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Reinforcement learning of visual descriptors for object recognition

  • Piñol Naranjo, Mónica
El sistema visual humà és capaç de reconéixe l'objecte que hi ha en una imatge encara que l'objecte estigui parcialment oclòs, des de diferents punts de vista, en diferents colors i amb independència de la distància a la que es troba l'objecte de la càmera. Per poder realitzar això, l'ull obté l'imatge i extreu unes caracterítiques que són enviades al cervell i és allà on es classifica l'objecte per poder identificar-lo. En el reconeixement d'objectes, la visió per computador intenta imitar el sistema humà. Així, s'utilitza un algoritme per detectar característiques representatives de l'escena (detector), un altre algoritme per descriure les característiques extretes (descriptor) i finalment la informació es enviada a un tercer algoritme per fer la classificació (aprenentatge). Escollir aquests algoritmes és molt complicat i tant mateix una àrea d'investigació molt activa. En aquesta tesis ens hem enfocat en la selecció/aprenentatge del millor descriptor per a cada imatge. A l'actualitat hi ha molts descriptors a l'estat de l'art però no sabem quin es el millor, ja que no depèn sols d'ell mateix sinó també depen de les característiques de les imatges (base de dades) i dels algoritmes de classificació. Nosaltres proposem un marc de treball basat en l'aprenentatge per reforç i la bossa de característiques per poder escollir el millor descriptor per a cada imatge. El sistema permet analitzar el comportament de diferents classiicadors i conjunts de descriptors. A més el sistema que proposem per a la millora del reconeixement/classificació pot ser utilizat en altres àmbits de la visió per computador, com per exemple el video retrieval, The human visual system is able to recognize the object in an image even if the object is partially occluded, from various points of view, in different colors, or with independence of the distance to the object. To do this, the eye obtains an image and extracts features that are sent to the brain, and then, in the brain the object is recognized. In computer vision, the object recognition branch tries to learns from the human visual system behaviour to achieve its goal. Hence, an algorithm is used to identify representative features of the scene (detection), then another algorithm is used to describe these points (descriptor) and finally the extracted information is used for classifying the object in the scene. The selection of this set of algorithms is a very complicated task and thus, a very active research field. In this thesis we are focused on the selection/learning of the best descriptor for a given image. In the state of the art there are several descriptors but we do not know how to choose the best descriptor because depends on scenes that we will use (dataset) and the algorithm chosen to do the classification. We propose a framework based on reinforcement learning and bag of features to choose the best descriptor according to the given image. The system can analyse the behaviour of different learning algorithms and descriptor sets. Further- more the proposed framework for improving the classification/recognition ratio can be used with minor changes in other computer vision fields, such as video retrieval.
Proyecto:


Desarrollo de un modelo murino in vivo de isquemia y reperfusión miocárdica. caracterización de la muerte celular y efecto de la obesidad en la inflamación y el remodelado ventricular

  • Poncelas Nozal, Marcos
La muerte de células miocárdicas secundaria a una oclusión coronaria aguda es la responsable directa de la mayoría de las complicaciones que padecen los pacientes que ingresan en el hospital con un síndrome coronario agudo (SCA). Una vez que se produce una oclusión coronaria, la rápida reinstauración del flujo coronario o reperfusión es una condición indispensable para que no se produzca la muerte de los cardiomiocitos isquémicos. Sin embargo, las estrategias de revascularización de emergencia tienen limitada su eficacia como consecuencia una muerte adicional de cardiomiocitos que han sobrevivido a la isquemia previa causada por mecanismos desencadenados durante la reperfusión. Este fenómeno se conoce como daño letal por reperfusión y se produce principalmente durante los primeros minutos de la reperfusión en forma de muerte celular por necrosis. Junto a esta muerte celular inmediata, se ha sugerido la existencia de una muerte tardía de los cardiomiocitos como resultado de una respuesta inflamatoria al daño miocárdico y la activación de mecanismos apoptóticos. Esta muerte tardía contribuiría junto con otra serie de respuestas adaptativas a un patrón de remodelado ventricular adverso (RVA). Sin embargo, estudios recientes cuestionan la contribución de la apoptosis en la muerte de los cardiomiocitos y en la extensión final del tamaño del infarto. Por otro lado, la edad, la hipertensión, la diabetes mellitus tipo 2 (DM-2) o la obesidad actúan como potentes factores de riesgo independientes que provocan una mayor predisposición a padecer la enfermedad cardíaca, pero que también podrían modificar la tolerancia al daño letal por reperfusión y el RVA. Si bien la obesidad es un factor de riesgo principal asociado a la cardiopatía isquémica con una prevalencia en continuo aumento, diferentes estudios sugieren que los individuos con sobrepeso y los obesos presentan una mejor evolución de la enfermedad coronaria establecida. Este fenómeno controvertido y poco caracterizado se conoce como paradoja de la obesidad. La primera parte del trabajo experimental de esta tesis desarrolla un modelo de isquemia y reperfusión miocárdica in vivo en ratón. Este modelo con oclusión aguda transitoria de la arteria coronaria izquierda nos ha permitido reproducir la patología cardíaca con características funcionales y estructurales similares a las presentadas por los pacientes con infarto agudo de miocardio (IAM). Haciendo uso de este modelo experimental se han llevado a cabo dos estudios; En el primero de ellos, el modelo de isquemia y reperfusión miocárdica desarrollado ha sido aplicado a un ratón con doble deleción cardioespecífica de los genes para las caspasas efectoras 3 y 7, proteasas clave en el mecanismo apoptótico. Los resultados obtenidos nos han permitido concluir que la apoptosis no contribuye a la muerte celular de los cardiomiocitos, ni durante las primeras fases de la reperfusión, ni más tardíamente en el proceso de RVA, siendo esta muerte principalmente por necrosis y durante las primeras horas de reperfusión. En un segundo estudio se ha analizado el efecto de la obesidad en la tolerancia del miocardio al daño por IR. Para ello, por un lado se ha desarrollado y caracterizado un modelo de obesidad inducida por dieta alta en grasas en ratones BDF1, y por otro lado, usando nuestro modelo de IR, se ha determinado el efecto de la obesidad en la mortalidad y el remodelado ventricular adverso tras un episodio isquémico. Este estudio ha permitido obtener un modelo de ratón con obesidad inducida por dieta alta en grasas en ausencia de hipertensión arterial y otras comorbilidades asociadas que presenta una mayor tolerancia al daño por IR y confirma la existencia del fenómeno de la paradoja de la obesidad. Este efecto paradójico podría estar mediado por la sobreproducción de determinadas citoquinas, adipoquinas e insulina., Myocardial cell death secondary to acute coronary occlusion is directly responsible for most of the complications reported in patients with an acute coronary syndrome. After an acute coronary infarction, the rapid restoration of coronary flow or reperfusion is the most effective strategy to limit the death of ischemic cardiomyocytes. However, the effectiveness of emergency revascularization strategies is reduced due to the death of cardiomyocytes that survive to the previous ischemia by mechanisms triggered during the reperfusion. This phenomenon is known as lethal reperfusion injury and occurs by necrosis and mainly during the first minutes of reperfusion. Along with this immediate cell death, it has been suggested that there is a late cardiomyocyte death triggered by an inflammatory response to myocardial injury and the activation of apoptotic mechanisms. This late death and other adaptive responses would result in a progressive adverse ventricular remodeling (AVR). However, recent studies question the contribution of apoptosis to cardiomyocyte death and the final extent of infarct size. On the other hand, age, hypertension, diabetes mellitus type 2 (DM- 2) and obesity act as potent independent risk factors that lead to increased predisposition to heart disease, but could also change the tolerance to lethal reperfusion injury and AVR. Whereas obesity is a major risk factor for ischemic heart disease, different studies suggest that overweight/obese patients with established coronary heart disease (CHD) have a better evolution prognosis than do leaner patients with the same diseases. This controversial and poorly characterized phenomenon is known as the obesity paradox. An in vivo model of myocardial ischemia and reperfusion (IR) in mice was developed in the first part of this experimental work. This model with transient myocardial acute occlusion of the left coronary artery has allowed us to reproduce the coronary pathology with functional and structural characteristics similar to those presented by patients with acute myocardial infarction (AMI). Two studies have been done using this experimental model: in the first one, myocardial IR was applied to transgenic mice with double cardiospecific deletion of the genes for the caspases 3 and 7, key proteases in the apoptotic mechanism of cell death. The results obtained demonstrate that apoptosis does not contribute to the death of cardiomyocytes during early reperfusion, nor to the process of AVR, and confirms that reperfusion-induced cell death is due to necrosis and occurs during the first hours of reperfusion. In a second study, after developing and characterizing a model of high fat diet induced obesity in BDF1 mice, the effect of obesity on the myocardial tolerance to IR injury was investigated. This study that yielded a mouse model of induced obesity in the absence of hypertension and hyperglycemia resulted in increased tolerance to IR injury, confirming the existence of the phenomenon of obesity paradox. This paradoxical effect could be mediated by the overproduction of cytokines, adipokines, and insulin.
Proyecto:


Complejidad y psicología transpersonal: caos, autoorganización y experiencias cumbre en psicoterapia

  • Puente Vigiola, Iker
La presente tesis doctoral tiene como objetivo principal explorar los efectos a corto y medio plazo de dos técnicas de respiración, la Respiración Holorénica (RHrnc) y la Respiración Holotrópica (RHtrp), así como lo efectos subjetivos de la RHtrp. La tesis está dividida en dos bloques. En el bloque teórico se presentan el pensamiento sistémico, las ciencias de la complejidad y la psicología transpersonal, describiendo la relación de esta corriente de la psicología con las ciencias de la complejidad, de las que adoptan diversos conceptos y principios, y en especial los conceptos de caos y autoorganización. En el bloque experimental se presentan los resultados de la investigación empírica y está dividida en dos estudios. En el primer estudio se exploran los efectos que produce la RHrnc en el contexto de un taller residencial de fin de semana, en una muestra de adultos menores de 35 años, sin experiencia previa con la RHrnc, en el nivel de malestar subjetivo, percepción de sentido en la vida y ciertas características de personalidad. Los instrumentos empleados fueron el Inventario de Síntomas SCL-90-R, el Purpose in Life Test (PLT) y el Inventario de Temperamento y Carácter-Revisado (TCI-R). La muestra está constituida por 71 participantes en un taller de RHrnc y 52 controles. En el segundo estudio se exploran los efectos que produce la RHtrp en el contexto de un taller residencial de una semana en una muestra de adultos en el nivel de malestar subjetivo, percepción de sentido en la vida, ansiedad ante la muerte, y ciertas características de personalidad, así como los efectos subjetivos que produce la RHtrp. Los instrumentos empleados fueron el Brief Sympom Inventory (BSI), el PLT, el TCI-140), la Death Anxiety Scale (DAS) y el State of Consciousness Questionnaire (SCQ). Los resultados del primer estudio muestran que los participantes en el taller de RHrnc inicialmente presentan puntuaciones superiores a las del grupo control en el Índice de Severidad Global (ISG) del SCL-90-R y Autotrascendencia (AT), y menores en el PLT y las dimensiones de Autodirección (AD) y Cooperación (CO) del TCI-R. Por otro lado, se encontró una disminución en la puntuación del ISG, y un aumento en las puntuaciones del PLT, AD, CO y AT para el grupo experimental, una semana, un mes y 6 meses después del tratamiento. Los resultados del segundo estudio muestran que los participantes en el taller de RHtrp inicialmente presentan puntuaciones moderadamente altas en el ISG, AT y Búsqueda de Novedades (BN), y bajas en Evitación del Daño (ED). Por otra parte, se encontró un descenso significativo en la puntuación total del ISG y el DAS, y un aumento en la puntuación total del PLT y la dimensión de AD, dos semanas y cuatro meses después del taller. También se encontró que la RHtrp puede en ocasiones producir experiencias de carácter místico o experiencias cumbre. Asimismo, 12 meses después del taller, la experiencia de la RHtrp es frecuentemente valorada como personal y espiritualmente significativa, y se le atribuye un aumento del bienestar personal y la satisfacción vital., The aim of this dissertation is to explore the short and medium term effects of two breathwork techniques, Holorenic Breathwork (HrncB) and Holotropic Breathwork (HtrpB), and the subjective effects of HtrpB. The dissertation is divided in two blocks. In the theoretical part, systems thinking, complexity sciences and transpersonal psychology are introduced, describing the relationship of this school of psychology with complexity sciences, from which adopts different concepts and principles, focusing in the concepts of chaos and self-organization. In the experimental part, the results of the empirical research carried out are presented. This research is divided in two studies. In the first study, the effects of HrncB on levels of distress, meaning of life and certain personality properties are explored. A total of 153 subjects, aged 18-35 years, were compared using a repeated measures design. The experimental group (N=71) participated for the first time in a workshop were HrncB was used. Measures were taken before and after the workshop (one week, and one and 6 months later). The control group (N=52) did not receive any alternative treatment. The tests used were the Symptom Checklist-90-Revised (SCL-R-90), the Purpose in Life Test (PIL) and the Temperament and Character Inventory-Revised. (TCI-R). In the second study, the effects of HtrpB on levels of distress, meaning of life, death anxiety, certain personality properties, and the subjective effects of HtrpB were explored. A repeated measures, single group design was used (N=27). The tests used were the Brief Symptom Inventory (BSI) the PLT, the TCI-140 (a reduced version of the TCI-R), the Death Anxiety Scale (DAS) and the States of Consciousness Questionnaire (SCQ). Measures were taken before and after the workshop (two weeks, and 4 months later) for the BSI, PLT, TCI-140 and DAS, and during the workshop, for the SCQ. In the first study, there was a reduction in the Global Severity Index (GSI) of the SCL-R-90, and an increase in the meaning of life (PIL), Self-directedness (SD), Cooperativeness (CO) and Self-transcendence (ST) dimensions of the TCI-R, one week, one month and 6 months after the workshop for the experimental group. The experimental group also shown higher scores on the GSI and ST, and lower scores on the PLT, SD and CO before the workshop, compared with the control group. In the second study, there was a significant reduction in the Global Severity Index (GSI) of the BSI and in the DAS total score, and an increase in the total score of the PLT and SD, two weeks and for months after the workshop. Participants shown moderately high scores on the GSI, AT and Novelity Seeking (NS), and low scores on Harm Avoidance (HA) before the workshop. HtrpB can also occasionally produce mystical-type or peak experiences. 12 months after the workshop, the HtrpB experience is frequently considered as having substantial personal and spiritual significance, and an incresease of personal weelbeing and life satisfaction is attributed to it.
Proyecto:


Apoptosis-based immunotheraphy for thype 1 diabetes: from dendritic cells to antigen-specific liposomes

  • Pujol Autonell, Irma
La diabetis tipus 1 (DT1) és una malaltia metabòlica causada per la destrucció selectiva de les cèl·lules β pancreàtiques productores d’insulina per part del sistema immunitari. Actualment no hi ha cura ni prevenció per restaurar la secreció endògena d’insulina als pacients amb DT1. Per tant, un important repte biomèdic és el desenvolupament de noves teràpies per recuperar la tolerància immunològica. Una immunoteràpia ideal hauria d’inhibir la resposta autoimmunitària, sense efectes sistèmics adversos, i permetre la regeneració de les cèl·lules insulars per tal de recuperar la massa β. Hi ha mecanismes fisiològics que contribueixen a mantenir la tolerància immunològica. D’una banda, les cèl·lules apoptòtiques són una important font d’autoantígens que indueixen tolerància després de ser fagocitades per les cèl·lules presentadores d’antigen a través d’un procés anomenat eferocitosi. D’altra banda, les cèl·lules dendrítiques (CDs) són potents presentadores d’antigen amb capacitat de mantenir la tolerància immunològica. Basant-nos en aquestes dues característiques de la resposta immunitària, la hipòtesi del present treball és que les característiques tolerogèniques adquirides per les cèl·lules presentadores d’antigen després de l’eferocitosi poden ajudar a recuperar la tolerància perduda durant l’autoimmunitat. El principal objectiu ha estat generar una immunoteràpia antigen-específica basada en les propietats tolerogèniques inherents a l’apoptosi, per tal de restablir la tolerància a les cèl·lules β en la diabetis autoimmunitària. Amb aquesta finalitat, hem generat una immunoteràpia cel·lular amb CDs que havien capturat cèl·lules β apoptòtiques. Després de l’eferocitosi, les CDs van mostrar un canvi de patró molecular cap a un fenotip tolerogènic i una baixa producció de citocines proinflamatòries, mostrant també una disminució de la seva capacitat d’estimular la proliferació de cèl·lules T autòlogues. Això es va observar fins i tot després d’un estímul proinflamatori, fet que recolza l’estabilitat d’aquestes CDs tolerogèniques. A més, l’eferocitosi va promoure funció supresora en les CDs, un fenomen mediat -al menys en part- per la prostaglandina E2. L’administració d’aquesta immunoteràpia al model més utilitzat de DT1, el ratolí no-obès diabètic (NOD), va aturar la progressió de la insulitis i va prevenir la diabetis. Malgrat això, no va ser possible revertir la malaltia en ratolins diabètics. Degut a la dificultat en obtenir i estandarditzar les cèl·lules β apoptòtiques, vam dissenyar una estratègia sintètica, basada en les micropartícules liposomals. Els liposomes són vesícules formades per una bicapa lipídica amb un nucli hidrofílic. Una característica clau en el reconeixement de les cèl·lules apoptòtiques és l’exposició a la membrana de la molècula fosfatidilserina (FS), que genera el principal senyal de reconeixement per l’eferocitosi. Per tant, vam generar FS-liposomes amb pèptids d’insulina a l’interior -com a autoantígens-, per tal de simular el reconeixement de les cèl·lules apoptòtiques per part de les cèl·lules presentadores d’antigen. Aquests liposomes van ser fagocitats per les CDs, resultant en la inducció de tolerància i disminuint la capacitat d’induir proliferació en els limfòcits T autoreactius, de manera similar a la teràpia cel·lular de CDs. A més, aquesta immunoteràpia sintètica va ser capaç d’aturar l’atac autoimmunitari, reduint la severitat del infiltrat insular i prevenint la DT1 en ratolins NOD. Les característiques tolerogèniques de l’apoptosi ens van portar a dissenyar una teràpia cel·lular i posteriorment, a encapsular autoantígens en liposomes per induir una immunosupressió específica. El mimetisme de l’apoptosi utilitzant liposomes pot oferir una solució a la complexitat de la teràpia cel·lular, amb avantatges en quant a baix cost i la possibilitat de producció a gran escala, estandardització i personalització. Malgrat cal aprofundir molt en aquest camp, l’aportació al camp clínic de les immunoteràpies presentades en aquest treball pot ser molt important, donat el seu potencial translacional en situacions que requereixen el restabliment de la tolerància immunològica, com ara les malalties autoimmunitàries., Type 1 diabetes (T1D) is a metabolic disease that results from the autoimmune attack against insulin-producing β-cells in the pancreatic islets of Langerhans. Currently, there is no treatment to restore endogenous insulin secretion in patients with T1D, so the development of new therapies to induce long-term tolerance has been an important medical health challenge. An ideal immunotherapy should inhibit the autoimmune attack, avoiding systemic side effects and allowing islet regeneration to improve β-cell function. There are physiological mechanisms that contribute to the maintenance of immune tolerance. On one hand, apoptotic cells are a source of autoantigens that induce tolerance after its removal by antigen presenting cells through a process called efferocytosis. On the other, dendritic cells (DCs) are powerful antigen presenting cells capable of maintaining immunological tolerance. Based on these two traits of the immune system, we hypothesized that tolerogenic features acquired by antigen presenting cells after efferocytosis can help to restore tolerance lost in autoimmunity. The main goal of this study was to generate an antigen-specific immunotherapy based on the inherent tolerogenic properties of apoptosis to reestablish tolerance to β-cells in T1D. To that aim, we generated a cell-based immunotherapy with DCs loaded with apoptotic β-cells. After the uptake of apoptotic β-cells, DCs displayed a molecular switch to a tolerogenic phenotype, low secretion of proinflammatory cytokine and impaired ability to stimulate autologous T cell proliferation even after proinflammatory stimuli, thus demonstrating their stability. Moreover, efferocytosis promoted suppressive ability in DCs, mediated at least in part by prostaglandin E2. The administration of the DC-based immunotherapy to the gold standard animal model for T1D, the non-obese diabetic (NOD) mouse, impaired the progress of insulitis, resulting in the prevention of the disease. However, it was not able to reverse the disease in overtly diabetic in mice. Due to the difficulties in obtaining and standardizing β-cell apoptotic cells, we designed a synthetic strategy, based on liposomal microparticles. Liposomes are vesicles composed of a lipid bilayer with a hydrophilic center. A central event on the surface of apoptotic cells is the exposure of phosphatidylserine (PS), which provide the main signal for efferocytosis. Therefore, PS-liposomes loaded with insulin peptides -as autoantigens- were generated to simulate the PS recognition of apoptotic cells by antigen presenting cells. These liposomes were phagocyted by DCs resulting in tolerance induction and impairing autoreactive T cell proliferation, in a similar way than the DC-based immunotherapy. In addition, this synthetic immunotherapy arrested the autoimmune aggression, reduced the severity of insulitis and prevented T1D in NOD mice. The fact that efferocytosis contributes to the maintenance of self-tolerance led us to design a cell therapy and later, to encapsulate β-cell autoantigens in liposomes to induce specific immunosuppression. Apoptotic mimicry using liposomes can offer a solution to the complexity of cell-therapy with design benefits like low-cost and easy to standardize, large-scale production and customization. Although further research is needed, the clinical relevance of the herein proposed immunotherapies could prove to be very important, as it has translational potential in situations that require the reestablishment of immunological tolerance, such as autoimmune diseases.
Proyecto:


Video adaptation over heterogeneous networks

  • Pimentel Niño, Maria Alejandra
Los servicios de video hoy en día hacen parte de nuestras interacciones cotidianas y aportan la mayor parte del tráfico en la red. Su uso más amplio incluye escenarios fuera de lo común como lo son la ayuda en emergencias o en telemedicina. Por otra parte, las demandas de los usuarios de tales servicios, en términos de experiencia usuario, sigue en aumento, llevando a requerimientos más especializados de Calidad de Experiencia ( QoE en ínglés). Garantizar cierto nivel de satisfacción de usuario en escenarios exigentes donde las redes a disposición son heterogéneas continua siendo in problema abierto. Los objetivos principales de esta tesis han sido: 1) proponer un marco de trabajo para networking heterogéneo que permita la transmisión de video de manera impecable a través de redes heterogéneas, 2) proponer un marco centrado en el usuario, para transmitir video que sea coherente con el networking heterogéneo, y 3) diseñar un modelo y solución completos para ofrecer video adaptativo tal que se cumplan los requerimientos de satisfacción de usuario. A continuación se presentan las contribuciones de esta tesis que cumplen los tres objetivos trazados. Primero, proponemos modelar las redes heterogéneas desde un ángulo holístico. La metodología de este diseño holístico de sistema está basado en dos conceptos novedosos. En primer lugar, proveer un marco a través del cual las instancias de red pueden ser modeladas para garantizar generalidad y robustez. En segundo lugar, caracterizar de manera única las instancias de red a través de su min-cut. La ventaja de este marco es que puede verse como un modelo de sistema subyacente que garantiza una impecable transmisión de contenido sin importar la instancia de red. Esto es posible formulando una optimización cross-layer para transmisión de contenido, coherente con la filosofía de networking centrada en la información (information-centric networking). Segundo, proponemos un marco para video adaptativo impulsado por el QoE, basado en una formulación de optimización cross-layer. El algoritmo resultante permite la adaptación de video y se basa en los retardos de redes variantes en el tiempo, por lo tanto tiene en cuenta las restricciones de redes con retardos largos y las dificultades de establecer un camino de retorno que permita la adaptabilidad a los cambios en la red. Esta solución se ha evaluado sistemáticamente, tanto en entornos emulados como en una solución complemente implementada experimentalmente. Tercero, proponemos la contribución principal de esta tesis: un modelo completo centrado en el usuario, que ofrece servicios de video en redes heterogéneas. El problema de borrado de paquetes y de congestión en las redes sin garantías (best-effort) es desacoplado para así hacerlos coincidir con los efectos respectivos que degradan el video. Esto permite la formulación de dos problemas de optimización, en tiempo (fotogramas congelados) y espacio (artefactos en la imagen). La solución completa además una novedosa dimensión semántica coherente con information-centric networking, que propone reflejar las necesidades perceptuales del usuario final. Probamos las ventajas de nuestro diseño para escenarios donde el video es necesario para adquirir conciencia de situaciones (situation awareness), donde se usan comúnmente redes heterogéneas y mostramos ganancias considerables en términos de reducción de los efectos de la congestión y el borrado de paquetes, mientras que mejoramos el QoE y cumplimos las demandas perceptuales de los usuarios., Video services have become part of everyday interactions and contribute to a major portion of network traffic. Their broader usage includes out-of-the-ordinary scenarios as aid in emergencies, or telemedicine. Moreover, user demands of such services in terms of overall user experience continue to increase, leading to more specialized Quality of Experience (QoE) requirements. Guaranteeing a level of satisfaction to the user in challenging scenarios where the alternative networks are heterogeneous in nature continues to be an open issue. The main objectives of this thesis have been to: 1) propose a framework for heterogeneous networking that allows for a seamless delivery of video content along diverse heterogeneous networks, 2) propose a user-centric framework for video transmission in line with heterogeneous networking, and 3) design a complete model and solution to provide video adaptation in heterogeneous networks such that it meets the requirements for user satisfaction. The contributions of this thesis, such that the three objectives are met are as follows. First, we propose to model heterogeneous networks with a holistic approach. The methodology of this holistic system design is based on two novel concepts. On one hand, to provide a framework by which heterogeneous network instances can be modeled to guarantee generality and robustness. On the other hand, to uniquely characterize the network instances via their min-cut. The strength of this framework is its usage as an underlying system model that can guarantee seamless content delivery regardless of the network instance. The latter is possible by formulating a general cross-layer optimization for content delivery, coherent to information-centric networking philosophy. Second, we propose a QoE-driven adaptive video framework, based on a cross-layer optimization formulation. The derived adaptive video algorithm for time-variant networks is delay-driven, hence contemplates the constraints of long-delayed networks and the challenges of establishing a feedback loop to enable the network adaptability. The framework is evaluated systematically, in both an emulation and a fully implemented experimental environment. Third, we propose the main contribution of this thesis: a complete model to provide user-centric video services in heterogeneous networks. The problem of combined erasures and congestion in best effort network is decoupled to match the specific degrading effects on the video. This allows for two separate QoE driven optimization approaches in time (freezes) and space (artifacts) domain. The complete solution offers a feasible dynamic streaming adaptation that suits constraint heterogeneous networks such as satellite. The performance is evaluated through a novel QoE three-dimensional analysis. The overall solution contemplates a novel semantical dimension, in line with information-centric networking, with an unexplored take on semantics that intends to reflect on the perceptual needs of the end user. We prove the strength of our design for the situation awareness scenario, where heterogeneous networks are often used, and show substantial gain in terms of mitigation of the effects of congestion and erasures while improving QoE and achieving the expected user's perceptual demands.
Proyecto:


Edat cronològica, edat fisiològica i sexe: factors determinants de l'estrès oxidatiu en plantes

  • Juvany Cánovas, Marta
Els processos metabòlics en plantes, com ara la fotosíntesi, la fotorespiració i la respiració, comporten l’inevitable producció d’espècies reactives de l’oxigen (ROS) en cloroplasts, peroxisomes i mitocondris. En determinades concentracions les ROS poden actuar com a molècules implicades en la senyalització cel•lular, però degut a la seva elevada reactivitat, un augment de les ROS provoca l’oxidació de components cel•lulars alterant-ne la seva funció biològica i provocant dany oxidatiu a la planta. En condicions d’estrès, tant biòtic com abiòtic, les plantes experimenten un increment dels nivells de ROS. Per tal de mantenir l’homeòstasi redox, aquestes han desenvolupat un seguit de mecanismes antioxidants capaços de reduir els nivells de ROS evitant un possible dany oxidatiu. La recerca per desxifrar les respostes de les plantes a l’estrès ha anat en augment en els últims anys, però encara avui en dia és poc el coneixement que tenim sobre els mecanismes implicats en el cas de les plantes perennes, tot i que constitueixen una part molt important del regne vegetal. Per altra banda, tot i l’evident importància de l’estrès oxidatiu, són escassos els estudis que s’han plantejat com aquest es pot veure afectat per factors intrínsecs de la planta, com l’edat o el sexe. L’objectiu principal d’aquesta tesi ha estat determinar com l’edat de la planta, tant la cronològica com la fisiològica, i el sexe poden influir en l’estrès oxidatiu en plantes perennes. L’anàlisi del nivells d’estrès oxidatiu es va dur a terme mitjançant les mesures de diferents mecanismes antioxidants com els carotenoides, l’alfa-tocoferol i els antocians, però centrant-nos sobretot en el paper de l’àcid malondialdehid, un subproducte de la peroxidació lipídica. Els estudis es van realitzar en fulles i plantes juvenils de Pistacia lentiscus L., una espècie dioica i perenne típica del clima mediterrani, i en arbres moribunds de Fagus sylvatica L., proporcionant un bon model a causa de la seva avançada edat, tant cronològica com fisiològica. Els resultats obtinguts revelen que l’augment dels nivells de peroxidació lipídica com a indicador d’estrès oxidatiu pot significar un dany o un possible mecanisme de senyalització interna; per això, la consideració conjunta de l’edat cronològica i els nivells d’estrès oxidatiu és un bon indicador de l’edat fisiològica, tant a nivell de fulla com de planta sencera. L’esforç reproductiu en plantes dioiques ocasiona canvis en els mecanismes fotoprotectors en les femelles respecte als mascles en condicions ambientals adverses. Tot i que les femelles presenten uns nivells d’estrès oxidatiu superiors als dels mascles, no es veuen afectades negativament, el que suggereix un possible rol en senyalització. Així mateix, l’estudi a nivell modular mitjançant la comparació entre brots reproductius i no reproductius en femelles va revelar una major fotoprotecció en els brots reproductius, com indicaven els nivells d’antioxidants i la major dissipació d’excés d’energia en forma de calor, emfatitzant la importància de la diferenciació entre mòduls en l’estudi de les diferències entre sexes en plantes dioiques., Metabolic processes in plants such as photosynthesis, photorespiration and respiration, produce reactive oxygen species (ROS). ROS are highly toxic molecules but besides of its damaging nature they are implicated in cell signaling in different cellular processes. However, under stress conditions plants can suffer an increase of ROS levels. When ROS concentration becomes high enough to overwhelm antioxidant systems, plant suffer oxidative stress as a consequence of the unbalanced cellular redox status. Despite the importance to unravel plant stress responses, little is known about the mechanisms implicated in perennial plants. Furthermore, the possible effect of plant intrinsic factors, as plant age or reproductive effort, in oxidative stress levels is still poorly understood. The main objective of this thesis was to determine how plant age, both chronological and physiological, as well as reproductive effort may influence oxidative stress levels in perennial plants. With this purpose levels of antioxidants as carotenoids, anthocyanins and alpha-tocopherol together with endogenous contents of stress hormones were measured, but with special emphasis in malondialdehyde acid levels, a byproduct of lipid peroxidation. To better understand the plant age effect we used leaves and juvenile plants of Pistacia lentiscus as well as moribund beech trees. Increases in lipid peroxidation not only could mean an oxidative damage but play a signaling role. Therefore, chronolorgical age concomitantly with the measure of oxidative stress levels is a good indicator of plant physiological age. Sex-related changes in photoprotection mechanisms between female and male plants of Pistacia lentiscus, a dioecious plant, where observed under climatological adverse conditions. Although females phowed higher oxidative stress levels compared to males, females were not affected negatively, suggesting a role in signaling. In addition, photoprotection capacity was higher in reproductive shoots relative to non-reproductive shoots in females, thus suggesting that females prioritized protection to fruit-bearing shoots.
Proyecto:


Propuesta de abordaje sobre determinantes sociales de la salud y cambio climático en comunidades dependientes de los desechos sólidos en Managua, Nicaragua

  • Paredes Gaitán, Yolanda
OBJETIVOS: Esta investigación elabora una propuesta de abordaje sobre los determinantes sociales de la salud y el cambio climático en una comunidad dependiente de los desechos sólidos en la ciudad de Managua, Nicaragua. Partiendo del análisis social y económico, tanto del país como de la comunidad en estudio, se plantean acciones sociales y económicas basadas en los determinantes sociales que inciden en la salud. DESCRIPCIÓN: Con base en el análisis social y económico hecho a la población dependiente de los desechos en el vertedero de Managua, y fundamentado en los Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM); los lineamientos hacia el logro del Desarrollo Sostenible trazados en la agenda 21, y ratificados en la reunión de Rio +20; los lineamientos de la carta de Ottawa, y la experiencia documentada del modelo de Kerala en la India, se plantea un modelo de abordaje social y económico que influya sobre los determinantes sociales de la salud. Pretende, además, que de forma directa e indirecta incida en variables del cambio climático. Estas propuestas se basan en evidencias exitosas que aportaron al desarrollo de comunidades en diversos países. Esta investigación elabora una herramienta de análisis y trabajo que permite orientar las intervenciones que fortalecen o crean políticas dirigidas a mejorar el bienestar de las personas que dependen del manejo y disposición de los desechos sólidos. Fundamentalmente, esta propuesta genera mecanismos que impulsan las capacidades que la población dependiente de los desechos sólidos ha desarrollado a través de años de contacto con la clasificación y reúso de materiales considerados obsoletos. Plantea, entonces, la forma de transformar los recursos alrededor de los desechos, en actividades que generen bienestar y desarrollo desde la perspectiva de las personas que han vivido de su clasificación. Esta propuesta, a la vez, traza un nuevo paradigma desde el ámbito de la equidad en salud incluyendo decisiones y aportes más allá de los que, tradicionalmente, se han desarrollado para mejorar las condiciones de salud de la población en general; es decir, propone actuar sobre los determinantes sociales de la salud. ANTECEDENTES: El vertedero de basura de Managua, llamado “La Chureca”, ha funcionado en un área de 60 hectáreas. Recibe y procesa diariamente aproximadamente entre 1.000 a 1.500 toneladas de basura. Estos desechos han sido clasificados por mujeres, hombres, niñas y niños diariamente durante más de 40 años en condiciones insalubres expuestos a sustancias tóxicas y a una alta contaminación. Este inadecuado manejo del desecho en la ciudad ha provocado un impacto ambiental que afecta no sólo a la población del vertedero y sus alrededores, sino también a la región metropolitana de Managua. De igual forma, esta comunidad enfrenta otras situaciones de índole social asociadas con las zonas destinadas al manejo de desechos tales como violencia de género, prostitución y explotación sexual de la niñez, el consumo de drogas, el absentismo escolar y el trabajo infantil. El proyecto de cierre del vertedero de Managua convocó una diversidad de actores de diferentes campos, con diferentes niveles de preparación y distintos intereses: La Agencia de cooperación internacional para el desarrollo Española (AECID) y otras agencias ídem. En la tarea también han intervenido oenegés locales e internacionales, el gobierno local, las universidades, UN-Hábitat, UNOPS, el sector privado, la comunidad que trabaja y/o vive en el vertedero. “La Chureca” ha sido el resultado del caos generado durante más de 40 años de la no gestión al desecho en una ciudad de casi dos millones de habitantes. Esta compleja mezcla hizo del proyecto de cierre del vertedero un reto importante para todos los llamados en su intervención. Lograr soluciones de ingeniería relacionadas con el cierre —aunque difíciles en estructura— representó la parte más fluida en su implementación. Por otro lado, el componente social y económico, que cierra el triángulo de la sostenibilidad, representa un gran reto cuando se habla de poblaciones privadas de los componentes esenciales del bienestar y en condiciones de vida carentes de elementos primordiales, como agua, vivienda digna, educación, seguridad humana, etc. LECCIONES APRENDIDAS: Las comunidades dependientes de los desechos viven el concepto de Desarrollo Sostenible ejerciendo actividades que cubran sus necesidades de vida básicas, algunas de ellas todavía ligadas al reciclaje y reúso de los desechos. Esta investigación incorporó una serie de propuestas que responden a esta tendencia. De igual forma, esboza alternativas sociales y económicas que, de llegarse a implementar, podrían contribuir a disminuir las brechas de desigualdad; apuntar a una mejor condición de vida, mejores indicadores de salud y mejoras sustanciales ambientales. Algunas de estas propuestas se podrían agrupar de la siguiente manera: Propuestas sociales con equidad de género y generacional:  Culturales y educativas  Programas para la niñez, adolescencia y personas adultas mayores  Programas de atención primaria en salud  Programas de cultura ciudadana Propuestas económicas con enfoque de género y generacional:  Planta de reciclaje: propuesta de abordaje  Propuestas generadoras de empleo e ingresos con valor agregado ambiental El modelo señala que la salud puede lograrse con un enfoque multidimensional. En la práctica no sólo depende de la distribución de la atención sanitaria, sino también de la justicia, de los procesos que día a día se emprenden para mejorar las condiciones de vida de las personas. Propuestas a Futuro: Está planteado que esta propuesta se disemine en ciudades donde la problemática de basureros no controlados exista. Sería interesante definir unos indicadores claves de comparación antes, durante y después de implementada la propuesta para poder identificar su validez y poder aportar a su mejora., OBJECTIVES: This research is about creating a portfolio of options for addressing the social determinants in health and climate change in a community dependent on solid waste in the city of Managua (Nicaragua). Taking the social and economic analysis of both the country and the community being studied as a starting point, it proposes social and economic actions based on the social determinants that influence health. DESCRIPTION: In 2008, Spanish cooperation in partnership with the local government took the decision to close an open garbage dump that was created in Managua 40 years ago. The implementation of this initiative involved several challenges, the easiest being the correction of the environmental impact, which included an engineering solution. The hardest part was employing a social and economic approach model to create of a portfolio of options to influence social determinants related to health and that could have a direct and indirect impact on climate change variables. Important elements taken into account in this respect included the social and economic analysis of the waste-dependent population in the Managua tip; the Millennium Development Goals; the guidelines for achieving sustainable development outlined in Agenda 21 and ratified in the Rio +20 meeting; the guidelines of the Ottawa Letter; the Millennium Development Goals and the documented experience of the Kerala model in India. The final proposal was based on evidence of successful factors that contributed to the development of communities in different countries. This research provides a prepared analysis and work tool to guide interventions that strengthen or create policies aimed at improving the wellbeing of people that depend on the management and disposal of solid waste. The proposal essentially involves generating mechanisms that promote the capacities the solid waste-dependent population has developed over years of contact with the classification and re-use of materials considered obsolete. It therefore suggests a way of transforming the resources linked to the waste through activities that generate wellbeing and development from the perspective of those who have lived from its classification. This proposal also offers a new paradigm from the sphere of health equity, which includes decisions and contributions beyond those traditionally developed to improve the health conditions of the population in general, proposing work on the social health determinants. BACKGROUND: The Managua garbage tip has functioned in a 60-hectare area, managing approximately 1,000 to 1,500 tons of garbage a day, which have been classified by women, men, girls and boys every day for over 40 years in unhealthy conditions, exposed to toxic substances and high degrees of contamination. This inadequate waste management in the city has caused an environmental impact that affects not only the population of the tip and its surrounding area, but also the metropolitan region of Managua. This community also faces other situations of a social nature associated with areas intended for waste management, such as gender violence, prostitution and the sexual exploitation of children, drug abuse, school absence, and child labor, among others. The project to close the Managua tip brought together a diversity of actors from different fields, with different levels of preparation and different interests (Spanish cooperation, local and international NGOs, the local government, universities, UN-Habitat, UNOPS, the private sector, the community working and living in the dump, etc.). Added to this, the tip has been the result of the chaos generated for over 40 years by the non-management of waste in a city with over a million inhabitants. This complex mix means that the project to close the tip was a very important challenge for all of those called upon to participate in the intervention. Although structurally difficult, achieving the engineering solutions related to the closure was the most fluid part of the implementation. On the other hand, the social and economic component that completes the sustainability triangle represented a great challenge as we are talking about populations deprived of the essential components of welfare and whose living conditions lack basic elements such as water, decent housing, education, human security, etc. LESSONS LEARNED: For waste-dependent communities the concept of sustainable development is based on performing activities that cover their basic living needs, some of which are still linked to the recycling and re-use of waste. This research includes a series of proposals that respond to this tendency, while also suggesting social and economic alternatives that if implemented could help reduce the inequality gaps, pointing the way towards better living conditions, better health indicators and substantial environmental improvements. Some of the elements in this proposal can be grouped as follows: Social proposals with gender and generational equity:  Cultural and educational programs.  Programs for children, adolescents and the elderly.  Primary health care programs.  Civic culture programs. Economic proposals with a gender and generation approach:  Recycling plant: approach proposal.  Proposals to generate employment and income with environmental added value. The model shows that health can be achieved through a multi-dimensional approach, one that in practice depends not just on the distribution of health care, but also on the justice of the processes undertaken on a daily basis to improve people’s living conditions. The tip is now closed and the local government with the support of the international cooperation partnership has implemented some of the alternatives that were proposed. Proposals for the Future: It is planned for this proposal to be disseminated in cities affected by the problem of uncontrolled garbage tips. It will be interesting to define key indicators for comparing the situation before, during and after the proposal’s implementation to identify its validity and help improve it. The time is currently right to initiate research to determine the post-implementation improvements in wellbeing, prioritizing the health indicators that were the main targets in the approach based on the social determinants related to the health outcomes for this population.
Proyecto:


Les altes pressions i la bioconservació com a estratègies de control de Listeria monocytogenes en productes carnis llestos per al consum. Assajos d’inoculació i modelització matemàtica

  • Hereu Soms, Anna
The present doctoral dissertation deals with the study of the effect of food preservation technologies, such as high pressure (HP) treatments and biopreservation with nisin, on the behaviour of Listeria monocytogenes during the shelf-life of ready-to-eat (RTE) cured and cooked meat products. Several challenge tests were designed and performed through a product-oriented approach and results were mathematically modelled. In cured meat products such as cured ham, an HP treatment was combined with nisin applied directly on the product surface or through interleavers (i.e. active packaging) to assess the effectiveness against Listeria monocytogenes during the product shelf-life.Regarding cooked meat products, besides quantifying and modelling the immediate HP-inactivation of L. monocytogenes, the pathogen behaviour after HP and during the refrigerated storage (between 4 and 12ºC) was also characterised, El treball tracta de l’estudi de l’efecte de diferents tractaments de conservació dels aliments, altes pressions (HP) i/o l’addició de bacteriocines, en el comportament de Listeria monocytogenes durant la vida útil de dues tipologies diferents de productes carnis llestos per al consum (RTE), crus-curats i cuits. Per a tal fi es van realitzar diversos challenge tests, amb un enfoc orientat a producte, que van permetre tractar els resultats obtinguts mitjançant la modelització matemàtica. En pernil curat es va avaluar l’efecte d’un tractament per HP sol o combinat amb nisina (aplicació directa o mitjançant envasat actiu) vers Listeria monocytogenes, durant la vida útil del producte. En productes cuits es va quantificar i modelitzar la cinètica d’inactivació per HP de Listeria monocytogenes obtenint un model predictiu d’inactivació per HP, i posteriorment es va caracteritzar el comportament del patogen després del tractament per HP i durant l’emmagatzematge en refrigeració a diferents temperatures
Proyecto:


La representació de les dones migrades en els programes divulgatius de no-ficció produïts per la televisió autonòmica de Catalunya (TV3)

  • Pontes Pinto, Luciana
La representació audiovisual de les migracions ha estat un tema de recerca molt debatut en els darrers anys, donant cabuda a fortes crítiques al quefer periodístic en aquest particular. Com a conseqüència, es van crear recomanacions sobre el tractament de les migracions i, fins i tot, ens com la Mesa per a la Diversitat en l'Audiovisual. Tot i que aparentment aquestes mesures no van arribar a canviar dramàticament els noticiaris televisius, s'observen noves propostes d'apropament del fet migratori. Els programes divulgatius de no-ficció sobre l'experiència migratòria representen així una tendència innovadora en la programació televisiva tant catalana com espanyola. En aquesta tesi, es discuteixen les representacions sobre les dones migrades en aquesta mena de programes emesos per TV3, cadena que el 2005 va crear, internament, una Comissió per a la Diversitat. En aquesta recerca doctoral cerco identificar com les representacions de les dones migrades prenen forma en els programes analitzats, cercant els elements narratius, compositius, estilístics, visuals i verbals a través dels quals s'articula el discurs (o, quan, més enllà de la dimensió narrativa, ens referim a exemples concrets, els discursos) sobre aquestes dones. Amb aquesta finalitat, s'empra l'anàlisi quantitatiu i qualitatiu d'enquadraments, seqüències, diàlegs, personatges, etc., per a esbrinar quines són les estratègies de representació adoptades pels diferents productes audiovisuals. Així, l'anàlisi aquí proposada cerca contrastar les informacions contingudes en els programes de no-ficció de TV3 amb aquelles extretes de les meves investigacions anteriors, així com de la bibliografia consultada i del marc teòric establert per aquesta tesi. Així doncs, es considera que gran part de l'interès de l'estudi de la intersecció entre gènere, migracions internacionals i audiovisuals en els programes divulgatius de no-ficció resta en la novetat tant d'aquests programes com de les pròpies polítiques de representació de la diversitat. A banda que aquests programes pràcticament encara no han estat estudiats, s'hi afegeix el fet de que la perspectiva mitjançant la qual se'ls analitza tampoc ha estat prou treballada. És a dir, malgrat que el tractament mediàtic de les migrades no sigui un tema propiament novedós, mai ha rebut massa atenció: això queda palés tant per la mancança de bibliografia sobre el tema com pel tractament invisibilitzant i esbiaixat amb el qual sovint es representen les migrades als mitjans de comunicació., Audiovisual representation concerning international migrations motivated great discussion in recent years in Spain, with strong criticism to the current journalistic practices related to it. As a consequence, in Catalonia there has been created ethical recommendations and even entities as the Mesa per a la Diversitat en l'Audiovisual to regulate this subject. Despite these measures apparently have not dramatically changed television news bulletins, there are new approaches towards migrations, such as the non-fiction programs produced by public televisions as TV3. This channel has created, in 2005, the Comissió per a la Diversitat, which is responsible for the policies involving diversity matters. In this article I discuss the representations that these programs articulate around migrated women. In this doctoral research I seek to identify how the representations of migrant women take shape in these programs, looking for narrative, compositional and stylistic elements, as well as the visual and verbal discourse through which these representations are articulated. For this purpose, I used quantitative and qualitative methods, including the analysis of frames, scripts, dialogues, characters, etc.., to find out representational strategies adopted. Thus, I comment these findings with those taken from my previous researchs, the literature and the framework established for this thesis. Thus, it is considered that much of the interest of the study of the intersection between gender, international migrations and audiovisuals (in the form of these nonfiction programs) rests both in the novelty of these programs as well as in their political perspective in the representation of diversity. That is, although media treatment of migrant women is not exactly an unkown issue, it has never received much attention: this is evident by both the lack of literature on the subject and the biased treatment which often make migrant women invisible and depicted in terms of a traditional gender conception by media.
Proyecto:


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