Sur un modèle d'érythropoïèse comportant un taux de mortalité dynamique

Ce mémoire concerne la modélisation mathématique de l’érythropoïèse, à savoir le processus de production des érythrocytes (ou globules rouges) et sa régulation par l’érythropoïétine, une hormone de contrôle. Nous proposons une extension d’un modèle d’érythropoïèse tenant compte du vieillissement des cellules matures. D’abord, nous considérons un modèle structuré en maturité avec condition limite mouvante, dont la dynamique est capturée par des équations d’advection. Biologiquement, la condition limite mouvante signifie que la durée de vie maximale varie afin qu’il y ait toujours un flux constant de cellules éliminées. Par la suite, des hypothèses sur la biologie sont introduites pour simplifier ce modèle et le ramener à un système de trois équations différentielles à retard pour la population totale, la concentration d’hormones ainsi que la durée de vie maximale. Un système alternatif composé de deux équations avec deux retards constants est obtenu en supposant que la durée de vie maximale soit fixe. Enfin, un nouveau modèle est introduit, lequel comporte un taux de mortalité augmentant exponentiellement en fonction du niveau de maturité des érythrocytes. Une analyse de stabilité linéaire permet de détecter des bifurcations de Hopf simple et double émergeant des variations du gain dans la boucle de feedback et de paramètres associés à la fonction de survie. Des simulations numériques suggèrent aussi une perte de stabilité causée par des interactions entre deux modes linéaires et l’existence d’un tore de dimension deux dans l’espace de phase autour de la solution stationnaire.

Coefficients de Clebsch-Gordan de la super-algèbre osp(1|2)

Les fonctions génératrices des coefficients de Clebsch Gordan pour la superalgèbre de Lie osp(1|2) sont dérivées en utilisant deux approches. Une première approche généralise une méthode proposée par Granovskii et Zhedanov pour l'appliquer dans le cas de osp(1|2), une algèbre dont le coproduit est torsadé. Une seconde approche repose sur la réalisation de osp(1|2) en tant qu'algèbre dynamique d'un oscillateur parabosonique et utilise une équivalence dans cette réalisation entre le changements de coordonnées polaires à cartésiennes et le problème de Clebsch-Gordan. Un chapitre moins formel précède ces dérivations et présente comment le problème de Clebsch-Gordan s'interprète en tant que réalisation d'une algèbre de fusion. La notion abstraite de fusion est introduite, soulignant son importance en physique, pour en venir au cas particulier du problème de Clebsch-Gordan. Un survol du cas de l'algèbre osp(1|2) et de ses utilisations en physique mathématique conclut ce chapitre.

Species diversity and community structure of ichthyofauna in the seagrass ecosystem of Minicoy Atoll, Lakshadweep, India

Present study consists the species diversity, abundance and community structure of ichthyofauna in the seagrass meadow of Minicoy Atoll, Lakshadweep Islands. Two hundred and three species of fishes were recorded during the study, from four stations in the Atoll. They belonged to 2 classes, 11orders, 43 families and 93 genera. Six species belonged to the class Chondreichthyes and 197 species to Osteichthyes. Family Pomacentridae showed maximum abundance of species (22%). Station I, having close proximity to the coral reefs, observed the maximum number of families (37) and species (129) and that with minimum number was in station II (23 families and 52 species). Bray-Curtis similarity plot showed a similarity range of 22 to 52%, seasonally. Station I showed highest Shannon-Wiener diversity index (H’log2) (4.22) during August and the lowest (2.91) during June. Stations I and III showed comparatively higher abundance and diversity of fishes. Variability in seagrass habitat structure and the interaction with coral reefs influenced the species composition and diversity of fishes in Minicoy Atoll. The findings of the present investigation can be used as baseline information for the fishery resource management of the region

The Navier-Stokes Equations with Time Delay

In the present paper we use a time delay epsilon > 0 for an energy conserving approximation of the nonlinear term of the non-stationary Navier-Stokes equations. We prove that the corresponding initial value problem (N_epsilon)in smoothly bounded domains G \subseteq R^3 is well-posed. Passing to the limit epsilon \rightarrow 0 we show that the sequence of stabilized solutions has an accumulation point such that it solves the Navier-Stokes problem (N_0) in a weak sense (Hopf).

Semi-algebraic methods for symbolic analysis of complex reaction networks

The identification of chemical mechanism that can exhibit oscillatory phenomena in reaction networks are currently of intense interest. In particular, the parametric question of the existence of Hopf bifurcations has gained increasing popularity due to its relation to the oscillatory behavior around the fixed points. However, the detection of oscillations in high-dimensional systems and systems with constraints by the available symbolic methods has proven to be difficult. The development of new efficient methods are therefore required to tackle the complexity caused by the high-dimensionality and non-linearity of these systems. In this thesis, we mainly present efficient algorithmic methods to detect Hopf bifurcation fixed points in (bio)-chemical reaction networks with symbolic rate constants, thereby yielding information about their oscillatory behavior of the networks. The methods use the representations of the systems on convex coordinates that arise from stoichiometric network analysis. One of the methods called HoCoQ reduces the problem of determining the existence of Hopf bifurcation fixed points to a first-order formula over the ordered field of the reals that can then be solved using computational-logic packages. The second method called HoCaT uses ideas from tropical geometry to formulate a more efficient method that is incomplete in theory but worked very well for the attempted high-dimensional models involving more than 20 chemical species. The instability of reaction networks may lead to the oscillatory behaviour. Therefore, we investigate some criterions for their stability using convex coordinates and quantifier elimination techniques. We also study Muldowney's extension of the classical Bendixson-Dulac criterion for excluding periodic orbits to higher dimensions for polynomial vector fields and we discuss the use of simple conservation constraints and the use of parametric constraints for describing simple convex polytopes on which periodic orbits can be excluded by Muldowney's criteria. All developed algorithms have been integrated into a common software framework called PoCaB (platform to explore bio- chemical reaction networks by algebraic methods) allowing for automated computation workflows from the problem descriptions. PoCaB also contains a database for the algebraic entities computed from the models of chemical reaction networks.

Understanding Subsystems in Biology through Dimensionality Reduction, Graph Partitioning and Analytical Modeling

Biological systems exhibit rich and complex behavior through the orchestrated interplay of a large array of components. It is hypothesized that separable subsystems with some degree of functional autonomy exist; deciphering their independent behavior and functionality would greatly facilitate understanding the system as a whole. Discovering and analyzing such subsystems are hence pivotal problems in the quest to gain a quantitative understanding of complex biological systems. In this work, using approaches from machine learning, physics and graph theory, methods for the identification and analysis of such subsystems were developed. A novel methodology, based on a recent machine learning algorithm known as non-negative matrix factorization (NMF), was developed to discover such subsystems in a set of large-scale gene expression data. This set of subsystems was then used to predict functional relationships between genes, and this approach was shown to score significantly higher than conventional methods when benchmarking them against existing databases. Moreover, a mathematical treatment was developed to treat simple network subsystems based only on their topology (independent of particular parameter values). Application to a problem of experimental interest demonstrated the need for extentions to the conventional model to fully explain the experimental data. Finally, the notion of a subsystem was evaluated from a topological perspective. A number of different protein networks were examined to analyze their topological properties with respect to separability, seeking to find separable subsystems. These networks were shown to exhibit separability in a nonintuitive fashion, while the separable subsystems were of strong biological significance. It was demonstrated that the separability property found was not due to incomplete or biased data, but is likely to reflect biological structure.

Image Based Rendering Using Algebraic Techniques

This paper presents an image-based rendering system using algebraic relations between different views of an object. The system uses pictures of an object taken from known positions. Given three such images it can generate "virtual'' ones as the object would look from any position near the ones that the two input images were taken from. The extrapolation from the example images can be up to about 60 degrees of rotation. The system is based on the trilinear constraints that bind any three view so fan object. As a side result, we propose two new methods for camera calibration. We developed and used one of them. We implemented the system and tested it on real images of objects and faces. We also show experimentally that even when only two images taken from unknown positions are given, the system can be used to render the object from other view points as long as we have a good estimate of the internal parameters of the camera used and we are able to find good correspondence between the example images. In addition, we present the relation between these algebraic constraints and a factorization method for shape and motion estimation. As a result we propose a method for motion estimation in the special case of orthographic projection.

TU Graz: Course: 707.000 Web Science and Web Technology: Lecture 3: Network Theory and Terminology

In this class, we will discuss network theory fundamentals, including concepts such as diameter, distance, clustering coefficient and others. We will also discuss different types of networks, such as scale-free networks, random networks etc. Readings: Graph structure in the Web, A. Broder and R. Kumar and F. Maghoul and P. Raghavan and S. Rajagopalan and R. Stata and A. Tomkins and J. Wiener Computer Networks 33 309--320 (2000) [Web link, Alternative Link] Optional: The Structure and Function of Complex Networks, M.E.J. Newman, SIAM Review 45 167--256 (2003) [Web link] Original course at: http://kmi.tugraz.at/staff/markus/courses/SS2008/707.000_web-science/

Actitudes hacia la discapacidad : la influencia de variables individuales y contextuales

Este trabajo constituye una revisión de la influencia de las variables individuales y contextuales sobre las actitudes hacia la discapacidad. Para alcanzar este objetivo, se describió el concepto de discapacidad desde una perspectiva social, en donde se concibió la discapacidad como un aspecto relacional en vez de una característica individual. Por otra parte se describieron las actitudes hacia la discapacidad, los tipos y sus consecuencias, teniendo en cuenta las percepciones, creencias, emociones, información sobre discapacidad y variables sociodemográficas las cuales tienen un papel significativo en la formación y mantenimiento de las actitudes hacia la discapacidad. Adicionalmente se presentaron algunas de las estrategias de intervención que tiene como propósito mejorar las actitudes, aspecto que puede ayudar o contribuir a la aceptación de las personas con discapacidad. Finalmente, el presente trabajo muestra la necesidad de continuar el estudio de las actitudes hacia la discapacidad, y el mejorar las intervenciones basadas en los hallazgos presentados.

Análisis de la política exterior rusa frente a Abjasia en el período 2000-2008

El objetivo de la presente monografía de grado es analizar la relación entre la identidad dentro de Rusia y la política exterior de dicho Estado hacia la región de Abjasia. Se analiza y explica la manera en que los referentes identitarios dentro de Rusia en el periodo 2000-2008 influyen en las decisiones de política exterior que Rusia tomó hacia Abjasia en el campo militar y político. Se efectúa una revisión de textos (transcripciones de intervenciones y textos escritos) del Presidente y Primer Ministro de la Federación Rusa entre 2000 y 2008 para encontrar los referentes identitarios que determinan el comportamiento de Rusia hacia otros Estados y la forma en que influenciaron sus acciones con respecto a Abjasia.

Diseño y Evaluación de intervenciones en organizaciones empresariales desde la dinámica de sistemas – revisión teórica. Sistemas – Revisión Teórica.

Este trabajo tiene como objetivo hacer una revisión teórica desde los inicios de la Teoría General de Sistemas, hasta el desarrollo de la dinámica de sistemas, todo lo que estas dos teorías plantean, además de muchas otras teorías de las cuales estas se encuentran rodeadas y conectadas muy cercanamente, ya que partiendo del planteamiento que hizo el biólogo Ludwig Von Bertalanffy se derivaron diversas corrientes de pensamiento, todas alrededor del enfoque y pensamiento de sistemas, y de la cual se deriva la más importante para nosotros en este trabajo de la cual es padre el Ingeniero Jay Wright Forrester, la Dinámica de Sistemas. Muchas de estas otras teorías tienen como objetivo generar estrategias de cambio en las organizaciones mediante diferentes metodologías, pero todas con el fin de alcanzar un desempeño óptimo en los procesos que son realizados en las organizaciones. Este proyecto es planteado ante la necesidad de tener un amplio conocimiento teórico de todo lo que conllevan los planteamientos de la Dinámica de Sistemas los cuales van de la mano junto con el pensamiento sistémico y el modelamiento organizacional, el cual veremos cómo es desarrollado desde el enfoque de la Dinámica de Sistemas a través de distintos modelos y en la actualidad herramientas informáticas tales como software diseñados exclusivamente para el modelamiento desde la Dinámica de Sistemas.

Desenlaces de las infecciones respiratorias en la unidad de cuidado intensivo de la fundación neumologica colombiana

Las infecciones asociadas a ventilación mecánica (VM) son frecuentes en la unidad de cuidado intensivo (UCI). Existen dos infecciones: neumonía (NAV) y traqueobronquitis (TAV). NAV genera impacto negativo en los desenlaces de los pacientes al aumentar la morbilidad, mortalidad y los tiempos en UCI y VM, pero no se conoce el impacto de TAV. El objetivo de este estudio fue identificar si hay diferencias entre NAV y TAV. Materiales y métodos: Se realizó un estudio de cohortes entre 2009 y 2013 en la UCI de la Fundación Neumológica Colombiana. De los pacientes con NAV y TAV se obtuvieron datos demográficos, epidemiológicos, microbiológicos y desenlaces como tiempos de estancia en UCI, VM y de hospitalización y mortalidad. Se compararon estadísticamente mediante t de Student y Chi2 para datos normales y prueba de Mann-Whitney para datos no normales. Resultados: Los pacientes con NAV y TAV fueron similares en la condición de ingreso a UCI. Al diagnóstico de la infección hubo diferencias significativas entre grupos en la oxigenación y tiempo de estancia hospitalaria, en UCI y VM. La microbiología fue con predominio de gérmenes Gram negativos y presencia de multirresistencia en el 52.5% de casos, sin diferencias significativas entre grupos. En los desenlaces, se observó diferencias en los tiempos totales de estancia en UCI, hospitalización y VM, pero sin diferencia en ellos después del diagnóstico. No hubo diferencias significativas en mortalidad. Conclusiones: NAV y TAV son similares en el impacto sobre la evolución de los pacientes en cuanto a morbilidad, estancias y mortalidad.

Del bucle a la incertesa : l'evolució de la mirada cibernètica a la pedagogia. 'Del bucle a la incertidumbre : la evolución de la mirada cibernética en la pedagogía'.

Resumen de la autora en catalán

Idealismo epistemológico y realismo metafísico en Charle S. Peirce

En este ensayo reconcilio la epistemología idealista de Peirce con su realismo metafísico, al proponer una idea de realidad permanentemente corregida por los resultados de la indagación. Esto implica prescindir del acuerdo último y aceptar uno actual y falible.