Forces de Casimir i les seves aplicacions

Report for the scientific sojourn carried out at the Darmouth College, from august 2007 until february 2008. It has been very successful, from different viewpoints: scientific, philosophical, human. We have definitely advanced, during the past six months, towards the comprehension of the behaviour of the fluctuations of the quantum vacuum in the presence of boundaries, moving and non-moving, and also in situations where the topology of space-time changes: the dynamical Casimir effect, regularization problems, particle creation statistics, according to different BC, etc. We have solved some longstanding problems and got in this subject quite remarkable results (as we will explain in more detail below). We also pursued a general approach towards a viable modified f(R) gravity in both the Jordan and the Einstein frames (which are known to be mathematically equivalent, but physically not so). A class of exponential, realistic modified gravities has been introduced by us and investigated with care. Special focus was made on step-class models, most promising from the phenomenological viewpoint and which provide a natural way to classify all viable modified gravities. One- and two-steps models were considered, but the analysis is extensible to N-step models. Both inflation in the early universe and the onset of recent accelerated expansion arise in these models in a natural, unified way, what makes them very promising. Moreover, it is monstrated in our work that models in this category easily pass all local tests, including stability of spherical body solution, non-violation of Newton's law, and generation of a very heavy positive mass for the additional scalar degree of freedom.

Incidència, mortalitat i supervivència per càncer a Catalunya 2007

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universitat de Bonn, Alemanya, entre agost i desembre del 2008. Recentement, arran de la creació del Registre de Càncer de Catalunya, s'ha el.laborat un nou "estat de la qüestió" del càncer a Catalunya, que ha permès obtenir una imatge complerta de la incidència, mortalitat i supervivència del càncer a Catalunya, a partir de les dades obtingudes pels registres poblacionals del càncer de Girona i Tarragona pel que fa a la incidència del càncer, i pel registre de Mortalitat de Catalunya, pel que fa a la mortalitat per càncer. El projecte realitzat ha tingut dos objectius principals. En primer lloc, desenvolupar un conjunt integrat de funcions per al càlcul automatitzat de la incidència, mortalitat i supervivència, així com l'ajust dels models estadístics que permeten avaluar les tendències i obtenir les projeccions del càncer pels anys futurs. En segon lloc, s'han aplicat les funcions a les dades disponibles i s'han obtingut els resultats a Catalunya, que inclou les projeccions de la incìdència i mortalitat per càncer a Catalunya fins a l'any 2020. Tos dos objectius han estat substancialment assolits. Pel que fa al primer, s'ha desenvolupat un fitxer font en R que conté les macros i funcions utilitzades. Pel que fa al segon, les anàlisis realitzades han estat emprades per a la realització d'una monografia sobre el càncer a Catalunya, que actualment està acceptada per la seva publicació. Els resultats mostren que la incidència per càncer ha augmentat i està previst que així continuï, tot i que es preveu un esmoertiment de l'augment pels homes. Pel que fa a la mortalitat s'observa un recent decrement que es preveu que es mantingui en el futur, essent aquest major pels homes respecte les dones.

L’impacte de les institucions internacionals sobre la Unió Europea: presa de decisions, integració i europeïtzació

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Center for European Integration de la Freie Universität Berlin, Alemania, entre 2007 i 2009. El tema central del projecte consisteix en la descripció matemàtica de processos espai-temporals mitjançant la teoria dels Continuous-Time Random Walks. L'aportació més significativa del nostre treball en aquest camp consisteix en considerar per primera vegada la interacció entre diversos processos actuant de manera acoblada, ja que fins ara els models existents es limitaven a l'estudi de processos individuals o independents. Aquesta idea fa possible, per exemple, plantejar un sistema de transport en l'espai i a la vegada un procés de reacció (una reacció química, per exemple), i estudiar estadísticament com cada un pot alterar el comportament de l'altre. Això suposa un salt qualitatiu important en la descripció de processos de reacció-dispersió, ja que els nostres models permeten incorporar patrons de dispersió i comportaments temporals (cicles de vida) força realistes en comparació amb els models convencionals. Per tal de completar aquest treball teòric ha estat necessari també desenvolupar algunes eines numèriques (models de xarxa) per facilitar la implementació dels models. En la vessant pràctica, hem aplicat aquestes idees al cas de la dinàmica entre virus i el sistema immunològic que té lloc quan es produeix una infecció a l'organisme. Diferents estudis experimentals portats a terme els últims anys mostren com la resposta immunològica dels organismes superiors presenta una dinàmica temporal força complexa (per exemple, en el cas de la resposta programada). Per aquest motiu, les nostres tècniques matemàtiques són d'especial utilitat per a l'anàlisi d'aquests sistemes. Finalment, altres possibles aplicacions dels models, com ara l'estudi d'invasions biològiques, també han estat considerades.

Benefici de la Simvastatina en el tractament trombolític combinat de l’ictus en models d’ isquèmia cerebral en rata

L’ictus és un dels reptes sanitaris més importants al nostre país ja que l’únic tractament disponible és l’administració de trombolítics durant les 4,5 primeres hores i menys d’un 10% dels pacients poden beneficiar-se’n. Publicacions anteriors han demostrat que el tractament de l’ictus amb estatines pot reduir l’extensió del teixit infartat i millorar la funció neurològica, per això proposem fer un estudi experimental usant un model d’isquèmia en rata, que evidenciï si el tractament combinat de Simvastatina i rt-PA incrementa el benefici obtingut únicament amb fàrmacs trombolítics i avaluï la seva seguretat quan s’administra durant la fase aguda (transformacions hemorràgiques i incidència d’infeccions).

Quantificació de l'error comès pels models de níxol ecològic al predir la distribució d'especies generalistes

Report for the scientific sojourn carried out at the University of California at Berkeley, from September to December 2007. Environmental niche modelling (ENM) techniques are powerful tools to predict species potential distributions. In the last ten years, a plethora of novel methodological approaches and modelling techniques have been developed. During three months, I stayed at the University of California, Berkeley, working under the supervision of Dr. David R. Vieites. The aim of our work was to quantify the error committed by these techniques, but also to test how an increase in the sample size affects the resultant predictions. Using MaxEnt software we generated distribution predictive maps, from different sample sizes, of the Eurasian quail (Coturnix coturnix) in the Iberian Peninsula. The quail is a generalist species from a climatic point of view, but an habitat specialist. The resultant distribution maps were compared with the real distribution of the species. This distribution was obtained from recent bird atlases from Spain and Portugal. Results show that ENM techniques can have important errors when predicting the species distribution of generalist species. Moreover, an increase of sample size is not necessary related with a better performance of the models. We conclude that a deep knowledge of the species’ biology and the variables affecting their distribution is crucial for an optimal modelling. The lack of this knowledge can induce to wrong conclusions.

Canvis ambientals i relacions tròfiques en rius mediterranis

Els rius i rieres mediterranis són ecosistemes que es caracteritzen per fortes oscil•lacions de cabal i temperatura al llarg de l’any. Aquestes oscil•lacions provoquen canvis ambientals en l'hàbitat i en els recursos que afecten directament o indirecta la biota que habita aquests ecosistemes, la qual, per tant, ha de presentar adaptacions a aquestes oscil•lacions ambientals. L'escenari actual de canvi climàtic preveu una intensificació dels fenòmens de sequera i augment de temperatura. Entendre com la biota dels rius respon a aquestes fluctuacions és de gran importància per poder anticipar les respostes d'aquests sistemes als imminents canvis ambientals així com per gestionar adequadament els recursos hídrics en un futur. Els objectius principals d'aquesta tesi eren: caracteritzar estructural i funcionalment dues rieres intermitents mediterrànies al llarg dels diferents períodes característics del cicle anual i veure els efectes d'un augment de la sequera; veure com aquests efectes podien afectar l'ecosistema ripari circumdant i establir com diferències en la qualitat de la matèria orgànica derivades del canvi climàtic pot afectar el fitness i desenvolupament dels invertebrats. Aquests objectius s'han pogut complir només parcialment, ja que adversitats climàtiques van impedir finalitzar amb èxit la manipulació del cabal al camp i la resolució d'algunes dades no ha estat prou bona com per aplicar els models corresponents. Aquests contratemps s'han solucionat amb la incorporació de dos nous experiments (un encara s'ha de realitzar), fet que ha fet enlentir la finalització de la tesi.

La millor comprensió del desenvolupament cardíac i el dany cel•lular en els miòcits ajudarà a definir dianes terapèutiques

En el cor embrional, la senyalització de mort cel•lular apoptòtica iniciada per receptors de mort i les caspases executores 3 i 7 exerceixen un paper important durant el desenvolupament cardíac no relacionat amb la mort cel•lular, i posteriorment són silenciats en l’adult, on les vies independents de caspases estan implicades en la mort cel•lular patològica. Resultats previs del nostre grup han contribuït a entendre com es regula i silencia en el cor l’expressió dels gens de la via apoptòtica depenent de caspases durant el desenvolupament; a més, resultats no publicats demostren que les caspases regulen el procés d’expressió de gens en el cor i, contràriament a la maquinària depenent de caspases, TatD, una nucleasa, ’expressa abundantment al cor postnatal. Es desconeixen les funcions de la senyalització apoptòtica durant el desenvolupament cardíac, tot i que són essencials per al desenvolupament, a més, la senyalització independent de caspases implicada al dany cel•lular en els miòcits només es coneix parcialment, el nostre objectiu és contribuir al coneixement d’ambdós fenòmens. Creiem que les caspases podrien processar proteïnes reguladores de l’expressió de gens musculars alterant la seva activitat, mentre que TatD té un paper rellevant en el dany cel•lular però també en la funció cardíaca normal. Volem caracteritzar la contribució de les caspases 3 i 7 en el desenvolupament cardíac, utilitzant models in vivo (estem finalitzant els creuaments necessaris per a disposar dels animals amb el genotip desitjat) i in vitro (pràcticament hem preparat tot el material i hem optimitzat els protocols per a tirar-ho endavant). També volem caracteritzar la funció de TatD durant el desenvolupament i fisiologia del cor i conèixer-ne la seva funció utilitzant models in vitro i in vivo.

Mediació, autoregulació i justícia de proximitat

El treball de recerca té per objecte l’estudi dels avantatges que podria oferir la implantació de l’anomenada "justícia de proximitat" a Catalunya tot considerant, en especial, la seva virtualitat com a mecanisme de prevenció de la criminalitat a les grans ciutats. Aquest model de justícia presenta molts paral·lelismes, quant als seus objectius i finalitats, però també en relació amb alguns aspectes concrets de la seva configuració, amb la denominada mediació comunitària. Per això es presta especial consideració, per una banda, al pojecte de Llei orgànica de modificació de la Llei orgànica 6/1985, d’1 de juliol, del Poder Judicial, en matèria de justícia de proximitat i Consells de justícia, i , per altra banda a l’Avantprojecte de Llei de Mediació familiar i comunitària a Catalunya. Aquestes propostes de reforma legislativa són analitzades a la llum de les principals aportacions de la sociologia, la criminologia i la ciencia política en matèria de garantia de la seguretat ciudadana. També s’han pres en consideració diversos models de dret comparat. Els resultats de la recerca han posat de manifest que la garantia de la seguretat ciudadana s’ha d’articular a través de mecanismes basats en els principis de subsidiarietat, cooperació i participació, en la corresponsabilització de la societat i en la introducció d’instruments d’autoregulació normalitzats. Tenint en compte aquests resultats i les necessitats de reforma de l’organització jurisdiccional, es presenta en aquest treball un model de justícia de proximitat que s’articula principalment com un model de justícia de barri, que s’hauria de compatibilitzar amb la mediació comunitària, però que inclou també de forma paral•lela un sistema de justícia de les petites reclamacions.

Evaluation of tumor vascularisation in two rat sarcoma models for studying isolated lung perfusion : Injection route determines the origin of tumour vessels

Résumé Introduction: La perfusion isolée cytostatique du poumon est une technique attractive qui permet l'administration des doses élevées d'un agent cytostatique tout en épargnant dans la mesure du possible la circulation systémique. Cependant, la perfusion de l'artère pulmonaire risque d'épargner le territoire pulmonaire vascularisé par l'intermédiaire des artères bronchiques, ce qui pourrait diminuer l'efficacité de ce traitement au cas où la lésion ciblée est vascularisée par les artères bronchiques. Ce travail est destiné au développement d'un modèle tumoral au niveau des poumons de rongeur (rat) porteur d'un sarcome pulmonaire afin de déterminer si la voie d'injection des cellules tumorales (intraveineuse, versus intratumorale) influencera la vascularisation des tumeurs (provenant du système artères pulmonaires ou artères bronchiques). Méthod: Des tumeurs de sarcomes pulmonaires ont été générées par injection d'une suspension cellulaire de sarcome, soit par injection intraveineuse, soit directement dans le parenchyme pulmonaire par thoracotomie. Ensuite, une perfusion isolée du poumon porteur de la tumeur à l'aide de l'encre a été effectuée, soit par l'artère pulmonaire, soit par le système des artères bronchiques. La distribution de l'encre dans les vaisseaux tumoraux ainsi que dans les vaisseaux non tumoraux du poumon adjacent a été investiguée à l'aide d'une analyse histologique des poumons perfusés. Résultat: L'administration intraveineuse et intratumorale de la suspension de cellules tumorales résulte en des tumeurs similaires sur le plan histologique. Néanmoins, l'injection intra-parenchymateuse démontre des tumeurs plus homogènes et avec un développement plus prédictible, était associée à une survie plus longue qu'après injection intraveineuse. Les analyses histologiques après perfusion isolée à l'aide de l'encre démontre que les tumeurs résultant de l'injection intraveineuse ont développé une vascularisation se basant sur le système d'artères pulmonaires tandis que les tumeurs émergeant après injection intraparenchymateuse ont développé une vascularisation provenant du système des artères bronchiques. Conclusion: Ce travail démontre pour la première fois l'importance du mode de génération de tumeurs pulmonaires en ce qui concerne leur future vascularisation, ce qui pourrait avoir un impact sur leur traitement par perfusion isolée du poumon. Abstract Isolated cytostatic lung perfusion (ILP) is an attractive technique allowing delivery of a high-dose of cytostatic agents to the lungs while limiting systemic toxicity. In developing a rat model of ILP, we have analysed the effect of the route of tumour cell injection on the source of tumour vessels. Pulmonary sarcomas were estab¬lished by injecting a sarcoma cell suspension either by the intravenous (i.v.) route or directly into the lung paren¬chyma. Ink perfusion through either pulmonary artery (PA) or bronchial arteries (BA) was performed and the characteristics of the tumour deposits defined. i.v. and direct injection methods induced pulmonary sarcoma nodules, with similar histological features. The intraparenchymal injection of tumour cells resulted in more reli¬able and reproducible tumour growth and was associat¬ed with a longer survival of the animals. i.v. injected tumours developed a PA-derived vascular tree whereas directly injected tumours developed a BA-derived vasculature.

Funcions de les molècules associades a la mielina i la proteïna priònica cel•lular (PrPc) en neurodegeneració (Malaltia d’Alzheimer) i neuroinflamació (Esclerosi Múltiple)

Les proteïnes associades a la mielina (MAIS), Nogo-A, MAG i OMgp, són molècules que presenten una capacitat inhibitòria molt important per el recreixement axonal i la neuroreparació després de lesió. No obstant des de fa anys les seves funcions han estat ampliades i s’han involucrat en diferents processos degeneratius del sistema nerviós o en processos neuroinflamatoris del sistema nerviós central i el perifèric com ara l'Escleresi Múltiple (MS). La base neurobiològica d’indicadors moleculars que són responsables del dany axonal en MS segueixen sense estar plenament descrits. Recentment s’ha publicat que el mecanisme de senyalització Nogo-A pot regir els primers canvis de la desmielinització immunomediada del sistema nerviós central en el model animal de MS, l’encefalomielitis autoimmune experimental (EAE). De la mateixa forma la proteïna priònica cel•lular és una proteïna que s’ha associat majoritàriament a malalties espongiformes, però que recentment s’ha vinculat (no sense controvèrsia) amb la seva possible relació amb la Malaltia d'Alzheimer (AD), ja que seria capaç de reclutar els oligòmers d’Aβ (ADDLs), els quals correlacionen millor amb el grau de demència, i amb els que interacciona directament, actuant així com un possible mediador de la fosforilació de tau en la malaltia. No obstant, les funcions de les MAIS i de la PrPc en aquests models de la malaltia no estan clarament definits i, per altra banda, es desconeixen els mecanismes de senyalització implicats, no descartant de forma clara el component neural i l’immune.

Cryo-negative staining reveals conformational flexibility within yeast RNA polymerase I.

The structure of the yeast DNA-dependent RNA polymerase I (RNA Pol I), prepared by cryo-negative staining, was studied by electron microscopy. A structural model of the enzyme at a resolution of 1.8 nm was determined from the analysis of isolated molecules and showed an excellent fit with the atomic structure of the RNA Pol II Delta4/7. The high signal-to-noise ratio (SNR) of the stained molecular images revealed a conformational flexibility within the image data set that could be recovered in three-dimensions after implementation of a novel strategy to sort the "open" and "closed" conformations in our heterogeneous data set. This conformational change mapped in the "wall/flap" domain of the second largest subunit (beta-like) and allows a better accessibility of the DNA-binding groove. This displacement of the wall/flap domain could play an important role in the transition between initiation and elongation state of the enzyme. Moreover, a protrusion was apparent in the cryo-negatively stained model, which was absent in the atomic structure and was not detected in previous 3D models of RNA Pol I. This structure could, however, be detected in unstained views of the enzyme obtained from frozen hydrated 2D crystals, indicating that this novel feature is not induced by the staining process. Unexpectedly, negatively charged molybdenum compounds were found to accumulate within the DNA-binding groove, which is best explained by the highly positive electrostatic potential of this region of the molecule, thus, suggesting that the stain distribution reflects the overall surface charge of the molecule.

Hierarchical conditional random fields for parts based models matching

A parts based model is a parametrization of an object class using a collection of landmarks following the object structure. The matching of parts based models is one of the problems where pairwise Conditional Random Fields have been successfully applied. The main reason of their effectiveness is tractable inference and learning due to the simplicity of involved graphs, usually trees. However, these models do not consider possible patterns of statistics among sets of landmarks, and thus they sufffer from using too myopic information. To overcome this limitation, we propoese a novel structure based on a hierarchical Conditional Random Fields, which we explain in the first part of this memory. We build a hierarchy of combinations of landmarks, where matching is performed taking into account the whole hierarchy. To preserve tractable inference we effectively sample the label set. We test our method on facial feature selection and human pose estimation on two challenging datasets: Buffy and MultiPIE. In the second part of this memory, we present a novel approach to multiple kernel combination that relies on stacked classification. This method can be used to evaluate the landmarks of the parts-based model approach. Our method is based on combining responses of a set of independent classifiers for each individual kernel. Unlike earlier approaches that linearly combine kernel responses, our approach uses them as inputs to another set of classifiers. We will show that we outperform state-of-the-art methods on most of the standard benchmark datasets.

Conceptual models for designing information systems supporting the strategic analysis of technology environments

1 6 STRUCTURE OF THIS THESIS -Chapter I presents the motivations of this dissertation by illustrating two gaps in the current body of knowledge that are worth filling, describes the research problem addressed by this thesis and presents the research methodology used to achieve this goal. -Chapter 2 shows a review of the existing literature showing that environment analysis is a vital strategic task, that it shall be supported by adapted information systems, and that there is thus a need for developing a conceptual model of the environment that provides a reference framework for better integrating the various existing methods and a more formal definition of the various aspect to support the development of suitable tools. -Chapter 3 proposes a conceptual model that specifies the various enviromnental aspects that are relevant for strategic decision making, how they relate to each other, and ,defines them in a more formal way that is more suited for information systems development. -Chapter 4 is dedicated to the evaluation of the proposed model on the basis of its application to a concrete environment to evaluate its suitability to describe the current conditions and potential evolution of a real environment and get an idea of its usefulness. -Chapter 5 goes a step further by assembling a toolbox describing a set of methods that can be used to analyze the various environmental aspects put forward by the model and by providing more detailed specifications for a number of them to show how our model can be used to facilitate their implementation as software tools. -Chapter 6 describes a prototype of a strategic decision support tool that allow the analysis of some of the aspects of the environment that are not well supported by existing tools and namely to analyze the relationship between multiple actors and issues. The usefulness of this prototype is evaluated on the basis of its application to a concrete environment. -Chapter 7 finally concludes this thesis by making a summary of its various contributions and by proposing further interesting research directions.

Metodologies de Desenvolupament Dirigides per Models

En aquest treball, s'introduiran dos de les metodologies de desenvolupament dirigides per models més significatives: Model Driven Architecture (MDA) i Domain Specific Modeling (DSM). Així mateix, es presentarà un estudi comparatiu d'algunes de les diferents eines existents actualment al mercat que els hi donen suport.

Toxicity at three years with and without irradiation of the internal mammary and medial supraclavicular lymph node chain in stage I to III breast cancer (EORTC trial 22922/10925).

INTRODUCTION: The EORTC 22922/10925 trial investigated the potential survival benefit and toxicity of elective irradiation of the internal mammary and medial supraclavicular (IM-MS) nodes Accrual completed in January 2004 and first results are expected in 2012. We present the toxicity reported until year 3 after treatment. PATIENTS AND METHODS: At each visit, toxicity was reported but severity was not graded routinely. Toxicity rates and performance status (PS) changes at three years were compared by chi(2) tests and logistic regression models in all the 3,866 of 4,004 patients eligible to the trial who received the allocated treatment. RESULTS: Only lung (fibrosis; dyspnoea; pneumonitis; any lung toxicities) (4.3% vs. 1.3%; p < 0.0001) but not cardiac toxicity (0.3% vs. 0.4%; p = 0.55) significantly increased with IM-MS treatment. No significant worsening of the PS was observed (p = 0.79), suggesting that treatment-related toxicity does not impair patient's daily activities. CONCLUSIONS: IM-MS irradiation seems well tolerated and does not significantly impair WHO PS at three years. A follow-up period of at least 10 years is needed to determine whether cardiac toxicity is increased after radiotherapy.