THE ROLE OF SPINDLES FOR SLEEP: MANIPULATING OSCILLATORY ACTIVITY IN THE THALAMOCORTICAL NETWORK

Modern urban lifestyle encourages the prolongation of wakefulness, leaving less and less time for sleep. Although the exact functions of sleep remain one of the biggest mysteries in neuroscience, the society is well aware of the negative consequences of sleep loss on human physical and mental health and performance. Enhancing sleep's recuperative functions might allow shortening sleep duration while preserving the beneficial effects of sleep. During sleep, brain activity oscillates across a continuum of frequencies. Individual oscillations have been suggested to underlie distinct functions for sleep and cognition. Gaining control about individual oscillations might allow boosting their specific functions. Sleep spindles are 11 - 15 Hz oscillations characteristic for light non-rapid-eye-movement sleep (NREMS) and have been proposed to play a role in memory consolidation and sleep protection against environmental stimuli. The reticular thalamic nucleus (nRt) has been identified as the major pacemaker of spindles. Intrinsic oscillatory burst discharge in nRt neurons, arising from the interplay of low-threshold (T-type) Ca2+ channels (T channels) and small conductance type 2 (SK2) K+ channels (SK2 channels), underlies this pacemaking function. In the present work we investigated the impact of altered nRt bursting on spindle generation during sleep by studying mutant mice for SK2 channels and for CaV3.3 channels, a subtype of T channels. Using in vitro electrophysiology I showed that nRt bursting was abolished in CaV3.3 knock out (CaV3.3 KO) mice. In contrast, in SK2 channel over-expressing (SK2-OE) nRt cells, intrinsic repetitive bursting was prolonged. Compared to wildtype (WT) littermates, altered nRt burst discharge lead to weakened thalamic network oscillations in vitro in CaV3.3 KO mice, while oscillatory activity was prolonged in SK2-OE mice. Sleep electroencephalographic recordings in CaV3.3 KO and SK2-OE mice revealed that reduced or potentiated nRt bursting respectively weakened or prolonged sleep spindle activity at the NREMS - REMS transition. Furthermore, SK2-OE mice showed more consolidated NREMS and increased arousal thresholds, two correlates of good sleep quality. This thesis work suggests that CaV3.3 and SK2 channels may be targeted in order to modulate sleep spindle activity. Furthermore, it proposes a novel function for spindles in NREMS consolidation. Finally, it provides evidence that sleep quality may be improved by promoting spindle activity, thereby supporting the hypothesis that sleep quality can be enhanced by modulating oscillatory activity in the brain. Le style de vie moderne favorise la prolongation de l'éveil, laissant de moins en moins de temps pour le sommeil. Même si le rôle exact du sommeil reste un des plus grands mystères des neurosciences, la société est bien consciente des conséquences négatives que provoque un manque de sommeil, à la fois sur le plan de la santé physique et mentale ainsi qu'au niveau des performances cognitives. Augmenter les fonctions récupératrices du sommeil pourrait permettre de raccourcir la durée du sommeil tout en en conservant les effets bénéfiques. Durant le sommeil, on observe des oscillations à travers un continuum de fréquences. Il a été proposé que chaque oscillation pourrait être à l'origine de fonctions spécifiques pour le sommeil et la cognition. Pouvoir de contrôler les oscillations individuelles permettrait d'augmenter leurs fonctions respectives. Les fuseaux sont des oscillations de 11 à 15 Hz caractéristiques du sommeil à ondes lentes léger et il a été suggéré qu'elles jouent un rôle majeur pour la consolidation de la mémoire ainsi que dans la protection du sommeil contre les stimuli environnementaux. Le nucleus réticulaire du thalamus (nRt) a été identifié en tant que générateur de rythme des fuseaux. Les bouffées oscillatoires intrinsèques des neurones du nRt, provenant de l'interaction de canaux calciques à bas seuil de type T (canaux T) et de canaux potassiques à faible conductance de type 2 (canaux SK2), sont à l'origine de la fonction de générateur de rythme. Dans ce travail, j'ai étudié l'impact de la modulation de bouffées de nRT sur la génération des fuseaux pendant le sommeil en investiguant des souris génétiquement modifiées pour les canaux SK2 et les canaux CaV3.3, un sous-type de canaux T. En utilisant l'électrophysiologie in vitro j'ai démontré que les bouffées du nRT étaient abolies dans les souris knock-out du type CaV3.3 (CaV3.3 KO). D'autre part, dans les cellules nRT sur-exprimant les canaux SK2 (SK2-OE), les bouffées oscillatoires intrinsèques étaient prolongées. Par rapport aux souris wild type, les souris CaV3.3 KO ont montré un affaiblissement des oscillations thalamiques en réponse à un changement des bouffées de nRT, alors que l'activité oscillatoire était prolongée dans les souris SK2-OE. Des enregistrements EEG du sommeil dans des souris de type CaV3.3 KO et SK2-OE ont révélé qu'une réduction ou augmentation des bouffées nRT ont respectivement affaibli ou prolongé l'activité des fuseaux durant les transitions du sommeil à ondes lentes au sommeil paradoxal. De plus, les souris SK2-OE ont montré des signes de consolidation du sommeil à ondes lentes et un seuil augmenté pour le réveil, deux mesures qui corrèlent avec une bonne qualité du sommeil. Le travail de cette thèse propose que les canaux CaV3.3 et SK2 pourrait être ciblés pour moduler l'activité des fuseaux. De plus, je propose une fonction nouvelle pour les fuseaux dans la consolidation du sommeil à ondes lentes. Finalement je suggère que la qualité du sommeil peut être améliorée en promouvant l'activité des fuseaux, soutenant ainsi l'idée que la qualité du sommeil peut être améliorée en modulant l'activité oscillatoire dans le cerveau.

Papel del hierro endovenoso para el manejo de la anemia preoperatoria en cirugía ortopédica mayor dentro de un programa de ahorro de sangre

Objetivos La anemia preoperatoria es frecuente en cirugía ortopédica mayor y es un factor predictivo de transfusión y de peor evolución postoperatoria. El objetivo de este estudio es evaluar la utilidad y seguridad del hierro endovenoso como tratamiento de la anemia preoperatoria y ferropenia en cirugía ortopédica mayor, y valorar la respuesta según el hierro utilizado y/o el tipo de anemia de acuerdo con el algoritmo de actuación de nuestro programa de ahorro de sangre. Material y métodos Análisis retrospectivo de una base de datos prospectiva de los pacientes programados para prótesis total de cadera (PTC) y de rodilla (PTR), en los últimos 5 años. Utilizamos la base de datos online PAS (Programa de Ahorro de Sangre) en www.awge.org que incluye: edad, sexo, peso, ASA, metabolismo del hierro, evolución de la hemoglobina (Hb), efectos adversos y transfusión. Resultados Se incluyeron en el PAS 3.488 pacientes de los cuales 612 (17,5%) presentaban anemia preoperatoria y 169 (27,6%) fueron tratados con hierro endovenoso (HE) De los pacientes tratados con HE (169), 35 recibieron hierro sacarosa (HS) y 134 hierro carboximaltosa (HCM). De acuerdo con el algoritmo de tratamiento, 101 lo recibieron por anemia por déficit de hierro (ADH), 26 por ferropenia sin anemia (DH), 21 por anemia de proceso crónico (APC) y 21 en otros tipos de anemia. El incremento de la Hb fue de 1 ± 09 g/dl en el DH, de 1.7± 1 g/dl en ADH y de 2.1 ± 1 g/dl en APC y otras anemias (P<0.001). El grupo del HCM la adherencia al tratamiento fue superior y necesitaron menos visitas (p<0.001). Los efectos adversos fueron leves y similares en ambos grupos. Conclusiones El hierro endovenoso (HS o HCM) es un tratamiento eficaz y seguro de la anemia preoperatoria en cirugia ortopédica mayor, aunque el HCM tiene la ventaja de conseguir el mismo resultado con sólo una administración.

Characterization of myocardial deformation in patients with different etiologies of left ventricular hypertrophy by using strain distribution from Magnetic Resonance Imaging

Introducción y objetivos. Se ha señalado que, en la miocardiopatía hipertrófica (MCH), la desorganización de las fibras regionales da lugar a segmentos en los que la deformación es nula o está gravemente reducida, y que estos segmentos tienen una distribución no uniforme en el ventrículo izquierdo (VI). Esto contrasta con lo observado en otros tipos de hipertrofia como en el corazón de atleta o la hipertrofia ventricular izquierda hipertensiva (HVI-HT), en los que puede haber una deformación cardiaca anormal, pero nunca tan reducida como para que se observe ausencia de deformación. Así pues, proponemos el empleo de la distribución de los valores de strain para estudiar la deformación en la MCH. Métodos. Con el empleo de resonancia magnética marcada (tagged), reconstruimos la deformación sistólica del VI de 12 sujetos de control, 10 atletas, 12 pacientes con MCH y 10 pacientes con HVI-HT. La deformación se cuantificó con un algoritmo de registro no rígido y determinando los valores de strain sistólico máximo radial y circunferencial en 16 segmentos del VI. Resultados. Los pacientes con MCH presentaron unos valores medios de strain significativamente inferiores a los de los demás grupos. Sin embargo, aunque la deformación observada en los individuos sanos y en los pacientes con HVI-HT se concentraba alrededor del valor medio, en la MCH coexistían segmentos con contracción normal y segmentos con una deformación nula o significativamente reducida, con lo que se producía una mayor heterogeneidad de los valores de strain. Se observaron también algunos segmentos sin deformación incluso en ausencia de fibrosis o hipertrofia. Conclusiones. La distribución de strain caracteriza los patrones específicos de deformación miocárdica en pacientes con diferentes etiologías de la HVI. Los pacientes con MCH presentaron un valor medio de strain significativamente inferior, así como una mayor heterogeneidad de strain (en comparación con los controles, los atletas y los pacientes con HVI-HT), y tenían regiones sin deformación.

Selección automática de imágenes. Photo- Storytelling

En este proyecto se estudia como generar un resumen de una colección de fotografías seleccionándolas automáticamente.Se construye un sistema capaz de permitir a un usuario subir una colección de imágenes a una plataforma web, que estás sean procesadas y posteriormente darle la opción de generar un resumen automático de su colección personal.Realizar la selección automática de imágenes es una tarea muy compleja debido a todos los factores a tener en cuenta a la hora de escogerlas. Eventos temporales, estética de las imágenes, personajes que deben o no aparecer en la selección son algunos de los factores importantes y que hay que tener muy en cuenta a la hora de realizar la selección automática.En este proyecto veremos cómo se ha construido el sistema, cómo se ha implementado el algoritmo de selección automática y las mejoras que se han llevado a cabo para mejorarlo en precisión y tiempo de ejecución.Para la evaluación del algoritmo implementado se han realizado pruebas con usuarios que nos han permitido detectar algunos de los problemas del algoritmo.Finalmente, se presentan las conclusiones y el trabajo futuro.

Evaluación de la experiencia Google: temas de satisfacción y mejoras al diseño de la búsqueda web

En este proyecto se va a realizar una evaluación a Google para encontrar los puntos débiles de la aplicación y proponer soluciones y/o mejoras.Empezaremos introduciendo la historia de Google para tener referencias de cómo y dónde surgió, el algoritmo de PageRank que es el núcleo del motor de búsqueda y el hardware y software que ha desarrollado con su propia tecnología.Previamente se introducirán los requisitos que se necesitarán para entender cómo se van a evaluar los cuestionarios, es decir, se explicará la escalera Likert y las dos aplicaciones desarrolladas para realizar el análisis de las queries obtenidas.A continuación se detallará como se realizará la evaluación y se propondrá un cuestionario para este fin. Una vez enviado el cuestionario, obtendremos los datos necesarios para poder evaluar Google.Al concluir la evaluación, se propondrán 5 mejoras para dar más control al usuario y para poder evaluarlas se creará otro cuestionario. Con los datos que se obtendrán de este, se realizará una evaluación de las mejoras y se analizará si tienen una buena acogidas por parte de los usuarios.Para finalizar el proyecto, se realizarán unas conclusiones globales de todos los datos analizados y de las propuestas de mejora.

Institutions, Public Debt and Foreign Finance

We study the role of domestic financial institutions in sustaining capital flows to the private and public sector of a country whose government can default on its debt. As in recent public debt crises, in our model public defaults weaken banks' balance sheets, disrupting domestic financial markets. This effect leads to a novel complementarity between private capital inflows and public borrowing, where the former sustain the latter by boosting the government's cost of default. Our key message is that, by shaping the direction of private capital flows, financial institutions determine whether financial integration improves or reduces government discipline. We explore the implications of this complementarity for financial liberalization and debt-financed bailouts of banks. We present some evidence consistent with complementarity.

Downsizing, Job Insecurity, and Firm Reputation

This paper studies how firms make layoff decisions in the presence of adverse shocks. In this uncertain environment, workers' expectations about their job security affect their on-the-job performance. This productivity effect on job insecurity forces firms to strike a balance between laying off redundant workers and maintaining survivors' commitment when deciding on the amount and timing of downsizing. This framework offers an explanation of conservative employment practices (such as zero or reduced layoffs) based on firms having private information about their future profits. High retention rates and wages can signal that the firm has a bright future, boosting workers' confidence. Moreover, the model provides clear predictions about when waves of downsizing will occur as opposed to one-time massive cuts.

Técnicas de Data e Text Mining Para Anotação de Um Arquivo Digital

O presente trabalho cujo Título é técnicas de Data e Text Mining para a anotação dum Arquivo Digital, tem como objectivo testar a viabilidade da utilização de técnicas de processamento automático de texto para a anotação das sessões dos debates parlamentares da Assembleia da República de Portugal. Ao longo do trabalho abordaram-se conceitos como tecnologias de descoberta do conhecimento (KDD), o processo da descoberta do conhecimento em texto, a caracterização das várias etapas do processamento de texto e a descrição de algumas ferramentas open souce para a mineração de texto. A metodologia utilizada baseou-se na experimentação de várias técnicas de processamento textual utilizando a open source R/tm. Apresentam-se, como resultados, a influência do pré-processamento, tamanho dos documentos e tamanhos dos corpora no resultado do processamento utilizando o algoritmo knnflex.

Detecció automàtica de punts facials característics mitjançant un algoritme inspirat en el còrtex cerebral

En aquest article presentem l'aplicació d'un algoritme inspirat en el còrtex cerebral anomenat HMAX com a part central d'un procés de detecció automàtica de punts facials característics en imatges.

Planeamento de equipamentos educativos em Cabo Verde

Esta tese visa contribuir para o desenvolvimento de modelos de planeamento e gestão de redes de equipamentos educativos mais realistas e operacionais. Entretanto, apresenta modelos de optimização para o problema de localização de equipamentos educativos em Cabo Verde, tendo em consideração que estes modelos quando aplicados aos serviços públicos são importantes, pois racionalizam os recursos disponíveis, beneficiando directamente a população. Geralmente, a localização adequada de equipamentos educativos e a atribuição dos utentes, a este serviço, têm constituído um dos grandes problemas enfrentados pelo sector da educação. Contudo, o desenvolvimento de uma proposta, que maximize a acessibilidade, traduzida na minimização da distância média, que estes utentes percorrem para utilizar esse serviço, é de fundamental importância, pois são serviços de necessidade básica e os seus recursos são normalmente muito escassos. Cabo Verde é um pequeno país africano, considerado emergente, que acaba de ser incluído no grupo de Países do Rendimento Médio. A sua economia está orientada para os serviços e depende quase totalmente do exterior. Tem sido feita uma grande aposta no seu capital humano, investimento na educação como a chave para seu sucesso. Consequentemente, a optimização dos seus recursos educativos é actualmente de grande interesse. Os objectivos dos modelos são a maximização da acessibilidade e a minimização do investimento (garantindo uma boa cobertura). Os modelos do tipo p-mediana foram utilizados e implementados, através dos métodos exactos e do algoritmo de entropia cruzada. Os modelos foram aplicados em dois estudos de caso: para as escolas básicas do município de Santa Cruz e para as escolas secundárias da ilha de Santiago. Ainda, foi concebido um Sistema de Informação para o Planeamento da Educação com o objectivo de integrar num único sistema os recursos necessários à tomada de decisão sobre o planeamento da educação. Os modelos apresentaram soluções óptimas ou muito boas. Em qualquer dos casos, as soluções parecem realistas e podem ser aplicadas à realidade cabo-verdiana. A resolução dos modelos não suscitou problemas em termos de processamento e o tempo computacional foi bastante reduzido.

Spacial debris collector robot : An AI-based and autonomous debris collector satellite simulation

In this paper the core functions of an artificial intelligence (AI) for controlling a debris collector robot are designed and implemented. Using the robot operating system (ROS) as the base of this work a multi-agent system is built with abilities for task planning.

JOGO DE ORIL PARA TELEMÓVEL

A Inteligência Artificial hoje em dia tem várias aplicações e uma delas é em jogos de computadores. O objectivo deste trabalho é utilizar técnicas de Inteligência Artificial para desenvolver um agente capaz de jogar o jogo Oril e para tal, utiliza-se o algoritmo Minimax, que busca a árvore de jogadas da partida e tenta estimar a melhor jogada numa determinada profundidade avaliando os estados encontrados. Por outro lado pretende-se também fazer a implementação do jogo de oril num smartphone, tendo em conta a mobilidade e as capacidades de processamento desses equipamentos que nos permite utilizar elementos multimédia, para tornar a experiência de jogar contra o computador ou outro utilizador mais real.

Assinatura Digital Foco Smart Card

A assinatura digital é um processo de assinatura electrónica baseado no sistema criptográfico assimétrico composto por um algoritmo ou série de algoritmos, mediante o qual é gerado um par de chaves assimétricas exclusivas e complementares. Tal como a assinatura manuscrita, a assinatura digital não pode ser falsificada, pelo que se adiciona uma função hash ao valor da chave gerada, para garantir a segurança do sistema. A assinatura digital permite, ao mesmo tempo, a identificação positiva do autor de uma mensagem (ou do signatário de um documento) e a verificação da integridade da mesma. Refira-se, porém, que a assinatura digital pode ser anexa a qualquer mensagem, seja esta decifrada ou não, apenas para que o receptor tenha a certeza da identidade do emissor e de que a mensagem chegou intacta ao destino. Baseia-se na criptografia da chave pública, que usa um algoritmo de duas chaves, a privada e a pública, diferentes mas matematicamente associadas: a primeira cria a assinatura digital e decifra os dados; a segunda verifica a assinatura e devolve-a ao formato original. O autor da mensagem mantém secreta a sua chave privada e divulga a chave pública, e vice-versa. A identidade do dono da chave pública é atestada pelo certificado digital emitido por uma entidade certificadora (uma espécie de notário). Independentemente da forma que assume, a assinatura electrónica, e a digital em particular, deve cumprir três funções: a autenticação (tal como acontece com o habitual gatafunho a que chamamos assinatura, apenas o indivíduo deve ser capaz de a reproduzir); não repudiação (quando o indivíduo assina não pode voltar atrás); e integridade (é necessário assegurar que os documentos assinados não são alterados sem o consentimento dos signatários).

Criptografia de Chave Pública com Base em Códigos

Este trabalho de dissertação foca o sistema criptográfico de McEliece. Este é um sistema criptográfico de chave pública que tira partido do facto do problema de descodificação de um código linear geral ser NP-completo. Mais especificamente, este sistema criptográfico usa um código de Goppa sobre um corpo finito como chave privada, para o qual existe um algoritmo de descodificação eficiente, e um código linear geral, derivado do código Goppa anterior, como chave pública. Assim, neste trabalho, começa-se por analisar alguns resultados sobre corpos finitos, necessários ao longo desta dissertação. Posteriormente, estudam-se os códigos lineares sobre corpos finitos, em particular os códigos de Goppa, apresentando-se um algoritmo de descodificação para estes códigos. Em seguida, é apresentada uma descrição detalhada do sistema criptográfico de McEliece e são analisados alguns ataques a este sistema criptográfico. Por fim, é ainda analisada a sua aplicação na segurança de assinaturas digitais.