Universiẗat, Diss., 2002--München.

Physics makes use of analogies to explain new phenomena using our understanding of more familiar phenomena. This thesis studies how pairs of university students reason when they encounter problems in physics that require explicit analogical reasoning. I have video recorded three pairs of students engaged in an analogical reasoning task on the topic of electric circuits. The students were asked to provide explanations of the functioning of electric circuits that a non-physicist could understand. The students were encouraged to use analogies in the process. This resulted in students proposing analogies for basic electric circuit elements, such as a conducting wire, resistor, capacitor and inductor, using a so-called hydraulic analogy (water flowing in pipes). In the thesis, I explore how the students translate an electronic problem into a hydraulic problem. Qualitative methods of analysis were applied for data collection, and interpretation. While broad generalizations about how students reason in general cannot be made solely on the findings of this thesis, the findings of this thesis show that proposing concrete mechanical analogies for electric circuits alone may not necessarily help students reason conceptually in productive ways. In one case, I find that the students use of formal and more abstract ideas allows them to more effectively move between the electrical and hydraulic domains. One implication for teaching when making explicit analogical links between the two domains addressed in this thesis is that it is the disciplinary relevant aspects of the domains that needs to be linked and rather than surface features or other disciplinary aspects of the objects. Here, the disciplinary relevant aspect is energy, and in completing the task students focus on this aspect of electric circuits energy perspective that they had potentially not noticed before. When students link two domains it is not necessary that potential energy for instance in domain A corresponds to potential energy in domain B. It is recommended that the teachers emphasize the limitations of such analogical reasoning. Transduction help students to discuss and analyze concepts of different systems.

Studiens syfte är att undersöka vilka semiotiska modaliteter, såsom bilder, text eller symboler, som finns i ett läromedel i matematik med fokus på multiplikation. Genom ett multimodalt perspektiv analyseras vilka meningsskapande aktiviteter som läromedlet erbjuder. Meningsskapande aktiviteter innebär att ett matematiskt innehåll som representeras genom en semiotisk modalitet förändras, antingen inom samma semiotiska modalitet eller från en semiotisk modalitet till en annan. Dessa meningsskapande aktiviteter är kopplade till elevernas lärande. När en elev löser en uppgift i ett matematikläromedel inom endast en semiotisk modalitet, så räknas detta som en meningsskapande aktivitet. Dock visar forskning att det är nödvändigt att elever får omvandla ett matematiskt innehåll mellan olika semiotiska modaliteter för att få en djupare förståelse för innehållet. Resultatet visar att elevernas grundbok i läromedlet som granskats erbjuder viss variation på semiotiska modaliteter i introduktionen av multiplikation. När elevernas grundbok kompletteras med lärarhandledningen förklarades däremot det matematiska innehållet med fler semiotiska modaliteter. Analysen visade att lärarhandledningen även spelade en stor roll för variationen av meningsskapande aktiviteter. Detta innebär att när undervisningen utgår från de meningsskapande aktiviteter som grundboken och lärarhandledningen erbjuder tillsammans gynnas elevernas lärande i multiplikation.

Die Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) bildet die größte Gruppe von Membranrezeptoren im menschlichen Organismus. Für viele GPCRs sind bisher die physiologischen Funktionen nicht bekannt. Das biologische Verständnis der Funktionen im menschlichen Organismus dieser sogenannten „orphan“ GPCRs (oGPCRs) hat, aufgrund möglicher kausaler Beteiligung an der Pathogenese von Erkrankungen sowie deren therapeutische Beeinflussbarkeit, hohe medizinische Relevanz. Die GPCRs der P2Y12-ähnliche Rezeptorgruppe besitzen eine große physiologische Bedeutung bei der Thrombozytenaggregation und der Induktion der Migration von immunokompetenten Zellen in Schädigungsgebiete. Der ADP-Rezeptor P2Y12 kann durch verschiedene pharmakologische Wirkstoffe beeinflusst werden, was bereits klinisch-therapeutisch genutzt wird. Diese Gruppe von GPCRs enthält jedoch auch Mitglieder, deren Funktionen völlig unbekannt sind. Einer dieser oGPCRs ist der GPR34. Ziel dieser Arbeit war es, mittels verschiedener in-vitro-Methoden und anhand eines GPR34-defizienten Mausstamms die physiologische Relevanz dieses P2Y12-ähnlichen Rezeptors zu analysieren. Dazu wurde ein GPR34-Knockout-Mausmodell etabliert. Die GPR34-Defizienz hatte keinen wesentlichen Einfluss auf die Entwicklung, Morphologie, das Wachstum oder die Fertilität bei Mäusen. Die Ergebnisse aus Immunisierungs– und Infektionsstudien zeigten jedoch, dass dieser evolutionär hoch konservierte Rezeptor eine wichtige Funktion in der Feinkontrolle der zellulären Immunabwehr ausübt. Neben einer verstärkten Antwort im Delayed-type Hypersensitivity (DTH)-Test war die Abwehr einer Cryptococcus-Infektion in diesem GPR34-defizienten Tiermodell beeinträchtigt. Signifikant erhöhte Zytokinspiegel nach Antigen- bzw. Pathogenexposition deuteten auf eine gestörte Immunregulation in GPR34-defizienten Mäusen hin. Weiterführende Untersuchungen sollten sich der Identifizierung des endogenen Agonisten und der Funktion des GPR34 bei der Koordinierung der zellulären Immunreaktion widmen.

Denna studie undersöker hur processen för transmodalitet kan fungera som designverktyg, genom att undersöka multimodal omvandling av en audiovisuell gestaltning i relation till dess budskap. Detta för att öka förståelsen för hur processen för transmodal design kan användas som verktyg för design av budskap i audiovisuella gestaltningar. Vilket i sin tur kan bidra med kunskap och utveckling av processen för audiovisuellt meningsskapande, med transmodal design som produktionsverktyg. Syftet med denna uppsats är alltså att bidra med kunskap om olika gestaltningsformers kommunikativa potential, genom transmodal design som produktionsverktyg i gestaltningen ’Den nya skogen’. Detta undersöks med en forskning genom designmetodik bestående av en kombination av metoder; fokusgruppintervjuer samt iterativ och kollaborativ design. Fokusgruppen har agerat medkreatörer i en iterativ designprocess för gestaltningen, vilket har genererat tre olika versioner som använder olika gestaltningsformer för att förmedla ett budskap. Fokusgruppen har bland annat diskuterat gestaltningsformernas lämplighet i relation till budskapet, samt alternativa former för att förmedla samma budskap. Studien har fokuserat på tre teman i fokusgruppens insats; associationer/känslor, tolkning av budskap samt gestaltningsformernas kommunikativa potential och begränsningar.

Die Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) bildet die größte Gruppe von Membranrezeptoren im menschlichen Organismus. Für viele GPCRs sind bisher die physiologischen Funktionen nicht bekannt. Das biologische Verständnis der Funktionen im menschlichen Organismus dieser sogenannten „orphan“ GPCRs (oGPCRs) hat, aufgrund möglicher kausaler Beteiligung an der Pathogenese von Erkrankungen sowie deren therapeutische Beeinflussbarkeit, hohe medizinische Relevanz. Die GPCRs der P2Y12-ähnliche Rezeptorgruppe besitzen eine große physiologische Bedeutung bei der Thrombozytenaggregation und der Induktion der Migration von immunokompetenten Zellen in Schädigungsgebiete. Der ADP-Rezeptor P2Y12 kann durch verschiedene pharmakologische Wirkstoffe beeinflusst werden, was bereits klinisch-therapeutisch genutzt wird. Diese Gruppe von GPCRs enthält jedoch auch Mitglieder, deren Funktionen völlig unbekannt sind. Einer dieser oGPCRs ist der GPR34. Ziel dieser Arbeit war es, mittels verschiedener in-vitro-Methoden und anhand eines GPR34-defizienten Mausstamms die physiologische Relevanz dieses P2Y12-ähnlichen Rezeptors zu analysieren. Dazu wurde ein GPR34-Knockout-Mausmodell etabliert. Die GPR34-Defizienz hatte keinen wesentlichen Einfluss auf die Entwicklung, Morphologie, das Wachstum oder die Fertilität bei Mäusen. Die Ergebnisse aus Immunisierungs– und Infektionsstudien zeigten jedoch, dass dieser evolutionär hoch konservierte Rezeptor eine wichtige Funktion in der Feinkontrolle der zellulären Immunabwehr ausübt. Neben einer verstärkten Antwort im Delayed-type Hypersensitivity (DTH)-Test war die Abwehr einer Cryptococcus-Infektion in diesem GPR34-defizienten Tiermodell beeinträchtigt. Signifikant erhöhte Zytokinspiegel nach Antigen- bzw. Pathogenexposition deuteten auf eine gestörte Immunregulation in GPR34-defizienten Mäusen hin. Weiterführende Untersuchungen sollten sich der Identifizierung des endogenen Agonisten und der Funktion des GPR34 bei der Koordinierung der zellulären Immunreaktion widmen.

Zur langfristigen Markierung von hämatogenen Zellen wurde Knochenmark mit dem Gen für das grüne fluoreszierende Protein (GFP) transduziert und in bestrahlte Empfängermäuse transplantiert. Die GFP-Expression im peripheren Blut dieser Tiere war über den untersuchten Zeitraum von vier Monaten stabil. Die Hirne der Empfängertiere wurden zu den Zeitpunkten zwei, vier, acht und fünfzehn Wochen nach Knochenmarktransplantation auf die Präsenz von GFP-exprimierenden Zellen untersucht. Es fand sich eine im Zeitverlauf zunehmende Einwanderung und Differenzierung von GFP-exprimierenden hämatogenen Zellen zu ramifizierten Mikrogliazellen in der grauen und weißen Substanz. Nach vier Monaten stammten bis zu ein Viertel aller regionalen Mikrogliazellen aus dem transplantierten Knochenmark. Nach fokaler cerebraler Ischämie wanderten deutlich mehr GFP-positive Zellen aus dem Blut in das ischämische Areal ein und differenzierten zu ramifizierten Mikrogliazellen. Diese Ergebnisse implizieren einen Weg für den Transfer des humanen Immunodefizienzvirus in das Zentralnervensystem und offerieren einen nichtinvasiven Weg, genetisch manipulierte Zellen in das adulte Hirnparenchym einzuschleusen. / In order to stably label hematogenous cells, bone marrow was transduced with the gene for the green fluorescent protein (GFP) and transplanted into irradiated recipient mice. The GFP- expression in peripheral blood cells of these animals was stable within the examined time frame of four months. Brains of recipient animals were examined for the presence of GFP- expressing cells at two, four, eight and fifteen weeks after bone marrow transplantation. An increasing migration and differentiation of hematogenous GFP-expressing cells into ramified parenchymal microglia within the white and grey matter was found. After four months, up to quarter of regional microglia were bone-marrow derived. Following focal cerebral ischemia, an increased influx of GFP-positive blood-borne cells differentiating into ramified microglia was observed. These results imply a route for the human immunodeficiency virus into the central nervous system, and they offer a noninvasive approach for the transfer of genetically manipulated cells into the adult brain parenchyma.

Auditorische Transduktion beschreibt die Umwandlung von Schall in elektrische Signale in Rezeptorzellen. Dies geschieht durch eine Kette biophysikalischer Prozesse: mechanische Ankopplung der Schallwelle, Öffnung von mechanosensitiven Ionenkanälen in den Rezeptorzellen, Ansammlung des Membranpotentials und Auslösung von Aktionspotentialen. In dieser Arbeit wird die damit verbundene Signalverarbeitung am Beispiel der Rezeptorzellen im Ohr von Heuschrecken untersucht. Die Transduktion wird dazu als Kaskade einzelner funktioneller Module beschrieben. Es wird gezeigt, wie derartige Module aus der Beobachtung der System-Antwort, hier der Aktionspotentiale im auditorischen Nerv, mit Hilfe der Iso-Antwort-Methode charakterisiert werden können. Dabei werden im Experiment unterschiedliche akustische Reize ermittelt, die die gleiche System-Antwort liefern. In drei aufeinander aufbauenden experimentellen Untersuchungen führt dies zu folgenden Ergebnissen: 1) Für stationäre Signale wird die Feuerrate der Rezeptorzellen durch die Energie der Trommelfell-Schwingung reguliert. 2) Die auditorische Transduktion lässt sich durch eine Kaskade aus zwei linearen Filtern und zwei nicht-linearen Transformationen (LNLN-Kaskade) beschreiben. Die involvierten Prozesse agieren im sub-Millisekunden-Bereich und können mit der beschriebenen Methode - trotz der auf etwa eine Millisekunde beschränkten Präzision der Aktionspotentiale - mit einer Genauigkeit von ca. 10 Mikrosekunden vermessen werden. 3) Die Adaptation der Feuerrate enthält neben einem dominierenden rückgekoppelten Prozess, der durch die Feuerrate selbst gesteuert wird, auch eine Komponente, die direkt durch das Eingangssignal, die Schallintensität, ausgelöst wird und mechanischer Natur ist. Die Ergebnisse spiegeln die hohen Anforderungen an das zeitliche Auflösungsvermögen im Ohr wider. Die verwendete Methodik ist jedoch auch auf viele andere systemtheoretische Untersuchungen biophysikalischen Kaskaden anwendbar. / Auditory transduction describes the conversion of sound into electrical signals in receptor cells. A sequence of biophysical processes is involved: the mechanical coupling of the sound-pressure wave, the opening of mechanosensory ion channels in the receptor cells, the accumulation of membrane potential and the generation of action potentials. In this work, the signal processing in receptor cells is investigated. The ears of grasshoppers serve as a model system, and transduction is described as a cascade of functional modules. It is shown how such modules can be characterized by the iso-response method from observations of the system''s response. To this end, different acoustic stimuli are determined experimentally that trigger the same response. In three consecutive experimental investigations, this approach leads to the following results: 1) For stationary signals, the firing rate of the receptor neurons is governed by the energy of the ear-drum vibrations. 2) Auditory transduction can be described by a cascade that consists of two linear filters and two nonlinear transformations (LNLN cascade). The processes involved act on sub-millisecond time scales and can be analyzed by the described method with a resolution of around 10 microseconds - despite the limited precision of the action potentials near one millisecond. 3) Spike-frequency adaptation is governed by a feedback process, which is governed by the firing rate, but also contains a feedforward component triggered by the system''s input, the sound intensity. This component is of mechanical origin. The results reflect the high demands for temporal resolution in the ear. The applied method, however, can also be used for a large range of further system-theoretical investigations of biophyical cascades.

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This study highlights the complex ways in which children engage with semiotic resources during designed dance activities. The study explores how preschool children aged four to five use semiotic resources during dance activities. The aim is to investigate the children's use of symbolic expressions and the communicative dynamics involved. Grounded in social semiotic theory, with a focus on meaning making and transduction, this study uses observation as a method to collect qualitative data from a selected group of child participants. The analysis, grounded in social semiotic analysis, reveals that children create meaning through different semiotic resources, which include different signs and symbols. These can take the form of physical expressions where children's creativity, imagination, emotional expression and social interaction are the basis. The results show that through the three designed dance activities, children mainly used semiotic resources such as gestures, gazes, sounds, facial expressions and verbal expressions to create meaning. By exploring the semiotic resources used and their application in these interactions, it can contribute to the research and one can gain a deeper understanding of children's communicative and symbolic expression during dance activities. The study has potential implications for educational strategies that can promote children's social and cognitive abilities. / Denna studie belyser de komplexa sätten där barn engagerar sig med semiotiska resurser under designade dansaktiviteterna. Studien utforskar hur förskolebarn i åldrarna fyra till fem år använder semiotiska resurser under dansaktiviteter. Syftet är att undersöka barnens användning av symboliska uttryck och de kommunikativa dynamikerna som är involverade. Förankrad i social semiotisk teori, med fokus på meningsskapande och transduktion, använder denna studieobservation som metod för att samla kvalitativa data från en utvald grupp av barndeltagare. Analysen, förankrad i social semiotisk analys, avslöjar att barn skapar mening genom olika semiotiska resurser, vilket innefattar olika tecken och symboler. Dessa kan ta formen av fysiska uttryck där barns kreativitet, fantasi, känslouttryck och sociala interaktion är grunden. Resultaten visar att genom de tre designade dansaktiviteterna använde barn främst semiotiska resurser som gester, blickar, ljud, ansiktsuttryck och verbala uttryck för att skapa mening. Genom att utforska de semiotiska resurser som används och deras tillämpning i dessa interaktioner kan det bidra till forskningen och man kan få en djupare förståelse för barns kommunikativa och symboliska uttryck under dansaktiviteterna. Studien har potentiella implikationer för utbildningsstrategier som kan främja barns sociala och kognitiva förmåga.