Intensity correlation function of dye lasers: Short-time behavior

We propose an equation to calculate the intensity correlation function of a dye-laser model with a pump parameter subject to finite-bandwidth fluctuations. The equation is valid, in the weak-noise limit, for all times. It incorporates novel non-Markovian features. Results are given for the short-time behavior of the correlation function. It exhibits a characteristic initial plateau. Our findings are supported by a numerical simulation of the model.

Theory for the transient statistics of a dye laser

A theory is presented to explain the statistical properties of the growth of dye-laser radiation. Results are in agreement with recent experimental findings. The different roles of pump-noise intensity and correlation time are elucidated.

Intensity correlation functions of dye lasers: Comparison of colored-gain-noise and colored-loss-noise models

The intensity correlation functions C(t) for the colored-gain-noise model of dye lasers are analyzed and compared with those for the loss-noise model. For correlation times ¿ larger than the deterministic relaxation time td, we show with the use of the adiabatic approximation that C(t) values coincide for both models. For small correlation times we use a method that provides explicit expressions of non-Markovian correlation functions, approximating simultaneously short- and long-time behaviors. Comparison with numerical simulations shows excellent results simultaneously for short- and long-time regimes. It is found that, when the correlation time of the noise increases, differences between the gain- and loss-noise models tend to disappear. The decay of C(t) for both models can be described by a time scale that approaches the deterministic relaxation time. However, in contrast with the loss-noise model, a secondary time scale remains for large times for the gain-noise model, which could allow one to distinguish between both models.

Can extreme black Holes have (long) Abelian Higgs hair?

It has been argued that a black hole horizon can support the long-range fields of a Nielsen-Olesen string and that one can think of such a vortex as black hole "hair." In this paper, we examine the properties of an Abelian Higgs vortex in the presence of a charged black hole as we allow the hole to approach extremality. Using both analytical and numerical techniques, we show that the magnetic field lines (as well as the scalar field) of the vortex are completely expelled from the black hole in the extreme limit. This was to be expected, since extreme black holes in Einstein-Maxwell theory are known to exhibit such a "Meissner effect" in general. This would seem to imply that a vortex does not want to be attached to an extreme black hole. We calculate the total energy of the vortex fields in the presence of an extreme black hole. When the hole is small relative to the size of the vortex, it is energetically favored for the hole to remain inside the vortex region, contrary to the intuition that the hole should be expelled. However, as we allow the extreme horizon radius to become very large compared to the radius of the vortex, we do find evidence of an instability. This proves that it is energetically unfavorable for a thin vortex to interact with a large extreme black hole. This would seem to dispel the notion that a black hole can support "long" Abelian Higgs hair in the extreme limit. We show that these considerations do not go through in the near-extreme limit. Finally, we discuss the implications for strings that end at black holes, as in the processes where a string snaps by nucleating black holes.

Absence of Abelian Higgs Hair for Extreme Black Holes

It has been argued that a black hole horizon can support the long range fields of a Nielsen-Olesen string, and that one can think of such a vortex as black hole hair. We show that the fields inside the vortex are completely expelled from a charged black hole in the extreme limit (but not in the near extreme limit). This would seem to imply that a vortex cannot be attached to an extreme black hole. Furthermore, we provide evidence that it is energetically unfavorable for a thin vortex to interact with a large extreme black hole. This dispels the notion that a black hole can support long Abelian Higgs hair in the extreme limit.

Study of inner ear and lateral line hair cell regeneration

Death of sensory hair cells in the inner ear results in two global health problems that millions of people around the world suffer: hearing loss and balance disorders. Hair cells convert sound vibrations and head movements into electrical signals that are conveyed to the brain, and as a result of aging, exposure to noise, modern drugs or genetic predisposition, hair cells die. In mammals, the great majority of hair cells are produced during embryogenesis, and hair cells that are lost after birth are not replaceable. However, in the last decades, researches have shown some model organisms that retain the ability to regenerate hair cells damaged after embryogenesis, such as Zebrafish and chicken, providing clues as to the cellular and molecular mechanisms that may block hair cell regeneration in mammals. This discovery initiated a search for methods to stimulate regeneration or replacement of hair cells in mammals, a search that, if fruitful, will revolutionize the treatment of hearing loss and balance disorders. One aim of my project is to study the role of retinoic acid in adult Zebrafish and in mice, which is a metabolite of vitamin A known as an essential molecule to activate hair cell regeneration after cells damaged in Zebrafish embryo. We want to study important genes involved in retinoic acid pathway, such as Aldh1a3 and RARs genes, to check what their role is in the inner ear of adult Zebrafish and compare result obtained in the inner ear of mice. On the other hand, Zebrafish lateral line contains neuromast, which are formed by the same structure than the inner ear: hair cells surrounded by supporting cells and neurons. The lateral line is a structure below the skin's surface that makes easier to damage hair cells to study their regeneration. For that reason, another aim of my project is to study how Sox2 and Atoh1, essential genes during the inner ear development, change their expression during hair cell regeneration in the lateral line. In my project, the most important concepts related to Zebrafish world are explained in order to understand why we have studied this animal and these essential genes. Then, techniques that we used are explained, with their protocol attached in the annexes. Finally, results of my project are shown, but many of them were not expected and they would be needed to follow studying.

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.

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.

Muntatge i caracterització d'una placa DSSC: Buscant potència

Treball de recerca realitzat per alumnes d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Els objectius inicials foren la construcció d una 'Cèl•lula Solar Sensibilitzada mitjançant un Colorant’ (DSSC) amb el tint d una col llombarda i posterior caracterització segons el dossier 'Nanocrystalline Solar Cell Kit: Recreating Photosynthesis’. Les DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) són un tipus de cèl•lules que imiten els principis que la fotosíntesis ha fet servir exitosament durant més de 3,5 bilions d anys. S’han construït algunes DSSC i se n’ha provat la seva eficiència. El seu funcionament es basa en l’energia d’un fotó que excita un electró i el fa saltar de nivell energètic fins que es desprèn de l’àtom de colorant, deixant un forat en la molècula. Aquest electró lliure passa a través de la capa de TiO2 fins arribar a la càrrega on es genera el corrent elèctric. Tot seguit, l’electró arriba al contra-elèctrode i és aquí on entra en contacte amb l’electròlit, el mediador iode/triiode. Aquest regenera l’electró, que anteriorment ha saltat del colorant, oxidant-se ell mateix.

Desenvolupament d’un nou model murí humanitzat de pemfigoide ampul•lar obtingut a partir de cèl•lules mare humanes fol·liculars

Resum: El pemfigoid ampul•lar és una malaltia cutània autoimmune. La majoria dels pacients presenten autoanticossos contra proteïnes de la membrana basal de la pell, concretament en contra de la col·làgena XVII, específicament envers el epítop immunodominant, l’NC16A. La patogenicitat dels anticossos ha estat demostrada mitjançant experiments in vitro i in vivo. L’escassa homologia existent entre l’NC16A i el seu homòleg murí (NC14A), ha dificultat l’el·laboració de models animals d’aquesta malaltia. En aquest treball demostrem que el sèrum de pacients amb pemfigoid ampul•lar produeix separació dermo-epidèrmica en pell de ratolí humanitzada obtinguda a partir de cèl•lules mare humanes del provinents fol·licle pil·lós

Síntesi de nanopartícules de TiO2 fàcilment processables i el seu ús per a fabricar a baixa temperatura cel·les solars sensibilitzades

La gran demanda energètica i la problemàtica dels combustibles fòssils i d‟altres recursos per a obtenir energia posen de manifest la necessitat de desenvolupar tecnologies netes, sostenibles i econòmicament viables de generació d‟energia. En aquest àmbit, les cel·les solars sensibilitzades amb colorant (Dye Sensitized Solar Cells, DSSC), que transformen l‟energia solar a energia elèctrica, són una solució factible. A més, el desenvolupament de mètodes per a construir aquestes cel·les a baixa temperatura permetria fabricar-les sobre substrats plàstics, fet que els donaria un valor afegit i permetria una producció en continu, ràpida i amb baix cost tant, econòmic, com d‟impacte ambiental. Aquest treball presenta el desenvolupament d‟un mètode de producció a baixa temperatura (140 ºC) de DSSC, amb eficiència de 5,9 % sobre substrats FTO/vidre. Aquest valor és superior a la majoria de les eficiències reportades a la bibliografia de DSSC construïdes a baixa temperatura. Les capes mesoporoses que formen els elèctrodes de les DCCS es dipositen per doctor blade a partir d‟una pasta composta per nanopartícules de TiO2, de 4-8 nm, recobertes d‟àcid 3,6,9-trioxadecanoic, per nanopartícules de Degussa P25, de 20-25 nm, i com a dissolvents només s‟utilitza aigua i etanol. L‟aplicació d‟un tractament a 140 ºC permet eliminar la matèria orgànica de la superfície de les nanopartícules de 4-8 nm i unir-les a les de Degussa P25. Aquest fet permet obtenir capes mesoporoses sinteritzades de 6 μm de gruix. A més, l‟aplicació d‟un post-tractament, en el qual s‟utilitza l‟àcid hexafluoro titànic (IV), produeix un lleuger increment en l‟eficiència. Endemés, l‟obtenció de capes primes de TiO2 sobre substrats plàstics és un tema d‟actualitat a causa de la falta de mètodes de deposició a baixa temperatura. En aquest context, s‟ha sintetitzat, mitjançant processos respectuosos amb el medi ambient nanopartícules de TiO2 cristal·lí modificades superficialment amb lauril gal·lat i àcid 3,6,9-trioxodecanoic. Les nanopartícules poden ser dispersades en dissolvents orgànics i aigua respectivament, fet que permet obtenir suspensions estables i de fàcil manipulació. Aquestes poden ser utilitzades com a precursores per a obtenir capes primes a baixa temperatura de TiO2 cristal·lí. En concret, les capes primes formades per nanopartícules de TiO2 modificades amb àcid 3,6,9-trioxodecanoic s‟han utilitzat com a blocking layer en les DSSC construïdes a baixa temperatura.

Efecto de los contenidos de C, Mn y Si en el comportamiento a fluencia en caliente de aceros de construcción al carbono y microaleados: aplicación a la obtención de grano ultrafino en productos largos laminados

Després d’aplicar alguns tractaments d’elaboració i conservació als aliments, queden bacteris lesionats. Aquests bacteris perden la capacitat de créixer en els medis de cultiu selectiu convencionals, de manera que se’n subestima el recompte. Malgrat això, poden recuperar-se als aliments i suposar un risc per la salut, ja que alguns encara poden mantenir activitat metabòlica i integritat estructural. En aquest projecte, es van optimitzar protocols de preparació de mostres per citometria de flux (CF) per avaluar l’estat fisiològic de patògens alimentaris (Escherichia coli O157:H7, Salmonella Enteritidis i Listeria monocytogenes) sotmesos a estrès. Es van estudiar principalment dos paràmetres fisiològics: la integritat de membrana, mitjançant iodur de propidi i fluorocroms de la família SYTO; i l’activitat respiratòria, per la reducció intracel•lular d’una sal de tetrazole, el CTC. En primer lloc, es van avaluar variables de protocol, com la concentració de colorant, la ràtio entre colorants, la solució de tinció i el temps d’incubació, en mostres control (cèl•lules sanes i mortes). A continuació, els protocols optimitzats es van aplicar a suspensions bacterianes en medi de cultiu que prèviament havien estat sotmeses a estressos físics i fisicoquímics. Durant l’etapa final del projecte, els coneixements adquirits sobre la preparació de mostres per CF es van aplicar a l’anàlisi de mostres de matriu complexa: amanides comercials inoculades amb E. coli O157:H7. Als assajos amb indicadors d’integritat de membrana en suspensions bacterianes sotmeses a estrès, es van poder quantificar cèl•lules amb la membrana parcialment danyada (presumptes cèl•lules lesionades). El recompte de cèl•lules que mantingueren l’activitat respiratòria després de ser sotmeses a estrès va ser superior al que es va obtenir mitjançant recompte en placa convencional, cosa que va evidenciar la presència de cèl•lules actives però no cultivables. La introducció d’estratègies per reduir les interferències provocades per les partícules alimentàries i l’ús d’un anticòs amb marcatge fluorescent va permetre detectar selectivament les cèl•lules d’E. coli O157:H7 i avaluar-ne la integritat de membrana simultàniament. L’anàlisi de cèl•lules bacterianes per CF requereix de la exhaustiva optimització dels protocols, que són específics per cada soca i matriu. Malgrat això, i a diferència del mètode convencional per recompte en placa, ofereix la possibilitat d’obtenir una gran quantitat d’informació sobre el sovint complex estat fisiològic d’una mostra.

Passive smoking in babies: The BIBE Study (Brief Intervention in babies. Effectiveness)

Background: There is evidence that exposure to passive smoking in general, and in babies in particular, is an important cause of morbimortality. Passive smoking is related to an increased risk of pediatric diseases such as sudden death syndrome, acute respiratory diseases, worsening of asthma, acute-chronic middle ear disease and slowing of lung growth.The objective of this article is to describe the BIBE study protocol. The BIBE study aims to determine the effectiveness of a brief intervention within the context of Primary Care, directed to mothers and fathers that smoke, in order to reduce the exposure of babies to passive smoking (ETS).Methods/DesignCluster randomized field trial (control and intervention group), multicentric and open. Subject: Fathers and/or mothers who are smokers and their babies (under 18 months) that attend pediatric services in Primary Care in Catalonia.The measurements will be taken at three points in time, in each of the fathers and/or mothers who respond to a questionnaire regarding their baby's clinical background and characteristics of the baby's exposure, together with variables related to the parents' tobacco consumption. A hair sample of the baby will be taken at the beginning of the study and at six months after the initial visit (biological determination of nicotine). The intervention group will apply a brief intervention in passive smoking after specific training and the control group will apply the habitual care.Discussion: Exposure to ETS is an avoidable factor related to infant morbimortality. Interventions to reduce exposure to ETS in babies are potentially beneficial for their health. The BIBE study evaluates an intervention to reduce exposure to ETS that takes advantage of pediatric visits. Interventions in the form of advice, conducted by pediatric professionals, are an excellent opportunity for prevention and protection of infants against the harmful effects of ETS.

Hedgehog signaling governs the development of otic sensory epithelium and its associated innervation in zebrafish

The inner ear is responsible for the perception of motion and sound in vertebrates. Its functional unit, the sensory patch, contains mechanosensory hair cells innervated by sensory neurons from the statoacoustic ganglion (SAG) that project to the corresponding nuclei in the brainstem. How hair cells develop at specific positions, and how otic neurons are sorted to specifically innervate each endorgan and to convey the extracted information to the hindbrain is not completely understood. In this work, we study the generation of macular sensory patches and investigate the role of Hedgehog (Hh) signaling in the production of their neurosensory elements. Using zebrafish transgenic lines to visualize the dynamics of hair cell and neuron production, we show that the development of the anterior and posterior maculae is asynchronic, suggesting they are independently regulated. Tracing experiments demonstrate the SAG is topologically organized in two different neuronal subpopulations, which are spatially segregated and innervate specifically each macula. Functional experiments identify the Hh pathway as crucial in coordinating the production of hair cells in the posterior macula, and the formation of its specific innervation. Finally, gene expression analyses suggest that Hh influences the balance between different SAG neuronal subpopulations. These results lead to a model in which Hh orients functionally the development of inner ear towards an auditory fate in all vertebrate species.

Índices predictivos de fibrosis en la detección del hígado graso no alcohólico: utilidad en Atención Primaria.

El hígado graso no alcohólico(HGNA) es una entidad muy prevalente que se asocia con un aumento del riesgo cardiovascular global. Normalmente es asintomática. Los índices serológicos de fibrosis se están investigando para su diagnóstico. Objetivo: analizar la utilidad de los índices HAIR, FLI y LAP para el diagnóstico del HGNA y la concordancia entre ellos. Metodología: estudio descriptivo, poblacional, multicéntrico realizado en Atención Primaria en sujetos sanos de entre 15-85 años. Las prevalencias fueron de HAIR 68,1%, FLI 46,8%, LAP 56%. Concordancia modesta de los índices. Es necesario seguir investigando para encontrar un índice útil para el diagnóstico.