Folner sequences and finite operators

This article analyzes Folner sequences of projections for bounded linear operators and their relationship to the class of finite operators introduced by Williams in the 70ies. We prove that each essentially hyponormal operator has a proper Folner sequence (i.e. a Folner sequence of projections strongly converging to 1). In particular, any quasinormal, any subnormal, any hyponormal and any essentially normal operator has a proper Folner sequence. Moreover, we show that an operator is finite if and only if it has a proper Folner sequence or if it has a non-trivial finite dimensional reducing subspace. We also analyze the structure of operators which have no Folner sequence and give examples of them. For this analysis we introduce the notion of strongly non-Folner operators, which are far from finite block reducible operators, in some uniform sense, and show that this class coincides with the class of non-finite operators.

Itinerari d’EA des de Tamariu fins al far de Sant Sebastià

Creació d’un itinerari d’educació ambiental des de Tamariu fins al far de Sant Sebastià, al municipi de Palafrugell, per tal de sensibilitzar i conscienciar la societat sobre la necessitat de conservar el medi.S’ha fet una diagnosi per tal d’estudiar les mancances i necessitats que sorgeixen al llarg del camí. A partir d’aquesta anàlisi s’ha elaborat una sèrie de propostes divulgatives i didàctiques per tal d’adequar l’itinerari com a eina d’educació ambiental

Especificación e implementación de una librería para el estudio de la secuencia de excentricidades de un grafo

Implementación de una librería en Java capaz de calcular grafos conexos, incluidos todos los grafos conexos no isomorfos a un orden dado y sus respectivas tablas de secuencias de excentricidades (para órdenes pequeños). Aparte se ha realizado un estudio del sistema Nauty y se han utilizado sus ficheros auxiliares.

Noninvasive functional and structural exploration of human subcortical structures with high resolution

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, Alemanya, entre 2010 i 2012. El principal objectiu d’aquest projecte era estudiar en detall les estructures subcorticals, en concret, el rol dels ganglis basals en control cognitiu durant processament lingüístic i no-lingüístic. Per tal d’assolir una diferenciació minuciosa en els diferents nuclis dels ganglis basals s’utilitzà ressonància magnètica d’ultra-alt camp i alta resolució (7T-MRI). El còrtex prefrontal lateral i els ganglis basals treballant conjuntament per a mitjançar memòria de treball i la regulació “top-down” de la cognició. Aquest circuit regula l’equilibri entre respostes automàtiques i d’alt-ordre cognitiu. Es crearen tres condicions experimentals principals: frases/seqüències noambigües, no-gramatical i ambigües. Les frases/seqüències no-ambigües haurien de provocar una resposta automàtica, mentre les frases/seqüències ambigües i no-gramaticals produïren un conflicte amb la resposta automàtica, i per tant, requeririen una resposta de d’alt-ordre cognitiu. Dins del domini de la resposta de control, la ambigüitat i no-gramaticalitat representen dues dimensions diferents de la resolució de conflicte, mentre per una frase/seqüència temporalment ambigua existeix una interpretació correcte, aquest no és el cas per a les frases/seqüències no-gramaticals. A més, el disseny experimental incloïa una manipulació lingüística i nolingüística, la qual posà a prova la hipòtesi que els efectes són de domini-general; així com una manipulació semàntica i sintàctica que avaluà les diferències entre el processament d’ambigüitat/error “intrínseca” vs. “estructural”. Els resultats del primer experiment (sintax-lingüístic) mostraren un gradient rostroventralcaudodorsal de control cognitiu dins del nucli caudat, això és, les regions més rostrals sostenint els nivells més alts de processament cognitiu

Guia d’educació afectivosexual

Guia d'educació afectivosexual que va sorgir a partir del taller participatiu que es va dur a terme a la Jornada de la Comunitat d’Educadors/es Socials que es va fer el 22 de febrer de 2008, en la qual es va constituir un grup de professionals de diferents centres que s’encarregaria, entre d’altres qüestions, d’elaborar una guia que pogués servir com a material base per a la resta d’educadors/es dels centres penitenciaris. El material elaborat serveix tant per treballar amb població reclusa masculina com femenina. Aquesta perspectiva de gènere no només s’haurà de tenir en compte de cara als destinataris del manual, sinó també en l’abordatge dels diferents continguts, sobretot per treballar mites i estereotips lligats als rols masculins i femenins en la nostra societat. A més de la perspectiva de gènere, compta amb un element força determinant com és la cultura i la transmissió de valors subjacent, sense entrar en condicionaments morals ni qüestionaments purament filosòfics. En aquesta Guia trobareu una sèrie d’unitats didàctiques classificades segons el vessant del qual parlem (biològic, psicològic, social, sexualitat i afectivitat), les quals inclouen diferents activitats que es poden dur a terme en els centres penitenciaris de Catalunya. Al final hi hem recopilat diversos models d’avaluació perquè pugueu fer un seguiment d’allò que us funciona i d’allò que caldria modificar. A més, si necessiteu més informació, podeu consultar el conjunt de llibres i webs curosament seleccionats atenent a la seva rigorositat i serietat, que citem al final del treball.

Programa de mobilitat segura als centres penitenciaris

Arran de les jornades d’educadors del febrer de 2007 es va constituir un grup de treball d’educadors per crear un programa per a la mobilitat segura. Aquesta proposta va sorgir de la necessitat detectada per la Secretaria de Serveis Penitenciaris, Rehabilitació i Justícia Juvenil (SSPRJJ), com a conseqüència de la reforma del Codi penal. Arran d’aquesta nova legislació s’ha incrementat el nombre d’usuaris que ingressen als serveis penitenciaris per aquests tipus de delictes. El grup d’educadors per a la mobilitat segura crea aquest Programa per donar eines als educadors de presons i als usuaris des de la vessant socioeducativa. En la creació d’aquest programa hem tingut el suport del Servei Català de Trànsit, d’experts de l’equip de Formacció en la matèria de formació de formadors i la Secció d’Educació, Cultura i Esports del Departament de Justícia. Aquest suport s’ha objectivat amb l’aportació de material, llibres, revistes..., així com la supervisió i validació del que tot seguit exposarem. L’estructuració del programa es compon de dos blocs. En una primera part trobem el que són els continguts, és a dir, tot el referent al marc teòric del programa. En aquesta part s’expliquen tots els conceptes bàsics relacionats amb la mobilitat segura. La seva finalitat és donar suport a les sessions del programa. Aquesta part teòrica es divideix en tres apartats: factor humà, via i entorn i vehicle. El factor humà és comú a tots tres, per la qual cosa aquesta divisió és purament analítica i ens serveix per poder esbrinar els factors que influeixen en la mobilitat. En un segon lloc hi trobem totes les dinàmiques i unitats didàctiques per dur a terme la part pràctica del Programa. La metodologia emprada en les pràctiques és la del R-O-A-C que consisteix en: primer, fase de reflexió (R) en què es tracta d’extreure les idees prèvies dels usuaris, el que pensen, saben i creuen al voltant del punt tractat; segon, oferir (O) als usuaris noves experiències perquè incrementin coneixements, millorin habilitats o es replantegin actituds; tercer, aplicar (A) els continguts socioeducatius; quart, conclusió (C) per donar sentit a tots els continguts. Cal destacar la presentació de les dinàmiques en fitxes individuals que faciliten que els professionals puguin treballar i avaluar les sessions individualment segons el seu criteri.

An assessment of gene prediction accuracy in large DNA sequences

One of the first useful products from the human genome will be a set of predicted genes. Besides its intrinsic scientific interest, the accuracy and completeness of this data set is of considerable importance for human health and medicine. Though progress has been made on computational gene identification in terms of both methods and accuracy evaluation measures, most of the sequence sets in which the programs are tested are short genomic sequences, and there is concern that these accuracy measures may not extrapolate well to larger, more challenging data sets. Given the absence of experimentally verified large genomic data sets, we constructed a semiartificial test set comprising a number of short single-gene genomic sequences with randomly generated intergenic regions. This test set, which should still present an easier problem than real human genomic sequence, mimics the approximately 200kb long BACs being sequenced. In our experiments with these longer genomic sequences, the accuracy of GENSCAN, one of the most accurate ab initio gene prediction programs, dropped significantly, although its sensitivity remained high. Conversely, the accuracy of similarity-based programs, such as GENEWISE, PROCRUSTES, and BLASTX was not affected significantly by the presence of random intergenic sequence, but depended on the strength of the similarity to the protein homolog. As expected, the accuracy dropped if the models were built using more distant homologs, and we were able to quantitatively estimate this decline. However, the specificities of these techniques are still rather good even when the similarity is weak, which is a desirable characteristic for driving expensive follow-up experiments. Our experiments suggest that though gene prediction will improve with every new protein that is discovered and through improvements in the current set of tools, we still have a long way to go before we can decipher the precise exonic structure of every gene in the human genome using purely computational methodology.

Improving gene annotation using peptide mass spectrometry

Annotation of protein-coding genes is a key goal of genome sequencing projects. In spite of tremendous recent advances in computational gene finding, comprehensive annotation remains a challenge. Peptide mass spectrometry is a powerful tool for researching the dynamic proteome and suggests an attractive approach to discover and validate protein-coding genes. We present algorithms to construct and efficiently search spectra against a genomic database, with no prior knowledge of encoded proteins. By searching a corpus of 18.5 million tandem mass spectra (MS/MS) from human proteomic samples, we validate 39,000 exons and 11,000 introns at the level of translation. We present translation-level evidence for novel or extended exons in 16 genes, confirm translation of 224 hypothetical proteins, and discover or confirm over 40 alternative splicing events. Polymorphisms are efficiently encoded in our database, allowing us to observe variant alleles for 308 coding SNPs. Finally, we demonstrate the use of mass spectrometry to improve automated gene prediction, adding 800 correct exons to our predictions using a simple rescoring strategy. Our results demonstrate that proteomic profiling should play a role in any genome sequencing project.

GeneID in "Drosophila"

GeneID is a program to predict genes in anonymous genomic sequences designed with a hierarchical structure. In the first step, splice sites, and start and stop codons are predicted and scored along the sequence using position weight matrices (PWMs). In the second step, exons are built from the sites. Exons are scored as the sum of the scores of the defining sites, plus the log-likelihood ratio of a Markov model for coding DNA. In the last step, from the set of predicted exons, the gene structure is assembled, maximizing the sum of the scores of the assembled exons. In this paper we describe the obtention of PWMs for sites, and the Markov model of coding DNA in Drosophila melanogaster. We also compare other models of coding DNA with the Markov model. Finally, we present and discuss the results obtained when GeneID is used to predict genes in the Adh region. These results show that the accuracy of GeneID predictions compares currently with that of other existing tools but that GeneID is likely to be more efficient in terms of speed and memory usage.

Assembling genes from predicted exons in linear time with dynamic programming

In a number of programs for gene structure prediction in higher eukaryotic genomic sequences, exon prediction is decoupled from gene assembly: a large pool of candidate exons is predicted and scored from features located in the query DNA sequence, and candidate genes are assembled from such a pool as sequences of nonoverlapping frame-compatible exons. Genes are scored as a function of the scores of the assembled exons, and the highest scoring candidate gene is assumed to be the most likely gene encoded by the query DNA sequence. Considering additive gene scoring functions, currently available algorithms to determine such a highest scoring candidate gene run in time proportional to the square of the number of predicted exons. Here, we present an algorithm whose running time grows only linearly with the size of the set of predicted exons. Polynomial algorithms rely on the fact that, while scanning the set of predicted exons, the highest scoring gene ending in a given exon can be obtained by appending the exon to the highest scoring among the highest scoring genes ending at each compatible preceding exon. The algorithm here relies on the simple fact that such highest scoring gene can be stored and updated. This requires scanning the set of predicted exons simultaneously by increasing acceptor and donor position. On the other hand, the algorithm described here does not assume an underlying gene structure model. Indeed, the definition of valid gene structures is externally defined in the so-called Gene Model. The Gene Model specifies simply which gene features are allowed immediately upstream which other gene features in valid gene structures. This allows for great flexibility in formulating the gene identification problem. In particular it allows for multiple-gene two-strand predictions and for considering gene features other than coding exons (such as promoter elements) in valid gene structures.

Comparative gene prediction in human and mouse

The completion of the sequencing of the mouse genome promises to help predict human genes with greater accuracy. While current ab initio gene prediction programs are remarkably sensitive (i.e., they predict at least a fragment of most genes), their specificity is often low, predicting a large number of false-positive genes in the human genome. Sequence conservation at the protein level with the mouse genome can help eliminate some of those false positives. Here we describe SGP2, a gene prediction program that combines ab initio gene prediction with TBLASTX searches between two genome sequences to provide both sensitive and specific gene predictions. The accuracy of SGP2 when used to predict genes by comparing the human and mouse genomes is assessed on a number of data sets, including single-gene data sets, the highly curated human chromosome 22 predictions, and entire genome predictions from ENSEMBL. Results indicate that SGP2 outperforms purely ab initio gene prediction methods. Results also indicate that SGP2 works about as well with 3x shotgun data as it does with fully assembled genomes. SGP2 provides a high enough specificity that its predictions can be experimentally verified at a reasonable cost. SGP2 was used to generate a complete set of gene predictions on both the human and mouse by comparing the genomes of these two species. Our results suggest that another few thousand human and mouse genes currently not in ENSEMBL are worth verifying experimentally.

Tandem chimeric transcription as a means to increase protein diversity in the human genome

The “one-gene, one-protein” rule, coined by Beadle and Tatum, has been fundamental to molecular biology. The rule implies that the genetic complexity of an organism depends essentially on its gene number. The discovery, however, that alternative gene splicing and transcription are widespread phenomena dramatically altered our understanding of the genetic complexity of higher eukaryotic organisms; in these, a limited number of genes may potentially encode a much larger number of proteins. Here we investigate yet another phenomenon that may contribute to generate additional protein diversity. Indeed, by relying on both computational and experimental analysis, we estimate that at least 4%–5% of the tandem gene pairs in the human genome can be eventually transcribed into a single RNA sequence encoding a putative chimeric protein. While the functional significance of most of these chimeric transcripts remains to be determined, we provide strong evidence that this phenomenon does not correspond to mere technical artifacts and that it is a common mechanism with the potential of generating hundreds of additional proteins in the human genome.

Extracción de características para la clasificación de estados cognitivos a partir de imágenes FMRI

L’estudi de les funcions cerebrals humanes s’ha incrementat enormement durant els últims anys donada l’aparició de les imatges funcionals de ressonància magnètica (FMRI). Mentre que la tècnica s’ha emprat principalment en la localització de diferents funcions cerebrals, el problema de classificació d’estats cognitius ha estat poc explorat. L’estudi d’aquest problemaés important perquè pot servir com a eina per a detectar i seguir processoscognitius (seqüències d’estats cognitius) amb la finalitat de diagnosticarproblemes en el moment d’executar una tasca complexa.En aquest treball s’investiguen diferents aproximacions per a detectar l’estat cognitiu d’una persona prenent com a base la seva imatge de ressonància magnètica. En particular, s’han investigat varis mecanismes de sel·lecció de característiques així com mètodes d’aprenentatge automàtic pelproblema de la discriminació d’estats cognitius procedents d’estimuls auditius.Es presenten els resultats d’un estudi sobre estímuls musicals.

Utilització d'algorismes genètics per a la composició musical

Aquest memòria presenta un estudi sobre l’aplicació dels algorismes genètics per a lacomposició musical. Es descriu un sistema generador d’un conjunt de melodies i les evoluciona, a través de la iteració de l’algorisme, per a obtenir la millor composició possible, segons unconjunt de normes harmòniques i rítmiques definides arbitràriament.Les regles emprades combinen la modelització de diferents aspectes que la teoria i anàlisimusical occidental contemporani defineix com a essencials per a composar melodies agradables a l’oïda humana. Els trets més importants són melodies amb una certa linealitat, harmonia en lespolifonies i un caràcter rítmic en aquestes composicions.S’ha utilitzat el model d’ Implicació – Realització per a afavorir la linealitat i agradabilitat melòdica, un estudi estadístic de ritme i melodia en peces musicals en format MIDI i la definició per part de l’usuari d’una seqüència d’acords o patró amb el qual les melodies generades hi harmonitzaran.L’algoritme sembla generar satisfactòriament melodies que compleixen amb els aspectesavaluats, i amb la possibilitat de definir diferents seqüències d’acords, el sistema esdevé una eina d’ajuda per a realitzar petites composicions o fragments harmònics d’una manera més automatitzada.