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Comparing real and synthetic observations of protostellar disks
Get PDFNascent envelope disk structures around protostars play a crucial role in the process of star and planet formation. As ALMA reveals unprecedented details of the envelope, disk, and outflow structures in nearby protostellar systems, a consistent interpretation for these observations remains absent, instead, highly simplified models are often adopted to partially fit the observed features. In this project, we aim to generate more realistic synthetic observations of the nascent protostellar disk and envelope system, using existing radiation and non-ideal magnetohydrodynamic simulations of protostellar collapse and disk formation. The main goal of the project is to provide multi-facet interpretation of the current continuum and polarization observations of protostellar sources at their earliest stages, and offer more realistic constraints on the dust growth in the early protoplanetary disks
Zeitliche Trends der kardiovaskulären Risikofaktoren bei Männern und Frauen mit akutem inzidenten Myokardinfarkt in der Region Augsburg im Zeitraum 1985 bis 2015
Get PDFMobility and sedentism across the Pre-Pottery Neolithic Fertile Crescent
Get PDFDie archäologische Forschung hat in den letzten Jahrzehnten verdeutlicht, dass es notwendig ist, die Neolithisierung als einen komplexen, nichtlinearen, vielfältigen und regional unterschiedlichen Prozess von einer Dauer von vielen Jahrhunderten zu verstehen. Die Untersuchung dieses Transformationsprozesses, insbesondere in Bezug auf die sich ändernden Arten mobiler bzw. sesshafter Lebensstile, erwies sich jedoch mit herkömmlichen archäologischen Ansätzen als schwierig. Das Ziel dieser Arbeit und der beiden zur Veröffentlichung anstehenden Manuskripte besteht deshalb darin, diesen Veränderungsvorgang nachzuvollziehen, insbesondere im Hinblick auf den Wechsel von mobiler zu sesshafter Lebensweise, das Tempo der Sesshaftwerdung im Verhältnis zur Entstehung und Entwicklung der Landwirtschaft sowie die Beziehungen zwischen diesen beiden Aspekten, die bislang kaum zu greifen waren. Dies ist nun erstmals durch naturwissenschaftliche Multiproxy-Ansätze möglich, die an bioarchäologischem Material, das bei Ausgrabungen geborgen wurde, nach direkten Beweisen suchen.
In der ersten Fallstudie der bioarchäologischen Forschung wurden isotopische und archäogenetische Analysen an menschlichen Individuen aus Nevalı Çori, einer bedeutenden Stätte des präkeramischen Neolithikums (PPN), durchgeführt. Dadurch konnten wir erstmals die Dynamik der sich ändernden Mobilität vs. Sesshaftigkeit innerhalb der Gemeinschaft aufzeigen, die die prächtigen und bekannten T-förmigen Pfeilergebäude von Göbekli Tepe und Nevalı Çori in Anatolien errichtet hat. Darüber hinaus haben wir archäogenetische Daten für Nevalı Çori und das südlevantinische Ba'ja generiert, die uns einen neuen Einblick in die genetische Vielfalt zu Beginn des Neolithikums im Fruchtbaren Halbmond geben.
Unser Ziel war es, einen interdisziplinären Ansatz zu verfolgen, der Osteoarchäologie, C14-Datierung, charakteristische Isotopen für Ernährung und Mobilität sowie archäogenetische Daten vom PPNB bis zur Eisenzeit mit genetischen Daten aus dem PPNB der südlichen Levante kombiniert. Da biomolekulare Daten menschlicher PPNB-Überreste aufgrund schlechter Aufbewahrungsbedingungen knapp sind, ist jeder Datenpunkt wertvoll. Obwohl die dargestellte Stichprobe klein ist, deckt sie eine zeitliche und geografische Lücke in einem Zeitraum und Gebiet ab, die für das Verständnis der Entstehung der ersten landwirtschaftlichen Gesellschaften von entscheidender Bedeutung sind. Diese Studie präsentiert zudem neue isotopische, genetische und C14-Daten von menschlichen und tierischen Überresten aus dem PPNB in Südostanatolien.
Unsere Ergebnisse zeigen erstens einen Rückgang der menschlichen Mobilität nach der Anfangsphase des PPNB, während gleichzeitig eine zunehmende Abhängigkeit von domestizierten Ressourcen festgestellt wurde. Zweitens weisen die Daten auf eine hohe genetische Ähnlichkeit zwischen PPNB Nevalı Çori und anatolischen Jägern und Sammlern sowie Bauern hin, und es gibt auch Affinitäten zu Populationen im weiteren Fruchtbaren Halbmond. Zusätzlich berichten wir über neuartige humangenomweite Daten von der späten PPNB-Stätte Ba'ja in der südlichen Levante, die Einblicke in Beziehungen unter Blutsverwandten liefern. Schließlich präsentieren wir neuartige humangenomweite Daten aus dem postneolithischen Nevalı Çori, die eine zeitliche Perspektive auf die genetische Geschichte der Region bieten, die bisher fehlte.
In der zweiten Fallstudie der bioarchäologischen Forschung über Jericho haben wir isotopische und proteomische Analysen an menschlichen Individuen aus Jericho, ebenfalls ein bedeutender Fundort des PPN, durchgeführt. Hier können wir zum ersten Mal die Dynamik des Übergangs von Mobilität zu Sesshaftigkeit innerhalb der Gemeinschaft aufzeigen, die den ältesten monumentalen Turm und die ältesten Befestigungsmauern der Welt errichtet hat. Zusammen mit anderen kürzlich veröffentlichten Daten aus der nördlichen und südlichen Levante können wir damit neue Erkenntnisse über die Vielfalt und Dynamik der menschlichen Mobilität zu Beginn des Neolithikums im Fruchtbaren Halbmond vorlegen. Dies ist das erste Mal, dass Bioproben aus Jericho analysiert und die verfügbaren Datensätze aus der Levante für eine umfassendere Sr-Kartierung überprüft werden.
Unsere Ergebnisse legen einen überraschenden Fokus auf Lokalität nahe und zeigen das Fehlen von Fernmobilitätsmustern zu einer Zeit kurz nach der Sesshaftigkeit. Dies passt perfekt zu den Bemühungen der lokalen Gemeinschaft, einen dauerhaften Siedlungsraum zu schaffen, indem sie den weltweit ersten Turm und die erste Mauer um eine Siedlung herum errichtete. Darüber hinaus sind wir die ersten, die die proteomische Analyse von geschlechtsspezifischen Amelogeninpeptiden im Zahnschmelz zur Bestimmung des Geschlechts auf archäologischem Material aus der südlichen Levante anwenden und dadurch Einblick in geschlechtsbezogene Bestattungspraktiken geben können.
Zusätzlich führt diese Studie in den naturwissenschaftlichen Hintergrund und die Geschichte der Landwirtschaft im Fruchtbaren Halbmond ein und demonstriert die bioarchäologischen Methoden, die für diese Doktorarbeit angewendet wurden. Dies betrifft Isotopen- und aDNA-Analysen ebenso wie eine Überprüfung und Zusammenfassung relevanter Forschungsliteratur über Muster von Mobilität, Migration und Akkulturation sowie die Präsentation aktueller Fortschritte und Durchbrüche auf diesem Gebiet
The contribution of gamma-herpes viruses on the development of CD30+ B cell lymphomas: research and investigation in a mouse model
Get PDFEBV and KSHV are two gammaherpesviruses that are known to be highly associated with CD30-positive lymphomas, such as Hodgkin lymphomas. Whether deregulated CD30-signaling cooperates with herpes viral infections in tumorigenesis is not well understood. Thus, the aim of the thesis was to establish a system allowing for the investigation of the interplay between a dysregulated CD30 expression and EBV infection in lymphomagenesis in a mouse model. EBV does not infect murine B cells, thus, we used the murine gammaherpesvirus 68 (MHV68) as a tool to propagate infection in mice. To make MHV68 much more similar to EBV, the EBV protein LMP2a was inserted into the MHV68. To this end, LMP2a was cloned into MHV68 to obtain MHV68-LMP2a, enabling the analysis of the effects of LMP2a in vivo after infection of mice. Thus, the potential contribution of the EBV protein LMP2a to lymphomagenesis could be investigated in mice. To induce the dysregulated constitutive CD30 expression in B cells upon MHV68 infection, LMP1/CD30γ1cre (LC30) mice were used. These mice contain a LMP1/CD30 fusion protein in the R26 locus together with a loxP flanked stop cassette. B cells responding to the MHV68 infection express Cre, resulting in deletion of the stop-cassette followed by expression of the LMP1/CD30 fusion protein (LC30) together with the reporter hCD2.
After generating a MHV68-LMP2a, the recombinant virus was first tested for fitness in wild-type C57BL/6 mice, in comparison to wild-type MHV68. MHV68-LMP2a was similar to wild-type MHV68 regarding lytic replication in the lung but established less latency in the spleen when compared to wild-type MHV68. Next, MHV68-LMP2a was used to infect LMP1/CD30γ1cre (LC30) mice. As control virus, MHV68-NGF-R was used, which expresses a truncated Nerve-growth factor receptor (NGF-R) instead of LMP2a. As control mice, we infected R26 CARγ1cre mice, which express the reporter gene CAR instead of LC30/hCD2. Virus infection in LC30 mice led to a higher percentage of reporter positive B cells when compared to control CAR mice. Moreover, two months after infection, the splenomegaly was increased in LC30 in comparison to control mice, suggesting an expansion of LC30 expressing B cells. From acute infections at 14 days to chronic infections of 2 months, constitutive CD30 expression forced germinal center B cells to leave the germinal center, evident from the reduced percentage of reporter positive GCB cells at 2 months post infection in CD30 mice compared to controls. Instead, more reporter positive B cells with a B1 cell phenotype and plasma cells were detected in LC30 compared to control CAR mice. The expanded reporter positive B1 cell population was detected in the spleen and in the peritoneal cavity. Currently, it is still unclear whether these reporter positive cells are derived from GC B cells. The LMP2a protein, on the other hand, did not significantly affect the phenotype and expansion of LMP1/CD30 expressing B cells. The only difference which we could detect between MHV68-LMP2a and MHV68-NGF-R was a slightly enhanced GC formation after infection of CAR mice. Enhanced germinal center B cell formation and proliferation by LMP2a expression could play a role in formation of lymphomas.
In summary, most of the differences observed in the experiments were due to the constitutive signaling of the CD30 in LMP1/CD30γ1cre when infected with the two viruses, and not to the expression of LMP2a. A potential reason for the latter might be that LMP2A is switched off during latency. Though further studies need to be conducted, the data shown here suggest that dysregulated CD30 expression, combined with gammaherpesvirus infection, might be associated with accelerated tumorigenesis. To answer the question whether infection with MHV68-LMP2a, when compared to infection with MHV68-NGFR, leads to further enhancement of lymphoma development in LMP1/CD30γ1cre mice, more investigations and studies need to be done in the future.EBV und KSHV sind zwei Gammaherpesviren, von denen bekannt ist, dass sie stark mit CD30-positiven Lymphomen wie Hodgkin-Lymphomen assoziiert sind. Ob eine fehlregulierte CD30- Signaltransduktion mit herpesviralen Infektionen bei der Tumorentstehung zusammenwirkt, ist noch nicht vollständig verstanden. Ziel dieser Arbeit war es daher, ein System zu etablieren, mit dem das Zusammenspiel zwischen einer fehlregulierten CD30-Expression und einer EBV-Infektion bei der Lymphomagenese im Mausmodell untersucht werden kann. EBV infiziert keine Maus-B-Zellen, daher wurde das Murine Gammaherpesvirus 68 (MHV68) als Modell verwendet. Um die Rolle des EBV-Proteins LMP2a in vivo zu untersuchen, wurde LMP2a in MHV68 eingefügt. Zu diesem Zweck wurde LMP2a in MHV68 kloniert, um MHV68-LMP2a zu erhalten. Somit konnte der potenzielle Beitrag des EBV-Proteins LMP2a zur Lymphomagenese bei Mäusen untersucht werden. Um die fehlregulierte konstitutive CD30-Expression in B-Zellen nach einer MHV68-Infektion zu induzieren, wurden LMP1/CD30γ1cre (LC30) Mäuse verwendet. Diese Mäuse enthalten ein LMP1/CD30-Fusionsprotein im R26-Lokus zusammen mit einer loxP-flankierten Stoppkassette. B-Zellen, die auf die MHV68-Infektion reagieren, exprimieren Cre, was zur Deletion der Stoppkassette und damit zur Expression des LMP1/CD30-Fusionsproteins (LC30) sowie des Reporters hCD2 führt.
Nach der Generierung eines MHV68-LMP2a wurde das rekombinante Virus zunächst in Wildtyp-C57BL/6-Mäusen auf seine Fitness im Vergleich zu Wildtyp-MHV68 getestet. MHV68-LMP2a ähnelte dem Wildtyp-MHV68 in Bezug auf die lytische Replikation in der Lunge, führte jedoch im Vergleich zum Wildtyp-MHV68 zu einer geringeren Latenz in der Milz. Als nächstes wurde MHV68-LMP2a verwendet, um LMP1/CD30γ1cre (LC30) Mäuse zu infizieren. Als Kontrollvirus wurde MHV68-NGFR verwendet, das anstelle von LMP2a einen verkürzten Nervenwachstumsfaktor-Rezeptor (NGFR) exprimiert. Als Kontrollmäuse infizierten wir R26-CARγ1cre Mäuse, die anstelle von LC30/hCD2 das Reportergen CAR exprimieren. Die Virusinfektion bei LC30-Mäusen führte im Vergleich zu CAR-Kontrollmäusen zu einem höheren Prozentsatz an Reporter-positiven B-Zellen. Darüber hinaus war die Splenomegalie zwei Monate nach der Infektion bei LC30 im Vergleich zu Kontrollmäusen erhöht, was auf eine Expansion von LC30- exprimierenden B-Zellen schließen lässt. Innerhalb des Zeitraums von 14 Tagen (akute Phase) bis zu zwei Monaten (chronische Phase) nach Infektion führte die konstitutive CD30-Expression dazu, dass die Keimzentrums- B-Zellen das Keimzentrum verlassen, was aus dem reduzierten Prozentsatz an Reporter-positiven Keimzentrums-B-Zellen zwei Monate nach der Infektion bei CD30-Mäusen im Vergleich zu Kontrollen ersichtlich ist. Stattdessen wurden in LC30 im Vergleich zu Kontroll-CAR-Mäusen mehr Reporter-positive B-Zellen mit einem B1-Zellphänotyp und Plasmazellen nachgewiesen. Die expandierte Reporter-positive B1-Zellpopulation wurde in der Milz und in der Peritonealhöhle nachgewiesen. Derzeit ist noch unklar, ob diese Reporter-positiven Zellen von Keimzentrums-B-Zellen abgeleitet sind. Andererseits beeinflusste das LMP2a Protein den Phänotyp und die Expansion von LMP1/CD30-exprimierenden B Zellen nicht signifikant. Der einzige Unterschied, den wir zwischen MHV68-LMP2a und MHV68-NGFR feststellen konnten, war eine leicht erhöhte Keimzentrums-Bildung nach Infektion von CAR-Mäusen. Eine verstärkte Keimzentrums-B Zellbildung und -Proliferation durch die LMP2a-Expression könnte eine Rolle bei der Entstehung von Lymphomen spielen.
Zusammenfassend waren die meisten in den Experimenten beobachteten Unterschiede auf die konstitutive Signaltransduktion des CD30 in LMP1/CD30γ1cre Mäusen bei Infektion mit den beiden Viren zurückzuführen und nicht auf die Expression von LMP2a. Ein möglicher Grund für Letzteres könnte sein, dass LMP2A während der Latenzzeit ausgeschaltet wird. Obwohl weitere Studien durchgeführt werden müssen, legen die hier gezeigten Daten nahe, dass eine fehlregulierte CD30-Expression in Kombination mit einer Gammaherpesvirus-Infektion mit einer beschleunigten Tumorentstehung assoziiert sein könnte. Ob eine Infektion mit MHV68-LMP2a im Vergleich zur Infektion mit MHV68-NGFR zu einer weiteren beschleunigten Entwicklung der Lymphome bei LMP1/CD30γ1cre Mäusen führt, muss in Zukunft in weiteren Studien untersucht werden
Terahertz electromodulation spectroscopy on organic semiconductors
Get PDFDie Entdeckung von halbleitenden organischen Materialien eröffnete ein faszinierendes Forschungsgebiet und ebnete den Weg für heute nicht mehr wegzudenkende Entwicklungen. Trotz der Vorteile hinsichtlich günstiger Produktion und vielfältiger Herstellungsmöglichkeiten, sind organische Halbleiter ihren kristallinen Gegenspielern in ihrer Leitfähigkeit unterlegen. Auf die Fragen warum das so ist und welche Mechanismen den Ladungsträgertransport maßgeblich hemmen, können keine eindeutigen Antworten gegeben werden. Diese Arbeit versucht den Anworten mithilfe der Terahertz (THz) Elektromodulations-Spektroskopie näher zu kommen, denn diese Methode erlaubt einen Einblick in die intrinsischen Transport-Phänomene von molekularen Halbleitern. Hierfür wird zu Beginn der Arbeit der experimentelle Aufbau des THz Spektrometers, die untersuchten Dünnfilm Strukturen, die Analyse der Elektromodulations-Daten sowie die Vorteile und Grenzen der Technik im Detail erklärt. Es stellt sich heraus, dass sich diese Technik hervorragend dafür eignet, alle heutzutage relevanten organischen Halbleiter-Materialien mit Mobilitäten bis hinab zu 1 cm²/Vs zu untersuchen. Ein besonderer Fokus dieser Arbeit liegt auf den Einflüssen der Grenzschichten innerhalb der Bauelemente. Wie die Rauigkeit der Isolator-Halbleiter Grenzfläche die Ladungsträgerverteilung im Bauelement bestimmt wird mithilfe von Berechnungen der selbstkonsistenten Poisson Gleichung ermittelt. Schon Rauigkeiten in der Größenordnung von einer molekularen Schicht resultieren in einer drastischen Verringerungen der Leitfähigkeit in dem Halbleiter. Bei der Untersuchung des Einflusses von Gold als Elektrodenmaterial wurde festgestellt, dass Gold-Ionen in Gegenwart eines elektrischen Feldes in den organischen Halbleiter migrieren. Dort agieren die Gold-Ionen als effiziente Loch-Fallen, was die Stabilität des Bauteils drastisch reduziert. Der Migrationsprozess ist thermisch aktiviert, teilweise umkehrbar und kann komplett umgangen werden, wenn man anstatt Gold Molybdänoxid verwendet. Die daraus resultierende verbesserte Stabilität der Bauelemente ist eine absolut notwendige Vorraussetzung für aussagekräftige frequenzaufgelöste THz Spektroskopie. Temperaturabhängige und frequenzaufgelöste Messungen an DBTTT Strukturen zeigen, dass weder Phonon-Streuung noch dynamische Lokalisierung die limitierenden Mechanismen der Leitfähigkeit sind. Es stellt sich heraus, dass nur ein Teil der injizierten Ladungsträger zum Bandtransport beiträgt. Der Großteil der Ladungsträger ist nicht mobil oder bewegt sich mit dem langsamen Hüpf-Transport. Insgesamt zeigt diese Arbeit, dass die THz Elektromodulations-Spektroskpie ein einzigartiges und fähiges Werkzeug ist, um organische Dünnfilme zu untersuchen. Außerdem unterstreicht sie, wie wichtig der Einfluss von Grenzflächenphänomenen innerhalb organischer
Bauelemente auf den Ladungsträgertransport ist.The discovery of semiconducting organic materials opened a new fascinating field of research and paved the way for exciting developments. Besides the benefits of cheap fabrication and variable processing possibilities, organic semiconductors still exhibit worse performance in comparison to their crystalline counterparts. The corresponding questions "Why?" and "What mechanisms limit charge transport within organic electronic devices?" cannot be answered unambiguously.
Within this work, the technique of terahertz (THz) electromodulation spectroscopy is used to gather unprecedented insight into the intrinsic charge transport mechanisms of molecular semiconducting thin-film devices. Therefore, the experimental THz spectroscopy setup, the investigated thin-film devices, the electromodulation data analysis methodology as well as advantages and limitations of the technique are presented in detail. It is shown, that this method is a powerful tool for most of today’s relevant organic materials as its sensitivity allows the detection of mobilities as low as 1 cm2/Vs. Furthermore, relevant interfaces within the field-effect devices are systematically investigated. The impact of the roughness of the insulator-semiconductor interface on the charge carrier distribution is inspected by combining two-dimensional atomic force microscopy scans with three-dimensional self-consistent Poisson calculations as this cannot be solely addressed by experimental means. It is found that the majority of charge carriers accumulates near the insulator interface. Thus, roughness in the order of already one molecular monolayer leads to a severe reduction in conductivity. Additionally, it is shown that charge carriers rarely undergo thermally activated hopping but travel within two-dimensional percolation pathways. Moreover, the influence of gold as top contact material is examined by THz spectroscopy. In presence of an applied bias, gold ions migrate into the devices accumulation channel and act as efficient hole traps. This phenomenon is found to be thermally-activated, partially reversible and can be circumvented by exchanging the gold with molybdenum oxide. The resulting devices exhibit long-term stability, which is crucial for frequency-resolved THz spectroscpy investigations. Field-effect devices with the small molecule semiconductor DBTTT are investigated using temperaturedependent and frequency-resolved THz electromodulation spectroscopy. Results show that neither phonon scattering nor dynamic localization are the main limiting mechanisms. It is found, that only a fraction of the injected charge carriers contribute to band transport while the vast majority is immobile or performs hopping transport. This work highlights the applicability of THz electromodulation spectroscopy as a unique and powerful tool for the investigation of organic thin-film devices and emphasizes the importance of interface phenomena on the intrinsic charge transport within molecular semiconductors
The impact of episodic and chronic vestibular disorders and their specific vs. unspecific diagnosis on Health-related quality of life
Get PDFVertigo and dizziness are relatively frequent complaints at primary, secondary and tertiary health-care settings. They tend to occur more often with increasing age and to negatively influence Health-related-quality of life (HRQoL) and functioning. Vestibular disorders are of episodic or chronic nature with a broad range of possible underlying causes. Episodic vestibular syndromes (EVS) present with unpredictable short attacks of vertigo and dizziness while chronic vestibular syndromes (CVS) present with long lasting episodes of vertigo and dizziness. Although they are manageable, vertigo and dizziness are often under- and misdiagnosed especially in primary care. It is not yet fully understood how EVS and CVS affect HRQoL and functioning. This far, little is known how an unspecific versus specific diagnosis of vertigo and dizziness is associated with HRQoL and its trajectories.
Therefore, this doctoral thesis aims to study how EVS and CVS affect HRQoL and functioning. in addition to how an unspecific versus specific diagnosis of vertigo and dizziness is associated with HRQoL and its trajectories. The first analysis compares the effect of episodic and chronic vestibular diseases on HRQoL and functioning in a tertiary care setting, and the impact of lifestyle and sociodemographic factors. The second anal-ysis assesses the different effects of specific and unspecific diagnoses of vertigo and dizziness on HRQoL in a primary care setting. The change in HRQoL over one year is also assessed among specific and unspecific diagnoses.
Data of study one originates from the “DizzyReg” database. The latter is an ongoing prospective registry for vertigo and dizziness patients. Patients showing up at the inter-disciplinary outpatient clinic of the German Center for Vertigo and Balance (DSGZ) at the Ludwig Maximilian University Hospital (LMU Klinikum) were included between De-cember 2015 and July 2019. The main outcomes are HRQoL and functioning scores which were measured by self-report using the 3-level version of the Euro-Qol five-dimensional (EQ5D3L) and the dizziness handicap inventory (DHI) questionnaires re-spectively. CVS and EVS classifications were based on a comprehensive thorough neu-ro-otological examination by the clinical experts at the DSGZ following diagnostic guide-lines of the international classification of vestibular disorders. The impact of CVS and EVS on HRQoL and functioning was assessed using multivariable linear regression models adjusting for possible confounders.
Data of study two derives from the longitudinal MobilE-TRA which was collected be-tween 2017 and 2019. The latter is a multicenter observational practice-based prospec-tive cohort study among general practitioners (GPs) who have recruited patients with acute episode of vertigo and dizziness in the last quarter. Diagnosis was given by the GP at baseline and was classified as “Specific” if a clear underlying mechanism of verti-go and dizziness could be given, or “unspecific” otherwise. The main outcome was HRQoL score that had been measured also through EQ5D3L at 3- time points over one year (baseline, follow-up after 6 months and follow-up after 12 months). The association between the diagnosis and HRQoL over time was examined through mixed-effects re-gression models adjusting for possible confounders.
The first analysis involved 548 participants with a mean age at the date of admission 51.35 years, among which 57% were women. Seventy-four percent had EVS while 26% had CVS. Compared to CVS, EVS patients had a female predominance (60% > 49%), younger age (48.5 58.08) and functioning (42.1 < 47.8) even after adjusting for confounders.
The second analysis included 158 vestibular patients with a mean age at baseline 77.1 years (69% female, 42% had a specific diagnosis, 40% unspecific diagnosis and 18% left undecided). Compared to specific diagnosis, patients with unspecific diagnosis re-ported significantly lower HRQoL. No differential change in HRQoL over time could be shown, while being one year older was inversely associated with HRQoL.
This thesis is leading in reporting: 1- lower HRQoL among CVS patients in compari-son to EVS and 2- worse HRQoL among patients with unspecific diagnosis of vertigo and dizziness compared to specific. The findings enhance the knowledge on the impact of both the nature of vestibular syndrome and the specificity of diagnosis on HRQoL of the patients. This knowledge might help to maintain better HRQoL among vestibular patients as they age. This could be done by shedding the light on mobility and balance in CVS patients on one hand, and referring patients with unspecific diagnosis for a more solid diagnosis (when possible) and better management of symptoms on the other hand. The findings of this thesis form a start for future research aiming to illuminate the above relationships and fill in the gaps to help preserve HRQoL of patients with vestibular dis-orders as they age
Distant, dusty star-forming galaxies
Get PDFUnderstanding the formation and evolution of galaxies across cosmic time is a major goal of modern astronomy. Our current observations of the early Universe come mainly from the optical and near-infrared rest-frame wavelengths, which are mostly biased towards dust-unobscured systems. The advent of millimetre and submillimetre (submm/mm) telescopes in the last two--three decades has greatly advanced the study of dusty star-forming galaxies (DSFGs), providing us with a more complete census of distant galaxies. Meanwhile, it has posed new challenges: What are the internal and external properties of DSFGs? How do they connect to the galaxies in the local Universe? What is their number density and contribution to the cosmic star-formation rate density? What do they tell us about the early Universe? In this thesis, I will report two surveys: ALMACAL and ALMARED, which survey the populations of DSFGs at the faint and bright end of submm number counts, respectively. Meanwhile, I will also report a new window through which to study galactic magnetic fields with dust polarisation in the early Universe.
In the ALMACAL survey, I have exploited the 'free' calibration data from the Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) to conduct a sub-arcsec, multi-wavelength, and blind continuum survey of DSFGs. I used ALMA calibration scans to map the lines of sight towards and beyond the ALMA calibrators. ALMACAL has now covered 1,001 calibrators, with a total sky coverage of around 0.3 deg2, distributed across the sky accessible from the Atacama desert in Chile, and has accumulated more than 1,000 h of integration. The depth reached by combining multiple visits to each field makes ALMACAL capable of searching for faint DSFGs in different wavelength bands. Based on the most up-to-date ALMACAL database, I report the detection of 186 DSFGs with flux densities down to S870um~0.2mJy, comparable with existing ALMA large surveys but less susceptible to cosmic variance. I also report the number counts at five wavelengths between 870um and 3mm, in ALMA bands 3, 4, 5, 6 and 7, providing a benchmark for models of galaxy formation and evolution. By integrating the observed number counts and the best-fit functions, I present the resolved fraction of the cosmic infrared background (CIB) and the CIB spectral shape. Combining existing surveys, I show that ALMA has currently resolved about half of the CIB in the submm/mm regime.
In the ALMARED survey, I have combined an ALMA snapshot survey of the reddest ~3000 Herschel-ATLAS sources with spectroscopic follow-up to search for galaxy proto-clusters. All the targets are selected to be 500um risers with S_500um > S_350um > S_250um. I found that about 1% of the 500um risers have been resolved into >=3 sources with ALMA. I then selected 12 over-dense fields with photometric redshifts, z>3. I conducted ALMA band 3 spectroscopic scans to search for emission lines in these 12 fields and confirmed four new proto-cluster cores. I will show that the detection fraction within ALMARED, together with a serendipitous over-dense field in the ALMACAL survey, has cautioned us that the projection effects of DSFGs can greatly contaminate the selection of proto-clusters based on photometric over-density. I derive their star-formation rate, total available molecular gas and halo mass based on the multi-wavelength photometry and spectral lines. I find that these proto-cluster cores are massive and sustain extreme star-forming activity. I show that their star-formation efficiency, the available molecular gas, and halo mass all support the idea that they could be the progenitors of today's 'brightest cluster galaxies' (BCGs). This discovery indicates that we are witnessing the formation of early-stage BCG in the mass centre of these proto-clusters.
In addition to these two surveys, I am fortunate to be part of the group that has initiated the study of dust polarisation in distant DSFGs. I first investigated the feasibility of mapping the magnetic fields of the distant DSFGs with dust polarisation, based on the dust polarisation of nearby starburst galaxies. I then led one of the first full-polarisation dust observations towards two SMGs: 9io9 and SPT0326-52. Based on these pioneering observations, I have confirmed the presence of polarised dust emission at and z=5.56, indicating that the development of galactic magnetic fields can be efficient in early galaxies. In 9io9, I also resolved the complex structure of the magnetic fields in the interstellar medium. I discuss several possible mechanisms to explain the formation of the observed early galactic magnetic fields. This pioneering survey has fully demonstrated the power of ALMA to observe the polarised dust emission in the early Universe and opened a new window to explore the magnetised Universe.
Finally, I look ahead to areas related to DSFGs and outline several intriguing projects to be pursued in the coming years.Die Entstehung und Entwicklung von Galaxien über die kosmische Zeit hinweg zu verstehen, ist ein wichtiges Ziel der modernen Astronomie. Unsere derzeitigen Beobachtungen des frühen Universums stammen hauptsächlich aus dem optischen und nahen infraroten Wellenlängenbereich, der meist auf staubfreie Systeme ausgerichtet ist. Das Aufkommen von Millimeter- und Submillimeter-Teleskopen (Submm/mm-Teleskopen) in den letzten zwei bis drei Jahrzehnten hat die Erforschung staubiger sternbildender Galaxien (DSFGs) erheblich vorangebracht und uns eine vollständigere Bestandsaufnahme ferner Galaxien ermöglicht. Gleichzeitig hat dies neue Herausforderungen mit sich gebracht: Was sind die inneren und äußeren Eigenschaften von DSFGs? Wie hängen sie mit den Galaxien im lokalen Universum zusammen? Wie hoch ist ihre Anzahl und ihr Beitrag zur Dichte der kosmischen Sternentstehungsrate? Was verraten sie uns über das frühe Universum? In dieser Arbeit werde ich über zwei Durchmusterungen berichten: ALMACAL und ALMARED, die die Populationen von DSFGs am schwachen bzw. hellen Ende der Submm-Zahlen untersuchen. In der Zwischenzeit werde ich auch über ein neues Fenster berichten, durch das galaktische Magnetfelder mit Staubpolarisation im frühen Universum untersucht werden können.
Im Rahmen der ALMACAL-Durchmusterung habe ich die "freien" Kalibrierungsdaten des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) genutzt, um eine Kontinuumsdurchmusterung von DSFGs im Sub-Bogensekundenbereich, bei mehreren Wellenlängen und blind durchzuführen. Ich habe ALMA-Kalibrierungsscans verwendet, um die Sichtlinien zu den ALMA-Kalibratoren und darüber hinaus zu kartieren. ALMACAL hat inzwischen 1.001 Kalibratoren mit einer Gesamtabdeckung von etwa 0,3 deg2 über den von der chilenischen Atacama-Wüste aus zugänglichen Himmel abgedeckt und dabei mehr als 1.000 Stunden an Integration gesammelt. Die Tiefe, die durch die Kombination mehrerer Besuche in jedem Feld erreicht wird, ermöglicht es ALMACAL, nach schwachen DSFGs in verschiedenen Wellenlängenbändern zu suchen. Basierend auf der aktuellsten ALMACAL-Datenbank berichte ich über die Entdeckung von 186 DSFGs mit flux-Dichten bis hinunter zu S870um 0,2mJy, vergleichbar mit bestehenden großen ALMA-Durchmusterungen, aber weniger anfällig für kosmische Varianz. Ich berichte auch über die Anzahl der beobachteten Galaxien bei fünf Wellenlängen zwischen 870um und 3mm, in den ALMA-Bändern 3, 4, 5, 6 und 7, die einen Maßstab für Modelle der Galaxienentstehung und -entwicklung darstellen. Durch die Integration der beobachteten Anzahlen und der Best-fit-Funktionen stelle ich den aufgelösten Anteil des kosmischen Infrarot-Hintergrunds (CIB) und die spektrale Form des CIB dar. Durch die Kombination bestehender Durchmusterungen zeige ich, dass ALMA derzeit etwa die Hälfte des CIB im Submm/mm-Bereich aufgelöst hat.
In der ALMARED-Durchmusterung habe ich eine ALMA-Snapshot-Durchmusterung der rötesten 3000 Herschel-ATLAS-Quellen mit spektroskopischer Nachverfolgung kombiniert, um nach Galaxien-Proto-Haufen zu suchen. Alle Ziele sind so ausgewählt, dass sie 500um Riser mit S_500um > S_350um > S_250um}. Ich fand heraus, dass etwa 1% der 500um Riser mit ALMA in >=3-Quellen aufgelöst wurden. Anschließend wählte ich 12 überdichte Felder mit photometrischen Rotverschiebungen von z>3 aus. Ich führte spektroskopische ALMA-Band-3-Scans durch, um in diesen 12 Feldern nach Emissionslinien zu suchen, und bestätigte vier neue Proto-Cluster-Kerne. Ich werde zeigen, dass die Entdeckungsrate in ALMARED, zusammen mit einem zufälligen überdichten Feld in der ALMACAL-Durchmusterung, uns davor gewarnt hat, dass die Projektionseffekte von DSFGs die Auswahl von Proto-Haufen, die auf der photometrischen Überdichte basieren, stark verunreinigen können. Ich leite ihre Sternentstehungsrate, das gesamte verfügbare molekulare Gas und die Halomasse aus der Multi-Wellenlängen Photometrie und den Spektrallinien ab. Ich stelle fest, dass diese Proto-Cluster-Kerne massiv sind und eine extreme Sternentstehungsaktivität aufweisen. Ich zeige, dass ihre Sternentstehungseffizienz, das verfügbare molekulare Gas und die Halomasse die Idee unterstützen, dass sie die Vorläufer der heutigen hellsten Haufengalaxien (BCGs) sein könnten. Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass wir im Massenzentrum dieser Proto-Haufen Zeugen der Bildung von BCGs im Frühstadium sind.
Zusätzlich zu diesen beiden Durchmusterungen bin ich in der glücklichen Lage, zu der Gruppe zu gehören, die die Untersuchung der Staubpolarisation in fernen DSFGs initiiert hat. Zunächst untersuchte ich die Möglichkeit, die Magnetfelder der fernen DSFGs mit Hilfe der Staubpolarisation zu kartieren, basierend auf der Staubpolarisation von nahen Starburst-Galaxien. Anschließend leitete ich eine der ersten vollpolarisierenden Staubbeobachtungen an zwei SMGs: 9io9 und SPT0326-52. Auf der Grundlage dieser bahnbrechenden Beobachtungen habe ich das Vorhandensein von polarisierter Staubemission bei z=2,55 und z=5,56 bestätigt, was darauf hindeutet, dass die Entwicklung von galaktischen Magnetfeldern in frühen Galaxien effizient sein kann. In 9io9 habe ich auch die komplexe Struktur der Magnetfelder im interstellaren Medium aufgeklärt. Ich diskutiere mehrere mögliche Mechanismen zur Erklärung der Entstehung der beobachteten frühen galaktischen Magnetfelder. Diese bahnbrechende Durchmusterung hat die Leistungsfähigkeit von ALMA bei der Beobachtung der polarisierten Staubemission im frühen Universum unter Beweis gestellt und ein neues Fenster zur Erforschung des magnetisierten Universums geöffnet.
Abschließend möchte ich einen Blick auf Bereiche werfen, die mit den DSFGs zusammenhängen, und einige interessante Projekte vorstellen, die in den kommenden Jahren verfolgt werden sollen
Geometric deep learning for Alzheimer's disease analysis
Get PDFAlzheimer’s Disease (AD) represents between 50-70% of the cases of dementia, which translates in around 25-35 million people affected by this disease. During its development, patients suffering from AD experience an irreversible cognitive decline, which limits their autonomy on their daily lives. While many of the causes of AD are still unknown, researchers have noticed a abnormal amyloid deposition and neurofibrillary tangles that will start affecting the short-term memory of the patient, together with other cognitive functions. In fact, these pathophysiological changes start taking place even before the patient experiences the first symptoms. One of the structures that is first affected by the disease is the hippocampus. During the development of AD, this part of the brain experiences an irregular deformation that affects its capabilities of forming new memories. Therefore, many clinical work has set a focus on studying this structure and its evolution along the disease. Identifying the changes it suffers can help us understand better the causes of the patient's cognitive decline.
Given the complexity that characterizes AD, identifying patterns during its development is still a cumbersome task for physicians.Thus, aiding the diagnosis and prognosis of the disease using Deep Learning methods can be highly beneficial, as seen for other medical applications. In particular, if the focus is set on single structures (e.g. the hippocampus) Geometric Deep Learning offers a set of models that are best suited for 3D shape representations. We believe these methods can help doctors identify abnormalities in the structure that can lead to AD in the future.
In this work, we first study the capabilities of current Geometric Deep Learning methods in diagnosing patients suffering from AD, by only looking at the hippocampus. We start by studying one of the simplest 3d representations, point clouds. We continue by comparing this representation to other non-Euclidean representations, such as meshes, and also Euclidean ones (e.g. 3d masks). We observe that meshes are one of the optimal ways of representing 3d structures for capturing fine-grained changes, but they carry additional pre-processing steps that Euclidean representations do not require. Finally, once we have confirmed that Geometric Deep Learning, particularly mesh neural networks, can properly capture the effects of AD on the hippocampus, we expand their application to longitudinal analysis of the structure. We propose a new temporal model based on Spiral Resnet and Transformers that sets a new state-of-the-art for the task of predicting longitudinal trajectories of the hippocampus. We also evaluated the effect that imputing missing longitudinal data has on detecting subjects that are developping to AD. Our experiments show an increase of a 3% in distinguishing between converting and stable trajectories