aureus è in grado di entrare in uno stato VBNC, ma solo all’interno di biofilm. Infatti forme VBNC sono state ottenute solo con il ceppo produttore di biofilm S. aureus 10850, mentre non è stato possibile rilevare la presenza di cellule vitali ma non coltivabili di S. aureus ATCC 25923; ii) condizioni di starvation in presenza di basse concentrazioni di vancomicina, synercid o daptomicina possono indurre lo stato VBNC; (iii) nello stato non coltivabile le cellule di S. aureus mantengono un’attività metabolica, come dimostrato dall’espressione di tutti i geni analizzati e che (iv) le forme VBNC di S. aureus sono in grado di riacquisire la capacità replicativa se poste in presenza di terreni di coltura addizionati di metaboliti essenziali per lo sviluppo cellulare, come il piruvato di sodio o il filtrato di una brodocoltura del ceppo wild-type S. aureus 10850.
Questi risultati indicano che le forme VBNC di stafilococco potrebbero avere un ruolo rilevante in patologia umana in quanto capaci di rimanere latenti, e non evidenziabili con i comuni test colturali, all’interno del biofilm, ed essere causa di infezioni ricorrenti in seguito al recupero della piena attività metabolica e della conseguente capacità di moltiplicarsi
Applicazioni avanzate per sistemi audio di teleconferenza multicanale
No full textAl giorno d'oggi si registra un grande interesse verso i sistemi di telecon-
ferenza multimediale a seguito della crescente richiesta di comunicazioni effi-
cienti e dello sviluppo di tecniche avanzate per il processamento digitale dei
segnali. Un sistema di teleconferenza dovrebbe fornire una rappresentazione
realistica del campo sonoro e visivo, consentendo una comunicazione natu-
rale tra i partecipanti dislocati ovunque nel mondo come fossero nella stessa
stanza. In questo contesto, sono stati sviluppati molti sistemi, a partire da
applicazioni basate su PC pensate per comunicazioni tra singoli utenti no
a sistemi complessi dotati di ampi schermi che riproducono la stanza remota
come fosse il proseguimento della stanza locale.
Nei sistemi di teleconferenza è possibile ridurre l'eco indesiderata dovuta
all'accoppiamento tra l'altoparlante e il microfono usando un cancellatore
d'eco acustica (AEC). In presenza di più di un partecipante, per la localizza-
zione del parlatore devono essere presi in considerazione sistemi multicanale.
Possono essere ottenute prestazioni più realistiche già con sistemi stereofonici,
poichè gli ascoltatori hanno a disposizione informazioni spaziali che aiutano
ad identi care la posizione del parlatore. Tuttavia, deve essere impiegato un
maggior numero di ltri adattativi e la relazione lineare esistente tra i due
canali generati dalla stessa sorgente causa problemi aggiuntivi: la soluzione
dell'algoritmo adattativo non è unica e dipende dalla posizione del parla-
tore nella stanza di trasmissione che non è stazionaria, causando possibili
problemi di convergenza. In aggiunta, la scelta dell'algoritmo adattativo di-
venta estremamente importante perchè le prestazioni dipendono dal numero
di condizionamento del segnale d'ingresso che è molto alto nello scenario
multicanale. In questa tesi, vengono presentati contributi innovativi per la
cancellazione d'eco acustica stereofonica basati sul fenomeno della \missing-
fundamental". L'innovazione delle soluzioni è legata alla grande riduzione
della coerenza tra i canali del segnale stereo che si riesce ad ottenere senza al-
terare la qualità dell'audio e la percezione stereofonica. Inoltre, viene discussa
una soluzione per migliorare la velocità di convergenza dei filtri adattativi
basata su un metodo per la variazione del passo d'adattamento: l'approccio
è applicato alla cancellazione d'eco acustica stereofonica ma in realtà può
essere usato per generici algoritmi adattativi.
Contestualmente, si è assistito ad un crescente interesse nel progetto di si-
stemi che forniscono una riproduzione dei suoni la più realistica possibile
così che l'ascoltatore non si accorge che sono stati prodotti artifi cialmente
poichè è immerso nella scena audio virtuale circondato da un elevato numero di altoparlanti. I sistemi convezionali sono progettati per massimizzare
la senzazione acustica in una speci ca posizione dell'ambiente d'ascolto, il
cosiddetto sweet spot. Inoltre, non è possibile ottenere una corretta localiz-
zazione della sorgente con un numero limitato di altoparlanti. Quindi, sono
stati condotti diversi studi sull'ottimizzazione di questi sistemi, concentrando
l'attenzione su nuove tecniche di registrazione e riproduzione, ovvero la Wave
Field Analysis (WFA) e la Wave Field Synthesis (WFS). La prima è una tec-
nica di registrazione del campo sonoro basata su array di microfoni e la
seconda consente la sintesi del campo sonoro attraverso array di altoparlanti.
Per utilizzare queste tecniche in scenari reali (ad esempio, sistemi di telecon-
ferenza, cinema, home theatre) è necessario applicare algoritmi multicanale
per il processamento digitale dei segnali, già sviluppati per sistemi tradizio-
nali. Questo porta all'introduzione della Wave Domain Adaptive Filtering
(WDAF), ovvero una generalizzazione spazio-temporale dell'algoritmo adat-
tativo Fast Least Mean Squares, consentendo una considerevole riduzione
della complessità computazionale.
In questa tesi vengono discusse soluzioni efficienti per un'implementazione
in tempo reale e possibili approssimazioni di fase delle funzioni guida usate
per gestire gli altoparlanti. Inoltre, vengono presentati un approccio per la
WDAF basato sulla struttura Weighted-Overlap-Add e una tecnica per il
puntamento digitale dei arrays lineari basata sulla WFS: l'obiettivo di questi
studi è quello di applicare questi concetti in scenari reali, come nel caso di
un sistema di teleconferenza. Infatti, le suddette tecniche per la riproduzione
audio immersiva possono essere sfruttate per migliorare le prestazioni di si-
stemi di teleconferenza a grandezza naturale, combinando requisiti temporali
e spaziali.
Inoltre, risultano necessari algoritmi di riproduzione audio per migliorare
la qualità audio percepita così da rendere più piacevole l'ambiente d'ascolto
tenendo conto di alcune caratteristiche proprie dell'ambiente. Più speci ficata-
mente, l'equalizzazione rappresenta uno strumento potente capace di gestire
le irregolarità della risposta in frequenza: un equalizzatore può compensare il
posizionamento del parlatore e le caratteristiche della stanza d'ascolto e può
essere applicato in un sistema di teleconferenza per rendere la comunicazione
la più naturale possibile. In questo lavoro vengono discusse la valutazione di
un equalizzatore multipunto e una soluzione mixed-phase con un ritardo di
gruppo della stanza adeguatamente progettato
