Motilidad Orientada de Células Neurales: La comunicación celular a distancia. Oriented neural cell motility: Cell comunication at a distance.

La motilidad celular orientada (o mecanismo quimiotáctico de orientación), es una respuesta celular a señales moleculares de su micro-ambiente necesaria para modular la distribución celular en sitios específicos y con elevada precisión. Nuestra hipótesis establece que la migración orientada de células neurales es regulada por gradientes de concentración de moléculas solubles liberadas por sus regiones "blanco". Este proyecto es continuación del estudio de la quimiotaxis de células de cresta neural (CCN) y de neuronas ventriculares (NV) inducida respectivamente por factores difusibles de la región del futuro ganglio ciliar y del bulbo olfatorio.En el sistema de CCN, hemos caracterizado como moléculas quimiotácticas a la quimioquina Stromal Cell-Derived Factor-1, y los factores tróficos Stem Cell Factor y Neurotrophic Factor-3, habiendo determinado la expresión de sus respectivos receptores CXCR4, TrkC y p75 en la población de CCN mesencefálicas de ambrión de pollo. Actualmente, estamos desarrollando experimentos con el Ciliary Neurotrophic Factor y factores de la familia Bone Morphogenetic Proteins. Además de la estrategia experimental in vitro, hemos determinado en el embrión entero la expresión de las moléculas quimioatractantes mediante hibridación in situ del ARNm y la presencia de las respectivas proteínas mediante inmunocitoquímica. En el sistema de NV, estamos analizando la motilidad celular en relación con moléculas liberadas por el bulbo olfatorio. En los dos sistemas biológicos, estamos analizando elementos de la transducción de señales y cambios en el citoesqueleto, en ambos casos asociados con la respuesta temprana en la orientación quimiotáctica de la célula. Asimismo, en ambos sistemas biológicos, evaluamos los efectos del etanol sobre la migración y distribución celular, en condiciones equivalentes a las que inducen el Sindrome Fetal Alcohólico en mamíferos.En base a resultados ya obtenidos en experimentos in vitro, en la presente etapa intentaremos su caracterización in vivo mediante el bloqueo funcional de las moléculas quimiotácticas (y/o sus receptores) sobre embriones enteros, mediante silenciamiento con ARNsi (o morfolinos específicos) mediante electroporación, y posterior determinación de la distribución celular mediante marcadores específicos anti-CCN (o lipofílicos de tipo DiI).Los resultados permitirán mejorar el conocimiento del mecanismo de la migración celular orientada y aportar al diseño de recursos diagnósticos, terapéuticos o de control de anomalías embrionarias o patologías tumorales por mala distribución celular como las Neurocristopatías, o inducidas por tóxicos exógenos como el Sindrome Fetal Alcohólico.

Optimización en el cómputos de algoritmos de cuadratura para funciones especiales. Optimization of quadrature algorithms for special functions.

En nuestro proyecto anterior aproximamos el cálculo de una integral definida con integrandos de grandes variaciones funcionales. Nuestra aproximación paraleliza el algoritmo de cómputo de un método adaptivo de cuadratura, basado en reglas de Newton-Cote. Los primeros resultados obtenidos fueron comunicados en distintos congresos nacionales e internacionales; ellos nos permintieron comenzar con una tipificación de las reglas de cuadratura existentes y una clasificación de algunas funciones utilizadas como funciones de prueba. Estas tareas de clasificación y tipificación no las hemos finalizado, por lo que pretendemos darle continuidad a fin de poder informar sobre la conveniencia o no de utilizar nuestra técnica. Para llevar adelante esta tarea se buscará una base de funciones de prueba y se ampliará el espectro de reglas de cuadraturas a utilizar. Además, nos proponemos re-estructurar el cálculo de algunas rutinas que intervienen en el cómputo de la mínima energía de una molécula. Este programa ya existe en su versión secuencial y está modelizado utilizando la aproximación LCAO. El mismo obtiene resultados exitosos en cuanto a precisión, comparado con otras publicaciones internacionales similares, pero requiere de un tiempo de cálculo significativamente alto. Nuestra propuesta es paralelizar el algoritmo mencionado abordándolo al menos en dos niveles: 1- decidir si conviene distribuir el cálculo de una integral entre varios procesadores o si será mejor distribuir distintas integrales entre diferentes procesadores. Debemos recordar que en los entornos de arquitecturas paralelas basadas en redes (típicamente redes de área local, LAN) el tiempo que ocupa el envío de mensajes entre los procesadores es muy significativo medido en cantidad de operaciones de cálculo que un procesador puede completar. 2- de ser necesario, paralelizar el cálculo de integrales dobles y/o triples. Para el desarrollo de nuestra propuesta se desarrollarán heurísticas para verificar y construir modelos en los casos mencionados tendientes a mejorar las rutinas de cálculo ya conocidas. A la vez que se testearán los algoritmos con casos de prueba. La metodología a utilizar es la habitual en Cálculo Numérico. Con cada propuesta se requiere: a) Implementar un algoritmo de cálculo tratando de lograr versiones superadoras de las ya existentes. b) Realizar los ejercicios de comparación con las rutinas existentes para confirmar o desechar una mejor perfomance numérica. c) Realizar estudios teóricos de error vinculados al método y a la implementación. Se conformó un equipo interdisciplinario integrado por investigadores tanto de Ciencias de la Computación como de Matemática. Metas a alcanzar Se espera obtener una caracterización de las reglas de cuadratura según su efectividad, con funciones de comportamiento oscilatorio y con decaimiento exponencial, y desarrollar implementaciones computacionales adecuadas, optimizadas y basadas en arquitecturas paralelas.

Automating the testing process of image processing algorithms

As digital imaging processing techniques become increasingly used in a broad range of consumer applications, the critical need to evaluate algorithm performance has become recognised by developers as an area of vital importance. With digital image processing algorithms now playing a greater role in security and protection applications, it is of crucial importance that we are able to empirically study their performance. Apart from the field of biometrics little emphasis has been put on algorithm performance evaluation until now and where evaluation has taken place, it has been carried out in a somewhat cumbersome and unsystematic fashion, without any standardised approach. This paper presents a comprehensive testing methodology and framework aimed towards automating the evaluation of image processing algorithms. Ultimately, the test framework aims to shorten the algorithm development life cycle by helping to identify algorithm performance problems quickly and more efficiently.

Neural correlates of target detection in the attentional blink

Attention, attentional blink, rapid serial visual presentation, RSVP, ERP, EEG, fMRI, gammaband, oscillatiory activity

Neural mechanisms of attentional selection in vision : locations, features, and objects

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2012

Neural dynamics and their relationship to learning behavior in response tot stimulation with a cortical neuroprosthesis

Sensory cortex, neuroprosthetics, brain-machine-interfaces, neurodynamics, learning, perception, embodied cognition

Neural Mechanisms and Delayed Gastric Emptying of Liquid Induced Through Acute Myocardial Infarction in Rats

Background: In pathological situations, such as acute myocardial infarction, disorders of motility of the proximal gut can trigger symptoms like nausea and vomiting. Acute myocardial infarction delays gastric emptying (GE) of liquid in rats. Objective: Investigate the involvement of the vagus nerve, α 1-adrenoceptors, central nervous system GABAB receptors and also participation of paraventricular nucleus (PVN) of the hypothalamus in GE and gastric compliance (GC) in infarcted rats. Methods: Wistar rats, N = 8-15 in each group, were divided as INF group and sham (SH) group and subdivided. The infarction was performed through ligation of the left anterior descending coronary artery. GC was estimated with pressure-volume curves. Vagotomy was performed by sectioning the dorsal and ventral branches. To verify the action of GABAB receptors, baclofen was injected via icv (intracerebroventricular). Intravenous prazosin was used to produce chemical sympathectomy. The lesion in the PVN of the hypothalamus was performed using a 1mA/10s electrical current and GE was determined by measuring the percentage of gastric retention (% GR) of a saline meal. Results: No significant differences were observed regarding GC between groups; vagotomy significantly reduced % GR in INF group; icv treatment with baclofen significantly reduced %GR. GABAB receptors were not conclusively involved in delaying GE; intravenous treatment with prazosin significantly reduced GR% in INF group. PVN lesion abolished the effect of myocardial infarction on GE. Conclusion: Gastric emptying of liquids induced through acute myocardial infarction in rats showed the involvement of the vagus nerve, alpha1- adrenergic receptors and PVN.

Neural mechanisms for fast recognition of auditory emotion

Emotion, audition, event-related potentials, MMN, multidimensional scaling, timbre, perception

Transplantation neural vordifferenzierter embryonaler Stammzellen in Ratten nach experimentellem Schlaganfall

Transplantation, embryonic stem cells, stroke, survival, differentiation, neurons, astrocytes, electrophysiology, Patch Clamp analysis, function

Representations of lattice point sets : theory, algorithms, applications

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Habil.-Schr., 2006

Effects of neural nitric oxide synthase gene inactivation on the neurodocrine stress response in mice

Neural nitric oxide synthase, neuroendocrine stress response, forced swimming, nNOS KO mice, hypothalamus, adrenal gland

Neural processes underlying conceptualization in language production

Conceptualization, speech production, ERPs, fMRI

Rolle des Neural Cell Adhesion Molecule (NCAM) in amygdalo-hippokampaler Interaktion und der Salienzkodierung des kontextuellen Furchtgedächtnisses

Magdeburg, Univ., Medizin. Fakultät, Diss., 2010

influence of different forms of outcome information on the neural substrates of the acquisition and representation of categories

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2012

AvBandTest – a Testing Tool for Implementations of Available Band width Estimation Algorithms

This work describes a test tool that allows to make performance tests of different end-to-end available bandwidth estimation algorithms along with their different implementations. The goal of such tests is to find the best-performing algorithm and its implementation and use it in congestion control mechanism for high-performance reliable transport protocols. The main idea of this paper is to describe the options which provide available bandwidth estimation mechanism for highspeed data transport protocols and to develop basic functionality of such test tool with which it will be possible to manage entities of test application on all involved testing hosts, aided by some middleware.