Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνήθηκε η δυνατότητα του ρομποτικού θεοδόλιχου στην ορθή καταγραφή ταλαντώσεων με στόχο την ακρίβεια προσδιορισμού του εύρους. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η συκευή παραγωγής ελεγχόμενων εξαναγκασμενων ταλαντώσεων (μονοβάθμιος ταλαντωτής) και ακολουθήθηκε στατιστική αναλυση δεδομένων. / -

In chapter 3 of this thesis, I discuss in some detail the historical development of energy localization, emphasizing the particular physical concepts which are important for the understanding of this phenomenon. Furthermore, I describe the mathematical concepts of a discrete breather and homoclinic orbits, which are intimately connected between them and constitute the main object of study of this dissertation. / -

- / -

Τα νανοϋλικά και κατ' επέκταση τα νανοσύνθετα υλικά, έχουν προσελκύσει τόσο το επιστημονικό όσο και το βιομηχανικό ενδιαφέρον. Σήμερα, τα νανοσύνθετα υλικά είναι αρκετά διαδεδομένα και χρησιμοποιούνται από όλους τους κλάδους της επιστήμης, όπως οργανική χημεία, μοριακή βιολογία, βιοϊατρική και επιστήμη των υλικών. Τα νανοσωματίδια παρουσιάζουν μεγάλη επιφάνεια επαφής, πράγμα που επηρεάζει τη φυσική, χημική και βιολογική συμπεριφορά τους. Επομένως, αυτή η κλίμακα είναι μοναδική, αφού καθίσταται δυνατή η αλλαγή σε θεμελιώδεις ιδιότητες των υλικών. Τα τελευταία χρόνια η εμφάνιση των πολυμερικών συνθέτων νανοϋλικών είχε σαν αποτέλεσμα την αντικατάσταση των μετάλλων σε πολλές τεχνολογικές και κατασκευαστικές εφαρμογές και αυτό οφείλεται στην ευκολία παραγωγής τους και το χαμηλό τους κόστος. Τα σύνθετα υλικά πολυμερικής μήτρας αποτελούνται από ένα πολυμερές ως μήτρα και ίνες ή κόκκους ως το μέσο ενίσχυσης. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων που παρουσιάζουν σε θερμοκρασία δωματίου. Τα κεραμικά νανοϋλικά και τα νανοϋλικά με βάση τον άνθρακα είναι οι επικρατέστερες μορφές ενίσχυσης υψηλής αντοχής και υψηλού μέτρου ελαστικότητας, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την παρασκευή προηγμένων σύνθετων υλικών πολυμερικής μήτρας, με βελτιωμένες μηχανικές και θερμικές ιδιότητες. Επιπλέον τα σύνθετα αυτά, παρουσιάζουν μεγάλη απορρόφη¬ση ενέργειας κατά την ταλάντωση (damping) με αποτέλεσμα να αποσβένουν τις μηχανικές ταλαντώ-σεις. Η απόσβεση της ενέργειας στα σύνθετα υλικά είναι μία χαρακτηριστική ιδιότητα της δυναμικής τους συμπεριφοράς μέσα σε μια κατασκευή. Με τον έλεγχο της συχνότητας συντονισμού γίνεται δυνατή η επιμήκυνση του χρόνου ζωής της κατασκευής, όταν αυτή υποβάλλεται σε μηχανική κόπωση. Στην παρούσα εργασία παρασκευάστηκαν ινώδη και κοκκώδη πολυμερικά σύνθετα υλικά με ενίσχυση διαφόρων νανοεγκλεισμάτων, όπως νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs), γραφένιο (GNP), καρβίδιο του πυριτίου (nSiC) και διοξείδιο του τιτανίου (TiO2). Σκοπός της εργασίας είναι η διερεύνηση της δυναμικής τους συμπεριφοράς μέσω μηχανικής ταλάντωσης, με τις τεχνικές της ελεύθερης ταλάντωσης δοκού και της Δυναμικής Μηχανικής Ανάλυσης, DMA. Οι βασικές παράμετροι που υπολογίστηκαν από την ταλάντωση των δοκιμίων είναι ο συντελεστής απωλειών, tanδ και ο συντελεστής απόσβεσης, ζ, το μέτρο αποθήκευσης, E' και η θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης, Tg. Έπειτα, γίνεται ανάλυση και σύγκριση των αποτελεσμάτων προκειμένου να διαπιστωθεί η μεταβολή της απόσβεσης των υπό εξέταση υλικών, από την προσθήκη νανοεγκλεισμάτων μέσα στη μήτρα. Τέλος, γίνονται κάποιες προτάσεις προς μελλοντική έρευνα για τη βελτίωση της διασποράς των εγκλεισμάτων μέσα στη μήτρα, αλλά και η περαιτέρω μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων και των ιδιοτήτων απόσβεσης των παρασκευασθέντων υλικών, σε συνδυασμό με τον χαρακτηρισμό τους μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας. / Nanomaterials and nanotechnologies play a significant role in many fields of modern science, such as material science, chemistry, molecular biology and medicine. They exhibit novel, better physical and chemical properties than the bulk materials. This is a result of the change in the electronic structure, which is responsible for electroconductivity, optical absorption, chemical reactivity, catalytically activity and mechanical properties. In the past few decades there has been a great expansion in research related to the polymer nanocomposites, due to development of advanced materials for many engineering applications. Polymer nanocomposites is a combination of polymer matrix with a large range of filler materials both, organic or inorganic and are considered to be an important group of relatively inexpensive materials, reproducible and easy to process. Polymer nanocomposites possess properties that are unique; for example high modulus carbonaceous nanofillers or ceramic nanoparticles are added into the matrix to produce reinforced polymer composites that exhibit significantly enhanced mechanical properties, including strength, modulus and fracture toughness. Furthermore, they exhibit a superior level of damping over most metals and ceramics. Damping in composite materials is an important feature of the dynamic behavior of structures, controlling the resonant and near-resonant vibrations and thus prolonging the service life of structures under fatigue loading and impact. This project is investigating the damping properties of carbon nanotubes (CNTs), graphene (GNP) and silicon carbide (nSiC) based glass-fiber reinforced polymer nanocomposites and titanium dioxide (TiO2) based polymer nanocomposites, in which nanofillers are dispersed into the polymer matrix. Incorporation of nanofillers into the polymer matrix, results in substantial changes in the mechanical and thermal properties of the polymer nanocomposites. These nanofillers play a very promising role due to their better structural and functional properties such as high aspect ratio, high mechanical strength, high thermal and electrical properties etc, than others. The later sections will discuss about processing of CNT, GNP, nSiC, TiO2/polymer composites by different routes such as solution mixing and polymerization. Therefore, the main goal of this project is the successful development of these polymer nanocomposites and characterization of their dynamic response. The test procedure involved experiments using cantilever beam specimens subjected to an impulse input and furthermore dynamic mechanical analysis, DMA. Loss factor (tanδ), damping coefficient (ζ), storage modulus (E') and glass transition temperature (Tg) when then derived. The validity of the re¬sults depends largely upon the analysis procedure used to process the raw data. These results were compared and tabulated. These leads to a discussion of the properties of the nanofillers, their dispersion within the polymer matrix and finally the outlook for the future.

Τις τελευταίες δεκαετίες πραγματοποιείται παγκοσμίως μια συστηματική προσπάθεια παρακολούθησης (monitoring) της κινηματικής κυρίως των εύκαμπτων κατασκευών, όπως γέφυρες, ψηλά κτίρια, ψηλές τηλεπικοινωνιακές κεραίες κλπ. Για το σκοπό αυτό έχουν αναπτυχθεί νέες σύγχρονες μέθοδοι που αφορούν κυρίως στη χρήση του γεωδαιτικού δορυφορικού συστήματος GPS και των αισθητήρων οπτικών ινών (fiber optic sensors). Επιπλέον, μία νέα γεωδαιτική μέθοδος που χρησιμοποιεί ρομποτικό θεοδόλιχο (RTS) έχει αρχίσει να αναπτύσσεται και μέχρι τώρα συναντάται σε περιορισμένο αριθμό εφαρμογών. H σημασία της παρακολούθησης των κατασκευών είναι πολύ μεγάλη, καθώς μπορούν να δώσουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τις αποκλίσεις που παρατηρούνται στα δυναμικά χαρακτηριστικά ενός τεχνικού έργου μερικά χρόνια μετά την κατασκευή του, με αποτέλεσμα τη διαφοροποίησή τους από τον αρχικό σχεδιασμό και την επακόλουθη έκθεση των κατασκευών σε διάφορους κινδύνους, οι οποίοι μπορεί να προκαλέσουν μέχρι και την αστοχία τους. Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθεί για πρώτη φορά αν o ρομποτικός θεοδόλιχος (RTS) σε υψίσυχνες καταγραφές (6-7Hz περίπου) μπορεί να καταγράφει την απόκριση σιδηροδρομικής γέφυρας κατά τη διέλευση συρμού. Ειδικότερα στόχος ήταν να ελεγχθεί η αξιοπιστία και η ακρίβεια της νέας μεθόδου σε ότι αφορά στην καταγραφή μετρήσεων πεδίου, καθώς και να προσδιοριστούν οι ημιστατικές και δυναμικές μετακινήσεις/παραμορφώσεις και τα επί μέρους χαρακτηριστικά τους (διάρκεια μετακίνησης/παραμόρφωσης, εύρος και συχνότητα - περίοδος ταλάντωσης) που προκαλούνται στη γέφυρα λόγω της διέλευσης του συρμού. Τέλος, να διερευνηθεί κατά πόσο η δυναμική απόκριση του φορέα μεταβάλλεται σε σχέση με τον τύπο και την ταχύτητα του συρμού, ώστε να είναι δυνατός ο προσδιορισμός ορίων για την ασφαλή και ταχεία διέλευση των συρμών. Η σιδηροδρομική γέφυρα που μελετήθηκε είναι η ιστορική γέφυρα του Γοργοποτάμου κοντά στην πόλη της Λαμίας. Κατασκευάστηκε το 1905 και μετά από δύο ανατινάξεις και ισάριθμες επισκευές πήρε τη σημερινή της μορφή το 1948. Έχει συνολικό μήκος 211μ. και ύψος 30μ. Είναι δοκογέφυρα μικρών ανοιγμάτων και το κατάστρωμά της αποτελείται από ξύλινους στρωτήρες, οι οποίοι στηρίζονται σε μεταλλικά, από χάλυβα, δικτυώματα. Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε για την διεξαγωγή των μετρήσεων πεδίου ήταν, ρομποτικός θεοδόλιχος (RTS) καθώς και μια ανεξάρτητη γεωδαιτική μέθοδος με GPS σε kinematic mode που δεν μελετάται επί του παρόντος. Τα σημεία μέτρησης πάνω στη γέφυρα επελέγησαν έτσι ώστε οι καταγραφές να είναι αντιπροσωπευτικές της κίνησης της γέφυρας και επιπλέον να πληρούν κάποιες πρακτικές προϋποθέσεις όπως η επίτευξη καλής ορατότητας με το όργανο, η εύκολη και σταθερή τοποθέτηση του ανακλαστήρα κ.ά. Τελικά επελέγησαν τρία σημεία μέτρησης: το πρώτο πάνω από έναν πυλώνα στην κουπαστή της γέφυρας, και τα άλλα δύο στο μέσον δύο ανοιγμάτων της γέφυρας στην κουπαστή αυτής και σε έναν στρωτήρα. Οι μετρήσεις διεξήχθησαν κατά τη διάρκεια δύο ημερών και συνολικά διέσχισαν τη γέφυρα 15 συρμοί, οι οποίοι διέφεραν στο μήκος τους, στο βάρος τους, καθώς και στην ταχύτητα διέλευσης τους από τη γέφυρα. Ο ρομποτικός θεοδόλιχος κατέγραψε επιτυχώς την απόκριση της γέφυρας κατά τη διέλευση 13 συρμών. Όλες οι μετρήσεις στη συνέχεια αποθηκεύονταν στο καταγραφικό του οργάνου και έπειτα μεταφέρονταν σε Η/Υ για επεξεργασία. Για την επεξεργασία των μετρήσεων του RTS, αρχικά πραγματοποιήθηκε μετασχηματισμός του συστήματος συντεταγμένων των καταγραφών της μεθόδου, έτσι ώστε η αρχή των αξόνων να βρίσκεται στο σημείο τοποθέτησης του ανακλαστήρα πάνω στη γέφυρα και στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε ανάλυση των χρονοσειρών των μετακινήσεων που προέκυψαν από τις μετρήσεις πεδίου. Αρχικά, προσδιορίστηκε μία ζώνη αβεβαιότητας των μετρήσεων, για τις χρονικές περιόδους πριν και μετά τη διέλευση του συρμού οπότε και είχε καταγραφεί κάποιου είδους μετακίνηση, ενώ θεωρητικά ο ανακλαστήρας έπρεπε να είναι ακίνητος. Η ζώνη αυτή θεωρήθηκε ότι ισούται με x±3σ, όπου, x είναι ο μέσος όρος των καταγραφών πριν και μετά τη διέλευση και, σ το τυπικό σφάλμα των μετρήσεων. Ακριβείς και στατιστικά σημαντικές θεωρήθηκαν όλες εκείνες οι μετακινήσεις που βρίσκονται εκτός της ζώνης αυτής. Στη συνέχεια, εντοπίστηκαν και απομακρύνθηκαν τα χονδροειδή σφάλματα, δηλαδή οι τιμές που είχαν απόκλιση από την μέση τιμή μεγαλύτερη του ±3σ. Έπειτα, εκτιμήθηκε η τιμή της ημιστατικής παραμόρφωσης κατά τη διέλευση συρμού, είτε ως η διαφορά του μέσου όρου των μετρήσεων πριν και μετά τη διέλευση του συρμού με το μέσο όρο των μετρήσεων κατά τη διέλευσή του ή με τη χρήση της τεχνικής ανάλυσης δεδομένων του κυλιόμενου μέσου όρου (moving average). Ο προσδιορισμός του εύρους της δυναμικής παραμόρφωσης (εύρους ταλάντωσης), πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ενός band-pass filter. Τέλος, πραγματοποιήθηκε φασματική ανάλυση των χρονοσειρών για τον έλεγχο ύπαρξης περιοδικότητας στις μετρήσεις με τον κώδικα “normperiod” που βασίζεται στο περιοδόγραμμα Lomb. Τα βασικά συμπεράσματα που προέκυψαν είναι τα εξής: το RTS μπορεί να εξασφαλίζει μεγάλη συχνότητα καταγραφών (έως 6-7Hz) και μεγάλη ακρίβεια στην καταγραφή συντεταγμένων, είναι όργανο που παρέχει τη δυνατότητα της παρακολούθησης ημιστατικών μετακινήσεων με μεγάλη ακρίβεια και αξιοπιστία, και σε μικρότερο βαθμό ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας. Επιπλέον, για πρώτη φορά στη συγκεκριμένη μελέτη εφαρμογής χρησιμοποιήθηκε ένα τροποποιημένο λογισμικό για το RTS το οποίο παρείχε μεγαλύτερη ακρίβεια σε ότι αφορά το χρόνο λήψης και αποθήκευσης των μετρήσεων. Σε ότι αφορά τα δυναμικά χαρακτηριστικά της γέφυρας του Γοργοποτάμου, το εύρος της ημιστατικής κατακόρυφης κίνησης καταγράφηκε για τη διέλευση όλων των συρμών και εκτιμήθηκε σε 6.5mm (μέγιστο) και σε 2.6m (ελάχιστο). Το εύρος της ταλάντωσης στην κατακόρυφη διεύθυνση καταγράφηκε ατελώς και μόνο για τους βαρείς εμπορικούς συρμούς και η τιμή του εκτιμήθηκε γύρω στα 3mm. Τέλος, υπολογίστηκε τιμή συχνότητας ταλάντωσης ίση με 0.44Hz για τη διέλευση ενός εμπορικού συρμού, η οποία φαίνεται να είναι πραγματική και να εκφράζει την απόκριση της γέφυρας στο διερχόμενο συρμό, γιατί περίπου ίδια τιμή υπολογίστηκε και από τις ανεξάρτητες μετρήσεις GPS (0.46Hz). Στην Ελλάδα σε ότι αφορά την παρακολούθηση γεφυρών, παρόμοιες έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί σε πολύ μικρή κλίμακα, με σημαντικότερη τη μελέτη της γέφυρας του Ευρίπου ποταμού στη Χαλκίδα. Όμως, τέτοιου είδους μελέτη σε σιδηροδρομική γέφυρα με τον συγκεκριμένο εξοπλισμό δεν έχει πραγματοποιηθεί ξανά στον ελλαδικό χώρο και στο εξωτερικό έχει πραγματοποιηθεί μικρός αριθμός παρόμοιων ερευνών με τη χρήση GPS, ενώ δεν εντοπίστηκε χρήση ρομποτικού θεοδόλιχου RTS για τη μέτρηση της κινηματικής σιδηροδρομικών γεφυρών. Η περαιτέρω έρευνα για την ολοκλήρωση των στόχων και την επαλήθευση των αποτελεσμάτων της παρούσας μελέτης μπορεί να περιλαμβάνει τη συστηματική και συνεχή παρακολούθηση της συγκεκριμένης γέφυρας ή και άλλων με την ίδια μεθοδολογία αλλά πχ. με περισσότερα όργανα, να μελετηθεί και η επίδραση του κεκορεσμένου εδάφους στην απόκριση της κατασκευής, να δοκιμαστούν και αλλά λογισμικά για την ακριβέστερη και συνεχή καταγραφή των ταλαντώσεων από το RTS, έτσι ώστε να καταγράφει υψίσυχνες ταλαντώσεις με μεγαλύτερη ακρίβεια, και να μελετηθούν εκτενέστερα οι μετρήσεις του GPS και να γίνει σύγκριση των δύο μεθόδων. / -

- / -

Η εργασία πραγματεύεται την απόσβεση των ταλαντώσεων ισχύος με χρήση του εξελιγμένου ελεγχόμενου αντισταθμιστή σειράς. / SSSC is used in order to improve power system oscillation stability and some useful analytical conclusions are presented.

Σε αυτή τη Διπλωματική εργασία μελετάται η ταλαντωτική συμπεριφορά μιας κυκλικής πλάκας γραφενίου προκειμένου να διαπιστωθεί αν μπορεί να λειτουργήσει σαν νανομηχανική συσκευή ανίχνευσης μάζας. Για το λόγο αυτό δημιουργήθηκε και χρησιμοποιήθηκε ένα μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων. Σε αυτό το μοντέλο οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων και οι σχετικές κινήσεις αυτών προσομοιώθηκαν με κατάλληλα ελατήρια των οποίων η δυσκαμψία έχει υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ενέργεια δεσμού από τη θεωρία των μορίων. Ακόμη, τα άτομα του άνθρακα προσομοιώνονται με μάζες στη θέση των ατόμων άνθρακα. Το αναπτυχθέν μοντέλο αναπαριστά το δίσκο του γραφενίου σαν ορθότροπο υλικό. Προκείμενου να αποκτηθεί μια καλή εικόνα της συμπεριφοράς του κυκλικού γραφενίου γίνεται αρχικά διερεύνηση της ελεύθερης ταλάντωσης για διάφορες διαμέτρους αυτού. Επιπλέον, εξετάζεται η ταλαντωτική συμπεριφορά του γραφενίου με την προσκόλληση μάζας διαφόρων μεγεθών και σε διάφορες θέσεις πάνω στο γραφένιο κατά μήκος της ακτίνας του. Η επεξεργασία των μοντέλων έχει ως αποτέλεσμα τις φυσικές συχνότητες ταλάντωσης του γραφενίου και τις αντίστοιχες ιδιομορφές των φύλλων γραφενίου με ή χωρίς την προσκολλημένη μάζα παρέχοντας τα ταλαντωτικά τους χαρακτηριστικά. Επομένως, έχοντας δημιουργήσει μοντέλα για διάφορες διαμέτρους και μάζες μπορεί να εξεταστεί και να αποκτηθεί μια πλήρης εικόνα για την ενδεχόμενη ταλαντωτική συμπεριφορά του κυκλικού μονοστρωματικού δίσκου γραφενίου σαν αισθητήριο μάζας. / In this Diploma thesis is studied the vibrational behavior of a circular graphene sheet so as to investigate if this can operate as a nanomechanical system of mass sensing. For this purpose a finite elements’ model was created and being used. In this model the interatomic interactions and their relative positions are simulated by equivalent spring elements whose stiffness derived by corresponding potential energies provided by molecular theory and expressing the resistance in relative movements between carbon atoms under deformation. Moreover, the inertial effects of the system are simulated by using appropriate lumped masses in atomic positions. The model created represents the graphene plate as an orthotropic material. In order to obtain a full view of the behavior of circular graphene, firstly is been done investigation of its free vibration for different diameters of the plate. After that, is studied the Vibrational behavior with a mass lying on it. The solution gives the natural frequencies and corresponding mode shapes of vibration of individual graphene sheets and graphene-attached mass systems providing their vibrational characteristics. Subsequently, assuming the geometric characteristics of graphene as well as the weight and position of the attached mass as the global design parameters, a parametric study on mass sensing characteristics is presented in order to examine the potential behavior of a circular graphene monolayer as mass sensor.

Η λειτουργική διαφοροποίηση κατά το διαφραγματοκροταφικό άξονα του ιπποκάμπου αφορά και την επιληψία. Χρησιμοποιώντας το μοντέλο ελεύθερο μαγνησίου και δυναμικά πεδίου παρατηρήσαμε πως οι επιληπτόμορφες εκφορτίσεις παρατηρούνταν πιο συχνά, είχαν μεγαλύτερη συχνότητα, διάρκεια και ένταση στις κοιλιακές τομές. Ο ανταγωνιστής των NMDA υποδοχέων AP5 μείωσε τη διάρκεια μόνο στις κοιλιακές τομές. Η προσθήκη του NMDA προκάλεσε εμμένουσες επιληπτόμορφες εκφορτίσεις στο 51% των κοιλιακών και το 9% των ραχιαίων τομών. Προτείνουμε πως οι υποδοχείς NMDA συμμετέχουν στη μεγαλύτερη ευπάθεια του κοιλιακού ιπποκάμπου τόσο στην έκφραση όσο και στη μακρόχρονη διατήρηση των επιληπτόμορφων εκφορτίσεων. Για να μελετήσουμε την επιληπτογένεση με άρση του αδενοσινεργικού τόνου, χρησιμοποιήσαμε πρωτόκολλα εκλεκτικού ή μη αποκλεισμού των αδενοσινεργικών υποδοχέων σε συνθήκες ελεύθερες μαγνησίου και καταγράψαμε αυθόρμητα ή προκλητά δυναμικά πεδίου στη CA3 σε κοιλιακές και ραχιαίες τομές. O αποκλεισμός του Α1 προκάλεσε επιληπτογένεση στο 31,13% των ραχιαίων και στο 52,76% των κοιλιακών τομών (P<0,05). Ο σύγχρονος αποκλεισμός του NMDA υποδοχέα αύξησε τα ποσοστά επιληπτογένεσης και στους δυο πόλους (76,38% στις ραχιαίες τομές vs 80,68% στις κοιλιακές τομές). Αυτή η NMDA-ανεξάρτητη επιληπτογένεση μειώθηκε σημαντικά με την προσθήκη του ανταγωνιστή των Α2 υποδοχέων κυρίως στις ραχιαίες τομές. O αποκλεισμός του Α1 υποδοχέα σε συνθήκες αποκλεισμού των NMDA υποδοχέων προκάλεσε παρόμοια αύξηση της κλίσης του fEPSP στις ραχιαίες τομές και στις κοιλιακές τομές. Ο επιπλέον αποκλεισμός των Α2 υποδοχέων επανέφερε την κλίση του fEPSP στο αρχικό της μέγεθος μόνο στις ραχιαίες τομές. Ο σύγχρονος αποκλεισμός των Α1 και Α2 υποδοχέων προκάλεσε επιληπτογένεση πρακτικά μόνο στις κοιλιακές τομές. H επιληπτογένεση αυτή ήταν μερικώς NMDA-εξαρτώμενη. Επιπλέον ενώ ο αποκλεισμός του Α1 προκάλεσε αύξηση της επιφάνειας της καμπύλης του fEPSP σε συνθήκες ελεύθερες μαγνησίου μόνο στις ραχιαίες τομές (96,15%), ο σύγχρονος αποκλεισμός των Α1 και Α2 υποδοχέων προκάλεσε αύξηση κατά 196,62% στις ραχιαίες τομές και 105,26% στις κοιλιακές τομές. Συμπεραίνουμε πως ο εκλεκτικός ή μη αποκλεισμός των υποδοχέων της αδενοσίνης προκαλεί διαφορετικά είδη επιληπτογένεσης που οφείλονται στις διαφορετικές δράσεις των υποδοχέων της αδενοσίνης και την ικανότητα του κοιλιακού ιπποκάμπου για ΝMDA-εξαρτώμενη επιληπτογένεση Χρησιμοποιώντας δυναμικά πεδίου σε κοιλιακές τομές και δυο μοντέλα επιληπτογένεσης παρατηρήσαμε πως οι σχετιζόμενες με τις επιληπτόμορφες εκφορτίσεις υψίσυχνες ταλαντώσεις και η διεγερτική νευροδιαβίβαση συμμεταβάλονται κατά τη διάρκεια της επιληπτογένεσης Παθολογικές υψίσυχνες ταλαντώσεις παρατηρήθηκαν πάντα στην NMDA-εξαρτημένη αλλά όχι και την NMDA-ανεξάρτητη επιληπτογένεση. Η διάρκεια των υψίσυχνων ταλαντώσεων συσχετίστηκε με τη διάρκεια των μεσοκριτικών εκφορτίσεων μόνο μετά την επαγωγή της επιληπτογένεσης Χρησιμοποιώντας ερεθισμό 100Hz και αυξημένη συγκέντρωση καλίου επάγαμε LTP με ερεθισμό των παράπλευρων κλάδων στη CA3 σε συνθήκες αποκλεισμού των υποδοχέων NMDA. Ο νέος τύπος του NMDA-ανεξάρτητου αυτού LTP παρουσίασε αργή ανάπτυξη στο χρόνο, δε μετέβαλε τη διευκόλυνση με σύζευξη παλμών και δεν επαγόταν με ταυτόχρονο αποκλεισμό των ευαίσθητων στη νιφεδιπίνη διαύλων ασβεστίου. Το μέγεθος του LTP ήταν σημαντικά μεγαλύτερο στις ραχιαίες τομές σε σχέση με τις κοιλιακές. / Functional segregation along the dorso-ventral axis of the hippocampus refers to epilepsy too. Using the model of magnesium-free medium and field recordings, single epileptiform discharges displayed higher incidence, rate, duration and intensity in ventral compared with dorsal rat hippocampal slices. The NMDA receptor antagonist AP5 shortened the discharges in ventral slices only. At 5 and 10μΜ of NMDA application 51% of the ventral but only 9% of the dorsal slices displayed persistent epileptiform discharges. We propose that the NMDA receptors contribute to the higher susceptibility of the ventral hippocampus to expression and long-term maintenance of epileptiform discharges. To study epileptogenesis following withdrawal of adenosinergic tone we used models of selective or non-selective blockade of adenosine receptors in magnesium-free medium and we recorded spontaneous or evoked field potentials in CA3 in dorsal as well as ventral slices. Blockade of A1 resulted in epileptogenesis in 31,13% of dorsal and in 52,76% of ventral slices used (P<0,05). NMDAR blockade increased epileptogenesis scores in both poles (76,38% in dorsal slices vs 80,68% in ventral slices). This NMDAR-dependent epileptogenesis was significantly aborted by blockade of A2R more in dorsal slices. Blockade of A1R under conditions of NMDAR blockade resulted to a similar increase of fEPSP slope in dorsal and ventral slices. The additional blockade of A2R decreased fEPSP slope to its original value in dorsal slices only. Simultaneous blockade of A1 and A2 receptors induced epileptogenesis practically in ventral slices only. This epileptogenesis was partially NMDA-dependent. Futrhermore A1R blockade resulted to an increase of fEPSP area under conditions of magnesium-free medium in dorsal slices only, whereas simultaneous blockade of both A1 and A2 receptors to an increase by 196,62% in dorsal slices and by 105,26% in ventral slices. We conclude that the selective or not blockade of adenosine receptors induces different kinds of epileptogenesis and this can be attributed to the different actions of adenosine receptors and the capability of ventral hippocampus to support NMDA-dependent epileptogenesis Employing field recordings from ventral hippocampal slices and two models of epileptogenesis, we found that HFOs associated with epileptiform bursts and excitatory synaptic transmission were co-modulated during epileptogenesis Pathological HFOs>200Hz were unequivocally present in persistent bursts induced by NMDA receptor-dependent but not NMDA receptor-independent mechanisms. The duration of pathological HFOs associated with persistent bursts but not of HFOs associated with bursts before the establishment of epileptogenesis was linearly and strongly correlated with the duration of bursts. Using 100Hz trains and medium with a higher concentration of potassium cations we induced LTP by stimulating associational/commissural fibers in CA3 region under conditions of NMDA receptor blockade. This new type of NMDAR-independent LTP displayed slow kinetics, did not change paired pulse facilitation and was prevented by simultaneous blockade of nifedipine-sensitive calcium channels. The incidence as well as the amplitude of LTP was greater in dorsal slices compared to ventral ones.

Στην παρούσα διατριβή διερευνήθηκε το φαινόμενο της ύπαρξης διαφορών μεταξύ καταγραφών όμοιων ηλεκτρονικών οργάνων που μετρούν υπό τις ίδιες συνθήκες. Οι διαφορές πιθανώς οφείλονται στην επίδραση θορύβου που παράγεται από τα ίδια τα όργανα και παρουσιάζει διαφορετικά χαρακτηριστικά από όργανο σε όργανο (instrument dependent noise). Το φαινόμενο αυτό δεν έχει διερευνηθεί εκτενώς, ενώ παρουσιάζει μεγάλη σημασία αφού στο παρελθόν τα χαρακτηριστικά του θορύβου προερχόμενου από όργανα ίδιου τύπου θεωρούνταν σταθερά. Η διερεύνηση βασίστηκε σε σύγκριση καταγραφών από όργανα GPS ίδιου τύπου που μετρούσαν υπό τις ίδιες συνθήκες. Οι καταγραφές προήλθαν από πειράματα με δέκτες GPS ακίνητους και δέκτες που εκτελούσαν ελεγχόμενες ταλαντώσεις. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης έδειξαν ότι ο θόρυβος των οργάνων παρουσιάζει διαφορές από όργανο σε όργανο. Η σύγκριση που πραγματοποιήθηκε περιελάμβανε: σύγκριση των στατιστικών χαρακτηριστικών (μέσος όρος, τυπική απόκλιση) και σύγκριση των φασματικών χαρακτηριστικών του θορύβου των οργάνων, έλεγχο συσχέτισης μεταξύ των οργάνων και έλεγχο χρονικής υστέρησης μεταξύ των οργάνων. Οι διαφορές στα στατιστικά χαρακτηριστικά του θορύβου των οργάνων εμφανίστηκαν μικρές. Οι κύριες διαφορές εμφανίστηκαν στα φασματικά χαρακτηριστικά του θορύβου από κάθε όργανο. Επίσης από την ανάλυση προέκυψε ότι ο θόρυβος δεν παρουσιάζει συσχέτιση από όργανο σε όργανο, ενώ δεν διαπιστώθηκε ύπαρξη χρονικής υστέρησης μεταξύ των οργάνων που εξετάστηκαν. Ο θόρυβος των οργάνων κάλυπτε συχνότητες από 0.001 μέχρι 0.2 Hz περίπου. Για μικρές συχνότητες ο θόρυβος των οργάνων χαρακτηρίζεται έγχρωμος (colored noise) ενώ για συχνότητες πάνω από 1 Hz ο θόρυβος των οργάνων χαρακτηρίζεται λευκός (white noise) με τυχαία χαρακτηριστικά. Τα παραπάνω αποτελέσματα αποτελούν ενδείξεις ότι ο θόρυβος που παράγεται από όργανα GPS ίδιου τύπου παρουσιάζει διαφορές που οφείλονται στις ιδιότητες του οργάνου. Στο μέλλον αξίζει να διερευνηθεί η επίδραση των διαφορών στις μετρήσεις, καθώς να γενικευθούν τα παραπάνω αποτελέσματα και για άλλους τύπους σύγχρονων ηλεκτρονικών οργάνων. / At the present study the differences between recordings obtained from the same instruments under the same conditions were examined. Differences are possibly owned to noise with different characteristics produced by each instrument. The case has not been covered yet and is important as noise produced by the same instruments under the same conditions is generally considered to have the same characteristics. The study was based on comparison of recordings from same GPS instruments measuring simultaneously under the same conditions. The recordings were obtained from experiments where GPS receivers were stationary or executing oscillations with known characteristics. Comparison between the recordings showed that differences exist in the noise produced by instruments of the same type. Our analysis included comparison of the statistical and spectral characteristics of the measurements and cross correlation analysis. The differences between the statistical characteristics were small while bigger differences existed in the spectral characteristics. Furthermore, no significant correlation was found between the noise produced by same instruments Significant noise frequencies existed in the band 0.001 to 0.2 Hz, with low frequency noise characterized as colored and high frequency (>1Hz) noise characterized as white. The above results indicate that instruments of the same type measuring under the same conditions may produce noise with different characteristics. Future studies should cover the effects of the differences mentioned above on GPS measurements, and also possible differences in instrumental noise for other types of instruments.