Control of hair cell excitability by vestibular primary sensory neurons.

In the rat utricle, synaptic contacts between hair cells and the nerve fibers arising from the vestibular primary neurons form during the first week after birth. During that period, the sodium-based excitability that characterizes neonate utricle sensory cells is switched off. To investigate whether the establishment of synaptic contacts was responsible for the modulation of the hair cell excitability, we used an organotypic culture of rat utricle in which the setting of synapses was prevented. Under this condition, the voltage-gated sodium current and the underlying action potentials persisted in a large proportion of nonafferented hair cells. We then studied whether impairment of nerve terminals in the utricle of adult rats may also affect hair cell excitability. We induced selective and transient damages of afferent terminals using glutamate excitotoxicity in vivo. The efficiency of the excitotoxic injury was attested by selective swellings of the terminals and underlying altered vestibular behavior. Under this condition, the sodium-based excitability transiently recovered in hair cells. These results indicate that the modulation of hair cell excitability depends on the state of the afferent terminals. In adult utricle hair cells, this property may be essential to set the conditions required for restoration of the sensory network after damage. This is achieved via re-expression of a biological process that occurs during synaptogenesis.

Striatal pre- and postsynaptic profile of adenosine A2A receptor antagonists

Striatal adenosine A2A receptors (A2ARs) are highly expressed in medium spiny neurons (MSNs) of the indirect efferent pathway, where they heteromerize with dopamine D2 receptors (D2Rs). A2ARs are also localized presynaptically in cortico-striatal glutamatergic terminals contacting MSNs of the direct efferent pathway, where they heteromerize with adenosine A1 receptors (A1Rs). It has been hypothesized that postsynaptic A2AR antagonists should be useful in Parkinson's disease, while presynaptic A2AR antagonists could be beneficial in dyskinetic disorders, such as Huntington's disease, obsessive-compulsive disorders and drug addiction. The aim or this work was to determine whether selective A2AR antagonists may be subdivided according to a preferential pre- versus postsynaptic mechanism of action. The potency at blocking the motor output and striatal glutamate release induced by cortical electrical stimulation and the potency at inducing locomotor activation were used as in vivo measures of pre- and postsynaptic activities, respectively. SCH-442416 and KW-6002 showed a significant preferential pre- and postsynaptic profile, respectively, while the other tested compounds (MSX-2, SCH-420814, ZM-241385 and SCH-58261) showed no clear preference. Radioligand-binding experiments were performed in cells expressing A2AR-D2R and A1R-A2AR heteromers to determine possible differences in the affinity of these compounds for different A2AR heteromers. Heteromerization played a key role in the presynaptic profile of SCH-442416, since it bound with much less affinity to A2AR when co-expressed with D2R than with A1R. KW-6002 showed the best relative affinity for A2AR co-expressed with D2R than co-expressed with A1R, which can at least partially explain the postsynaptic profile of this compound. Also, the in vitro pharmacological profile of MSX-2, SCH-420814, ZM-241385 and SCH-58261 was is in accordance with their mixed pre- and postsynaptic profile. On the basis of their preferential pre- versus postsynaptic actions, SCH-442416 and KW-6002 may be used as lead compounds to obtain more effective antidyskinetic and antiparkinsonian compounds, respectively.

Drug abuse, brain calcification and glutamate-induced neurodegeneration

Positive and negative reinforcing systems are part of the mechanism of drug dependence. Drugs with abuse potential may change the manner of response to negative emotional stimuli, activate positive emotional reactions and possess primary reinforcing properties. Catecholaminergic and peptidergic processes are of importance in these mechanisms. Current research needs to understand the types of adaptations that underlie the particularly long-lived aspects of addiction. Presently, glutamate is candidate to play a role in the enduring effects of drugs of abuse. For example, it participates in the chronic pathological changes of corticostriatal terminals produced by methamphetamine. At the synaptic level, a link between over-activation of glutamate receptors, [C(a2+)](i) increase and neuronal damage has been clearly established leading to neurodegeneration. Thus, neurodegeneration can start after an acute over-stimulation whose immediate effects depend on a diversity of calcium-activated mechanisms. If sufficient, the initial insult results in calcification and activation of a chronic on-going process with a progressive loss of neurons. At present, long-term effects of drug dependence underlie an excitotoxicity process linked to a polysynaptic pathway that dynamically regulates synaptic glutamate. Retaliatory mechanisms include energy capability of the neurons, inhibitory systems and cytoplasmic calcium precipitation as part of the neuron-glia interactions. This paper presents an integrated view of these molecular and cellular mechanisms to help understand their relationship and interdependence in a chronic pathological process that suggest new targets for therapeutic intervention.

Platform pricing and consumer foresight: The case of airports

Airports have become platforms that derive revenues from both aeronautical and commercial activities. The demand for these services is characterized by a one-way complementarity in that only air travelers can purchase retail goods at the airport terminals. We analyze a model of optimal airport behavior in which this one-way complementarity is subject to consumer foresight, i.e., consumers may not anticipate in full the ex post retail surplus when purchasing a flight ticket. An airport sets landing fees, and, in addition, also chooses the retail market structure by selecting the number of retail concessions to be awarded. We find that, with perfectly myopic consumers, the airport chooses to attract more passengers via low landing fees, and also sets the minimum possible number of retailers in order to increase the concessions’ revenues, from which it obtains the largest share of profits. However, even a very small amount of anticipation of the consumer surplus from retail activities changes significantly the airport’s choices: the optimal airport policy is dependent on the degree of differentiation in the retail market. When consumers instead have perfect foresight, the airport establishes a very competitive retail market, where consumers enjoy a large surplus. This attracts passengers and it is exploited by the airport by charging higher landing fees, which then constitute the largest share of its profits. Overall, the airport’s profits are maximal when consumers have perfect foresight. Keywords: two-sided markets, platform pricing, one-way demand complementarity, consumer foresight. JEL classification: L1, L2, L93.

The Spatial effects of transportation on industrial employment

This paper examines the direct and indirect impacts of transport infrastructure on industrial employment. We estimate regressions with spatial econometric methods using data from the Spanish regions for the period 1995-2008. We find that the density of motorways and the amount of port traffic (particularly general non-containerized and container traffic) are significant determinants of industrial employment in the region, while the effects of railway density and the amount of airport traffic are unclear. Our empirical analysis shows the existence of significant negative spatial spillovers for the density of motorways and levels of container port traffic while the impact of general non-containerized port traffic seems to be mainly local.

Overexpression of guanylate cyclase activating protein 2 in rod photoreceptors in vivo leads to morphological changes at the synaptic ribbon.

Guanylate cyclase activating proteins are EF-hand containing proteins that confer calcium sensitivity to retinal guanylate cyclase at the outer segment discs of photoreceptor cells. By making the rate of cGMP synthesis dependent on the free intracellular calcium levels set by illumination, GCAPs play a fundamental role in the recovery of the light response and light adaptation. The main isoforms GCAP1 and GCAP2 also localize to the synaptic terminal, where their function is not known. Based on the reported interaction of GCAP2 with Ribeye, the major component of synaptic ribbons, it was proposed that GCAP2 could mediate the synaptic ribbon dynamic changes that happen in response to light. We here present a thorough ultrastructural analysis of rod synaptic terminals in loss-of-function (GCAP1/GCAP2 double knockout) and gain-of-function (transgenic overexpression) mouse models of GCAP2. Rod synaptic ribbons in GCAPs−/− mice did not differ from wildtype ribbons when mice were raised in constant darkness, indicating that GCAPs are not required for ribbon early assembly or maturation. Transgenic overexpression of GCAP2 in rods led to a shortening of synaptic ribbons, and to a higher than normal percentage of club-shaped and spherical ribbon morphologies. Restoration of GCAP2 expression in the GCAPs−/− background (GCAP2 expression in the absence of endogenous GCAP1) had the striking result of shortening ribbon length to a much higher degree than overexpression of GCAP2 in the wildtype background, as well as reducing the thickness of the outer plexiform layer without affecting the number of rod photoreceptor cells. These results indicate that preservation of the GCAP1 to GCAP2 relative levels is relevant for maintaining the integrity of the synaptic terminal. Our demonstration of GCAP2 immunolocalization at synaptic ribbons at the ultrastructural level would support a role of GCAPs at mediating the effect of light on morphological remodeling changes of synaptic ribbons.

An energy efficient vertical handover decision algorithm

As wireless communications evolve towards heterogeneousnetworks, mobile terminals have been enabled tohandover seamlessly from one network to another. At the sametime, the continuous increase in the terminal power consumptionhas resulted in an ever-decreasing battery lifetime. To that end,the network selection is expected to play a key role on howto minimize the energy consumption, and thus to extend theterminal lifetime. Hitherto, terminals select the network thatprovides the highest received power. However, it has been provedthat this solution does not provide the highest energy efficiency.Thus, this paper proposes an energy efficient vertical handoveralgorithm that selects the most energy efficient network thatminimizes the uplink power consumption. The performance of theproposed algorithm is evaluated through extensive simulationsand it is shown to achieve high energy efficiency gains comparedto the conventional approach.

Image Segmentation Using Information Bottleneck Method

In image processing, segmentation algorithms constitute one of the main focuses of research. In this paper, new image segmentation algorithms based on a hard version of the information bottleneck method are presented. The objective of this method is to extract a compact representation of a variable, considered the input, with minimal loss of mutual information with respect to another variable, considered the output. First, we introduce a split-and-merge algorithm based on the definition of an information channel between a set of regions (input) of the image and the intensity histogram bins (output). From this channel, the maximization of the mutual information gain is used to optimize the image partitioning. Then, the merging process of the regions obtained in the previous phase is carried out by minimizing the loss of mutual information. From the inversion of the above channel, we also present a new histogram clustering algorithm based on the minimization of the mutual information loss, where now the input variable represents the histogram bins and the output is given by the set of regions obtained from the above split-and-merge algorithm. Finally, we introduce two new clustering algorithms which show how the information bottleneck method can be applied to the registration channel obtained when two multimodal images are correctly aligned. Different experiments on 2-D and 3-D images show the behavior of the proposed algorithms

Domo Hogar, Automatització de l'habitatge

En aquest projecte crearem un sistema per automatitzar els diferents dispositius que podem trobar en una casa. En primer lloc dissenyarem el hardware que serà el sistema nerviós des del que controlarem els dispositius a través del port USB d’un ordinador. Aquest sistema nerviós serà el punt d’interconnexió entre els dispositius de la casa i l’ordinador central que els controlarà. A nivell de hardware, a més a més del mòdul d’entrades i sortides d’interconnexió amb els dispositius que hem esmentat, ens trobem amb la necessitat d’instal•lar un ordinador central i diferents aparells repartits per la casa per poder realitzar les nostres necessitats (accions dels diferents dispositius) des de qualsevol punt de la casa. Amb aquests requeriments haurem d’estudiar les diferents possibilitats per fer el nostre sistema el màxim d’eficaç possible. Finalitzat l’estudi del hardware necessari pel nostre projecte, el següent pas és dissenyar el software. Aquest software serà l’aplicació encarregada de controlar tot el maquinari que hem dissenyat anteriorment i rebrà el nom de DOMO HOGAR. Aquest estarà format per dos programes diferents, DOMO HOGAR SERVER i DOMO HOGAR TERMINAL, cadascun d’ells amb unes funcions específiques. DOMO HOGAR SERVER serà l’aplicació que residirà a l’ordinador central i que permetrà a l’administrador gestionar totes les parts de les que forma part el nostre sistema: dispositius, tasques, pre-condicions, etc... També des d’aquesta aplicació editarem el panell tàctil que mostrarem des dels diferents terminals de l’habitatge. Per últim, aquesta aplicació també s’encarregarà de resoldre les peticions que farem, tant de l’ordinador central com dels terminals, i gestionar les diferents sortides en funció de l’acció a realitzar. Paral•lelament ens trobarem l’aplicació DOMO HOGAR TERMINAL que residirà en cada un dels terminals que hi hagi a la casa. Aquesta aplicació s’inicialitzarà llegint la configuració del panell tàctil de la base de dades de l’aplicació servidor resident a l’ordinador central i reconstruint una rèplica d’aquest panell tàctil. Finalment des d’aquesta aplicació terminal podrem donar ordres que seran emmagatzemades a la llista de tasques pendents de l’ordinador central perquè les resolgui des de l’aplicació del servidor. DOMO HOGAR ha estat creat per facilitar i confortar la vida quotidiana de les persones agilitzant el nostre dia a dia i permetent-nos invertir el nostre temps en les coses realment importants.

Automatització d'una planta de processos químics

Resum L’any 1969 es van començar a comercialitzar els sistemes digitals programables coneguts com autòmats programables o PLC’s, utilitzats per controlar qualsevol tipus de procés industrial. Al llarg de tots aquests anys, aquests sistemes i tota la tecnologia en general han evolucionat molt, i només és qüestió de temps que la tecnologia que utilitzem avui en dia quedi obsoleta i substituïda per una de millors característiques i amb més avantatges. Aquest és el motiu de l’elaboració d’aquest treball, que com a objectiu pretén modernitzar un procés de fabricació d’una industria química que ha quedat molt limitat a causa de l’antiguitat de la instal•lació. Per dur a terme aquesta modernització, s’introdueixen sistemes de control amb majors prestacions, s’utilitzen xarxes de comunicacions per facilitar el muntatge elèctric de la instal•lació i un sistema de supervisió i adquisició de dades per poder obtenir un control més estricte del procés de fabricació i de tots els factors que intervenen. El funcionament del procés de fabricació és que a partir d’unes matèries primeres líquides emmagatzemades en dipòsits, es dosifiquin aquestes matèries en l’ordre i la quantitat desitjada dins un o diversos recipients per barrejar-les i aplicar els tractaments que siguin necessaris. Tot aquest procés està controlat per un autòmat programable, i disposa de diferents terminals operadors per poder interactuar amb el sistema. També té implementat un sistema SCADA en diversos ordinadors per aportar una visió general de la planta en temps real, un registre de dades dels paràmetres que es controlen i alhora serveix per enllaçar amb la xarxa d’ordinadors existent. Com annex d’aquest treball, es presenten els esquemes elèctrics i el programa de l’autòmat programable per veure totes les característiques elèctriques dels dispositius i el mètode de funcionament del procés. S’ha aconseguit donar un salt tecnològic i poder gaudir de tots els avantatges que ofereixen les noves tecnologies, que com a resultat s’ha optimitzat i millorat el procés de fabricació. De totes les conclusions, la més destacada és la d’haver dissenyat un sistema de control basat en una estructura descentralitzada molt flexible, que es pot expandir i adaptar fàcilment als possibles canvis.

L' Impacte de la mort en estudiants d'infermeria durant el seu primer període de pràctiques

La mort i el procés de morir són fets quotidians en les persones grans i, conseqüentment, en els centres sociosanitaris, on bona part de les persones usuàries són d’edat avançada. Tot i que es tracta d’un fenomen natural que s’inclou dins del cicle vital de les persones, en la nostra societat la mort encara provoca rebuig, por, ansietat, tristesa i inquietud. En aquest marc, les estudiants1 d’infermeria són un col·lectiu que poden patir especialment l’impacte de la mort. Primer, perquè com a membres de la societat tenen interioritzat el codi social preestablert envers aquest tema i, segon, perquè durant la seva formació estan en contacte amb persones que estan al final de la vida i poden presenciar vivències de mort. En el primer període de pràctiques dels estudis d’infermeria, les estudiants han de fer front a diverses situacions del dia a dia fins aleshores desconegudes. Els conflictes interpersonals amb l'equip de treball i la inseguretat sobre les habilitats i les competències professionals són alguns dels aspectes que acostumen a viure amb més tensió. Tot i això, el que més impacte els provoca és la cura de les persones al final de la vida. Davant d'una situació de tensió, la persona viu un component estressor, que suposa el punt d’inflexió. A partir d’aquí s’activen els components adaptatius, que és el que emocionalment fa que la persona pugui fer front a aquesta situació estressant. A més, hi ha un component de suport, que són les ajudes que té. Segons com es treballi el component adaptatiu farà que la persona reaccioni en un futur de forma més automàtica i inconscient o, al contrari, que la persona respongui de forma més conscient i intencionada. El present treball està concebut per comprendre quins elements psicosocials – components estressors i components de suport– poden afectar a les estudiants que presencien la vivència de la mort de malalts geriàtrics terminals en el primer període de pràctiques en un centre sociosanitari. S’ha dissenyat un estudi descriptiu transversal quantitatiu, de caràcter exploratori, per tal de descriure la freqüència i algunes característiques psicosocials al voltant de la mort en estudiants d'infermeria en el seu primer període de pràctiques, tant a nivell personal com a nivell professional. La mostra de l'estudi són 65 estudiants, la majoria són dones d'entre els 18 i els 29 anys –més d’un 90%–. Els resultats indiquen que un 80% dels futurs professionals estudiats han patit la mort d’alguna persona significativa al llarg de la seva vida; d'aquests, gairebé un de cada quatre presenta dol complicat. Quant a la vivència de mort en les pràctiques, el 83% l'ha experimentat. Tot i aquest elevat percentatge, no totes les experiències tenen una connotació negativa. En prop de la meitat dels casos, les morts són percebudes com una experiència enriquidora i natural. Els components estressors més impactants que les estudiants han viscut durant les pràctiques per la mort d’alguna persona malalta són: la reacció de la família del finat, el patiment que es genera al seu voltant, algun signe o símptoma físic experimentat pel malalt al final del procés, i la pròpia reacció emocional. Els components de suport expressats són: saber gestionar les pròpies emocions, tenir més formació sobre relació d’ ajuda i empatia, tenir més formació en control de símptomes i comunicació, per atendre usuaris –tant malalts com familiars- i que algú els informés i orientés en el procés. Altres resultats a tenir en compte són que la població estudiada té més preocupació o inquietud per la mort i el procés de morir de la persona estimada i menys per la pròpia mort. A més, tot i que la meitat no hagués escollit geriatria com opció a les primeres pràctiques clíniques, gairebé tot el grup estudiat ho recomanaria després d'haver viscut l'experiència. Les implicacions pràctiques d'aquest estudi porten a pensar que es pot reorientar la informació i preparació que es dóna a les estudiants d’infermeria abans del primer contacte amb la realitat dels centres sociosanitaris, així com també el paper de formació i suport que pot fer tant la persona tutora de pràctiques com les infermeres de referència dels diferents centres. En conclusió, caldria dissenyar estratègies formatives i de suport entorn a la preparació psicològica personal de l’estudiant; entorn a l’acompanyament, les cures pal·liatives i el dol; i valorar la seva eficiència en el futur.