Perineuronale Netze (PN) sind eine spezialisierte Form der neuronalen extrazellulären Matrix. Es wird vermutet, dass sie neuroprotektive Eigenschaften besitzen und die von ihnen umschlossenen Neurone gegenüber Degeneration schützen. Mehrere Studien untersuchten bereits die PN in Zusammenhang mit der Pathologie der Alzheimer-Erkrankung. Für die Frontotemporalen Demenzen, die nach der Alzheimer-Erkrankung und der vaskulären Demenz zu den häufigsten dementiellen Erkrankungen gehören, ist die Beziehung von PN und Tau-Protein (TP)-Pathologie noch nicht untersucht worden. Die Dissertation beschäftigt sich mit der Korrelation von netztragenden Neuronen mit TP-Pathologie in einem Mausmodel der Frontotemporalen Demenz mit Parkinsonismus des Chromosoms 17 (FTDP-17). Sie geht der Frage nach, ob netztragende Neuronen vor Degeneration und intrazellulären Ablagerungen von verändertem TP, in Form von Hyperphosphorylierungen (HP) und Neurofibrillären Tangles (NFT), geschützt sind. Mit Hilfe immunhistochemischer Fluoreszenzmarkierung und Western Blot wurden die Gehirne transgener Mäuse mit der P301L-Mutation des TP im Alter von drei und achteinhalb Monaten untersucht. Dabei wurden sechs Hirnregionen ausgewählt: Primärer Somatosensorischer Kortex (PSC), Entorhinaler Kortex (EC), Hippokampus (Hipp), Pars magnocellularis des Nucleus ruber (NR-m), Pars reticulata der Substantia nigra (SN-r) und Motorischer Trigeminuskern (Mo5). Die Untersuchungen zeigen, dass die PN bei der FTDP-17 die Neurone nicht explizit vor TP-Pathologie schützen. Jedoch kommt es zu keiner signifikanten Reduktion der netztragenden Zellen im Altersgang, sodass eine neuroprotektive Funktion der PN weiterhin vermutet werden kann.

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De nombreux systèmes réels et applications, tels que les ateliers flexibles et systèmes embarqués, sont formés de tâches communicantes et sont modélisables par des réseaux de Petri pondérés. Le comportement de ces systèmes peut être vérifié sur leur modèle dès la phase de conception afin d'éviter les simulations post-conception coûteuses. Ces systèmes doivent satisfaire trois propriétés : vivacité, capacité bornée et réversibilité. La vivacité préserve la possibilité d'exécuter chaque tâche. La capacité bornée assure une quantité limitée de ressources. La réversibilité évite une initialisation coûteuse et permet de réinitialiser le système. Les méthodes d'analyse de ces propriétés ont généralement une complexité exponentielle. Dans cette thèse, nous étudions plusieurs sous-classes expressives des réseaux de Petri pondérés, soient les classes Fork-Attribution, Choice-Free, Join-Free et Equal-Conflict, pour lesquelles nous développons les premiers algorithmes polynomiaux garantissant vivacité, capacité bornée et réversibilité. Premièrement, nous apportons des transformations polynomiales qui préservent de nombreuses propriétés des réseaux de Petri pondérés et facilitent l'étude de leur comportement. Deuxièmement, nous utilisons ces transformations pour obtenir plusieurs conditions polynomiales suffisantes de vivacité pour les sous-classes considérées. Enfin, ces transformations simplifient l'étude de la réversibilité sous hypothèse de vivacité. Nous donnons plusieurs caractérisations et conditions polynomiales suffisantes de réversibilité pour les sous-classes étudiées. Nos conditions passent à l'échelle et sont aisément implémentables dans les systèmes réels. / Many real systems and applications, including flexible manufacturing systems and embedded systems, are composed of communicating tasks and may be modeled by weighted Petri nets. The behavior of these systems can be checked on their model early on at the design phase, thus avoiding costly simulations on the designed systems. Usually, the models should exhibit three basic properties: liveness, boundedness and reversibility.Liveness preserves the possibility of executing every task, while boundedness ensures that the operations can be performed with a bounded amount ofresources. Reversibility avoids a costly initialization phase and allows resets of the system.Most existing methods to analyse these properties have exponential time complexity.By focusing on several expressive subclasses of weighted Petri nets, namely Fork-Attribution, Choice-Free, Join-Free and Equal-Conflict nets,the first polynomial algorithms that ensure liveness, boundednessand reversibility for these classes have been developed in this thesis.First, we provide several polynomial time transformations that preserve structural andbehavioral properties of weighted Petri nets, while simplifying the study of their behavior.Second, we use these transformations to obtain several polynomial sufficient conditions of livenessfor the subclasses considered. Finally, the transformations also prove useful for the study of the reversibility propertyunder the liveness assumption. We provide several characterizations and polynomial sufficient conditionsof reversibility for the same subclasses. All our conditions are scalable and can be easily implemented in real systems.

À l'instar d'œuvres telles que Kinoautomat de Radúz Činčera, SAM - Sound Activated Mobile d'Edward Ihnatowicz et Glowflow de Myron Krueger, des artistes ont développé, dès les années 1960, des installations artistiques engageant des situations d'interaction collective co-localisée inédites, c'est-à-dire impliquant plusieurs voire de nombreux spectateurs interagissant dans le même lieu via et avec un dispositif informatique. Le nombre de ces travaux ne cesse d'augmenter depuis le début du 21ème siècle, profitant des nouvelles opportunités offertes par les avancées dans les technologies de vision par ordinateur en temps réel et par l'avènement de l'informatique ubiquitaire marquée par la multiplication et l'interopérabilité des appareils informatiques mobiles. Si les expériences en la matière sont de plus en plus fréquentes, elles n'ont jusqu'à ce jour fait l'objet d'aucune analyse structurée et, encore moins, de propositions d'outils et de méthodes de conception dédiés. Comment, aujourd'hui, concevoir de tels dispositifs artistiques interactifs dont la complexité intrinsèque implique des questions aussi bien de l'ordre technique, social, cognitif qu'esthétique ? Cette thèse met à contribution des travaux antérieurs dans les domaines de l'interaction homme-machine (IHM), du travail coopératif assisté par ordinateur (TCAO) et des arts interactifs dans le but d'accroître notre connaissance quant aux défis auxquels sont confrontés à la fois les artistes et les participants de telles installations et, au-delà, les concepteurs de ces dispositifs en devenir. Un ensemble d'outils et de lignes directrices sont proposés pour la conception de systèmes d'interaction collective co-localisée pour les installations d'art numérique. Est d'abord développé un système de classification centré sur les aspects les plus décisifs permettant l'émergence d'une expérience collective. Deux approches différentes sont ensuite explorées pour trouver les bases d'un langage de modélisation graphique pour l'analyse et la conception de tels dispositifs. S'appuyant sur les réseaux de Petri, la deuxième approche permet de modéliser aussi bien les ressources spatiales et matérielles d'une installation, que les interactions homme-machine, humain(s)-humain(s) et humain(s)-machine(s)-humain(s). Les investigations menées pour cette recherche ont nécessité de mettre un accent particulier sur les conditions - qu'elles soient spatiales, matérielles ou humaines - qui affectent la capacité pour les participants de telles installations de co-construire une expérience esthétique commune en l'absence d'orchestration ou d'un objectif pré-annoncé à atteindre. Si cette approche singulière concerne en premier lieu les arts interactifs, elle peut revêtir également un caractère pertinent pour d'autres communautés de recherche, y compris et en premier lieu, celle de l'IHM, ainsi que celles du TCAO, des Nouvelles interfaces pour l'expression musicale (NIME), du design d'interaction ou encore de la culture, en particulier de la muséographie. / With works such as Kinoautomat by Radúz Činčera, SAM - Sound Activated Mobile by Edward Ihnatowicz, and Glowflow by Myron Krueger, artists have deployed, as early as the 1960s, art installations engaging novel situations of collective co-located interaction, i.e involving multiple or even many spectators interacting in the same place via and with a digital apparatus. The number of those works has continued to increase since the beginning of the 21st century, taking advantage of the new opportunities offered by advances in real-time computer vision technologies and the advent of ubiquitous computing marked by the multiplication and interoperability of mobile computing devices. While experiences in this area are more and more frequent, they have not yet been the subject of structured analysis and, even less, of proposals for dedicated tools and design methods. How can we, nowadays, conceive such interactive art installations whose intrinsic complexity involves questions of the technical, social, cognitive and aesthetic order? This dissertation draws on previous work in the fields of human-computer interaction (HCI), computer-supported cooperative work (CSCW), and interactive arts research with the aim of increasing our knowledge of the challenges faced both by art practitioners and participants in such collective interactive installations, and, beyond, the designers of apparatus in a promising future. A set of tools and guidelines are proposed when designing collective co-located interactions for digital art installations. First a classification system is developed centered on the most decisive aspects that allow the emergence of a collective experience. Two distinct approaches are then explored to find the bases of a graphical modeling language for the design and analysis of such apparatus. Build on top of Petri nets, the second approach supports modeling the spatial and material resources of an installation, as well as the human-machine, human-human and human-machine-human interactions. The investigations conducted for this research have required laying particular emphasis on the conditions - whether spatial, material, or human - which affect the ability for participants to co-construct a common aesthetic experience in the absence of orchestration or a preannounced goal to be achieved. While this singular approach primarily concerns interactive arts, it may be relevant to a wide range of research communities, including, and foremost, that of HCI, as well as CSCW, New Interfaces for Musical Expression (NIME), interaction design, and even culture, museography in particular.

L'un des aspects fondamentaux des systèmes informatiques modernes, et en particulier des systèmes critiques, est la possibilité d'exécuter plusieurs processus, partageant des ressources communes, de façon simultanée. De par leur nature concurrentielle, le bon fonctionnement de ces systèmes n'est assuré que lorsque leurs comportements ne dépendent pas d'un ordre d'exécution prédéterminé. En raison de cette caractéristique, il est particulièrement difficile de s'assurer qu'un système concurrent ne possède pas de faille. Dans cette thèse, nous étudions la vérification formelle, une approche algorithmique qui vise à automatiser la vérification du bon fonctionnement de systèmes concurrents en procédant par une abstraction vers des modèles mathématiques. Nous considérons deux de ces modèles, les réseaux de Petri et les systèmes d'addition de vecteurs, et les problèmes de vérification qui leur sont associés. Nous montrons que le problème d'accessibilité pour les systèmes d'addition de vecteurs (avec états) à deux compteurs est PSPACE-complet, c'est-à-dire complet pour la classe des problèmes solubles à l'aide d'une quantité polynomiale de mémoire. Nous établissons ainsi la complexité calculatoire précise de ce problème, répondant à une question demeurée ouverte depuis plus de trente ans. Nous proposons une nouvelle approche au problème de couverture pour les réseaux de Petri, basée sur un algorithme arrière guidé par une caractérisation logique de l'accessibilité dans les réseaux de Petri dits continus. Cette approche nous a permis de mettre au point un nouvel algorithme qui s'avère particulièrement efficace en pratique, tel que démontré par notre implémentation logicielle nommée QCover. Nous complétons ces résultats par une étude des systèmes de transitions bien structurés qui constituent une abstraction générale des systèmes d'addition de vecteurs et des réseaux de Petri. Nous considérons le cas des systèmes de transitions bien structurés à branchement infini, une classe qui inclut les réseaux de Petri possédant des arcs pouvant consommer ou produire un nombre arbitraire de jetons. Nous développons des outils mathématiques facilitant l'étude de ces systèmes et nous délimitons les frontières au-delà desquelles la décidabilité des problèmes de terminaison, de finitude, de maintenabilité et de couverture est perdue. / One fundamental aspect of computer systems, and in particular of critical systsems, is the ability to run simultaneously many processes sharing resources. Such concurrent systems only work correctly when their behaviours are independent of any execution ordering. For this reason, it is particularly difficult to ensure the correctness of concurrent systems.In this thesis, we study formal verification, an algorithmic approach to the verification of concurrent systems based on mathematical modeling. We consider two of the most prominent models, Petri nets and vector addition systems, and their usual verification problems considered in the literature.We show that the reachability problem for vector addition systems (with states) restricted to two counters is PSPACE-complete, that is, it is complete for the class of problems solvable with a polynomial amount of memory. Hence, we establish the precise computational complexity of this problem, left open for more than thirty years.We develop a new approach to the coverability problem for Petri nets which is primarily based on applying forward coverability in continuous Petri nets as a pruning criterion inside a backward coverability framework. We demonstrate the effectiveness of our approach by implementing it in a tool named QCover.We complement these results with a study of well-structured transition systems which form a general abstraction of vector addition systems and Petri nets. We consider infinitely branching well-structured transition systems, a class that includes Petri nets with special transitions that may consume or produce arbitrarily many tokens. We develop mathematical tools in order to study these systems and we delineate the decidability frontier for the termination, boundedness, maintainability and coverability problems for these systems.

L'un des problèmes fondamentaux de test pour les systèmes à événements discrets (SEDs) est l'identification d'un état final, c'est-à-dire, étant donné un système dont l'état courant est inconnu, trouver une séquence d'événements d'entrée pouvant le conduire à un état connu. Les séquences de synchronisation (SS), sans information de sortie, sont une solution classique à ce problème. Dans cette thèse, nous étudions la détermination des SS pour des systèmes modélisés par des réseaux de Petri synchronisés (SynPN) non bornés, une classe de réseaux de Petri avec des entrées. Dans la première partie de cette thèse, nous développons deux méthodes: 1) construction d'une représentation finie, appelée improved modified coverability graph (IMCG), pour d'écrire exactement l'espace d'états infini d'un 1-place-unbounded SynPN; 2) conversion d'un 1-place-unbounded SynPN en un automate pondéré (WA) fini et sauf équivalent. Les deux graphes sont ainsi potentiellement des outils puissants pour déterminer les SS pour une telle sous-classe de réseaux de Petri. Dans la seconde partie de cette thèse, nous développons des algorithmes de calcul pour deux problèmes de synchronisation de localisation dans le cas où l'IMCG ou le WA sont déterministes : synchronisation sur un seul nœud et synchronisation sur un sous-ensemble de nœuds de ces deux graphes. L'avantage de ces algorithmes de calcul est de réduire le calcul sur les graphes globaux (IMCG ou WA) à celui du plus petit sous-graphe: la composante fortement connectée ergodique peut réduire l'effort de calcul mais peut également être appliquée lorsque le IMCG ou le WA équivalent déterministes ne sont pas fortement connexes / One of the fundamental testing problems for discrete event systems (DESs) is the identification of a final state, i.e., given a system whose current state is unknown, find an input sequence that can drive it to a known state. Synchronizing sequences (SSs), without output information, are one conventional solution to this problem. In this thesis, we address the computation of SSs for systems modeled by unbounded synchronized Petri nets (SynPNs), a class of Petri nets with inputs. In the first part of this thesis, we utilize two methods: 1) construct a finite representation, called improved modified coverability graph (IMCG), to exactly describe the infinite state space of a 1-place-unbounded SynPN; 2) convert a 1-place-unbounded SynPN into an equivalent finite location weighted automaton (WA) with safety conditions. Both graphs are thus, potentially, useful tools to compute SSs for such subclass of nets. In the second part of this thesis, we develop computation algorithms for two location synchronization problems in the case either the IMCG or the WA is deterministic: synchronization into a single node and synchronization into a subset of nodes of these two graphs. The advantage of these computation algorithms consists in reducing the computation on the global graphs (IMCGs or WAs) to the one on the smaller subgraph: the ergodic strongly connected component (SCC), which can reduce the computational effort and furthermore can also be applied when the converted deterministic IMCG or WA is not strongly connected

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / With the rapid growth of technology, scientists are trying to find ways to make the world a more efficient and eco-friendly place. The research and development of electric vehicles suddenly boomed since natural resource are becoming very scarce. The significance of an electric vehicle goes beyond using free energy, it is environ- mental friendly. The objective of this thesis is to understand what Vehicle to Grid Communication (V2G) for an electric vehicle is, and to implement a model of this highly efficient system into a Hybrid Petri Net. This thesis proposes a Hybrid Petri net modeling of Vehicle to Grid (V2G) Communication topology. Initially, discrete, continuous, and hybrid Petri net's are defined, familiarized, and exemplified. Secondly, the Vehicle and Grid side of the V2G communication system is introduced in detail. The modeling of individual Petri nets, as well as their combination is discussed thoroughly. Thirdly, in order to prove these systems, simulation and programming is used to validate the theoretical studies. A Matlab embedded simulation program known as SimHPN is used to simulate specific scenario's in the system, which uses Depth-first Search (DFS) Algorithm. In addition to SimHPN simulation program, Matlab program is made to output four levels of the reachability tree as well as specifying duplicate and terminate nodes. This code incorporates a technique known as Breadth-first Search (BFS) Algorithm.

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[pt] Neste trabalho apresenta-se parâmetros/critérios de qualidade de serviço em redes ópticas. Partindo-se da definição de qualidade, sua importância e relevância em telecomunicações, direciona-se a discussão para a relação cliente - fornecedor onde o cliente pode ser visto como um indivíduo, uma corporação ou uma operadora. A partir dos parâmetros/critérios definidos, as características gerais das redes ópticas são analisadas. Sobre um ponto de vista técnico, define-se, fatores para a obtenção da qualidade de serviço desejada. A tecnologia de múltiplo acesso óptico é introduzida e estuda-se o caso WDM não apenas por sua grande conformidade com a Qualidade e a filosofia das redes totalmente ópticas mas também pela sua perfeita adequação à redes de alta velocidade e às propostas para a implementação de Terabit Offices. O aspecto para a alocação de comprimento de onda e o roteamento da rede apresentam-se como núcleo do trabalho. Um algoritmo é desenvolvido e simulações computacionais são analisadas, considerando, também, os aspectos de gerência da rede. Devido às relevâncias econômica e tecnológica das questões discutidas, perspectivas e tendências futuras são apresentadas. / [en] This work identifies some quality of service parameters / criteria to all optical networks. Starting with some definitions and the importance of quality in telecommunication the relationship between customer and supplier is analyzed. Next, the optical networks are studied. By using a technical vision, the main factors concerning quality are presented. The multiple access technology is introduced and WDM cases are more deeply studied, nor only by the great conformance with the quality aspects and all optical networks philosophy, but also for its match with the high speed networks and Terabit Offices implementation. The wavelength assignment and the routing problem are presented as they are the main point of this work. An algorithm is developed and a simulation is carried out considering the network management aspects. Due to the economical e technological importance of the subject, future trends are also presented.

Hemostasis, thrombosis, and inflammation are tightly interconnected processes which may give rise to thrombo-inflammation, involved in infectious and non-infectious acute and chronic diseases, including cardiovascular diseases (CVD). Traditionally, due to its hemostatic role, blood coagulation is isolated from the inflammation, and its critical contribution in the progressing CVD is underrated, until the full occlusion of a critical vessel occurs. Underlying vascular injury exposes extracellular matrix to deposit platelets and inflammatory cells. Platelets being key effector cells, bridge all the three key processes (hemostasis, thrombosis, and inflammation) associated with thrombo-inflammation. Under physiological conditions, platelets remain in an inert state despite the proximity to the endothelium and other cells which are decorated with glycosaminoglycan (GAG)-rich glycocalyx (GAGs). A pathological insult to the endothelium results in an imbalanced blood coagulation system hallmarked by increased thrombin generation due to losses of anticoagulant and cytoprotective mechanisms, i.e., the endothelial GAGs enhancing antithrombin, tissue factor pathwayinhibitor (TFPI) and thrombomodulin-protein C system. Moreover, the loss of GAGs promotes the release of mediators, such as von Willebrand factor (VWF), platelet factor 4 (PF4), and P-selectin, both locally on vascular surfaces and to circulation, further enhancing the adhesion of platelets to the affected sites. Platelet-neutrophil interaction and formation of neutrophil extracellular traps foster thrombo-inflammatory mechanisms exacerbating the cardiovascular disease course. Therefore, therapies which not only target the clotting mechanisms but simultaneously or independently convey potent cytoprotective effects hemming the inflammatory mechanisms are expected to provide clinical benefits. In this regard, we review the cytoprotective protease activated protein C (aPC) and its strong anti-inflammatory effects thereby preventing the ensuing thrombotic complications in CVD. Furthermore, restoring GAGlike vasculo-protection, such as providing heparin-proteoglycan mimetics to improve regulation of platelet and coagulation activity and to suppress of endothelial perturbance and leukocyte-derived pro-inflammatory cytokines, may provide a path to alleviate thrombo-inflammatory disorders in the future. The vascular tissue-modeled heparin proteoglycan mimic, antiplatelet and anticoagulant compound (APAC), dual antiplatelet and anticoagulant, is an injury-targeting and locally acting arterial antithrombotic which downplays collagen- and thrombin-induced and complement-induced activation and protects from organ injury.