Empleo de óptica adaptativa y fluorescencia en un oftalmoscopio laser de barrido para el registro de células

Estudio elaborado a partir de una estancia en la Universidad de Rochester, Estados Unidos, de octubre del 2006 a enero del 2007. La estancia realizada en la Universidad de Rochester estuvo orientada al aprendizaje en profundidad del oftalmoscopio láser de barrido. El oftalmoscopio láser de barrido emplea una técnica confocal con la finalidad de visualizar diferentes estructuras retinianas en seres vivos. El instrumento diseñado y desarrollado en el Centro de Ciencias de la Visión incorpora un sistema de óptica adaptativa y fluorescencia. La óptica adaptativa aplicada en este oftalmoscopio tiene como objetivo corregir las aberraciones existentes en el ojo y así permitir observar detalles de la retina que de otra forma se verían emborronados. De esta forma se consigue alcanzar valores de resolución muy cercanos a los impuestos por difracción. Por otro lado el uso de fluorescencia tiene por objetivo el permitir la visualización de células y estructuras que, de no ser teñidas, son transparentes a la luz y visible. Esta técnica se ha estado utilizando principalmente en primates y ratas, aunque actualmente también se están llevando a cabo medidas de células de epitelio pigmentario en seres humanos ya que el pigmento contenido en estas células permite la aplicación de la fluorescencia sin necesidad de utilizar tinción.

Una aproximació d'aprenentatge automàtic per a extracció d'informació adaptativa

Les tècniques de clustering poden ajudar a reduir la supervisió en processos d'obtenció de patrons per a Extracció d'Informació. En aquest treball, que abarca un període de 4 anys de recerca, es comença per estudiar la representació de documents més adequada per a la tasca de clustering. Per tal d'evitar els biaixos dels mètodes individuals de clustering, es consideren mètodes de clustering conjunt. S'exploren diversos mètodes de combinació supervisada, i s'hi afegeixen estratègies automàtiques per a determinar el nombre de clusters de la combinació. També es consideren mecanismes per a obtenir clusterings conjunts ponderats, així com estratègies de combinació no supervisada. Finalment, els resultats del clustering s'utilitzen en un sistema d'adquisició de patrons per a substituir els elements de supervisió humana. Totes aquestes estratègies i mètodes s'avaluen en tasques de clustering de documents i adquisició de patrons usant dades reals. Es comprova que els mots com representació de documents superen altres models per a la tasca de clustering, així com que el clustering conjunt supera les limitacions dels clusterings individuals, i que les estratègies no supervisades d'adquisició de patrons obtenen resultats competitius respecte a les estratègies supervisades.

Librería visual adaptativa para integrar servicios de un touroperador en plataformas web

La innovación abierta (Open innovation) se presenta como una oportunidad para combinar los conocimientos internos de la venta de servicios vacacionales combinado con los conocimientos de tecnologías innovadoras. El desarrollo de una librería visual adaptativa pretende ser una solución a la tendencia de cambio actual y a las dificultades de integración de los servicios vacacionales. En el transcurso del proyecto se desarrolla un marco de trabajo que permita cumplir los objetivos marcados para la librería.

Dominància i ocupació de l'espai en grups de primats no-humans: un model basat en conducta adaptativa

L'estructura jeràrquica és una de les característiques fonamentals de les societats de primats, que condiciona en gran mesura el comportament dels individus que conviuen al grup, però quines lleis regeixen la formació i l'estructura d'aquestes jerarquies?, per què en determinats grups els subjectes més dominants se situen al centre del grup i en altres de la mateixa espècie no? En el camp de la conducta animal s"han proposat múltiples hipòtesis però cap totalment satisfactòria, ja que a causa de les múltiples variables que hi influeixen és difícil desenvolupar una teoria que expliqui tota la complexitat que s"observa empíricament. La nostra proposta d"estudi es basa en l"enfocament de la modelització de la conducta adaptativa, la qual ens permet, mitjançant la simulació informàtica, implementar moltes de les variables que autors com Gust (1995), Koenig (2001) i Barta & Giraldeau (1998) han considerat importants per a l"estructura de formacions jeràrquiques en primats. Seguint el model proposat per Hemelrijk (1998), hem programat un simulador basat en agents, en el qual les regles de conducta implementades fan emergir estructures jeràrquiques complexes. En una primera fase de la investigació, que es desenvolupa en el present article, hem replicat els estudis de Hemelrijk (1996). Com els nostres resultats coincideixen amb els obtinguts per Hemelrijk, en posteriors treballs implementarem noves variables al nostre model.

La ramaderia de muntanya sota el canvi climàtic : estudi sobre la vulnerabilitat i la capacitat adaptativa de les explotacions ramaderes convencionals del Pallars Sobirà

La continuïtat de la ramaderia a les zones muntanyoses es troba en risc sever. El canvi climàtic és un fenomen que es suma a la ja precària situació de la ramaderia al Pallars Sobirà, castigada pel despoblament, l’envelliment de la població i la crisi econòmica. En aquest context, les entrevistes realitzades mostren com els ramaders, tot i ser conscients dels creixents fenòmens climàtics extrems, com les sequeres, a la zona, la seva capacitat adaptativa es veu reduïda per causa d’aquests estressos socioeconòmics. Entre ells, el procés d’envelliment posa en risc el manteniment del coneixement tradicional que és un dels aspectes clau en l’adaptació. Tanmateix, les estratègies d’adaptació a estressos climàtics posades en pràctica actualment pels ramaders són limitades i tenen un marcat caràcter reactiu.

Treball de camp a una colònia de xatrac comú (sterna hirundo) en Alemanya

Estudio elaborado a partir de una estancia en el Institut fur Vogelforschung. El objeto de la estancia fue participar en la campaña de campo en la colonia de Charrán común (Sterna hirundo) situada en Wilhelmshaven (Alemania), entre los meses de mayo y agosto de 2005. Esta participación se llevó a cabo bajo la dirección del Prof. Dr. Peter H. Becker y junto a su equipo. Se participó en la recogida rutinaria de datos de la colonia así como en distintas técnicas relacionadas con el presente proyecto, como el marcaje de pollos, su observación directa desde escondites y la recogida de distintas muestras biológicas. El objetivo principal era continuar con la obtención de datos para el trabajo de investigación sobre la influencia de la calidad y la condición parental en la manipulación adaptativa de la razón de sexos y la asignación por sexos. La obtención de datos se basa en la implantación de transponders en pollos, que permiten la identificación de cada charrán de por vida. La combinación de esta información con la observación directa de cebas hace de la colonia un lugar excepcional, lo que permite conocer los factores que influyen en las tendencias que existan. Sin embargo, el objetivo específico de la campaña se centraba en investigar la variabilidad individual de la respuesta inmune en los pollos de charrán en relación a un número de atributos de los propios pollos (sexo, tamaño, tasa de crecimiento, proteínas en plasma, hematocrito, carga parasitaria, carotenos en plasma, isótopos de las plumas), de los padres (fecha y tamaño de puesta, calidad parental) y de las condiciones de cría (orden de eclosión, densidad de la sub-colonia). Los resultados de estos datos obtenidos durante la campaña respaldan que existe una influencia de la condición nutricional y la calidad parental en la respuesta immune de los pollos, debida probablemente a un esfuerzo reproductivo diferencial.

Underwater Gigamosaicing

El procés de fusió de dues o més imatges de la mateixa escena en una d'única i més gran és conegut com a Image Mosaicing. Un cop finalitzat el procés de construcció d'un mosaic, els límits entre les imatges són habitualment visibles, degut a imprecisions en els registres fotomètric i geomètric. L'Image Blending és l'etapa del procediment de mosaicing a la que aquests artefactes són minimitzats o suprimits. Existeixen diverses metodologies a la literatura que tracten aquests problemes, però la majoria es troben orientades a la creació de panorames terrestres, imatges artístiques d'alta resolució o altres aplicacions a les quals el posicionament de la càmera o l'adquisició de les imatges no són etapes rellevants. El treball amb imatges subaquàtiques presenta desafiaments importants, degut a la presència d'scattering (reflexions de partícules en suspensió) i atenuació de la llum i a condicions físiques extremes a milers de metres de profunditat, amb control limitat dels sistemes d'adquisició i la utilització de tecnologia d'alt cost. Imatges amb il·luminació artificial similar, sense llum global com la oferta pel sol, han de ser unides sense mostrar una unió perceptible. Les imatges adquirides a gran profunditat presenten una qualitat altament depenent de la profunditat, i la seva degradació amb aquest factor és molt rellevant. El principal objectiu del treball és presentar dels principals problemes de la imatge subaquàtica, seleccionar les estratègies més adequades i tractar tota la seqüència adquisició-procesament-visualització del procés. Els resultats obtinguts demostren que la solució desenvolupada, basada en una Estratègia de Selecció de Límit Òptim, Fusió en el Domini del Gradient a les regions comunes i Emfatització Adaptativa d'Imatges amb baix nivell de detall permet obtenir uns resultats amb una alta qualitat. També s'ha proposat una estratègia, amb possibilitat d'implementació paral·lela, que permet processar mosaics de kilòmetres d'extensió amb resolució de centímetres per píxel.

Anàlisi del desenvolupament floral d'un arbust mediterrani, la Globularia alypum, en poblacions costaneres i continentals

En aquest projecte s’ha estudiat la fenologia de floració de nou poblacions de G.alypum, un arbust de fulla perenne típic dels ambients termòfils de l’oest de l’Àrea Mediterrània, situades en diferents localitats de Catalunya. Aquesta espècie té una fenologia de la floració molt variable entre poblacions, ja que poden florir des de l’estiu tardà - tardor primerenca fins a la primavera següent depenent de la població. Es distingeixen dos grups de població, el de floració primerenca i el floració tardana. Les poblacions primerenques creixen, majoritàriament, a les localitats costaneres i floreixen des de setembre fins a novembre. Les poblacions tardanes creixen a les localitats d’interior i floreixen des de febrer fins a abril. En aquest treball es pretén millorar la comprensió sobre les diferències geogràfiques dels patrons de la fenologia floral entre les poblacions de G. alypum. Unes diferències que ja es manifesten al juliol, quan el desenvolupament floral es troba en els seus estadis preliminars. Alhora, en els mesos posteriors, l’increment del desenvolupament floral de les poblacions de G. alypum s’ha correlacionat positivament amb la temperatura mínima del mes de desembre. En aquest projecte també es pretén aprofundir en el coneixement sobre el desenvolupament floral d’aquesta espècie, descriure’n els diferents estadis i trobar un indicador adient per realitzar anàlisis estadístics. Uns aspectes gens banals tenint en compte la importància ecològica de la floració, sobretot en la seva sincronització amb el cicle vital dels pol·linitzadors així com en la seva importància adaptativa.

Behavioural Flexibility: evolutionary past and its role in a changing world

A través de la historia de la vida, gran parte de los organismos han desarrollado estrategias para responder a un mundo en constante cambio. Hoy en día, las actividades humanas producen cambios ambientales a una velocidad sin precedentes, lo cual se traduce en grandes desafíos para la persistencia de biodiversidad. Esta investigación evalúa las respuesta de los animales a los cambios ambientales enfocándose en la flexibilidad del comportamiento como estrategia adaptativa. En una primera aproximación a una escala evolutiva, se otorgan evidencias del vínculo hasta ahora tenue entre la cognición e historias de vida, entregando un claro apoyo a la relación entre longevidad, vida reproductiva y el tamaño del cerebro en mamíferos. La longevidad es el centro de muchas hipótesis respecto a las ventajas de desarrollar un cerebro grande, como por ejemplo en la hipótesis del buffer cognitivo y las respuestas flexibles frente a nuevos ambientes. En un segundo nivel, se abordan factores extrínsecos e intrínsecos que podrían explicar las diferencias individuales en innovación, un componente clave en la flexibilidad del comportamiento. Por medio de una aproximación experimental, se evalúan potenciales escenarios que podrían conducir a consistentes diferencias individuales en uno de los principales factores subyacentes a la innovación (i.e. la motivación), y el potencial control endocrino sobre estos escenarios. Posteriormente, con el objetivo de evaluar la respuesta de los animales frente a los cambios ambientales actuales, se explora la respuesta de los animales frente a una de las actividades humanas mas disruptivas sobre los ecosistemas, la urbanización. Por medio de un analisis filogenetico comparativo a nivel global en aves se abordan los mecanismos implicados en la perdida de biodiversidad observada en ambientes urbanos. Los resultados entregan evidencias sobre la importancia de procesos de dispersión local junto con el papel clave de los rasgos de historia de vida, pero en un sentido diferente al clasicamente pensado. Finalmente por medio de una revisión bibliográfica se entregan evidencias teóricas y empíricas que respaldan el rol clave de la flexibilidad del comportamiento en confrontar los desafíos de una vida urbana. La integración de estos resultados muestra cómo el pasado evolutivo contribuye a hacer frente a los retos ambientales actuales, y pone de relieve posibles consecuencias ante un planeta más cambiante que nunca.

Implementation of zonal control algorithms in adaptive optical systems with sparse control matrices

Miralls deformables més i més grans, amb cada cop més actuadors estan sent utilitzats actualment en aplicacions d'òptica adaptativa. El control dels miralls amb centenars d'actuadors és un tema de gran interès, ja que les tècniques de control clàssiques basades en la seudoinversa de la matriu de control del sistema es tornen massa lentes quan es tracta de matrius de dimensions tan grans. En aquesta tesi doctoral es proposa un mètode per l'acceleració i la paral.lelitzacó dels algoritmes de control d'aquests miralls, a través de l'aplicació d'una tècnica de control basada en la reducció a zero del components més petits de la matriu de control (sparsification), seguida de l'optimització de l'ordenació dels accionadors de comandament atenent d'acord a la forma de la matriu, i finalment de la seva posterior divisió en petits blocs tridiagonals. Aquests blocs són molt més petits i més fàcils de fer servir en els càlculs, el que permet velocitats de càlcul molt superiors per l'eliminació dels components nuls en la matriu de control. A més, aquest enfocament permet la paral.lelització del càlcul, donant una com0onent de velocitat addicional al sistema. Fins i tot sense paral. lelització, s'ha obtingut un augment de gairebé un 40% de la velocitat de convergència dels miralls amb només 37 actuadors, mitjançant la tècnica proposada. Per validar això, s'ha implementat un muntatge experimental nou complet , que inclou un modulador de fase programable per a la generació de turbulència mitjançant pantalles de fase, i s'ha desenvolupat un model complert del bucle de control per investigar el rendiment de l'algorisme proposat. Els resultats, tant en la simulació com experimentalment, mostren l'equivalència total en els valors de desviació després de la compensació dels diferents tipus d'aberracions per als diferents algoritmes utilitzats, encara que el mètode proposat aquí permet una càrrega computacional molt menor. El procediment s'espera que sigui molt exitós quan s'aplica a miralls molt grans.

Behavioural Flexibility: evolutionary past and its role in a changing world

A través de la historia de la vida, gran parte de los organismos han desarrollado estrategias para responder a un mundo en constante cambio. Hoy en día, las actividades humanas producen cambios ambientales a una velocidad sin precedentes, lo cual se traduce en grandes desafíos para la persistencia de biodiversidad. Esta investigación evalúa las respuesta de los animales a los cambios ambientales enfocándose en la flexibilidad del comportamiento como estrategia adaptativa. En una primera aproximación a una escala evolutiva, se otorgan evidencias del vínculo hasta ahora tenue entre la cognición e historias de vida, entregando un claro apoyo a la relación entre longevidad, vida reproductiva y el tamaño del cerebro en mamíferos. La longevidad es el centro de muchas hipótesis respecto a las ventajas de desarrollar un cerebro grande, como por ejemplo en la hipótesis del buffer cognitivo y las respuestas flexibles frente a nuevos ambientes. En un segundo nivel, se abordan factores extrínsecos e intrínsecos que podrían explicar las diferencias individuales en innovación, un componente clave en la flexibilidad del comportamiento. Por medio de una aproximación experimental, se evalúan potenciales escenarios que podrían conducir a consistentes diferencias individuales en uno de los principales factores subyacentes a la innovación (i.e. la motivación), y el potencial control endocrino sobre estos escenarios. Posteriormente, con el objetivo de evaluar la respuesta de los animales frente a los cambios ambientales actuales, se explora la respuesta de los animales frente a una de las actividades humanas mas disruptivas sobre los ecosistemas, la urbanización. Por medio de un analisis filogenetico comparativo a nivel global en aves se abordan los mecanismos implicados en la perdida de biodiversidad observada en ambientes urbanos. Los resultados entregan evidencias sobre la importancia de procesos de dispersión local junto con el papel clave de los rasgos de historia de vida, pero en un sentido diferente al clasicamente pensado. Finalmente por medio de una revisión bibliográfica se entregan evidencias teóricas y empíricas que respaldan el rol clave de la flexibilidad del comportamiento en confrontar los desafíos de una vida urbana. La integración de estos resultados muestra cómo el pasado evolutivo contribuye a hacer frente a los retos ambientales actuales, y pone de relieve posibles consecuencias ante un planeta más cambiante que nunca.

Aportación a un estudio de la conducta en la naturaleza de los chimpancés y su importancia en la evolución de los primates superiores

Los recientes estudios de campo han patentizado la elevada capacidad de los chimpancés para modificar su conducta. En este contexto aparte de las adaptaciones filogenéticas, bien estudiadas, es preciso significar la importancia de las ontogenéticas integradas por: las resultantes de factores climáticos, geológicos, botánicos, antropológicos, etc., y las provocadas por causas sociales motivadas, principalmente, por individuos integrantes del grupo. Cuando tales cambios sociales y culturales pueden perpetuarse durante varias generaciones en concreto hablar de protoculturas o culturas elementales; las mismas pueden dividirse en: sociales y materiales, siendo las últimas el objcto de este estudio. Parece existir una cultura chimpancé lítica, correspondiente a la subespecie Pan troglodytes verus ubicada en la Costa de Marfil y Liberia; otra de los bastones, patrimonio de algunas poblaciones de la subespecie Pan troglodytes troglodytes que viven en S. Camarones, Rio Muni y Gabón y, finalmente, otra de las hojas y sus peciolos que correspondiente a la subespecie Pan troglodyte schveinfurthi quedaria localizada en Tanzania occidental y Uganda. La protocultura de los bastones fue descubierta y estudiada por el autor de este trabajo durante un programa de estudios primatologicos patrocinado y subvencionado por la Tulane University, el National Institute of Health y la National Geographic Society de los Estados Unidos de América. Esta investigación se llevó a cabo en Rio Muni de 1966 a 1968. Las referidas industrias elementales coadyuvan al conocimiento de la extraitordinaria capacidad conductual adaptativa de estos póngidos y su dinámica en una línea que muchos especialistas no dudan en calificar de humanoide