Biana: a software framework for compiling biological interactions and analyzing networks

Background: The analysis and usage of biological data is hindered by the spread of information across multiple repositories and the difficulties posed by different nomenclature systems and storage formats. In particular, there is an important need for data unification in the study and use of protein-protein interactions. Without good integration strategies, it is difficult to analyze the whole set of available data and its properties.Results: We introduce BIANA (Biologic Interactions and Network Analysis), a tool for biological information integration and network management. BIANA is a Python framework designed to achieve two major goals: i) the integration of multiple sources of biological information, including biological entities and their relationships, and ii) the management of biological information as a network where entities are nodes and relationships are edges. Moreover, BIANA uses properties of proteins and genes to infer latent biomolecular relationships by transferring edges to entities sharing similar properties. BIANA is also provided as a plugin for Cytoscape, which allows users to visualize and interactively manage the data. A web interface to BIANA providing basic functionalities is also available. The software can be downloaded under GNU GPL license from http://sbi.imim.es/web/BIANA.php.Conclusions: BIANA's approach to data unification solves many of the nomenclature issues common to systems dealing with biological data. BIANA can easily be extended to handle new specific data repositories and new specific data types. The unification protocol allows BIANA to be a flexible tool suitable for different user requirements: non-expert users can use a suggested unification protocol while expert users can define their own specific unification rules.

Stepwise multiple testing as formalized data snooping

It is common in econometric applications that several hypothesis tests arecarried out at the same time. The problem then becomes how to decide whichhypotheses to reject, accounting for the multitude of tests. In this paper,we suggest a stepwise multiple testing procedure which asymptoticallycontrols the familywise error rate at a desired level. Compared to relatedsingle-step methods, our procedure is more powerful in the sense that itoften will reject more false hypotheses. In addition, we advocate the useof studentization when it is feasible. Unlike some stepwise methods, ourmethod implicitly captures the joint dependence structure of the teststatistics, which results in increased ability to detect alternativehypotheses. We prove our method asymptotically controls the familywise errorrate under minimal assumptions. We present our methodology in the context ofcomparing several strategies to a common benchmark and deciding whichstrategies actually beat the benchmark. However, our ideas can easily beextended and/or modied to other contexts, such as making inference for theindividual regression coecients in a multiple regression framework. Somesimulation studies show the improvements of our methods over previous proposals. We also provide an application to a set of real data.

Improved nonparametric confidence intervals in time series regressions

Condence intervals in econometric time series regressions suffer fromnotorious coverage problems. This is especially true when the dependencein the data is noticeable and sample sizes are small to moderate, as isoften the case in empirical studies. This paper suggests using thestudentized block bootstrap and discusses practical issues, such as thechoice of the block size. A particular data-dependent method is proposedto automate the method. As a side note, it is pointed out that symmetricconfidence intervals are preferred over equal-tailed ones, since theyexhibit improved coverage accuracy. The improvements in small sampleperformance are supported by a simulation study.

Exact and approximate stepdown methods for multiple hypothesis testing

Consider the problem of testing k hypotheses simultaneously. In this paper,we discuss finite and large sample theory of stepdown methods that providecontrol of the familywise error rate (FWE). In order to improve upon theBonferroni method or Holm's (1979) stepdown method, Westfall and Young(1993) make eective use of resampling to construct stepdown methods thatimplicitly estimate the dependence structure of the test statistics. However,their methods depend on an assumption called subset pivotality. The goalof this paper is to construct general stepdown methods that do not requiresuch an assumption. In order to accomplish this, we take a close look atwhat makes stepdown procedures work, and a key component is a monotonicityrequirement of critical values. By imposing such monotonicity on estimatedcritical values (which is not an assumption on the model but an assumptionon the method), it is demonstrated that the problem of constructing a validmultiple test procedure which controls the FWE can be reduced to the problemof contructing a single test which controls the usual probability of a Type 1error. This reduction allows us to draw upon an enormous resamplingliterature as a general means of test contruction.

Statistics in archaeology: New directions

Connections between Statistics and Archaeology have always appeared veryfruitful. The objective of this paper is to offer an outlook of somestatistical techniques that are being developed in the most recentyears and that can be of interest for archaeologists in the short run.

Validation procedures in radiological diagnostic models. Neural network and logistic regression

The objective of this paper is to compare the performance of twopredictive radiological models, logistic regression (LR) and neural network (NN), with five different resampling methods. One hundred and sixty-seven patients with proven calvarial lesions as the only known disease were enrolled. Clinical and CT data were used for LR and NN models. Both models were developed with cross validation, leave-one-out and three different bootstrap algorithms. The final results of each model were compared with error rate and the area under receiver operating characteristic curves (Az). The neural network obtained statistically higher Az than LR with cross validation. The remaining resampling validation methods did not reveal statistically significant differences between LR and NN rules. The neural network classifier performs better than the one based on logistic regression. This advantage is well detected by three-fold cross-validation, but remains unnoticed when leave-one-out or bootstrap algorithms are used.

Processat de vídeo aplicat a la robòtica

Aquest projecte consisteix en acoblar una càmera web uEye en una de les extremitats d'un robot industrial (ABB Irc5). Aquest robot, es mourà en cas què es detecti una cara a través de la webcam. L'objectiu és intentar que la cara es situï sempre al mig de la imatge captada per la càmera. Podem dividir les tasques d'aquest projecte amb 4 fases diferents. A continuació expliquem les diferents etapes. La Càmera uEye s'encarrega de capturar imatges i passar-les a un PC utilitzant Python. La funció de Detecció de Cares ens indica la posició i dimensions de la cara. Tot seguit, la funció LabJack s'encarrega de canviar els valors digitals de les 5 senyals mitjançant programació amb Python. Per últim el Robot ABB interpreta el valor d'aquestes 5 senyals i es desplaça mitjançant petits increments amb l'objectiu de situar la cara al mig de la imatge capturada.

Desenvolupament d'una aplicació per a la creació de pressupostos on-line

En aquests moments, el mercat no es troba en una bona situació, per aquest motiu les empreses han de buscar noves maneres de créixer, expandir-se i noves formes d’interactuar amb els clients. La idea original d’aquest projecte sorgeix de la necessitat de disposar d’una manera diferent de promocionar-se i oferir nous serveis a través d’internet mitjançant una pàgina web. Degut a la situació actual, el preu és un aspecte molt important i influent a l’hora de realitzar una obra. Per aquest motiu es va pensar que seria molt interessant que el client pogués demanar de forma fàcil i ràpida un pressupost, i a l’instant tingués un preu orientatiu del que li pot costar la obra. D’aquesta manera l’interessat s’estalvia i agilitza molts passos previs abans de començar una obra. Després d’analitzar quina era la millor manera de portar a terme el projecte informàtic, s’ha determinat que la pàgina web es desenvoluparà utilitzant els llenguatges HTML i PHP combinant-lo amb el framework CodeIgniter. El disseny de la web es realitzarà mitjançant fulles d’estil CSS conjuntament amb el framework BootStrap. Per realitzar l’aplicació web que realitza els pressupostos s’utilitzarà AJAX i jQuery perquè d’aquesta manera el procés sigui dinàmic. L’entorn de desenvolupament escollit és el NetBeans i per provar el projecte s’utilitza el XAMPP. Un usuari només necessitarà un navegador i connexió a internet per fer servir totes les funcions de la web. Podrà realitzar pressupostos, concertar visites, contactar i per suposat veure tota la part informativa de la pàgina.

Reconeixement de gestos de la mà amb el sensor Kinect

El reconeixement dels gestos de la mà (HGR, Hand Gesture Recognition) és actualment un camp important de recerca degut a la varietat de situacions en les quals és necessari comunicar-se mitjançant signes, com pot ser la comunicació entre persones que utilitzen la llengua de signes i les que no. En aquest projecte es presenta un mètode de reconeixement de gestos de la mà a temps real utilitzant el sensor Kinect per Microsoft Xbox, implementat en un entorn Linux (Ubuntu) amb llenguatge de programació Python i utilitzant la llibreria de visió artifical OpenCV per a processar les dades sobre un ordinador portàtil convencional. Gràcies a la capacitat del sensor Kinect de capturar dades de profunditat d’una escena es poden determinar les posicions i trajectòries dels objectes en 3 dimensions, el que implica poder realitzar una anàlisi complerta a temps real d’una imatge o d’una seqüencia d’imatges. El procediment de reconeixement que es planteja es basa en la segmentació de la imatge per poder treballar únicament amb la mà, en la detecció dels contorns, per després obtenir l’envolupant convexa i els defectes convexos, que finalment han de servir per determinar el nombre de dits i concloure en la interpretació del gest; el resultat final és la transcripció del seu significat en una finestra que serveix d’interfície amb l’interlocutor. L’aplicació permet reconèixer els números del 0 al 5, ja que s’analitza únicament una mà, alguns gestos populars i algunes de les lletres de l’alfabet dactilològic de la llengua de signes catalana. El projecte és doncs, la porta d’entrada al camp del reconeixement de gestos i la base d’un futur sistema de reconeixement de la llengua de signes capaç de transcriure tant els signes dinàmics com l’alfabet dactilològic.

Trends in indices of daily precipitation extremes in Catalonia (NE Spain), 1951-2003

The aim of this paper is to quantitatively characterize the climatology of daily precipitation indices in Catalonia (northeastern Iberian Peninsula) from 1951 to 2003. This work has been performed analyzing a subset of the ETCCDI (Expert Team on Climate Change Detection and Indices) precipitation indices calculated from a new interpolated dataset of daily precipitation, namely SPAIN02, regular at 0.2° horizontal resolution (around 20 km) and from two high-quality stations: the Ebro and Fabra observatories. Using a jack-knife technique, we have found that the sampling error of the SPAIN02 regional averaged is relatively low. The trend analysis has been implemented using a Circular Block Bootstrap procedure applicable to non-normal distributions and autocorrelated series. A running trend analysis has been applied to analyze the trend persistence. No general trends at a regional scale are observed, considering the annual or the seasonal regional averaged series of all the indices for all the time windows considered. Only the consecutive dry days index (CDD) at annual scale shows a locally coherent spatial trend pattern; around 30% of the Catalonia area has experienced an increase of around 2¿3 days decade¿1. The Ebro and Fabra observatories show a similar CDD trend, mainly due to the summer contribution. Besides this, a significant decrease in total precipitation (around ¿10 mm decade¿1) and in the index "highest precipitation amount in five-day period" (RX5DAY, around ¿5 mm decade¿1), have been found in summer for the Ebro observatory.

Anàlisi multivariada craniomètrica de les poblacions catalano-balears del passat

S'ha portat a terme una analisi estadística de les dades craniometriques de les principals poblacions catalano-balears del passat, des de J'Edat del Bronze fins a l'Edat Mitjana, i posteriorment s'han integrat les poblacions en un context peninsular més ampli. S'han analitzalles relacions entre poblacions per mitja d'un analisi d'agrupament (cluster), emprant els algoritmes UPGMA i del "veí més proper" i la distancia euclídea al quadrat. Així mateix, s'ha realitzat un re-mostreig (bootstrap) per comprovar la robustes de les agrupacions obtingudes i un test de Mantel per comprovar el grau de concordan~a entre les poblacions femenines i masculines. Els resultats mostren que, a nivell peninsular, els Bascos són la població més diferenciada de la resta des d'un punt de vista morfologic, la qual cosa pot estar relacionada amb una major antiguitat d'aquesta població, potser present des de temps pre-neolítics. La segona font de variació peninsular la constitueixen dues poblacions amb possibles influencies foranies d'origen africa: jueus i musulmans. La resta de poblacions, incloent-hi les de Mallorca, són notablement homogenies a pesar de la seva heterogene'itat cultural, temporal i geogràtfica. Finalment, es conclou que no hi ha cap analisi estadística que objectivament recolzi I'existencia deIs tipus racials tradicionalmcnt descrits a la Península Iberica, i que responen a una visió tipologica i estatica de la diversitat humana.

Citizens' control and the efficiency of local public services

Està àmpliament acceptat que la descentralització fiscal incrementa el control dels ciutadans sobre els polítics, fomenta el rendiment de comptes i augmenta l¿eficiència. Aquest treball té per objectiu identificar les característiques socio-econòmiques dels ciutadans (votants potencials) que generen un major control sobre els responsables polítics locals provocant, així, un major nivell d'eficiència en un context descentralitzat.També s'analitzen les característiques fiscals dels governs locals que fomenten aquest control i eficiència. L'estudi s'ha aplicat a una mostra de municipis catalans seguint la metodologia convencional basada en l'estimació en dues etapes. A la primera etapa s'estima l'eficiència en que operen els municipis mitjançant la tècnica DEA. La novetat rau en el càlcul d'una nova versió d'indicador global d¿output municipal. En la segona etapa, a través d¿una estimació tipus Tobit (models censurats) i de mètodes bootstrap, es mostra com els factors abans comentats poden influir sobre l¿eficiència. Els resultats suggereixen que la forta presencia de comerciants, jubilats i persones amb dret a vot afavoreixen el control dels ciutadans, el rendiment de comptes i l¿eficiència. Un factor que facilita aquest control, i per tant una major eficiència, és la presència de baixos costos d'oportunitat d'obtenir informació sobre la gestió local dels serveis públics.

Bootstrapping pairs in Distance-Based Regression

La regressió basada en distàncies és un mètode de predicció que consisteix en dos passos: a partir de les distàncies entre observacions obtenim les variables latents, les quals passen a ser els regressors en un model lineal de mínims quadrats ordinaris. Les distàncies les calculem a partir dels predictors originals fent us d'una funció de dissimilaritats adequada. Donat que, en general, els regressors estan relacionats de manera no lineal amb la resposta, la seva selecció amb el test F usual no és possible. En aquest treball proposem una solució a aquest problema de selecció de predictors definint tests estadístics generalitzats i adaptant un mètode de bootstrap no paramètric per a l'estimació dels p-valors. Incluim un exemple numèric amb dades de l'assegurança d'automòbils.

Citizens' control and the efficiency of local public services

Està àmpliament acceptat que la descentralització fiscal incrementa el control dels ciutadans sobre els polítics, fomenta el rendiment de comptes i augmenta l¿eficiència. Aquest treball té per objectiu identificar les característiques socio-econòmiques dels ciutadans (votants potencials) que generen un major control sobre els responsables polítics locals provocant, així, un major nivell d'eficiència en un context descentralitzat.També s'analitzen les característiques fiscals dels governs locals que fomenten aquest control i eficiència. L'estudi s'ha aplicat a una mostra de municipis catalans seguint la metodologia convencional basada en l'estimació en dues etapes. A la primera etapa s'estima l'eficiència en que operen els municipis mitjançant la tècnica DEA. La novetat rau en el càlcul d'una nova versió d'indicador global d¿output municipal. En la segona etapa, a través d¿una estimació tipus Tobit (models censurats) i de mètodes bootstrap, es mostra com els factors abans comentats poden influir sobre l¿eficiència. Els resultats suggereixen que la forta presencia de comerciants, jubilats i persones amb dret a vot afavoreixen el control dels ciutadans, el rendiment de comptes i l¿eficiència. Un factor que facilita aquest control, i per tant una major eficiència, és la presència de baixos costos d'oportunitat d'obtenir informació sobre la gestió local dels serveis públics.

Bootstrapping pairs in Distance-Based Regression

La regressió basada en distàncies és un mètode de predicció que consisteix en dos passos: a partir de les distàncies entre observacions obtenim les variables latents, les quals passen a ser els regressors en un model lineal de mínims quadrats ordinaris. Les distàncies les calculem a partir dels predictors originals fent us d'una funció de dissimilaritats adequada. Donat que, en general, els regressors estan relacionats de manera no lineal amb la resposta, la seva selecció amb el test F usual no és possible. En aquest treball proposem una solució a aquest problema de selecció de predictors definint tests estadístics generalitzats i adaptant un mètode de bootstrap no paramètric per a l'estimació dels p-valors. Incluim un exemple numèric amb dades de l'assegurança d'automòbils.