This study attempts to develop a method for absolute quantitation in Positron Emission Tomography. This includes the definition of the dimension and the position of a tumour in the brain as well as the evaluation of the amount of drug delivered to the tumour and to surrounding tissues in a pixel-by-pixel way, from the image. The defined objectives can be achieved using the calibrated FWHM values of the distribution of events in the tumour image, versus distance, to determine the dimension and the position of the tumour. The concentration activity in the tumour and the tumour-to-nontumour activity ratios can be obtained from the image, using a modified filter and the calibration of the tomograph. The colour scale of the image can be expressed in absolute units (μCi/ml) and the concentration activity can be evaluated in each pixel of the image or in each volume element of the body. / Thesis / Master of Science (MS)

As specialized materials are developed for various applications, it becomes desirable to test them under adverse conditions, such as at elevated temperatures and in harsh environments. It is increasingly important that sensors be developed to meet the growing needs of research and industry. The ability of sapphire to withstand elevated temperatures and many chemically harsh environments has long been recognized. However, currently available sapphire fiber possesses poor optical quality and is not available with a cladding. It has found use in a variety of temperature sensors, but the investigation of sapphire-based strain and displacement sensors has been limited. The primary development of a white-light Michelson interferometer that utilizes a sapphire fiber sensing head is presented in this thesis. Development includes efforts to combat the poor optical quality of the sapphire fiber, minimize polarization mode fading, and preferentially excite the fundamental mode of the sapphire fiber. This thesis demonstrates the feasibility of fabricating a Michelson white-light interferometer capable of measuring displacements in environments ranging from room temperature to 800 degrees Celsius. The sensor developed in this work is capable of measuring displacements exceeding 6.4 millimeters at room temperature, and exceeding 1 millimeter at 800 degrees Celsius. This thesis also presents the application of this sensor to the alignment of a sapphire-fiber based Fabry-Perot sensor. This technique allows the Fabry-Perot sensor to be aligned so that usable fringes are always obtained. Alignment of the sapphire-fiber based Fabry-Perot sensors has been considered prohibitively difficult. / Master of Science

Introduction This dissertation studied structures and functions of auditory cortex in musicians with a rare auditory perception called absolute pitch (AP) using an in-vivo neuroimaging technique magnetic resonance imaging (MRI). The absolute pitch is defined as an ability to recognize pitch chroma, which is musical naming in the twelve-tone equal-temperament (12-TET) system (e.g., “C#”), of any given tonal sound without external references. It has been of interest of many psychologists since the experimental methods have been introduced in psychology over a century. Early behavioral experiments reported many findings that were validated in later studies with computerized measurement of behaviors. Over the recent two decades, in-vivo neuroimaging studies have found alteration in structures and functions of the brains of musicians with AP compared to control musicians without AP. However, quantitative models on the behaviors of neural systems behind the AP have not been suggested yet. Of course, neuronal modeling is a challenging problem in cognitive neuroscience studies in general. In order to generate such models to explain auditory perceptions such as AP, detailed information on structures and functions of neural systems must be obtained. In this context, we examined microarchitecture of the auditory cortex in musicians with AP using ultra- high field MRI that currently enables the highest spatial resolution of in-vivo imaging at the moment. In addition, we examined the functional connectivity between the auditory cortex and the other regions of the whole cortex. In the dissertation, detailed introduction of the pitch chroma perception is given throughout the human auditory systems from peripheral apparatus to non-primary auditory cortex in the Chapter I. In-depth discussion on the in-vivo imaging techniques, image processing, and statistical inferences focusing on the strength and potential pitfalls of the methods and their common practice in the Chapter II. In the Chapter III and IV, I explained MRI studies of the PhD project in details with discussions on the findings. Finally in the Chapter V, I summarized the major findings and discuss possible interpretation based on the framework of ‘dual auditory pathway hypothesis’. Study of Myeloarchitecture In the first study (Chapter III), a novel MRI sequence named magnetization-prepared two rapid gradient echo (MP2RAGE) was used to investigate cortical myelination. Myeloarchitecture of cerebral cortex is the one of the important histological concepts to understand organization of cortical column as well as cytoarchitecture. Neurons in the cortex are not only linked to the other distant neurons through the white matter but also connected vertically and horizontally to adjacent neurons. These short/long-distance axonal connections form myeloarchitecture of the cortex. The MP2RAGE sequence estimates a physical quantity called longitudinal relaxation rates (R1), which is sensitive to myelin concentration of the tissue. When compared to control musicians without AP, we found greater R1 in the anterior part of the right supratemporal plane in the musicians with AP. Given the finding was specific to the middle depth of cortex, the finding is unlikely related to long-distance axonal connections but likely to local connections. The precise location of the group difference was determined as the right planum polare in the template brain as well as in all individual brains. Based on the finding, I speculated that the working principles of the AP processes might be related to the dual auditory pathway hypothesis. In the theory, spatial auditory information is processed along the dorsal pathway (from the primary auditory cortex, to planum temporale, supramarginal gyrus, parietal lobules, and dorsolateral prefrontal cortex) whereas non-spatial auditory information is processed along the ventral pathway (from the primary auditory cortex to planum polare, temporal pole, anterior insular, and ventrolateral prefrontal cortex) in analogous to visual system. Because pitch chroma is spatially invariant property of an auditory object, and also it is less useful for auditory scene segregation compared to separation based on general pitch range (i.e., pitch height), I suggested the observation of cortical myelin in the anterior non-primary auditory cortex might be related to the absolute recognition of pitch chroma in AP listeners. Another potential implication of the heavy myelination is the function of myelination in neural development. In a rat model, it was demonstrated that the myelination of cortex triggers protein interactions that greatly restrict neuroplasticity after the ‘critical period’ of normal development. From genetic studies, it has been found that the onset of musical training is crucial in the acquisition of AP. Since the planum polare is related to pitch chroma processing, the increase of myelination in this region might indicate the preservation of the pitch chroma representation. Study of Intrinsic Functional Connectivity In the second study (Chapter IV), to further test the hypothesis that this highly myelinated planum polare works differently in the auditory networks, analysis of intrinsic functional connectivity using functional MRI (fMRI) measurement acquired during resting was performed. Although spontaneous neural activities during resting was once regarded as Gaussian noise without particular information, extensive researches revealed that the resting-state data (fMRI and also M/EEG) bears substantial information on the subnetworks of brain that subserve various perceptual and cognitive functions. Particularly for the perception of AP, it has been known that spontaneous and unintended recognition of pitch chroma from ambient sounds such as the siren of an ambulance. Thus it is reasonable to assume that the AP-specific network would be constantly active even at rest. From the resting-state fMRI data, greater cross-correlations between the right planum polare, which was found to be highly myelinated, and several cortical areas including the right lateral superior temporal gyrus, the anterior insula, and the left inferior frontal cortex were found in musicians with better AP performance. Moreover, greater cross-coherences between the right planum polare and the medial part of superior frontal gyrus, the anterior cingulate cortex, and the left planum polare were found in musicians with greater AP performance. As speculated, the involvement of the ventral auditory pathway in the AP-specific resting state network was strongly suggested from the tightened functional coupling between anterior supratemporal planes and the left inferior frontal cortex. Interestingly, the right planum polare exhibited greater cross-coherence with the important hub regions of the default mode network, i.e., anterior cingulate cortex and medial parts of the superior frontal cortex and the orbitofrontal cortex, implicating a link between the auditory network and default-mode network in AP listeners. This might be related to constant AP processes in AP listeners, which results in spontaneous and unintentional recognition of AP. Conclusion In the dissertation, novel MRI data from musicians with AP were provided adding knowledge of the myeloarchitectonic characteristics and related intrinsic functional connectivity of the auditory cortex to the current understanding on the neural correlates of AP. The findings were in favor of the proposed involvement of the ventral auditory pathway, which is known for processing spatially invariant properties of auditory objects. Further studies on neural behaviors of the auditory cortex in relation to the myeloarchitecture are needed in developing computational models of AP in the future. / Einleitung Diese Dissertation untersucht Strukturen und Funktionen des auditorischen Kortex in Musikern mit einer seltenen auditorischen Wahrnehmen, dem absoluten Gehör (aG), mit Hilfe des in-vivo Bildgebungsfahrens der Magnetresonanztomographie (MRT). Das absolute Gehör bezeichnet die Fähigkeit die Tonklasse (z.B. „C#“) innerhalb des 12-tönigen Systems gleichmäßiger Stimmung (12-TET) ohne externe Referenz benennen zu können. Das Phänomen des absoluten Gehöres ist Gegenstand psychologischer Untersuchungen seitdem die experimentellen Methoden vor über einem Jahrhundert vorgestellt wurden. Erste behaviorale Experimente berichteten zahlreiche Ergebnisse, die später in computer-gestützten Messverfahren validiert werden konnten. In den letzten 20 Jahren konnten Studien, unter Nutzung bildgebender Verfahren, Veränderungen in der Struktur und Funktion in den Gehirnen von Musikern mit absolutem Gehör feststellen. Bisher wurden jedoch noch keine quantitativen Modelle vorgestellt, die das Verhalten neuronaler Systeme beschreiben, die dem absoluten Gehört zugrunde liegen. Die Modellierung neuronaler Systeme stellt ein anspruchsvolles Problem der gesamten kognitiven Neurowissenschaften dar. Detaillierte Informationen bezüglich der Struktur und Funktion des neuronalen Systems müssen gesammelt, um mit Hilfe von Modelle auditorische Empfindungen wie das absolute Gehör erklären zu können. In diesem Zusammenhang haben wir die Mikroarchitektur des auditorischen Kortex von Musiker mit absolutem Gehör mit Hilfe eines ultrahohem Feld-MRTs untersucht; eine Methode mit der derzeit höchsten räumlichen Auflösung aller in-vivo Bildgebungsverfahren. Außerdem wurde die funktionelle Konnektivität zwischen dem auditorischen Kortex und anderen Regionen des gesamten Kortex untersucht. In Kapitel I der Dissertation wird detailliertes Grundwissen zur Empfindung von Tonklassen, vom menschlichen auditorischen System bis zum nicht-primären auditorischen Kortex, vermittelt. Eine vertiefte Diskussion der in-vivo Bildgebungsverfahren, der Bildverarbeitung und den statistischen Rückschlüssen ist Thema von Kapitel II, mit einem Fokus auf der üblichen Verwendung, den Stärken und potentiellen Fehlern der verwendeten Methoden. In den Kapiteln III und IV habe ich die MRT-Studien der Doktorarbeit erklärt und die Ergebnisse diskutiert. Kapitel V fasst die wesentlichen Forschungsergebnisse zusammen und diskutiert eine mögliche Interpretation der Ergebnisse auf Grundlage der Dual Auditory Pathway Hypothese. Untersuchung der Myelinarchitektur In der ersten Studie (Kapitel III) wurde eine neuartige MRT Sequenz, die magnetization-prepared two rapid gradient echo (MP2RAGE) Sequenz, genutzt um die kortikale Myelinisierung zu untersuchen. Die Myelinarchitektur des zerebralen Kortex ist eine der wichtigsten histologischen Konzepte, um sowohl die Organisation einer kortikalen Kolumne als auch die Zytoarchitektur zu verstehen. Die Neuronen des Kortex sind nicht nur an entfernte Neuronen über die weiße Substanz gekoppelt, sondern auch durch vertikale und horizontale Verbindungen an unmittelbar benachbarte Neuronen. Diese kurzen und langen axonalen Verbindungen formen die Myelinarchitektur des Kortex. Die MP2RAGE Sequenz bewertet die longitudinalen Relaxations Raten (R1), welche sensitiv für die Myelinkonzentration des untersuchten Gewebes ist. Verglichen mit einer Kontrollgruppe von Musikern ohne aG konnten wir einen höheren R1- Wert im anterioren Teil der rechten supra-temporalen Ebene in Musikern mit aG feststellen. Da das Ergebnis spezifisch für eine mittlere Tiefe des Kortex war ist es wahrscheinlicher, dies auf lokale Verbindungen als auf lange axonale Verbindungen zurückzuführen. Als genauer Ort der Gruppendifferenz wurde das rechte planum polare sowohl in einem idealisierten Gehirn als auch in den individuellen Gehirnen der Probanden festgestellt. Aufgrund dieses Ergebnisses habe ich die Hypothese aufgestellt, dass die Wirkungsweise des absoluten Gehörs mit der Dual Auditory Pathway-Theorie zusammenhängt. Diese Theorie besagt, dass räumliche auditorische Information entlang einer dorsalen Bahn (vom primären auditorischen Kortex zum planum temporale, supramarginalen Gyrus, Parietallappen und dorsolateralen präfrontalen Kortex) und nicht-räumliche Informationen entlang einer ventralen Bahn (vom primären auditorischen Kortex zum planum polare, Temporalpol, anterior insular und ventrolateralen präfrontalen Kortex), ähnlich dem visuellen System, verarbeitet werden. Da die Tonklasse eine räumlich invariante Eigenschaft eines auditorischen Objektes ist und es zudem für die auditorische Szenenunterscheidung weniger bedeutsam ist als die generelle Tonhöhe, habe ich die Vermutung angestellt, dass das kortikale Myelin im anterioren nicht-primären auditorischen Kortex mit dem absoluten Gehört für die Tonklasse im Zusammenhang steht. Eine weitere Implikation der starken Myelinisierung betrifft die Funktion von Myelin in der neuronalen Entwicklung. Im Tiermodell einer Ratte konnte gezeigt werden, dass die Myelinisierung des Kortex Proteininteraktionen auslöst, die die Neuroplastizität nach einer ‚kritischen Periode‘ der normalen Entwicklung erheblich einschränkt. Genetische Studien haben gezeigt, dass der Beginn der musikalischen Ausbildung für die Entwicklung des absoluten Gehöres entscheidend ist. Da das planum polare mit der Verarbeitung von Tonklassen in Verbindung gebracht wird, könnte ein Anstieg der Myelinisierung in diesem Bereich einen Erhalt der Tonklassenrepräsentation bedeuten. Untersuchung der intrinsischen funktionellen Konnektivität In der zweiten Studie (Kapitel IV) wurde die Hypothese, dass das stark myelinisierte planum polare in den auditorischen Netzwerken verschieden wirkt, mittels funktioneller MRT (fMRT) im entspannten Wachzustand weiter untersucht. Spontane Hirnaktivität wurde lange Zeit als Gaußsches Rauschen ohne spezielle Informationen angesehen. Umfangreiche Studien konnten jedoch zeigen, dass Messungen des Ruhezustandes, sowohl fMRT als auch M/EEG, Information bezüglich der Sub-Netzwerke tragen, die Hirnfunktionen der Wahrnehmung und Kognition unterstützen. Besonders in Bezug auf die Wahrnehmung mit absolutem Gehör konnte festgestellt werden, dass Umgebungstöne wie die Sirene eines Krankenwagens unbewusst hinsichtlich der Tonklasse erkannt werden. Diese Erkenntnis stützt die Annahme, dass das aG-Netzwerk auch im Ruhezustand aktiv ist. Mit Hilfe der fMRT-Daten wurde festgestellt, dass die Kreuzkorrelation zwischen dem stark myelinisierten rechten planum polare und weiteren kortikalen Arealen wie dem rechten lateral- superioren temporalen Gyrus, der anterioren insula und dem linken inferior-frontalen Kortex in Musikern mit besserer aG-Performanz erhöht ist. Weiterhin wurde eine erhöhte Kreuzkorrelation zwischen dem rechten planum polare und dem medialen Teil des superior-frontalen Gyrus, dem anterioren cingulate Kortex und dem linken planum polare in Musikern mit noch besser aG- Performanz festgestellt. Die erhöhte funktionelle Kopplung der anterioren supra-temporalen Ebene mit dem linken inferior-frontalen Kortex bekräftigt die Hypothese, dass der ventrale auditorische Pfad in dem aG- spezifischen Netzwerk des Ruhezustands beteiligt ist. Bemerkenswerterweise zeigte das rechte planum polare eine erhöhte Kreuzkorrelation mit wichtigen Hub-regionen des Default-Mode Netzwerkes, also dem anterioren cingulate Kortex und medialen Teilen des superior-frontalen Kortex, sowie dem orbito-frontalen Kortex. Dies bedeutet eine Verknüpfung des auditorischen Netzwerkes und des Default-Mode Netzwerkes in Menschen mit absolutem Gehör und könnte mit aG-Prozessen zusammenhängen, die die spontane und unbewusste Erkennung des absoluten Gehörs erlauben. Schlussfolgerung In dieser Dissertation wurden MRT-Daten von Musikern mit absolutem Gehör untersucht und damit zur Erweiterung des Wissensstandes bezüglich der Myelinarchitektur und der damit zusammenhängenden funktionellen Konnektivität des auditorischen Kortex beigetragen. Die Ergebnisse sprechen zugunsten der Einbindung des ventralen auditorischen Pfades, bekannt für die Verarbeitung räumlich-invarianter Eigenschaften auditorischer Objekte. Weitere Untersuchungen bezüglich des neuronalen Verhaltens des auditorischen Kortex in Verbindung mit der Myelinarchitektur sind notwendig, um quantitative Modelle des absoluten Gehörs entwickeln zu können.

6 Zusammenfassung Marianne Reinboth Bioverfügbarkeit des Flavonols Quercetin beim Hund Veterinär-Physiologisches Institut der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig Eingereicht im Juni 2010 79 Seiten, 20 Abbildungen, 6 Tabellen, 211 Literaturangaben, 1 Anhang Schlüsselwörter: Quercetin, Bioverfügbarkeit, Hund, absolute Bioverfügbarkeit, Isoquercitrin, Rutin, Flavonole Für das pflanzliche Flavonol Quercetin werden vielfältige gesundheitsfördernde Wirkungen postuliert, so auch bei Hunden. Über die Bioverfügbarkeit des Flavonols bei dieser Spezies liegen bislang jedoch keinerlei Daten vor. Daher hatte diese Arbeit das Ziel, Bioverfügbarkeit und pharmakokinetische Parameter von Quercetin und wichtigen Quercetinglycosiden bei Hunden nach deren Verabreichung mit einer Testmahlzeit in einer praxisrelevanten Dosierung von 10 mg/kg Körpermasse zu untersuchen. Dazu erhielten 9 adulte Beagles beiderlei Geschlechts das zuckerfreie \"Aglycon\" Quercetin bzw. seine Glycoside Isoquercitrin (Quercetin-3-O-Glucosid) und Rutin (Quercetin-3-O-Glucorhamnosid) in jeweils äquimolarer Dosierung in einer Testmahlzeit verabreicht. Anschließend wurden Blutproben über einen Zeitraum von bis zu 72 Stunden entnommen und mittels HPLC die Konzentrations-Zeitverläufe der Metaboliten im Blutplasma, die Bioverfügbarkeit sowie weitere pharmakokinetische Parameter bestimmt. Weiterhin wurde die absolute Bioverfügbarkeit von Quercetin aus dem Vergleich einer oralen mit einer intravenösen Applikation bestimmt. Der weitaus größte Teil der Plasmametaboliten von Quercetin sowie seiner beiden Glycoside bestand aus glucuronidierten bzw. sulfatierten Quercetinkonjugaten. Nicht konjugiertes Quercetin-Aglycon kam nur in einem Anteil von etwa 20 % vor. Neben Quercetin machten seine Metaboliten Isorhamnetin und Kämpferol weniger als 10 % aller im Plasma zirkulierenden Flavonole aus. Die absolute Bioverfügbarkeit von Quercetin betrug nur etwa 4 %. Die relative Bioverfügbarkeit aus dem 3-O-Glucosid Isoquercitrin war mehr als doppelt so hoch wie aus dem Aglycon, die maximalen Plasmaspiegel lagen aber auch hier unter 1 µmol/l. Sowohl nach Aufnahme von Quercetin als auch nach Isoquercitrin kam es zu einer relativ schnellen Absorption aus dem Dünndarm mit einem ersten Plasmapeak ungefähr eine Stunde nach der Ingestion. Vier Stunden nach Aufnahme der beiden Flavonole trat ein zweiter Plasmapeak auf, der in der Regel höher als der erste ausfiel. Dies deutet auf einen enterohepatischen Kreislauf der über die Galle ausgeschiedenen Metaboliten hin. Nach Aufnahme von Rutin kam es zu einer verzögerten Absorption, da eine Deglycosylierung durch bakterielle Glycosidasen im Dickdarm Voraussetzung für die Absorption des Flavonols ist. Maximale Plasmakonzentrationen wurden im Mittel erst 11 Stunden nach Ingestion dieses Glycosids erreicht. Die maximalen Plasmakonzentra-tionen nach Rutin waren geringer als nach Quercetin oder Isoquercitrin, jedoch war die mittlere Verweildauer der Plasmametaboliten mit 18 Stunden auch wesentlich länger. Im Unterschied zu anderen Spezies war die relative Bioverfügbarkeit von Rutin gegenüber Quercetin nicht verringert. Obwohl Rutin eine relativ gute Quercetinquelle für Hunde zu sein scheint, muss bei der Einschätzung möglicher In-vivo-Wirkungen die relativ geringe Bioverfügbarkeit sowie die intensive Metabolisierung seines Aglycons Quercetin berücksichtigt werden. / 7 Summary Marianne Reinboth Bioavailability of the Flavonol Quercetin in Dogs Institute of Physiology of the Faculty of Veterinary Medicine, University of Leipzig Submitted in June 2010 79 pages, 20 figures, 6 tables, 211 references, 1 appendix Keywords: quercetin, bioavailability, dog, absolute bioavailability, isoquercitrin, rutin, flavonols The plant flavonol quercetin is supposed to exert multiple health-related effects in dogs. To date no information on its bioavailability in this particular species is avai-lable. This study intended to investigate bioavailability and pharmacokinetics of quercetin and certain quercetin glycosides in dogs after ingestion of a test meal sup-plemented with a quercetin dose equivalent to 10 mg/kg body weight. Nine adult beagle dogs of both sexes received the aglycon quercetin (sugarfree) or its glycosides isoquercitrin (quercetin-3-O-glucoside) and rutin (quercetin-3-O-glucorhamnoside) in equimolar amounts together with a test meal. Blood samples were taken over a period of up to 72 hours; bioavailability and pharmacokinetics were calculated from the HPLC-derived plasmaconcentration-time-curves. Absolute bioavailability was calculated by comparing an oral to an intravenous administration of quercetin. The majority of analysed plasma metabolites were glucuronidated and sulfated con-jugates of quercetin. Non-conjugated quercetin aglycon comprised only 20 %. Be-sides quercetin, its metabolites isorhamnetin and kaempferol made up less than 10 % of all circulating metabolites. The absolute bioavailability of quercetin was only 4 %. The relative bioavailability of quercetin from isoquercitrin was more than twice as high than from the aglycon, but even there maximal plasma concentrations were generally less than 1 μmol/l. Absorption from the small intestine was rather fast with a first plasma peak after 1 hour after ingestion of quercetin or isoquercitrin. A second, generally higher plasma peak occurred 4 hours after ingestion. This suggests an in-tensive enterohepatic recycling of biliary secreted metabolites. Absorption was significantly delayed after ingestion of rutin due to the necessity of bacterial deglycosilation in the large intestine. Plasma concentrations peaked only after 11 hours. Plasma concentrations after rutin were lower than after quercetin or isoquercitrin, but mean residence time of plasma metabolites was as long as 18 hours after rutin ingestion. Consequently, a once daily feeding of dogs with rutin might lead to relatively constant plasma metabolite concentrations. In contrast to other species, bioavailability from rutin was not smaller than that from quercetin. Although rutin seems to be a relative good quercetin source for dogs, estimations about potential in-vivo-effects of quercetin have to take into consideration its low bioavailabilty and intensive metabolism.

Dieser Beitrag gibt einen Überblick über ökonomisch und ökologisch orientierte Messansätze des nachhaltigen Wohlstands. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei dem Bruttoindlandsprodukt (BIP) und dem Index of Sustainable Economic Welfare gewidmet. Die Debatte um die Folgeschäden von Wachstumsprozessen hat gezeigt, dass das BIP ein unzulänglicher Wohlstandsindikator ist, der systematisch verzerrte Informationen über die Nachhaltigkeit der Wohlstandsentwicklung liefert. Trotzdem sind bisher keine auf ökologische und soziale Nachhaltigkeit ausgerichteten Indikatorensysteme implementiert, um das BIP als zentralen Wohlstandsindikator zu ersetzen. Die Diskussion in der Wirtschaftswissenschaft und ökologisch orientierte Debatten scheinen sich eher auseinander entwickelt zu haben.

This thesis is an implementation project of a portfolio optimization model, with the purpose of creating a decision support tool. It aims to provide quantitative input to the portfolio construction process at Handelsbanken Fonder, by applying Konno & Yamazaki’s Mean Absolute Deviation method, with a Feinstein & Thapa modification. Additionally, the Black-Litterman model is implemented to approximate the input of expected return. The linear optimization problem was then solved by the Simplex algorithm. The main deliverable is a model that can assist portfolio managers in making investment decisions. Back-testing of the model showed that it did not outperform the benchmark portfolios, which is likely a result of only allowing long positions in the model. Nevertheless, the model provides value by giving the user a second opinion on the efficient frontier, for any given investment decision. / Den här uppsatsen är ettimplementationsprojekt av enportföljoptimerings-modell, med syftet att skapaett beslutsstödjande verktyg. Den strävar efter att ge ett kvantitativt bidragtill portföljallokerings-processen på Handelsbanken Fonder, genom att användaKonno & Yamazaki’s Mean Absolute Deviation-metod med en Feinstein &Thapa-modifiering. Vidare har Black-Littermanmodellen implementerats för attapproximera den förväntade avkastningen. Det linjära optimeringsproblemetlöstes sedan med Simplex-algorithmen. Det huvudsakliga resultatet är en modellsom kan assisterafondförvaltare i investeringsbeslut. Utförda utfallstestvisade att modellen inte överträffade de använda benchmark-fonderna, vilketsannolikt är ett resultat av att modellen enbart tillåterlånga positioner.Likväl, kan modellen vara värdefull genom att erbjuda användaren ett alternativpå den effektiva fronten, för ett givet investeringsbeslut.

Au VIème siècle après J.-Ch., les structures de la langue latine ne correspondent plus tout à fait aux normes de la langue classique, aussi bien du point de vue morphologique et sémantique que syntaxique. A travers l’étude comparative des constructions absolues entre un corpus d’auteurs classiques et un corpus d’auteurs tardifs, nous montrons l’émergence de nouvelles valeurs du participe, particulièrement le participe passé actif de verbes non déponents, en latin tardif, ou plus exactement une fréquence accrue de valeurs parfois attestées en latin classique et archaïque. / In the 6th century A.D., the structures of the Latin language no longer entirelycorrespond to the norms of Classical Latin, from a morphological and semantic perspective aswell as a syntactical one.By means of a comparative study of absolute constructions in a corpus of classicalauthors and a corpus of later authors, we show the emergence of new participle values, inparticular the active passive participle of non-deponent verbs in Late Latin, or more precisely,a greater frequency of values sometimes attested in Classical and Archaic Latin.

The novels that compose Colin MacInnes's London trilogy, City_ of Spades, Absolute Beginners, and Mr. Love and Justice, are concerned with British society as it has evolved since World War II. By depicting certain "outsiders," MacInnes illustrates a basic cause of social unrest: the average Britisher is blind to societal changes resulting from the war. Most citizens mistreat the African immigrants, allow their children to be exploited by the few adults who realize the buying power of the postwar youth, and remain oblivious to crime, even among their own police force. Though the novels are social documentaries, they are also valuable as literature. MacInnes's exceptional powers of description, together with his facility with language in general, contribute to the trilogy's merit as a compelling exploration of the human condition.

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Introduction This dissertation studied structures and functions of auditory cortex in musicians with a rare auditory perception called absolute pitch (AP) using an in-vivo neuroimaging technique magnetic resonance imaging (MRI). The absolute pitch is defined as an ability to recognize pitch chroma, which is musical naming in the twelve-tone equal-temperament (12-TET) system (e.g., “C#”), of any given tonal sound without external references. It has been of interest of many psychologists since the experimental methods have been introduced in psychology over a century. Early behavioral experiments reported many findings that were validated in later studies with computerized measurement of behaviors. Over the recent two decades, in-vivo neuroimaging studies have found alteration in structures and functions of the brains of musicians with AP compared to control musicians without AP. However, quantitative models on the behaviors of neural systems behind the AP have not been suggested yet. Of course, neuronal modeling is a challenging problem in cognitive neuroscience studies in general. In order to generate such models to explain auditory perceptions such as AP, detailed information on structures and functions of neural systems must be obtained. In this context, we examined microarchitecture of the auditory cortex in musicians with AP using ultra- high field MRI that currently enables the highest spatial resolution of in-vivo imaging at the moment. In addition, we examined the functional connectivity between the auditory cortex and the other regions of the whole cortex. In the dissertation, detailed introduction of the pitch chroma perception is given throughout the human auditory systems from peripheral apparatus to non-primary auditory cortex in the Chapter I. In-depth discussion on the in-vivo imaging techniques, image processing, and statistical inferences focusing on the strength and potential pitfalls of the methods and their common practice in the Chapter II. In the Chapter III and IV, I explained MRI studies of the PhD project in details with discussions on the findings. Finally in the Chapter V, I summarized the major findings and discuss possible interpretation based on the framework of ‘dual auditory pathway hypothesis’. Study of Myeloarchitecture In the first study (Chapter III), a novel MRI sequence named magnetization-prepared two rapid gradient echo (MP2RAGE) was used to investigate cortical myelination. Myeloarchitecture of cerebral cortex is the one of the important histological concepts to understand organization of cortical column as well as cytoarchitecture. Neurons in the cortex are not only linked to the other distant neurons through the white matter but also connected vertically and horizontally to adjacent neurons. These short/long-distance axonal connections form myeloarchitecture of the cortex. The MP2RAGE sequence estimates a physical quantity called longitudinal relaxation rates (R1), which is sensitive to myelin concentration of the tissue. When compared to control musicians without AP, we found greater R1 in the anterior part of the right supratemporal plane in the musicians with AP. Given the finding was specific to the middle depth of cortex, the finding is unlikely related to long-distance axonal connections but likely to local connections. The precise location of the group difference was determined as the right planum polare in the template brain as well as in all individual brains. Based on the finding, I speculated that the working principles of the AP processes might be related to the dual auditory pathway hypothesis. In the theory, spatial auditory information is processed along the dorsal pathway (from the primary auditory cortex, to planum temporale, supramarginal gyrus, parietal lobules, and dorsolateral prefrontal cortex) whereas non-spatial auditory information is processed along the ventral pathway (from the primary auditory cortex to planum polare, temporal pole, anterior insular, and ventrolateral prefrontal cortex) in analogous to visual system. Because pitch chroma is spatially invariant property of an auditory object, and also it is less useful for auditory scene segregation compared to separation based on general pitch range (i.e., pitch height), I suggested the observation of cortical myelin in the anterior non-primary auditory cortex might be related to the absolute recognition of pitch chroma in AP listeners. Another potential implication of the heavy myelination is the function of myelination in neural development. In a rat model, it was demonstrated that the myelination of cortex triggers protein interactions that greatly restrict neuroplasticity after the ‘critical period’ of normal development. From genetic studies, it has been found that the onset of musical training is crucial in the acquisition of AP. Since the planum polare is related to pitch chroma processing, the increase of myelination in this region might indicate the preservation of the pitch chroma representation. Study of Intrinsic Functional Connectivity In the second study (Chapter IV), to further test the hypothesis that this highly myelinated planum polare works differently in the auditory networks, analysis of intrinsic functional connectivity using functional MRI (fMRI) measurement acquired during resting was performed. Although spontaneous neural activities during resting was once regarded as Gaussian noise without particular information, extensive researches revealed that the resting-state data (fMRI and also M/EEG) bears substantial information on the subnetworks of brain that subserve various perceptual and cognitive functions. Particularly for the perception of AP, it has been known that spontaneous and unintended recognition of pitch chroma from ambient sounds such as the siren of an ambulance. Thus it is reasonable to assume that the AP-specific network would be constantly active even at rest. From the resting-state fMRI data, greater cross-correlations between the right planum polare, which was found to be highly myelinated, and several cortical areas including the right lateral superior temporal gyrus, the anterior insula, and the left inferior frontal cortex were found in musicians with better AP performance. Moreover, greater cross-coherences between the right planum polare and the medial part of superior frontal gyrus, the anterior cingulate cortex, and the left planum polare were found in musicians with greater AP performance. As speculated, the involvement of the ventral auditory pathway in the AP-specific resting state network was strongly suggested from the tightened functional coupling between anterior supratemporal planes and the left inferior frontal cortex. Interestingly, the right planum polare exhibited greater cross-coherence with the important hub regions of the default mode network, i.e., anterior cingulate cortex and medial parts of the superior frontal cortex and the orbitofrontal cortex, implicating a link between the auditory network and default-mode network in AP listeners. This might be related to constant AP processes in AP listeners, which results in spontaneous and unintentional recognition of AP. Conclusion In the dissertation, novel MRI data from musicians with AP were provided adding knowledge of the myeloarchitectonic characteristics and related intrinsic functional connectivity of the auditory cortex to the current understanding on the neural correlates of AP. The findings were in favor of the proposed involvement of the ventral auditory pathway, which is known for processing spatially invariant properties of auditory objects. Further studies on neural behaviors of the auditory cortex in relation to the myeloarchitecture are needed in developing computational models of AP in the future. / Einleitung Diese Dissertation untersucht Strukturen und Funktionen des auditorischen Kortex in Musikern mit einer seltenen auditorischen Wahrnehmen, dem absoluten Gehör (aG), mit Hilfe des in-vivo Bildgebungsfahrens der Magnetresonanztomographie (MRT). Das absolute Gehör bezeichnet die Fähigkeit die Tonklasse (z.B. „C#“) innerhalb des 12-tönigen Systems gleichmäßiger Stimmung (12-TET) ohne externe Referenz benennen zu können. Das Phänomen des absoluten Gehöres ist Gegenstand psychologischer Untersuchungen seitdem die experimentellen Methoden vor über einem Jahrhundert vorgestellt wurden. Erste behaviorale Experimente berichteten zahlreiche Ergebnisse, die später in computer-gestützten Messverfahren validiert werden konnten. In den letzten 20 Jahren konnten Studien, unter Nutzung bildgebender Verfahren, Veränderungen in der Struktur und Funktion in den Gehirnen von Musikern mit absolutem Gehör feststellen. Bisher wurden jedoch noch keine quantitativen Modelle vorgestellt, die das Verhalten neuronaler Systeme beschreiben, die dem absoluten Gehört zugrunde liegen. Die Modellierung neuronaler Systeme stellt ein anspruchsvolles Problem der gesamten kognitiven Neurowissenschaften dar. Detaillierte Informationen bezüglich der Struktur und Funktion des neuronalen Systems müssen gesammelt, um mit Hilfe von Modelle auditorische Empfindungen wie das absolute Gehör erklären zu können. In diesem Zusammenhang haben wir die Mikroarchitektur des auditorischen Kortex von Musiker mit absolutem Gehör mit Hilfe eines ultrahohem Feld-MRTs untersucht; eine Methode mit der derzeit höchsten räumlichen Auflösung aller in-vivo Bildgebungsverfahren. Außerdem wurde die funktionelle Konnektivität zwischen dem auditorischen Kortex und anderen Regionen des gesamten Kortex untersucht. In Kapitel I der Dissertation wird detailliertes Grundwissen zur Empfindung von Tonklassen, vom menschlichen auditorischen System bis zum nicht-primären auditorischen Kortex, vermittelt. Eine vertiefte Diskussion der in-vivo Bildgebungsverfahren, der Bildverarbeitung und den statistischen Rückschlüssen ist Thema von Kapitel II, mit einem Fokus auf der üblichen Verwendung, den Stärken und potentiellen Fehlern der verwendeten Methoden. In den Kapiteln III und IV habe ich die MRT-Studien der Doktorarbeit erklärt und die Ergebnisse diskutiert. Kapitel V fasst die wesentlichen Forschungsergebnisse zusammen und diskutiert eine mögliche Interpretation der Ergebnisse auf Grundlage der Dual Auditory Pathway Hypothese. Untersuchung der Myelinarchitektur In der ersten Studie (Kapitel III) wurde eine neuartige MRT Sequenz, die magnetization-prepared two rapid gradient echo (MP2RAGE) Sequenz, genutzt um die kortikale Myelinisierung zu untersuchen. Die Myelinarchitektur des zerebralen Kortex ist eine der wichtigsten histologischen Konzepte, um sowohl die Organisation einer kortikalen Kolumne als auch die Zytoarchitektur zu verstehen. Die Neuronen des Kortex sind nicht nur an entfernte Neuronen über die weiße Substanz gekoppelt, sondern auch durch vertikale und horizontale Verbindungen an unmittelbar benachbarte Neuronen. Diese kurzen und langen axonalen Verbindungen formen die Myelinarchitektur des Kortex. Die MP2RAGE Sequenz bewertet die longitudinalen Relaxations Raten (R1), welche sensitiv für die Myelinkonzentration des untersuchten Gewebes ist. Verglichen mit einer Kontrollgruppe von Musikern ohne aG konnten wir einen höheren R1- Wert im anterioren Teil der rechten supra-temporalen Ebene in Musikern mit aG feststellen. Da das Ergebnis spezifisch für eine mittlere Tiefe des Kortex war ist es wahrscheinlicher, dies auf lokale Verbindungen als auf lange axonale Verbindungen zurückzuführen. Als genauer Ort der Gruppendifferenz wurde das rechte planum polare sowohl in einem idealisierten Gehirn als auch in den individuellen Gehirnen der Probanden festgestellt. Aufgrund dieses Ergebnisses habe ich die Hypothese aufgestellt, dass die Wirkungsweise des absoluten Gehörs mit der Dual Auditory Pathway-Theorie zusammenhängt. Diese Theorie besagt, dass räumliche auditorische Information entlang einer dorsalen Bahn (vom primären auditorischen Kortex zum planum temporale, supramarginalen Gyrus, Parietallappen und dorsolateralen präfrontalen Kortex) und nicht-räumliche Informationen entlang einer ventralen Bahn (vom primären auditorischen Kortex zum planum polare, Temporalpol, anterior insular und ventrolateralen präfrontalen Kortex), ähnlich dem visuellen System, verarbeitet werden. Da die Tonklasse eine räumlich invariante Eigenschaft eines auditorischen Objektes ist und es zudem für die auditorische Szenenunterscheidung weniger bedeutsam ist als die generelle Tonhöhe, habe ich die Vermutung angestellt, dass das kortikale Myelin im anterioren nicht-primären auditorischen Kortex mit dem absoluten Gehört für die Tonklasse im Zusammenhang steht. Eine weitere Implikation der starken Myelinisierung betrifft die Funktion von Myelin in der neuronalen Entwicklung. Im Tiermodell einer Ratte konnte gezeigt werden, dass die Myelinisierung des Kortex Proteininteraktionen auslöst, die die Neuroplastizität nach einer ‚kritischen Periode‘ der normalen Entwicklung erheblich einschränkt. Genetische Studien haben gezeigt, dass der Beginn der musikalischen Ausbildung für die Entwicklung des absoluten Gehöres entscheidend ist. Da das planum polare mit der Verarbeitung von Tonklassen in Verbindung gebracht wird, könnte ein Anstieg der Myelinisierung in diesem Bereich einen Erhalt der Tonklassenrepräsentation bedeuten. Untersuchung der intrinsischen funktionellen Konnektivität In der zweiten Studie (Kapitel IV) wurde die Hypothese, dass das stark myelinisierte planum polare in den auditorischen Netzwerken verschieden wirkt, mittels funktioneller MRT (fMRT) im entspannten Wachzustand weiter untersucht. Spontane Hirnaktivität wurde lange Zeit als Gaußsches Rauschen ohne spezielle Informationen angesehen. Umfangreiche Studien konnten jedoch zeigen, dass Messungen des Ruhezustandes, sowohl fMRT als auch M/EEG, Information bezüglich der Sub-Netzwerke tragen, die Hirnfunktionen der Wahrnehmung und Kognition unterstützen. Besonders in Bezug auf die Wahrnehmung mit absolutem Gehör konnte festgestellt werden, dass Umgebungstöne wie die Sirene eines Krankenwagens unbewusst hinsichtlich der Tonklasse erkannt werden. Diese Erkenntnis stützt die Annahme, dass das aG-Netzwerk auch im Ruhezustand aktiv ist. Mit Hilfe der fMRT-Daten wurde festgestellt, dass die Kreuzkorrelation zwischen dem stark myelinisierten rechten planum polare und weiteren kortikalen Arealen wie dem rechten lateral- superioren temporalen Gyrus, der anterioren insula und dem linken inferior-frontalen Kortex in Musikern mit besserer aG-Performanz erhöht ist. Weiterhin wurde eine erhöhte Kreuzkorrelation zwischen dem rechten planum polare und dem medialen Teil des superior-frontalen Gyrus, dem anterioren cingulate Kortex und dem linken planum polare in Musikern mit noch besser aG- Performanz festgestellt. Die erhöhte funktionelle Kopplung der anterioren supra-temporalen Ebene mit dem linken inferior-frontalen Kortex bekräftigt die Hypothese, dass der ventrale auditorische Pfad in dem aG- spezifischen Netzwerk des Ruhezustands beteiligt ist. Bemerkenswerterweise zeigte das rechte planum polare eine erhöhte Kreuzkorrelation mit wichtigen Hub-regionen des Default-Mode Netzwerkes, also dem anterioren cingulate Kortex und medialen Teilen des superior-frontalen Kortex, sowie dem orbito-frontalen Kortex. Dies bedeutet eine Verknüpfung des auditorischen Netzwerkes und des Default-Mode Netzwerkes in Menschen mit absolutem Gehör und könnte mit aG-Prozessen zusammenhängen, die die spontane und unbewusste Erkennung des absoluten Gehörs erlauben. Schlussfolgerung In dieser Dissertation wurden MRT-Daten von Musikern mit absolutem Gehör untersucht und damit zur Erweiterung des Wissensstandes bezüglich der Myelinarchitektur und der damit zusammenhängenden funktionellen Konnektivität des auditorischen Kortex beigetragen. Die Ergebnisse sprechen zugunsten der Einbindung des ventralen auditorischen Pfades, bekannt für die Verarbeitung räumlich-invarianter Eigenschaften auditorischer Objekte. Weitere Untersuchungen bezüglich des neuronalen Verhaltens des auditorischen Kortex in Verbindung mit der Myelinarchitektur sind notwendig, um quantitative Modelle des absoluten Gehörs entwickeln zu können.