Bases neuroestructurals i neurofuncionals de la discalcúlia del desenvolupament

La discalcúlia del desenvolupament (DD) és un trastorn de l'aprenentatge que afecta a la correcta adquisició i execució de les habilitats aritmètiques, i que comporta una discrepància entre la capacitat per al càlcul i el quocient d'intel•ligència. La prevalença és d'un 3 a un 6%, similar a la d'altres trastorns del desenvolupament. Existeix comorbilitat de la DD amb altres trastorns del desenvolupament: amb la dislèxia en un 17% i amb el trastorn per dèficit d'atenció/hiperactivitat en un 20%. Es creu que l'origen neural de la DD es localitzaria al lòbul parietal, i en concret, estudis actuals de neuroimatge recolzen el solc intraparietal (IPS) com la regió clau del processament aritmètic. Tot i així, també hi participarien altres regions cerebrals, com el lòbul prefrontal. L'objectiu del nostre projecte és aprofundir en els dèficits anatòmics i funcionals associats als dèficits numèrics en persones amb discalcúlia pura, amb DD associada a dislèxia i amb DD associada a TDA/H. La determinació de diferents patrons de dèficits neurals i de rendiment cognitiu, en aquests tres grups de pacients, ajudaria a l'elaboració de programes de reeducació més específics, i repercutiria positivament en el tractament de la DD. En el present estudi, s'evaluaren neuropsicològicament i mitjançant ressonància magnètica funcional 22 nens i nenes amb DD pura i cómorbida amb dislèxia i TDA/H. En el present moment, l'estudi es troba a la fase de recollida de dades.

Bases genètiques de la malformació de Chiari

La Malformació de Chiari tipus I (MCI) ha estat definida tradicionalment com la herniació de les amígdales cerebel•loses d’almenys 5mm, a través del forat mange. En general, els símptomes es posen de manifest durant la segona o tercera dècada de vida, tot i que s’han descrit casos pediàtrics. Donada la complexitat del quadre clínic, per realitzar un diagnòstic adient es requereix avaluació clínica i estudi de neuroimatge. La tècnica de preferència és la ressonància magnètica d’imatge, considerant-se actualment com a pacients de MCI aquells que presenten un descens de les amígdales superior a 3mm per sota del forat magne. L'existència de casos asimptomàtics dificulta establir una prevalença concreta, però s’ha estimat que podria estar entre 1/1000 a 1/5000 sent major en dones que en homes (2:1 aproximadament). Fins el moment, es desconeix l’etiologia de la malaltia però la hipòtesi més acceptada és que MCI és deguda al desenvolupament insuficient del mesoderm paraxial. Diferents estudis realitzats fins el moment evidencien que almenys, un subgrup de pacients amb MCI són deguts a contribució genètica: 1) casos d’agregació familiar amb afectes en tres generacions; 2) estudis de bessons 3) associació amb síndromes genètics coneguts amb herència mendeliana produïts per anomalies óssies que donen suport a la hipòtesi de la insuficiència del mesoderm com a causa de MCI. Davant l’evidència clara d’un component genètic com a principal causant de l’etiologia de MCI, l’objectiu del projecte va ser la identificació de les bases genètiques de la MCI, tant en gens responsables de les formes mendelianes com en gens responsables de les formes complexes de MCI mitjançant dues estratègies: 1-Identificació de variants genètiques de susceptibilitat en pacients amb MCI mitjançant estudis d’associació de tipus cas-control. 2-Anàlisi genètic de formes monogèniques mitjançant l’anàlisi de lligament a marcardors polimòrfics i la seqüenciació del DNA a gran escala.

Fenotipos de válvula aórtica bicúspide y dilatación de aorta ascendente: estudio mediante cardiorresonancia.

El objetivo del estudio ha sido caracterizar mediante cardiorresonancia los fenotipos de válvula aórtica bicúspide (VAB) y su asociación con patrones de dilatación de aorta ascendente (AA). En este estudio la VAB fenotipo 1 (fusión velo coronario derecho -izquierdo) es la más prevalente y se asocia a coartación aórtica, insuficiencia aórtica moderada-severa y dilatación de raiz aórtica. El fenotipo 2 de VAB (fusión velo coronario derecho- no coronario) se asocia a dilatación de porción tubular aórtica. La edad predice dilatación de AA en pacientes con VAB y la estenosis aórtica moderada-severa es un factor protector contra dicha dilatación.

An alternative approach to fundamental general physics concepts

An alternative approach to the fundamental general physics concepts has been proposed. We demonstrate that the electrostatic potential energy of a discrete or a continuous system of charges should be stored by the charges and not the field. It is found that there is a possibility that any electric field has no energy density, as well as magnetic field. It is found that there is no direct relation between the electric or magnetic energy and photons. An alternative derivation of the blackbody radiation formula is proposed. It is also found that the zero-point of energy of electromagnetic radiation may not exist.

Disseny d’un sistema de recàrrega dinámica de vehicles elèctrics mitjançant witricitat en camps de ressonància

Amb aquest projecte es pretén dissenyar un sistema de recàrrega de les bateries delsvehicles elèctrics mentre aquests funcionen, i d’aquesta forma disminuir ladependència d’aquests al nivell de càrrega de la bateria, conferir-los més autonomia itransformar el temps de recàrrega del vehicle en temps útil de conducció. El sistema estarà format per un grup de bobines fixades al paviment i connectades enparal•lel al llarg de la calçada de la via per on el vehicle elèctric circularà, el qual tambéincorporarà, en la part inferior, una bobina en ressonància magnètica amb lesanteriorment anomenades. Les bobines immòbils, que estaran connectades a la xarxaelèctrica, induiran en la bobina fixada al vehicle un corrent elèctric a partir dels circuitsressonants als quals estan connectades. S’estudiarà la configuració més òptimad’aquest sistema per tal de subministrar la potència necessària per carregar la bateria,tenint en compte la despesa energètica extra derivada del fet de realitzar-ho enmoviment

Disseny i implementació d'eines didàctiques per facilitar l'aprenentatge de principis de la física

Estudi de dues possibilitats de disseny i implementació d'eines didàctiques amb les biblioteques Physlets i Java3D, per a ser utilitzades en una pàgina web d'electromagnetisme. Com a resultat d'aquest estudi s'han desenvolupat dues aplicacions basades en el principi físic d'inducció magnètica i les seves aplicacions. L'estudi de les biblioteques Physlets i Java3D serveix per comprovar les seves virtuts i limitacions, i a la vegada sospesar la capacitat matemàtica de la primera amb les possibilitats gràfiques i disseny en 3D de la segona.

Entorn de suport al diagnòstic d'estenosi de caròtida

L’objectiu d’aquest projecte és ampliar la plataforma Starviewer integrant els mòdulsnecessaris per donar suport al diagnòstic de l’estenosi de caròtida permetentinterpretar de forma més fàcil les imatges Angiografia per Ressonància Magnètica(ARM). La plataforma Starviewer és un entorn informàtic que integra funcionalitatsbàsiques i avançades pel processament i la visualització d’imatges mèdiques. Estàdesenvolupat pel Grup d’Informàtica Gràfica de la Universitat de Girona i l’Institut deDiagnòstic per la Imatge (IDI) de l’hospital Dr. Josep Trueta. Una de les limitacions de la plataforma és el no suportar el tractament de lesions delsistema vascular. Per això ens proposem a corregir-ho i ampliar les seves extensionsper a poder diagnosticar l’estenosi de caròtida

Desenvolupament d'un node sensor sense fils autoalimentat. Mòdul piezo-magnètic

En aquest projecte es pretén implementar un dispositiu capaç de ser auto-suficient i no dependre de cap tipus de pila, bateria o fil elèctric que l’abasteixi d’energia elèctrica. El dispositiu recol·lectarà la energia magnètica generada per la corrent elèctrica a un fil i la transformarà en energia elèctrica, que serà emmagatzemada per el seu posterior ús. A demès, aquest projecte s’ha desenvolupat en col·laboració amb un segon projecte, dintre del qual s’implementarà una xarxa de sensors, mitjançant el protocol MIWI. Aquest projecte es divideix en tres grans blocs. El primer bloc del projecte serà una introducció teòrica de tots els coneixements relacionats amb el concepte d’energy harvesting i els mecanismes físic implicats. Al segon bloc podrem veure com s’han realitzat els càlculs, simulacions i posada en marxa, dels diferents elements que formaran el dispositiu recol·lector d’energia. Per últim en el tercer bloc veurem el prototip ja implementat. Es valoraran els resultats obtinguts, i es veuran els temps que necessitarà per alimentar al microcontrolador.

Simple finite field method for calculation of static and dynamic vibrational hyperpolarizabilities: curvature contributions

In the static field limit, the vibrational hyperpolarizability consists of two contributions due to: (1) the shift in the equilibrium geometry (known as nuclear relaxation), and (2) the change in the shape of the potential energy surface (known as curvature). Simple finite field methods have previously been developed for evaluating these static field contributions and also for determining the effect of nuclear relaxation on dynamic vibrational hyperpolarizabilities in the infinite frequency approximation. In this paper the finite field approach is extended to include, within the infinite frequency approximation, the effect of curvature on the major dynamic nonlinear optical processes

Nuclear magnetic resonance chemical shifts with the statistical average of orbital-dependent model potentials in Kohn-Sham density functional theory

The performance of the SAOP potential for the calculation of NMR chemical shifts was evaluated. SAOP results show considerable improvement with respect to previous potentials, like VWN or BP86, at least for the carbon, nitrogen, oxygen, and fluorine chemical shifts. Furthermore, a few NMR calculations carried out on third period atoms (S, P, and Cl) improved when using the SAOP potential

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

Hypoxia and vasculature in models of lung cancer: implications for targeted therapeutics

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Stanford University School of Medicine. Division of Radiation Oncology, Estats Units, entre 2010 i 2012. Durant els dos anys de beca postdoctoral he estat treballant en dos projectes diferents. En primer lloc, i com a continuació d'estudis previs del grup, volíem estudiar la causa de les diferències en nivells d'hipòxia que havíem observat en models de càncer de pulmó. La nostra hipòtesi es basava en el fet que aquestes diferències es devien a la funcionalitat de la vasculatura. Vam utilitzar dos models preclínics: un en què els tumors es formaven espontàniament als pulmons i l'altre on nosaltres injectàvem les cèl•lules de manera subcutània. Vam utilitzar tècniques com la ressonància magnètica dinàmica amb agent de contrast (DCE-MRI) i l'assaig de perfusió amb el Hoeschst 33342 i ambdues van demostrar que la funcionalitat de la vasculatura dels tumors espontanis era molt més elevada comparada amb la dels tumors subcutanis. D'aquest estudi, en podem concloure que les diferències en els nivells d'hipòxia en els diferents models tumorals de càncer de pulmó podrien ser deguts a la variació en la formació i funcionalitat de la vasculatura. Per tant, la selecció de models preclínics és essencial, tant pels estudi d'hipòxia i angiogènesi, com per a teràpies adreçades a aquests fenòmens. L'altre projecte que he estat desenvolupant es basa en l'estudi de la radioteràpia i els seus possibles efectes a l’hora de potenciar l'autoregeneració del tumor a partir de les cèl•lules tumorals circulants (CTC). Aquest efecte s'ha descrit en alguns models tumorals preclínics. Per tal de dur a terme els nostres estudis, vam utilitzar una línia tumoral de càncer de mama de ratolí, marcada permanentment amb el gen de Photinus pyralis o sense marcar i vam fer estudis in vitro i in vivo. Ambdós estudis han demostrat que la radiació tumoral promou la invasió cel•lular i l'autoregeneració del tumor per CTC. Aquest descobriment s'ha de considerar dins d'un context de radioteràpia clínica per tal d'aconseguir el millor tractament en pacients amb nivells de CTC elevats.

New Radicals and new applications of Dynamic Nuclear Polarization of biological systems

Dynamic Nuclear Polarization (DNP) is an emerging technique that could revolutionize the NMR study of small molecules at very low concentrations by the increase in sensitivity that results from transfer of polarization between electronic and nuclear spins. Although the underlying physics has been known for a long time, in the last few years there has been a lot of excitement on the chemistry and biology NMR community caused by the demonstration that the highly polarized nuclei that are prepared in solid state at very low temperatures (1-2 K) could be rapidly transferred to liquid samples at room temperature and studied in solution by conventional NMR techniques. In favorable cases several order of magnitude increases in sensitivity have been achieved. The technique is now mature enough that a commercial instrument is available. The efficiency of DNP depends on two crucial aspects: i) the efficiency of the nuclear polarization process and ii) the efficiency of the transfer from the initial solid state to the fluid state in which NMR is measured. The preferred areas of application (iii) will be dictated by situations in which the low concentration of the sample or its intrinsic low receptivity are the limiting factors .

Mapeo cerebral en el paciente despierto en las resecciones de tumoraciones cerebrales supratentoriales. Metodología, eficacia y seguridad de la técnica.

Estudio prospectivo sobre la realización de cirugía cerebral con el paciente despierto para la exéresis de lesiones cerebrales que afectan o se encuentran cerca de áreas elocuentes (área motora, sensitiva, del lenguaje y visual). El trabajo se centra en los grados de resección que se consiguen en esta clase de cirugía, metodología a seguir, tolerancia de los pacientes, evolución de la sintomatología tras la cirugía y complicaciones intra y postoperatorios.

Characterization of myocardial deformation in patients with different etiologies of left ventricular hypertrophy by using strain distribution from Magnetic Resonance Imaging

Introducción y objetivos. Se ha señalado que, en la miocardiopatía hipertrófica (MCH), la desorganización de las fibras regionales da lugar a segmentos en los que la deformación es nula o está gravemente reducida, y que estos segmentos tienen una distribución no uniforme en el ventrículo izquierdo (VI). Esto contrasta con lo observado en otros tipos de hipertrofia como en el corazón de atleta o la hipertrofia ventricular izquierda hipertensiva (HVI-HT), en los que puede haber una deformación cardiaca anormal, pero nunca tan reducida como para que se observe ausencia de deformación. Así pues, proponemos el empleo de la distribución de los valores de strain para estudiar la deformación en la MCH. Métodos. Con el empleo de resonancia magnética marcada (tagged), reconstruimos la deformación sistólica del VI de 12 sujetos de control, 10 atletas, 12 pacientes con MCH y 10 pacientes con HVI-HT. La deformación se cuantificó con un algoritmo de registro no rígido y determinando los valores de strain sistólico máximo radial y circunferencial en 16 segmentos del VI. Resultados. Los pacientes con MCH presentaron unos valores medios de strain significativamente inferiores a los de los demás grupos. Sin embargo, aunque la deformación observada en los individuos sanos y en los pacientes con HVI-HT se concentraba alrededor del valor medio, en la MCH coexistían segmentos con contracción normal y segmentos con una deformación nula o significativamente reducida, con lo que se producía una mayor heterogeneidad de los valores de strain. Se observaron también algunos segmentos sin deformación incluso en ausencia de fibrosis o hipertrofia. Conclusiones. La distribución de strain caracteriza los patrones específicos de deformación miocárdica en pacientes con diferentes etiologías de la HVI. Los pacientes con MCH presentaron un valor medio de strain significativamente inferior, así como una mayor heterogeneidad de strain (en comparación con los controles, los atletas y los pacientes con HVI-HT), y tenían regiones sin deformación.