A fully-automatic caudate nucleus segmentation of brain MRI: application in volumetric analysis of pediatric attention-deficit/hyperactivity disorder

Background Accurate automatic segmentation of the caudate nucleus in magnetic resonance images (MRI) of the brain is of great interest in the analysis of developmental disorders. Segmentation methods based on a single atlas or on multiple atlases have been shown to suitably localize caudate structure. However, the atlas prior information may not represent the structure of interest correctly. It may therefore be useful to introduce a more flexible technique for accurate segmentations. Method We present Cau-dateCut: a new fully-automatic method of segmenting the caudate nucleus in MRI. CaudateCut combines an atlas-based segmentation strategy with the Graph Cut energy-minimization framework. We adapt the Graph Cut model to make it suitable for segmenting small, low-contrast structures, such as the caudate nucleus, by defining new energy function data and boundary potentials. In particular, we exploit information concerning the intensity and geometry, and we add supervised energies based on contextual brain structures. Furthermore, we reinforce boundary detection using a new multi-scale edgeness measure. Results We apply the novel CaudateCut method to the segmentation of the caudate nucleus to a new set of 39 pediatric attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) patients and 40 control children, as well as to a public database of 18 subjects. We evaluate the quality of the segmentation using several volumetric and voxel by voxel measures. Our results show improved performance in terms of segmentation compared to state-of-the-art approaches, obtaining a mean overlap of 80.75%. Moreover, we present a quantitative volumetric analysis of caudate abnormalities in pediatric ADHD, the results of which show strong correlation with expert manual analysis. Conclusion CaudateCut generates segmentation results that are comparable to gold-standard segmentations and which are reliable in the analysis of differentiating neuroanatomical abnormalities between healthy controls and pediatric ADHD.

Virtual milgram : empathic concern or personal distress? Evidence from functional MRI and dispositional measures

One motive for behaving as the agent of another"s aggression appears to be anchored in as yet unelucidated mechanisms of obedience to authority. In a recent partial replication of Milgram"s obedience paradigm within an immersive virtual environment, participants administered pain to a female virtual human and observed her suffering. Whether the participants" response to the latter was more akin to other-oriented empathic concern for her well-being or to a self-oriented aversive state of personal distress in response to her distress is unclear. Using the stimuli from that study, this event-related fMRI-based study analysed brain activity during observation of the victim in pain versus not in pain. This contrast revealed activation in pre-defi ned brain areas known to be involved in affective processing but not in those commonly associated with affect sharing (e.g., ACC and insula). We then examined whether different dimensions of dispositional empathy predict activity within the same pre-defi ned brain regions: While personal distress and fantasy (i.e., tendency to transpose oneself into fi ctional situations and characters) predicted brain activity, empathic concern and perspective taking predicted no change in neuronal response associated with pain observation. These exploratory fi ndings suggest that there is a distinct pattern of brain activity associated with observing the pain-related behaviour of the victim within the context of this social dilemma, that this observation evoked a self-oriented aversive state of personal distress, and that the objective"reality" of pain is of secondary importance for this response. These fi ndings provide a starting point for experimentally more rigorous investigation of obedience.

On the weights of nations: assigning voting weights in a heterogenous union

Consider a voting procedure where countries, states, or districts comprising a union each elect representatives who then participate in later votes at the union level on their behalf. The countries, provinces, and states may vary in their populations and composition. If we wish to maximize the total expected utility of all agents in the union, how to weight the votes of the representatives of the different countries, states or districts at the union level? We provide a simple characterization of the efficient voting rule in terms of the weights assigned to different districts and the voting threshold (how large a qualified majority is needed to induce change versus the status quo). Next, in the context of a model of the correlation structure of agents preferences, we analyze how voting weights relate to the population size of a country. We then analyze the voting weights in Council of the European Union under the Nice Treaty and the recently proposed constitution, and contrast them under different versions of our model.

General equilibrium with asymmetric information: a dual approach

We study markets where the characteristics or decisions of certain agents are relevant but not known to their trading partners. Assuming exclusive transactions, the environment is described as a continuum economy with indivisible commodities. We characterize incentive efficient allocations as solutions to linear programming problems and appeal to duality theory to demonstrate the generic existence of external effects in these markets. Because under certain conditions such effects may generate non-convexities, randomization emerges as a theoretic possibility. In characterizing market equilibria we show that, consistently with the personalized nature of transactions, prices are generally non-linear in the underlying consumption. On the other hand, external effects may have critical implications for market efficiency. With adverse selection, in fact, cross-subsidization across agents with different private information may be necessary for optimality, and so, the market need not even achieve an incentive efficient allocation. In contrast, for the case of a single commodity, we find that when informational asymmetries arise after the trading period (e.g. moral hazard; ex post hidden types) external effects are fully internalized at a market equilibrium.

Mobilitat inter-plataforma d'agents software: protocol de migració fragmentada

En aquest projecte s'ha realitzat l'anàlisi, disseny i implementació d'un protocol de migració d'agents software basat en l'enviament del codi dels agents fragmentat en múltiples missatges. Aquest protocol es troba dins d'una arquitectura de migració multi-protocol per a la mobilitat d'agents entre plataformes JADE. Finalment, s'ha realitzat un estudi que compara el rendiment assolit pel protocol i les prestacions que aporta.

MedIGS, un sistema segur basat en agents per al descobriment i obtenció de dades mèdiques distribuïdes: estudi i desenvolupament

En aquest projecte es desenvolupa en totes les seves fases(estudi, anàlisi, disseny, implementació i proves) l'aplicació MedIGS. MedIGS és una aplicació destinada a satisfer algunes de les necesitats actuals del sistema sanitari, la compartició d’informació i la màxima coordinació possible, utilitzant una tecnologia novedosa: els agents, i més concretament, els agents mòbils. Gràcies a aquesta tecnologia aconseguirem una integració segura de dades mèdiques distribuïdes. Està previst fer una prova pilot a Portugal, a partir dels resultats d’aquest projecte.

Construcció modular d'agents basats en components: estudi i desenvolupament

La complexitat de disseny d’agents mòbils creix a mesura que s’incrementen les seves funcionalitats. Aquest projecte proposa enfocar el problema des d’un punt de vista modular. S’ha realitzat un estudi tant dels propis agents com de les parts que ho integren. De la mateixa forma, s’han establert i s'han implementat els mecanismes necessaris per habilitar les comunicacions segures entre agents. Finalment, s’han desenvolupat dos components que ofereixen les funcionalitats de seguiment de l’agent mòbil i la recuperació dels resultats generats. El desenvolupament d’agents basats en components tracta d’aplicar la vella estratègia "divideix i venceràs" a la fase de disseny, reduint, així,la seva gran complexitat.

Proposta de migració segura d'agents amb sol·licitud de classes sota demanda per a la plataforma JADE

Aquest projecte consisteix en la implementació d'una migració d'agents mòbils amb sol·licitud de classes sota demanda de manera segura per a la plataforma JADE. En aquest projecte hem desenvolupat dos protocols de control d'accés i autentificació sobre agents i/o plataformes. Però la línia central de desenvolupament d'aquest projecte radica en la creació d'un protocol de migració sota demanda d'agents. Hem implementat dues versions d'aquest protocol. La primera versió del protocol de migració es centra en la sol·licitud de classes sota demanda i la segona versió, per tal de millorar-ne el rendiment de la primera, emmagatzema les classes que ha demanat sota demanada en una cache de la plataforma.

A class of stochastic games with infinitely many interacting agents related to Glauber dynamics on random graphs

We introduce and study a class of infinite-horizon nonzero-sum non-cooperative stochastic games with infinitely many interacting agents using ideas of statistical mechanics. First we show, in the general case of asymmetric interactions, the existence of a strategy that allows any player to eliminate losses after a finite random time. In the special case of symmetric interactions, we also prove that, as time goes to infinity, the game converges to a Nash equilibrium. Moreover, assuming that all agents adopt the same strategy, using arguments related to those leading to perfect simulation algorithms, spatial mixing and ergodicity are proved. In turn, ergodicity allows us to prove “fixation”, i.e. that players will adopt a constant strategy after a finite time. The resulting dynamics is related to zerotemperature Glauber dynamics on random graphs of possibly infinite volume.

Extensió de l'entorn SMARD per permetre la depuració d'aplicacions basades en agents mòbils

Un dels principals obstacles per l’adopció dels agents mòbils, fins i tot per tasques per les quals s’ha demostrat la seva idoneïtat, és la dificultat de desenvolupar-los. Aquest projecte aporta solucions per ajudar en aquest procés. Més concretament, per provar agents i observar-ne el seu comportament en un entorn de simulació, abans d’executar-los en un escenari real. Hem afegit un depurador i un constructor d’agents mòbils a la interfície gràfica de disseny d’itineraris de l’entorn SMARD. Fent servir afegit aquests nous components, el programador pot dissenyar, construir i fer proves d’un agent mòbil des d’aquesta aplicació.

Contribució a la mobilitat inter-plataforma d'agents mòbils: protocol de migració fragmentada

En aquest projecte s’ha dissenyat un protocol de migració d’agents mòbils per a l’arquitectura IPMA basat en l’enviament dels agents fragmentats en diversos missatges FIPA ACL. Aquest s’ha implementat dins el servei de migració JIPMS per a la plataforma JADE. Finalment s’ha dut a terme un conjunt exhaustiu de tests per avaluar-ne el rendiment i comparar-lo amb altres protocols de migració existents.

Desenvolupament d'un component de tolerància a fallades per a un sistema d'agents mòbils sobre plataformes lleugeres

A mesura que la complexitat de les tasques dels agents mòbils va creixent, és més important que aquestes no perdin el treball realitzat. Hem de saber en tot moment que la execució s’està desenvolupant favorablement. Aquest projecte tracta d’explicar el procés d’elaboració d’un component de tolerància a fallades des de la seva idea inicial fins a la seva implementació. Analitzarem la situació i dissenyarem una solució. Procurarem que el nostre component emmascari la fallada d’un agent, detectant-la i posteriorment recuperant l’execució des d’on s’ha interromput. Tot això procurant seguir la metodologia de disseny d’agents mòbils per a plataformes lleugeres.

Agents mòbils en situacions d'emergència: gestió dinàmica de serveis

Aquest projecte consisteix en el disseny i desenvolupament d'una arquitectura de serveis sota el paradigma dels agents inteligents. El propòsit d'ADASMI (Architecture for Dynamic Agent Service Management and Interaction) és permetre la gestió i utilització de serveis per altres agents. L'arquitectura s'ha implementat utilitzant la plataforma d'agents de JADE i es pot utilitzar amb qualsevol altra plataforma que compleixi els estàndards d'IEEE FIPA. A més, és prou flexible com per adaptar-se en entorns dinàmics, com per exemple les xarxes ad-hoc en situacions d'emergència.

Agents mòbils en situacions d'emergència: mobilitat d'etiquetes de triatge

En les actuacions de rescat en emergències amb un gran nombre de víctimes, una de les primeres tasques a realitzar pels serveis sanitaris és la de triar-les en funció del seu estat i la urgència amb que han de ser tractades. En el grup SeNDA es treballa en un sistema d’agents mòbils que automatitza el mecanisme manual de triatge, fent ús de dispositius electrònics i una xarxa MANET com a canal de comunicació. En aquest projecte es proposa un sistema de gestió de mobilitat pels agents que transporten dades de víctimes fins al centre de coordinació, juntament amb un mecanisme de control d’aquests agents totalment transparent a l’usuari.

Desenvolupament en Network Simulator 2: protocol de migració per simular agents mòbils

Avui en dia, estem assistint a una expansió de la tecnologia d’agents mòbils i noves aplicacions basades en aquesta s’estan obrint pas constantment. Les aplicacions han de demostrar la seva viabilitat sobretot en entorns heterogenis i complexos com les xarxes MANET. En aquest projecte es desenvolupa un sistema per simular el comportament dels agents mòbils, ampliant l’actual simulador de xarxa NS2, i també es comprova la viabilitat de l’implementació de l’ETTMA pel triatge de víctimes en situacions d’emergència.