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Generation of a whole-brain hemodynamic response function and sex-specific differences in cerebral processing of mechano-sensation in mice detected by BOLD fMRI
BOLD fMRI has become a prevalent method to study cerebral sensory processing in rodent disease models, including pain and mechanical hypersensitivity. fMRI data analysis is frequently combined with a general-linear-model (GLM) -based analysis, which uses the convolution of a hemodynamic response function (HRF) with the stimulus paradigm. However, several studies indicated that the HRF differs across species, sexes, brain structures, and experimental factors, including stimulation modalities or anesthesia, and hence might strongly affect the outcome of BOLD analyzes. While considerable work has been done in humans and rats to understand the HRF, much less is known in mice. As a prerequisite to investigate mechano-sensory processing and BOLD fMRI data in male and female mice, we (1) designed a rotating stimulator that allows application of two different mechanical modalities, including innocuous von Frey and noxious pinprick stimuli and (2) determined and statistically compared HRFs across 30 brain structures and experimental conditions, including sex and, stimulus modalities. We found that mechanical stimulation lead to brain-wide BOLD signal changes thereby allowing extraction of HRFs from multiple brain structures. However, we did not find differences in HRFs across all brain structures and experimental conditions. Hence, we computed a whole-brain mouse HRF, which is based on 88 functional scans from 30 mice. A comparison of this mouse-specific HRF with our previously reported rat-derived HRF showed significantly slower kinetics in mice. Finally, we detected pronounced differences in cerebral BOLD activation between male and female mice with mechanical stimulation, thereby exposing divergent processing of noxious and innocuous stimuli in both sexes
Hyperspectral Imaging of Human Liver Allografts for Prediction of Initial Graft Function
Die Ischämie-Reperfusionsschädigung gilt als zentraler Risikofaktor für kurz- und langfristige Transplantatschäden, ihre objektive Erfassung ist jedoch schwierig. Die hyperspektrale Bildgebung, kurz HSI, stellt ein nicht-invasives Verfahren dar, das optische Gewebeeigenschaften mit der Mikroperfusion korrelieren kann. In unserer Studie wurden Bilder von 37 Lebertransplantaten während der Backtable-Präparation, der normothermen Maschinenperfusion, kurz NMP, sowie nach der Reperfusion im Empfänger aufgenommen und mithilfe der HSI-Software verschiedene optische Gewebeparameter berechnet. Bei Transplantaten mit früher Allograftdysfunktion, kurz EAD, waren die Nahinfrarot-Perfusions-Index-Werte während der NMP und nach der Reperfusion signifikant niedriger. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass HSI eine valide Methode zur Beurteilung von Leberallotransplantaten ist und der NIR-Wert als potenzieller Prädiktor für eine EAD dienen könnte
Implementing Formative Assessment into primary school mathematics education
Formatives Assessment (FA) ist ein umfassender Ansatz zur diagnosebasierten, adaptiven Unterrichtsgestaltung. Metaanalysen belegen positive Effekte, weisen jedoch auf die Notwendigkeit von Unterstützungsmaßnahmen für Lehrkräfte hin. Diese Dissertation untersucht – unter Einbezug der Schüler*innen- und Lehrkräfteebene – Bedingungen für eine effektive Implementation von FA im Mathematikunterricht der Grundschule. Studie 1 zeigt, dass FA die intrinsische Motivation über eine stärkere wahrgenommene Kompetenzunterstützung fördert. Zwei unterschiedlich umfangreiche Unterstützungsmaßnahmen für Lehrkräfte zeigten jedoch keine signifikanten Unterschiede. Studien 2 und 3 vergleichen zwei FA-Ansätze: curriculum-embedded (CE) und planned-for-interaction (PI). CE führte zu leicht besseren Leistungen, während PI das Need for Cognition stärker förderte (Studie 2). Lehrkräfte bewerteten CE als leichter implementierbar, wobei sich Unterschiede in der Machbarkeit über die Zeit verringerten (Studie 3). Abschließend werden Gestaltungsaspekte für eine breitere schulische Umsetzung diskutiert.Formative Assessment (FA) is a comprehensive approach to assessment-based, adaptive teaching. Meta-analyses confirm its positive effects but stress the need for teacher support to implement it successfully. This dissertation examines conditions for effective FA use in primary school mathematics classrooms, integrating student and teacher levels. Study 1 shows that FA fosters students’ intrinsic motivation via enhanced competence support. However, two different support measures for teachers showed no significant differences. Studies 2 and 3 compare two FA approaches: curriculum-embedded (CE) and planned-for-interaction (PI). At the student level, CE led to slightly higher math achievement, while PI benefited need for cognition (Study 2). Teachers found CE easier to implement, though feasibility differences decreased over time (Study 3). FA implementation is discussed as a multi-stage process, combining structured and flexible approaches. This dissertation highlights design and implementation considerations for broader FA adoption
Metabolic phenotyping of differently polarized macrophages using radiotracers
Makrophagen sind zentrale Zellen des angeborenen Immunsystems mit vielfältigen Funktionen. Abhängig von Reiz und Funktion werden sie in pro-inflammatorische (M1) und anti-inflammatorische (M2) Phänotypen unterteilt. Auch metabolisch unterscheiden sie sich: M1-Makrophagen gewinnen Energie vorwiegend durch Glykolyse, während Glutamin bei M2-Makrophagen eine entscheidende Rolle spielt. Metabolische Radiotracer könnten diese Unterschiede für die Bildgebung nutzbar machen. In dieser Studie wurde die Aufnahme der Radiotracer [18F]FDG und [18F]4-FGln in polarisierte Makrophagen untersucht, um deren Glukose- und Glutaminstoffwechsel zu analysieren. Dazu wurden verschiedene Zellmodelle zu Makrophagen differenziert und anschließend in M1- bzw. M2-Phänotypen polarisiert. Die Ergebnisse zeigten eine vermehrte Glukoseaufnahme bei M1- und eine erhöhte Glutaminaufnahme bei M2-Makrophagen. Dies bildet die Grundlage für eine spezifische PET-Bildgebung des Entzündungsphänotyps.Macrophages are key cells of the innate immune system with diverse functions. Depending on stimulus and function, they can be classified into pro-inflammatory (M1) and anti-inflammatory (M2) macrophages. These also differ metabolically: M1 macrophages mainly rely on glycolysis for energy, whereas glutamine plays a crucial role in M2 macrophages. Metabolic radiotracers could potentially exploit these differences for imaging purposes. This study investigated the uptake of [18F]FDG and [18F]4-FGln in polarized macrophages to analyze their glucose and glutamine metabolism. Various cell models were differentiated into macrophages and polarized into M1 and M2 phenotypes. Results showed that M1 macrophages preferentially took up glucose, while M2 macrophages absorbed more glutamine. These findings provide a basis for targeted PET imaging of the inflammatory phenotype using specific metabolic tracers
Neuropilin-1 als Eintrittsfaktor umhüllter Viren
Der Transmembranrezeptor Neuropilin-1 (NRP1) wurde als wichtiger Eintrittsfaktor für das umhüllte Virus SARS-CoV-2 identifiziert. NRP1 interagiert mit verschiedenen Oberflächenrezeptoren wie ACE2 sowie Rezeptortyrosinkinasen wie EGFR und HGFR. Untersucht wurde, ob diese Rezeptoren gleichzeitig oder wechselnd miteinander interagieren und damit den viralen Zelleintritt beeinflussen. Reduzierte Infektionsraten von SARS-CoV-2-Pseudoviren nach Endozytose-Inhibition bestätigen die zentrale Bedeutung der Endozytose. Intrazellulär ergab sich ein dynamischer Transport von NRP1 über das endosomale System mit besonderer Rolle des Retromerkomplexes ESCPE-1. Immunfluoreszenzfärbungen belegten eine deutliche Co-Lokalisation aller vier Rezeptoren auf der Plasmamembran. Nach Stimulation mit HGF wurden NRP1 und HGFR internalisiert, während EGF-Stimulation zur alleinigen Internalisierung von EGFR führte. Die Ergebnisse stützen die Annahme von NRP1 als zentralem Faktor des endozytotischen Viruseintritts in einem komplexen Rezeptornetzwerk
neuroWalknet, a controller for hexapod walking allowing for context dependent behavior
Decentralized control has been established as a key control principle in insect walking and has been successfully leveraged to account for a wide range of walking behaviors in the proposed neuroWalknet architecture. This controller allows for walking patterns at different velocities in both, forward and backward direction—quite similar to the behavior shown in stick insects—, for negotiation of curves, and for robustly dealing with various disturbances. While these simulations focus on the cooperation of different, decentrally controlled legs, here we consider a set of biological experiments not yet been tested by neuroWalknet, that focus on the function of the individual leg and are context dependent. These intraleg studies deal with four groups of interjoint reflexes. The reflexes are elicited by stimulation of the femoral chordotonal organ (fCO) or groups of campaniform sensilla (CS). Motor output signals are recorded from the alpha-joint, the beta-joint or the gamma-joint of the leg. Furthermore, the influence of these sensory inputs to artificially induced oscillations by application of pilocarpine has been studied. Although these biological data represent results obtained from different local reflexes in different contexts, they fit with and are embedded into the behavior shown by the global structure of neuroWalknet. In particular, a specific and intensively studied behavior, active reaction, has since long been assumed to represent a separate behavioral element, from which it is not clear why it occurs in some situations, but not in others. This question could now be explained as an emergent property of the holistic structure of neuroWalknet which has shown to be able to produce artificially elicited pilocarpine-driven oscillation that can be controlled by sensory input without the need of explicit innate CPG structures. As the simulation data result from a holistic system, further results were obtained that could be used as predictions to be tested in further biological experiments
"Nur wer weiß, wo es hingehen soll, setzt die Segel richtig":Erkenntnisse und Empfehlungen aus der Alma-Implementierung im Bibliothekssystem der ULB Münster
Der Austausch des zentralen Bibliotheksmanagementsystems ist für jede Bibliothek ein komplexes Projekt, bei dem es nicht nur um Medien und Metadaten, sondern auch und vor allem um Menschen geht, die den Wechsel vorbereiten und durchführen müssen. Mit einem Abstand von drei Jahren werfen die Autorinnen einen Blick zurück auf die Einführung des cloudbasierten Bibliotheksmanagementsystems Alma an der Universität Münster. Ziel ist es, zu eruieren, welche Maßnahmen damals wirklich hilfreich waren, was sich im Routinebetrieb etabliert hat und was damit für ein nächstes Projekt in Münster oder anderswo hilfreich sein kann
On arithmetic cohomology and topological periodic theories
Wir geben eine Einführung in die topologische Untersuchung arithmetischer Kohomologietheorien, um auf drei Ergebnisse zu kommen:
Für ein Schema über einer rationalen Algebra geben wir eine vollständige Beschreibung der periodischen zyklischen Homologie in Bezug auf den Hodge-vervollständigten
derivierten de-Rham-Komplex.
Wir beweisen, dass der relative de Rham-Witt-Komplex eines Polynomrings über einem beliebigen Ring als Homotopiegruppen einer relativen Version von TR auftritt. Allgemeiner zeigen wir, dass wir für jede Algebra dieses TR mit einer Filtration ausstatten können, deren Graduiertes durch einen derivierten relativen de Rham-Witt-Komplex gegeben ist.
Schließlich beweisen wir, dass die Kategorie der p-typischen topologischen Cartier-Moduln über einer Basis A äquivalent zur Kategorie der Module über
einem Ringspektrum R_A ist und identifizieren die Homotopiegruppen von R_A. Für eine perfekte F_p-Algebra erhalten wir aus R_W(k) den klassischen Cartier-Raynaud-Ring zurück.We give an introduction into the homotopy theoretic influence in the study of arithmetic cohomology theory, leading towards three main results:
First, for a derived scheme over a rational algebra, we give a complete description of the periodic cyclic homology in terms of the Hodge completed
derived de Rham complex.
Secondly, we prove that the relative de Rham–Witt complex of a polynomial ring over any base ring arises as the homotopy groups of a relative version of TR. More generally, we show that for an arbitrary algebra we can equip this TR with a filtration whose associated gradeds are given by a derived relative de Rham–Witt complex.
Finally, we prove that the category of p-typical topological Cartier modules over some base A is equivalent to the category of modules over
a ring spectrum R_A, which we call the topological Cartier--Raynaud ring. Our main result is an
identification of the homotopy groups of R_A, recovering the classical Cartier--Raynaud ring on R_W(k) for a perfect F_p-algebra k
On the evolution of plate tectonics under the influence of intrinsically dense LLSVPs
Große, heterogene Strukturen an der Kern-Mantel-Grenze, sogenannte Large Low Shear Velocity Provinces (LLSVPs), könnten als Relikte früherer Differenzierungsprozesse über weite Teile der Erdgeschichte hinweg existiert haben. Sind diese, wie häufig angenommen, dichter als der umgebende Erdmantel, könnten sie die Mantelkonvektion stabilisieren und die Plattentektonik beeinflussen.
Die hier eingesetzten Computermodelle liefern Einblicke in physikalische Prozesse und Entwicklungstendenzen, die für die tektonische Geschichte der Erde relevant sein könnten. LLSVPs könnten Stil und Beginn erster Plattenbewegungen beeinflusst und die Entstehung moderner Plattentektonik verlangesamt haben. Für LLSVPs mit moderaten Ausmaßen könnte die Mantelkonvektion zunächst ausschließlich unter einer starren Erdoberfläche stattgefunden haben, was frühe Plattenbewegungen deutlich verzögert hätte. Dieses Szenario ließe sich zudem mit aktuellen Hypothesen zu Vorläufern der modernen Plattentektonik verknüpfen