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Explorer l’effet de la douleur sur la réponse à la perte de récompense chez les veaux

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Explorer l’effet de la douleur sur la réponse à la perte de récompense chez les veaux

Déclaration d’éthique

Les procédures ont été approuvées par le comité de protection des animaux de l’Université de la Colombie-Britannique sous la demande A21-0111 et ont été réalisées conformément aux lignes directrices du Conseil canadien de protection des animaux.38. Les rapports suivaient les directives d’accessibilité.

Animaux et logement

L’étude a été menée au Dairy Education and Research Centre de l’Université de la Colombie-Britannique. À notre connaissance, aucune étude n’a utilisé un modèle similaire chez le veau. Pour déterminer une estimation de la taille de l’échantillon, nous nous sommes appuyés sur des études de bien-être utilisant des paradigmes SNC similaires mais appliqués à d’autres espèces : souris (six sujets par traitement) ;9) et les porcs (seize sujets par groupe de traitementdix). Compte tenu de cette portée et de nos limites pratiques, nous avons opté pour un échantillon de dix personnes par groupe de traitement. Trente-cinq génisses Holstein (toutes des femelles) ont été initialement inscrites à l’étude. Cinq veaux ont été retirés de l’expérience : trois sont tombés malades (blessures et fièvre), un a montré une réaction de stress grave lorsqu’il a été déplacé à l’extérieur de son étable d’origine, et un autre n’a pas été soumis à des restrictions nutritionnelles avant l’essai. Les 30 autres avaient un poids moyen (± SD) à la naissance de 38,3 ± 4,1 kg et ont été enregistrés à l’âge de 39,9 ± 4,1 jours.

Comme pratique courante à la ferme, les veaux des trois traitements ont été mélangés dans des enclos intérieurs (4,9 × 7,3 m, recouverts de sciure de bois, contenant chacun huit à dix veaux). Les veaux ont eu accès à de l’eau et du foin (RIC ; Insentec BV, Pays-Bas) et un accès limité dans le temps à 12 L de lait entier via une tétine (CF 1000 CS Combi ; DeLaval Inc., Suède). Pour éviter de longs délais au cours des expériences, de petites répétitions ont été réalisées (nombre moyen de sujets par répétition = 3,5).

appareil

L’appareil expérimental était situé dans le même enclos que l’enclos à veaux, à environ 10 à 30 m de distance. Le dispositif était une boîte de départ de 1,8 × 1,2 m menant à un enclos de 3,6 × 2,4 m par une porte verticale (Figure 2A). Immédiatement en face du box de départ se trouvaient un biberon et une tétine en caoutchouc montés sur les barres, avec un appareil de mesure de pression (FPX 25, Wagner, Greenwich, USA) monté derrière le biberon permettant de mesurer la pression maximale appliquée au biberon (Figure 2b).

Figure 2

Les veaux étaient amenés dans le box de départ, la porte verticale était relevée et les veaux pouvaient accéder à la récompense en lait (0,5 L pendant l’entraînement, 0,1 L pendant les tests) dans l’enclos d’essai (une). Le biberon contenant la récompense lactée était monté sur des barres avec un manomètre placé derrière le biberon pour mesurer la pression maximale exercée par le veau (B). Illustrations d’Anne Sanderson.

un exercice

L’expérience a été divisée en trois phases sur sept jours : formation (trois jours), traitement (un jour) et tests (trois jours). Pendant l’entraînement, les veaux ne pouvaient pas se nourrir pendant la nuit (à partir de 22h00) afin de garantir une forte incitation à la récompense en lait lors d’essais répétés. Vers 10h00, les veaux ont été amenés individuellement à la machine, sans ordre particulier, puis placés dans le box de départ. La porte verticale était surélevée et les veaux pouvaient s’approcher et boire une récompense de lait de 0,5 L dans la bouteille (cette quantité était basée sur des études antérieures sur les compromis d’incitation chez les veaux).37,39). Le temps de latence pour contacter la bouteille (avec la bouche ou la langue), le temps de latence pour terminer la récompense, le nombre de vocalisations et la pression maximale appliquée directement sur la bouteille ont été enregistrés. Le veau a ensuite été remis dans le box de départ, la bouteille a été remplie à nouveau et deux essais supplémentaires ont été effectués (c’est-à-dire pour un total de trois essais/jour). Après avoir réalisé ces expériences, le veau a été ramené dans son étable d’origine avec la possibilité d’obtenir son allocation quotidienne de lait (12 litres/jour). L’entraînement s’est déroulé sur trois jours consécutifs, pour un total de neuf essais d’entraînement. Au cours du premier jour d’entraînement (pour les trois expériences), aucun signal n’a été donné au veau pendant la première minute après l’ouverture de la porte du box de départ. Après 1 min, des signaux auditifs (appels/bips) et tactiles (succion des doigts) ont été donnés par l’expérimentateur depuis l’extérieur de l’enclos de test pour attirer l’attention du veau vers la bouteille. Si ces signaux échouaient après une minute supplémentaire, l’expérimentateur entrait dans l’enclos de test et conduisait le veau jusqu’au biberon.

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Durant les deuxième et troisième jours de formation, aucun signal n’a été donné. Si le veau ne s’approchait pas de la bouteille dans les 2 minutes, l’essai était considéré comme une absence d’approche (et aucune pression n’était appliquée sur la bouteille). Une fois que le veau s’est approché de la bouteille, il lui restait trois minutes supplémentaires pour terminer la récompense.

Traitements

Les veaux ont été assignés de manière pseudo-aléatoire à l’un des trois traitements (Renoncer, Renoncer+Al-Taskin, ou Al-Sham ; Dix veaux chacun). L’affectation du traitement était équilibrée en fonction de l’âge et du poids à la naissance ( Ostracisme: 40,7 ± 4,3 j, 38,7 ± 3,9 kg ; Renoncer + Analgésie: 39,2 ± 7,0 j, 38,0 ± 5,6 kg ; Faux: 39,7 ± 6,0d, 38,3 ± 2,4 kg). Le jour du traitement, les veaux n’étaient pas limités en alimentation et ont été traités dans leur enclos de groupe vers 10h00. Quel que soit le traitement, les veaux ont été pesés et ont reçu une stratégie multimodale de soulagement de la douleur comprenant des sédatifs, une anesthésie locale et une analgésie. Un sédatif a été utilisé pour faciliter et éliminer l’injection ultérieure (Xylazine 0,2 mg/kg par voie sous-cutanée, Rombon 20 mg/mL, Bayer, Leverkusen, Allemagne). Après avoir réalisé une anesthésie (allongement et rotation des yeux, 10 minutes environ), un anesthésique local a été injecté sous forme de bloc nerveux cornéen pour soulager la douleur aiguë résultant de l’intervention (5 ml par côté, lidocaïne 2%, épinéphrine 1 : 100 000, Lido-2, Rafter8, Calgary, AB, Canada), des AINS ont été administrés pour réduire l’inflammation (méloxicam 0,5 mg/kg par voie sous-cutanée, Metacam 20 mg/ml, Boehringer Ingelheim, Burlington, ON, Canada) et la zone des bourgeons de corne. a été rasé à l’aide d’une tondeuse électrique. Dix minutes après l’injection de lidocaïne, un prick-test a été réalisé sur les cornets pour tester le réflexe douloureux. Pour les veaux Renoncer Et Renoncer + Apaisant Pour les traitements, un écorneur électrique préchauffé (X30, pointe de 1,3 cm, Rhinehart, Spencerville, IN, USA) a été appliqué sur les deux bourgeons de corne jusqu’à ce qu’un anneau sombre et cohérent se forme autour de chaque bourgeon (nécessitant environ 10 à 15 secondes). Veaux de FauxL’ensemble a été manipulé de la même manière mais au lieu d’être jeté, les bourgeons de corne ont simplement été pressés à l’aide du manche en plastique de l’écorneur. Une fois la procédure terminée, les veaux ont été placés en décubitus sternal et laissés récupérer dans l’enclos. Parce que l’ampleur et la durée des effets des AINS après dissociation restent floues 18veaux de Renoncer+ApaisantLe groupe a reçu une injection supplémentaire d’un AINS (kétoprofène, 3 mg/kg, sous-cutané ; Anafin, 100 mg/ml, Boehringer Ingelheim, Ontario, Canada) une heure avant chacune des trois séances de test pour fournir un contrôle supplémentaire de la douleur pendant la période d’examen. . Basé sur une étude antérieure sur l’efficacité du kétoprofène après extraction29nous nous attendions à ce que le kétoprofène produise des effets analgésiques jusqu’à 2 heures après le traitement.

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les examens

Les 3 jours suivant le traitement, la sensibilité des veaux a été testée pour récompenser la perte. Les tests étaient similaires à l’entraînement : les veaux étaient amenés individuellement à l’appareil après une restriction alimentaire pendant la nuit et étaient autorisés à accéder à la récompense en lait trois fois consécutives (pour un total de neuf essais), mais pendant les tests, la récompense était réduite à 0,1 litre. Le temps accordé aux veaux pour s’approcher et boire la récompense était identique à leur performance lors de l’entraînement. La pression maximale appliquée à la bouteille, le nombre de sons et la latence d’approche ont été enregistrés. Veaux deRenoncer+ApaisantLe groupe a reçu une injection supplémentaire d’un AINS (Kétoprofène, 3 mg/kg, sous-cutané ; Anafen, 100 mg/ml, Boehringer Ingelheim, Ontario, Canada) 1 heure avant chacune des trois séances de tests. Après chaque séance, les veaux sont ramenés à leur étable et ont à nouveau accès à un lot de lait entier (12 litres). Après les trois jours de tests, les veaux ont été remis aux soins habituels de la ferme.

analyses statistiques

Un modèle mixte a été réalisé sur chaque résultat (pression maximale, vocalisations et latence d’approche) lors des phases de test (post-traitement) à l’aide du package lme4 de R.40. Pour la pression et la latence, les données ont été transformées pour correspondre aux hypothèses typiques de linéarité, de normalité et d’homoscédasticité. Pour le nombre d’énoncés, nous avons utilisé un modèle de Poisson mixte. Les facteurs fixes étaient le traitement (2 df), le jour du test (1 df), l’expérience quotidienne (1 df) et leur interaction (3 df). L’expérience quotidienne, imbriquée dans la journée et l’identification du veau, a été incluse comme facteur aléatoire. Les seuils de signification et de pente ont été fixés às≥ 0,05fs≥ 0,10 respectivement. Les données (informations supplémentaires 1) et le code R (informations supplémentaires 2) sont disponibles dans le matériel supplémentaire.

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Obtenez jusqu’à 90 % de précision dans le bruit

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Obtenez jusqu’à 90 % de précision dans le bruit

Une téléportation quantique de haute précision a été réalisée par une équipe de recherche utilisant une nouvelle technologie d’intrication hybride qui résiste au bruit ambiant, avec un taux de réussite proche de 90 %. Crédit : SciTechDaily.com

Les scientifiques ont fait progresser la téléportation quantique en atténuant les interférences sonores grâce à une nouvelle méthode impliquant l’intrication hybride, atteignant une précision de près de 90 % dans la téléportation des états quantiques, ce qui pourrait considérablement améliorer la communication quantique sécurisée.

Une équipe de recherche dirigée par l’académicien Guangkan Guo de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) relevant de l’Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec l’équipe de recherche de l’Université de Turku, en Finlande, a réussi à surmonter le bruit ambiant pour atteindre ce. Téléportation quantique de haute précision utilisant l’intrication hybride en plusieurs parties. Leurs découvertes ont été récemment publiées dans la revue Avancement de la science.

Surmonter les défis de la téléportation quantique

La téléportation quantique est un protocole crucial dans les communications quantiques, permettant la téléportation d’états quantiques inconnus grâce à l’utilisation de l’intrication quantique. Cependant, en raison de la nature fragile de l’intrication quantique, la téléportation quantique est très sensible au bruit. Réaliser une téléportation quantique de haute précision dans des environnements bruyants constitue un défi urgent.

Étapes de la téléportation quantique bruyante

Étapes de téléportation quantique bruyante. Crédit : Chow-de Liu et al.

Avancées dans la gestion du bruit quantique

Auparavant, pour résoudre le problème de la décohérence des systèmes quantiques ouverts dans un environnement bruyant, l’équipe de recherche a mis au point une méthode complète de régularisation. Photon Polarisation et fréquence, tirant parti de la conception avancée du chemin optique et des dispositifs de modulation spatiale de la lumière programmables. Cette approche leur a permis de créer un simulateur quantique de décohérence de phase entièrement contrôlable et de réaliser une téléportation quantique au-delà du bruit, en utilisant des effets de mémoire non locaux.

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Nouvelles technologies en téléportation quantique

Cependant, les effets de mémoire non locale nécessitent des ressources quantiques strictes telles que l’intrication environnementale, ce qui ne peut être réalisé en général. Sur la base de ces résultats, le présent travail présente une technique de transmission quantique plus polyvalente qui atténue efficacement le bruit ambiant.

En utilisant un simulateur quantique de décohérence de phase entièrement contrôlable, les chercheurs ont introduit des modifications de phase spécifiques dans l’environnement pour établir un état initial intriqué de photons à double polarisation et fréquence. Ces photons ont ensuite été distribués à deux stations utilisateur distinctes, chacune subissant une évolution de décohérence.

Conclusion et implications

En fin de compte, grâce à la communication classique, les chercheurs ont effectué des opérations unitaires appropriées sur les qubits récupérés pour récupérer l’état quantique transmis, atteignant une précision calculée de près de 90 %. Les états de polarisation ne violent jamais l’inégalité de Bell, ce qui suggère une téléportation quantique basée sur une non-localité quantique cachée.

Cette méthode offre une nouvelle façon de surmonter le bruit ambiant, différente des techniques traditionnelles telles que la séparation dynamique et les sous-espaces sans cohérence, et fait progresser la compréhension de la non-localité quantique.

Référence : « Surmonter le bruit dans la téléportation quantique à l’aide de l’enchevêtrement hybride multipart » par Zhao De Liu, Olli Siltanen, Tom Kossila, Rui Heng Miao, Chen Shi Ning, Chuanfeng Li, Guang Kan Ju et Jyrki Bello, 1er mai 2024, Avancement de la science.
est ce que je: 10.1126/sciadv.adj3435

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Une nouvelle étude au sol suggère que la gravité peut exister sans masse : ScienceAlert

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Une nouvelle étude au sol suggère que la gravité peut exister sans masse : ScienceAlert

Qu’est-ce que la gravité sans la masse ? les deux Newton révolutionnaire Les lois décrivant son effet global et la proposition d’Einstein d’espace-temps alvéolé, nous pensions que la gravité se situe exclusivement dans le domaine de la matière.

Aujourd’hui, une nouvelle étude folle suggère que la gravité peut exister sans masse, éliminant ainsi le besoin de l’une des substances les plus insaisissables de notre univers : la matière noire.

La matière noire est une masse hypothétique et invisible qui représenterait 85 % de la masse totale de l’univers. Créé à l’origine pour Calculer les galaxies Bien qu’ils restent ensemble sous une rotation à grande vitesse, ils n’ont pas encore été observés directement, ce qui a conduit les physiciens à suggérer toutes sortes de phénomènes. Des idées là-bas Pour éviter de qualifier ce matériau insaisissable de moyen de combler les lacunes des théories existantes.

La dernière démonstration dans ce contexte vient de l’astrophysicien Richard Liu de l’Université d’Alabama à Huntsville, qui a proposé qu’au lieu que la matière noire maintienne les galaxies et autres objets ensemble, l’univers… Peut contenir de fines couches de « défauts topologiques » ressemblant à une croûte Ce qui conduit à la gravité sans aucune masse fondamentale.

Leo a commencé à essayer de trouver une autre solution au problème Les équations du champ d’EinsteinCe qui relie la courbure de l’espace-temps à la présence de matière en son sein.

Comme Einstein l’a décrit dans sa théorie en 1915 Relativité généraleL’espace-temps entoure des faisceaux de matière et des flux de rayonnement dans l’univers, en fonction de leur énergie et de leur élan. Cette énergie est bien entendu liée à la masse dans la célèbre équation d’Einstein : E=mc2.

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Ainsi, la masse d’un objet est liée à son énergie, ce qui conduit à la courbure de l’espace-temps – et cette courbure de l’espace-temps est Ce qu’Einstein a décrit comme la gravitéC’est un degré plus complexe que l’approximation de la gravité de Newton au XVIIe siècle. Force entre deux objets de masse. En d’autres termes, la gravité semble être étroitement liée à la masse.

Ce n’est pas le cas, dit Liu.

Dans son travail, Liu a entrepris de résoudre une version simplifiée des équations de champ d’Einstein qui permettent une force gravitationnelle finie en l’absence de toute masse détectable. il Il dit Ses efforts étaient « motivés par ma frustration face au statu quo, c’est-à-dire l’idée que la matière noire existe malgré l’absence de toute preuve directe depuis un siècle entier ».

La solution de Liu consiste en des défauts topologiques en forme de coquille qui peuvent se produire dans des régions très comprimées de l’espace avec une très haute densité de matière.

Ces groupes de coquilles concentriques contiennent une fine couche de masse positive nichée à l’intérieur d’une couche externe de masse négative. Les deux masses s’annulent, la masse totale des deux couches est donc exactement nulle. Mais lorsqu’une étoile tombe sur cette croûte, elle est exposée à une grande force gravitationnelle qui la tire vers le centre de la croûte.

« Ce que mon article prétend, c’est que les obus qu’il suppose sont au moins sans masse », a déclaré Liu. Il dit. Si ces suggestions controversées ont un quelconque poids, « alors il n’est pas nécessaire de perpétuer cette recherche apparemment sans fin de la matière noire ». Ajouter.

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La question suivante est alors de savoir comment confirmer ou infirmer les coquilles proposées par Liu à travers des observations.

« La fréquence croissante des observations d’anneaux et de formations semblables à des galaxies dans l’univers fournit une preuve du type de source proposé ici. » Il écrit dans son journal. Bien qu’il admette que la solution qu’il propose est « très suggestive » et ne peut à elle seule réfuter l’hypothèse de la matière noire.

« Cela peut être au mieux un exercice intéressant », Leo Il finit. « Mais c’est le premier [mathematical] Preuve que la gravité peut exister sans masse.

L’étude a été publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

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Une étude réalisée en Oregon a révélé que les baleines grises de la côte du Pacifique sont devenues 13 % plus petites au cours des 20 à 30 dernières années.

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Les baleines grises qui passent l’été à se nourrir dans les eaux peu profondes au large de la côte nord-ouest du Pacifique ont connu une diminution significative de leur longueur depuis 2000 environ, selon une nouvelle étude de l’Université d’État de l’Oregon.

Selon les chercheurs, la taille plus petite pourrait avoir de graves conséquences sur la santé et le succès reproductif des baleines affectées, et également sonner l’alarme sur l’état du réseau trophique dans lequel elles coexistent.

« Cela pourrait être un signe avant-coureur indiquant que l’abondance de ce groupe d’animaux commence à décliner ou n’est pas en bonne santé », a déclaré KC Perlich, co-auteur de l’étude et professeur adjoint au Marine Mammal Institute de l’Ohio State University à Newport. « Les baleines sont les gardiennes de l’écosystème, donc si les populations de baleines ne se portent pas bien, cela pourrait nous en apprendre beaucoup sur l’environnement lui-même. »

L’étude, publiée dans la revue Global Change Biology, a porté sur le Pacific Coast Feeding Group (PCFG), un petit sous-groupe d’environ 200 baleines grises au sein du plus grand groupe du Pacifique Nord-Est (ENP) d’environ 14 500 baleines. Cette sous-population reste plus près des côtes de l’Oregon, se nourrissant dans les eaux moins profondes et plus chaudes des mers arctiques, où la majeure partie de la population de baleines grises passe la majeure partie de l’année.

Des études récentes menées par l’Ohio State University ont montré que les baleines de cette sous-population sont plus petites et dans une condition physique généralement pire que celles de leurs homologues ENP. L’étude actuelle révèle qu’ils ont diminué au cours des dernières décennies.

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Le laboratoire d’écologie géospatiale de la mégafaune marine (GEMM) du Marine Mammal Institute étudie ce sous-groupe de baleines grises depuis 2016, notamment en faisant voler des drones au-dessus des baleines pour mesurer leur taille. À l’aide d’images de 2016 à 2022 de 130 baleines individuelles d’âges connus ou estimés, les chercheurs ont déterminé qu’une baleine grise adulte née en 2020 devrait atteindre une longueur de corps adulte de 1,65 mètres (environ 5 pieds 5 pouces), soit plus courte que une baleine grise née avant 2000. Pour les baleines grises PCFG qui atteignent 38 à 41 pieds de longueur à pleine maturité, cela représente une perte de plus de 13 % de leur longueur totale.

Si la même tendance se produisait chez les humains, la taille moyenne d’une femme américaine passerait de 5 pieds 4 pouces à 4 pieds 8 pouces en 20 ans.

« En général, la taille est cruciale pour les animaux », a déclaré Enrico Perrotta, auteur principal de l’étude et chercheur à l’Université de St. Andrews en Écosse. « Cela affecte leur comportement, leur physiologie et leur histoire de vie, et a des effets en cascade sur les animaux et sur la société dont ils font partie. »

Les jeunes baleineaux en âge de sevrage pourraient ne pas être en mesure de gérer l’incertitude liée au fait de devenir indépendant, ce qui peut affecter les taux de survie, a déclaré Perrotta.

Pour les baleines grises adultes, l’une des plus grandes préoccupations est le succès de la reproduction.

« Comme ces baleines sont plus petites, des questions se posent quant à leur efficacité à stocker et à allouer l’énergie nécessaire à leur croissance et à maintenir leur santé. Plus important encore, sont-elles capables de fournir suffisamment d’énergie pour se reproduire et maintenir la croissance de la population ? » « , a déclaré Berlic.

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Les cicatrices que les baleines PCFG souffrent des collisions avec des bateaux et des enchevêtrements dans les engins de pêche font également craindre à l’équipe que leur taille corporelle plus petite combinée à leurs réserves d’énergie inférieures puissent rendre les baleines moins résistantes aux blessures.

L’étude a également examiné les modèles de l’environnement océanique qui régulent probablement la disponibilité de nourriture pour ces baleines grises au large de la côte Pacifique en suivant les cycles de « remontée d’eau » et de « relaxation » dans l’océan. Le courant de l’eau qui coule balaye les nutriments des zones profondes vers les zones peu profondes, tandis que des périodes de relaxation permettent ensuite à ces nutriments de rester dans des zones peu profondes où la lumière permet au plancton et à d’autres petits organismes de se développer, y compris les proies des baleines grises.

« Sans un équilibre entre la montée des eaux du fond et leur relâchement, l’écosystème pourrait ne pas être en mesure de produire suffisamment de proies pour supporter la grande taille de ces baleines grises », a déclaré le co-auteur Lee Torres, professeur agrégé et directeur du laboratoire GEMM. à l’Université d’État de l’Ohio.

Perrotta a déclaré que les données montrent que la taille des baleines a diminué en conjonction avec des changements dans l’équilibre entre la montée et la détente des eaux de fond.

« Nous n’avons pas examiné spécifiquement comment le changement climatique affecte ces tendances, mais nous savons de manière générale que le changement climatique affecte l’océanographie du nord-est du Pacifique à travers des changements dans la configuration des vents et la température de l’eau », a-t-il déclaré. « Ces facteurs et d’autres affectent la dynamique des fluctuations et des relâchements dans la région. »

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Maintenant qu’ils savent que la taille du corps des baleines grises PCFG est en déclin, les chercheurs affirment se poser de nombreuses nouvelles questions sur les conséquences ultimes de ce déclin et les facteurs qui pourraient y contribuer.

« Nous entamons notre neuvième saison sur le terrain pour étudier le sous-groupe PCFG », a déclaré Perlich. « Il s’agit d’un ensemble de données puissant qui nous permet de détecter les changements dans l’état corporel chaque année. Nous examinons donc maintenant les facteurs environnementaux de ces changements. »

Les autres co-auteurs de l’article sont Lisa Hildebrand, Clara Byrd et Alejandro Ajo de l’Ohio State University, ainsi que Leslie New de l’Ursinus College en Pennsylvanie.

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