Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Normalizing flows for neuroimaging research
No full textPsychotic disorders are characterized by poorly understood pathophysiological mechanisms, with
a remarkable heterogeneity among patients, both cross-sectionally and longitudinally. This results
in a lack of definitive biomarkers, whose outcome could greatly benefit from early diagnosis and
intervention. In this thesis, we propose to address these challenges in two directions: from a
neuroanatomical, and neurochemical standpoints. Although intrinsically different problems, these
can be approached from a common perspective: distribution modeling. To achieve this, in both
cases we propose tools sustained on the use of Normalizing Flows (NF), a relatively new family
of generative-based artificial intelligence methods, characterized by their explicitness,
expressiveness, and intrinsic bijectivity, with the ability to work with large-dimensional and/or
complex data. These properties are analyzed in this thesis and later adapted for the two objectives.
In the first case, we propose a tool to generate highly personalized normative neuroanatomical
models. In this context, we need tools able to accurately align observed entities with those of a
reference distribution, a process contextualized within a temporal framework. We address the
issue by introducing an adaptation of the classic NF models, using Optimal Transport (OT)
concepts, to enable the approximation of a source distribution to any target distribution accessible
through samples. The bidirectional parametric nature of NF is proposed to be used to 1) enable
the dynamic alignment of distributions, while 2) constraining the transformation paths, enforcing
them to be smooth. The intrinsic bijectivity of NF is exploited to enable image-to-image
translation across different time points, without the need for paired samples, enabling the
prediction of individual brain trajectories through the years.
In the second case, we propose to target the disentanglement of factors underlying functional
alterations already observed at the onset of the disease, as suggested by our experiments. We
propose achieving this using available whole-brain mathematical models (WBM), which may
help overcome experimental limitations, while further opening the possibility to address causality
methodologically. However, their usefulness is sustained by their well-posedness. Thus, we
propose to take advantage of the explicitness and expressiveness of NF, considering their
limitations in the context of the complex network behavior of the brain, to closely approximate
the posterior of the inferred parameters, in an efficient and amortized manner, potentially easing
the WBM’s translation to its clinical use.
While further work is required, by leveraging the strengths of NF, this thesis aims to pave the way
for the development of more precise diagnostic tools for psychotic disorders, extensible to its
application to other neurological conditions.Els trastorns psicòtics es caracteritzen per mecanismes fisiopatològics poc entesos, amb una
notable heterogeneïtat entre els pacients, tant transversalment com longitudinal. Això dona lloc a
una manca de biomarcadors definitius, l’existència dels quals podria beneficiar enormement el
diagnòstic precoç i la intervenció de la malaltia. En aquesta tesi, proposem abordar aquestes
dificultats en dues direccions: des d'un punt de vista neuroanatòmic i neuroquímic. Tot i ser
problemes intrínsecament diferents, aquests podrien abordar-se des d'una perspectiva comuna: la
modelització de distribucions. Per aconseguir-ho, en ambdós casos proposem eines basades en
l'ús de Fluxos Normalitzadors (NF), una família relativament nova de mètodes generatius
d'intel·ligència artificial, caracteritzats per la seva explicitat, expressivitat i bijectivitat intrínseca,
amb la capacitat de treballar amb dades complexes i/o d'alta dimensionalitat. Dites propietats
s'analitzen en aquesta tesi i s'adapten amb la finalitat d'assolir els objectius esmentats.
En el primer cas, proposem una eina per generar models neuroanatòmics normatius personalitzats.
En aquest context, necessitem eines capaces d'ajustar amb precisió les entitats observades amb
les d'una distribució de referència, un procés contextualitzat dins d'un marc temporal. Abordem
aquesta qüestió introduint una adaptació dels models NF clàssics, utilitzant conceptes de
Transport Òptim (OT), per permetre l'aproximació d'una distribució font a qualsevol distribució
de destinació accessible a través de mostres. Es proposa utilitzar la naturalesa paramètrica
bidireccional dels NF per 1) possibilitar l'ajust dinàmic de les distribucions, mentre 2) restringim
els camins de transformació, obligant-los a ser progressius. Així mateix, s'aprofita la bijectivitat
intrínseca dels NF per permetre la traducció d'imatge a imatge a través de diferents punts
temporals, sense necessitat de disposar de mostres aparellades, permetent la predicció de les
trajectòries cerebrals individuals al llarg dels anys.
En el segon cas, proposem desentrellar el paper dels factors subjacents a les alteracions funcionals
ja observades en el començament de la malaltia, com suggereixen els nostres experiments.
Proposem aconseguir-ho utilitzant models matemàtics capaços de generar simulacions a nivell de
xarxa cerebral completa, els quals poden ajudar a superar les limitacions experimentals, i a més,
obren la possibilitat d'abordar metodològicament la causalitat. No obstant això, la seva utilitat es
basa en la seva bona formulació. Així, proposem aprofitar l’explicitat i expressivitat dels NF,
considerant les seves limitacions en el context de la complexa xarxa cerebral, per aproximar la
distribució posterior dels paràmetres inferits, de manera eficient i amortitzada, amb l'objectiu final
de facilitar la translació dels models WBN al seu ús clínic.
Tot i que es requereix més treball, aprofitant els punts forts dels NF, aquesta tesi té com a objectiu
obrir el camí per al desenvolupament d'eines de diagnòstic més precises per a trastorns psicòtics,
extensibles a la seva aplicació a altres condicions neurològiques.Programa de Doctorat en Tecnologies de la Informació i les Comunicacion
Transforming the legal landscape with blockchain: an examination of kleros as a decentralised dispute resolution system
No full textThis research investigates the transformative potential of blockchain technology within the legal landscape, with a specific focus on Kleros as a decentralised dispute resolution system. By examining the theoretical foundations, technological aspects, and legal implications of blockchain, this study provides critical insights into how this technology can reshape legal processes. It highlights the limitations of traditional legal systems and explores how blockchain’s inherent features—such as transparency, immutability, and efficiency—can effectively address these challenges. The research delves into Kleros as an innovative alternative for dispute resolution, underscoring its advantages in terms of transparency, cost-effectiveness, and accessibility. It also addresses significant legal issues related to blockchain implementation, including privacy, data protection, and regulatory compliance. Furthermore, the potential of smart contracts is explored as a means to enhance contractual relationships and mitigate legal concerns. This study emphasises the urgent need for balanced regulatory frameworks that can effectively govern four key areas: cryptocurrency transactions, smart contracts, blockchain-based data storage, and Initial Coin Offerings (ICOs). Through an analysis of international conventions, the research advocates for concrete regulatory proposals aimed at fostering innovation, protecting user rights, and ensuring legal compliance within the dynamic realm of blockchain technology.Esta investigación examina el potencial transformador de la tecnología blockchain en el ámbito jurídico, centrándose en Kleros como un sistema descentralizado de resolución de disputas. A través del análisis de los fundamentos teóricos, los aspectos tecnológicos y las implicaciones legales del blockchain, este estudio ofrece perspectivas críticas sobre cómo esta tecnología puede reconfigurar los procesos legales. Se destacan las limitaciones de los sistemas legales tradicionales y se explora cómo las características intrínsecas del blockchain—como la transparencia, la inmutabilidad y la eficiencia—pueden abordar eficazmente estos desafíos. La investigación profundiza en Kleros como una alternativa innovadora para la resolución de disputas, resaltando sus ventajas en términos de transparencia, coste-efectividad y accesibilidad. También se abordan cuestiones legales significativas relacionadas con la implementación del blockchain, incluyendo la privacidad, la protección de datos y el cumplimiento normativo. Además,
viii
se investiga el potencial de los contratos inteligentes para mejorar las relaciones contractuales y mitigar preocupaciones legales. Este estudio enfatiza la urgente necesidad de marcos regulatorios equilibrados que puedan gestionar de manera efectiva cuatro áreas clave: transacciones de criptomonedas, contratos inteligentes, almacenamiento de datos basado en blockchain y Ofertas Iniciales de Monedas (ICOs). A través de un análisis de convenios internacionales, la investigación aboga por propuestas regulatorias concretas destinadas a fomentar la innovación, proteger los derechos de los usuarios y garantizar el cumplimiento legal dentro del dinámico ámbito de la tecnología blockchain.Programa de Doctorat en Dre
El "vestigio del pasado" [perezhitok proshlogo] en el cine y la literatura soviética entre 1926 y 1936
No full textEl marco cronológico de esta investigación doctoral, titulada El "vestigio del pasado"
[perezhitok proshlogo] en el cine y la literatura soviética entre 1926 y 1936 analiza cómo
en el cine y en la literatura soviéticos se recoge la crisis que experimentó la figura del
individuo del pasado [bivshiy], considerado un vetigio social [perezhitok] a ojos del
nuevo poder comunista. Centrándose en la transición histórica entre el modelo
económico experimental de Lénin (la NEP), que aún daba cabida a la vida prerevolucionaria
y el modelo plenamente socialista de Stalin (los planes quinquenales) la
tesis elabora un análisis histórico-comparativista de la ficción literaria y cinematográfica,
revelando imágenes que construyeron el motivo visual del sujeto que está condenado a
desaparecer. El marco cronológico finaliza coincidiendo con el comienzo de las Grandes
purgas.The chronological framework of this doctoral research, entitled "The 'vestige of the past'
[perezhitok proshlogo] in Soviet cinema and literature between 1926 and 1936",
analyzes how the crisis experienced by the "individual of the past" [bivshiy], considered
a social vestige [perezhitok] in the eyes of the new communist power, is echoed in Soviet
cinema and literature. Focusing on the historical transition between Lenin's
experimental economic model (the NEP), which still gave room for pre-revolutionary life,
and Stalin's fully socialist model (the five-year plans) the thesis elaborates a historical compara
tive analysis of literary and cinematographic fiction, revealing the visual motif
of a subject that is doomed to disappear. The chronological framework ends with the
beginning of the Great purges.Programa de Doctorat en Humanitat
La intención emprendedora comercial y social: un modelo de antecedentes y desencadenantes del comportamiento emprendedor
No full textEsta tesis analiza el proceso emprendedor desde una perspectiva integral, explorando los factores que influyen en la formación de la intención emprendedora y su conversión en comportamiento efectivo, tanto en su vertiente comercial como social. El modelo propuesto incorpora valores personales (individualistas y colectivistas), capital social cognitivo (bonding y bridging) y eventos desencadenantes (realización personal, insatisfacción laboral, orientación a la innovación y herencia). Los resultados evidencian que los valores individualistas, especialmente los vinculados a la automejora, influyen significativamente en la intención emprendedora, incluso en proyectos de carácter social. Asimismo, se confirma que el capital social bonding facilita la intención comercial, y que la orientación a la innovación actúa como desencadenante del comportamiento. Finalmente, se valida empíricamente que una alta intención predice la acción emprendedora, sin diferencias sustanciales entre los tipos de emprendimiento. Estos hallazgos ofrecen implicaciones teóricas y prácticas para fortalecer políticas de apoyo y programas formativos en emprendimiento.This dissertation delves into the analysis of the entrepreneurial process that connects the formation of entrepreneurial intention with its manifestation as effective entrepreneurial behavior, considering both commercial and social forms of entrepreneurship. The study proposes a research model that identifies the factors explaining this transition by integrating personal, cognitive, social, and contextual variables. It highlights the role of personal values, cognitive social capital, and triggering events as key elements in the conversion of intention into action. Through a quantitative approach and structural equation modeling analysis (PLS-SEM) applied to entrepreneurs in the Valencian Region, the results show that individualistic values, particularly those oriented toward achievement and power, are significant determinants of entrepreneurial intention. Moreover, the study underscores the importance of specific triggering events, such as innovation orientation and family succession.Programa de Doctorat en Desenvolupament Local i Cooperació Internaciona
EFL self-concept at a highly internationalized university: A mixed-methods study of profiles, Plurilingual and Pluricultural Competence, EFL Anxiety and the EMI context
No full textThis dissertation investigates the evolution of English as a Foreign Language (EFL) selfconcept
of local, first-year undergraduates within a multilingual and multicultural
university. It analyzes changes in students’ EFL self-concept and some contextual and
individual factors that may have an effect on it, including 1) students’ Plurilingual and
Pluricultural Competence (PPC) and EFL Anxiety, 2) profile variables, and 3)
internationalization of classrooms, triggered by English medium instruction and
international students. Data collection and analysis followed a mixed-methods approach
and a longitudinal design. Results reveal a general high EFL self-concept but having a
higher number of international friends, two or more L1(s) and experiences abroad
correlated with higher levels. PPC together with EFL Anxiety were able to predict 40%
of EFL self-concept variance. Reports from interviews to full EMI students showed a
generalized sense of progress that drove students’ EFL self-concept forward, though with
differences tied to the nature of academic disciplines. The weight of past and present
positively-perceived experiences with English appears as key in EFL self-concept
development. All in all, this study reveals valuable information for educational
stakeholders and policy makers in higher education.Aquesta tesi doctoral investiga l’evolució de l’autoconcepte en anglès com a llengua
estrangera (EFL) d’estudiants locals de primer de grau a una universitat multilingüe i
multicultural. S’hi analitzen canvis en l’autoconcepte dels estudiants així com alguns
factors individuals i del context que poden exercir-hi la seva influència, com ara 1) la
Competència Plurilingüe i Pluricultural (PPC) dels estudiants i l’ansietat per l’anglès, 2)
variables de perfil, i 3) la internacionalització de les aules, impulsada per l’anglès com a
mitjà d’instrucció (EMI) i la presència d’alumnes internacionals. La recollida de dades i
l’anàlisi van seguir un disseny longitudinal amb mètodes mixtes. Els resultats revelen un
autoconcepte en anglès elevat en general, tot i que tenir un nombre d’amics internacionals
alt, dues o més L1s i experiències a l’estranger estan correlacionats amb nivells més alts
d’autoconcepte. La PPC i l’ansietat per l’anglès són capaces de predir un 40% de la
variància de l’autoconcepte. Els estudiants de graus amb plena docència en anglès (EMI)
mostren una sensació de progrés generalitzada que esperona el seu autoconcepte, encara
que sigui amb diferències dependents de la disciplina acadèmica. El pes de les
experiències passades i presents percebudes de forma positiva es presenta com a clau del
desenvolupament de l’autoconcepte en anglès com a llengua estrangera. En resum, aquest
estudi revela informació valuosa per a organismes i agents educatius, així com per a
aquells a càrrec de les polítiques educatives dels nivells d’educació superior.Esta tesis doctoral investiga la evolución del autoconcepto en inglés como lengua
extranjera (EFL) de estudiantes locales de primer año de grado en una universidad
multilingüe y multicultural. Se analizan los cambios en el autoconcepto en inglés de los
estudiantes, así como factores individuales y relacionados con el contexto que puedan
influir en él, incluyendo 1) la Competencia Plurilingüe y Pluricultural de los estudiantes
(PPC) y la ansiedad por el inglés, 2) variables de perfil, y 3) la internacionalización de las
aulas impulsada por la instrucción en inglés (EMI) y la presencia de estudiantes
internacionales. La recogida de datos y el análisis siguieron un diseño longitudinal de
métodos mixtos. Los resultados revelan un autoconcepto en inglés alto en general, pero
tener un número elevado de amigos internacionales, dos o más L1s y experiencias en el
extranjero están correlacionados con niveles más altos de autoconcepto. La PPC, junto
con la ansiedad, son capaces de predecir un 40% de la varianza del autoconcepto en
inglés. Los estudiantes de EMI muestran una sensación de progreso generalizado que
impulsa su autoconcepto en inglés, aunque con diferencias dependientes de la naturaleza
de las disciplinas académicas. El peso de las experiencias percibidas de forma positiva,
tanto pasadas como presentes, aparece como un punto clave en el desarrollo del
autoconcepto en inglés. En suma, este estudio contiene información valiosa para
organismos y agentes educativos, así como para aquellos a cargo de las políticas
educativas de los niveles de educación superior.Programa de Doctorat en Humanitat
Algorithmic governance in Digital Health. The path to autonomy
No full textPrograma de Doctorat en Medicina i Recerca Translacional[eng] Despite the recent increase in public awareness of artificial intelligence governance, there remains a considerable gap between this growing need and its practical realization. While there is a comprehensive policy framework that lays the theoretical groundwork, it is not effectively implemented in algorithmic practice. This phenomenon can be attributed to a number of factors, including a lack of multidisciplinary collaboration, a passive approach that discourages critical reflection paired with a limited understanding of how artificial intelligence truly functions, and commercial pressures that prioritize quick results over good practice.
This issue has implications for algorithmic governance in general, but it is respect for autonomy that is particularly absent. Without autonomy, individuals are unable to make free and informed decisions, thus losing our ability to act as active agents in the governance of ourselves and our society. It is therefore imperative to adopt a minimum set of ethical standards to guide the advancement of technology in a way that is beneficial and sustainable for society as a whole.
This thesis is based on bioethics as a driving force for change and endeavors to present a critical analysis that establishes the foundations for a framework of algorithmic governance. This framework is anchored in human rights and internationally recognized ethical principles that should regulate artificial intelligence, with the principle of autonomy at its core. This framework is enriched with an analysis of the ethical, legal, and social aspects of machine learning and its impact on individuals in a field where autonomy, freedom, and privacy, nowadays in question, must be preserved. This thesis commences with an examination of the limitations of machine learning, with the objective of establishing a
foundation for a governance framework that fosters autonomy. It then proceeds to identify and analyze the normative framework of reference, which is currently saturated, to detect its strengths and weaknesses. Finally, with a clear practical vocation, it is proposed to operationalize the principle of autonomy by providing a model that characterizes it and allows for its evaluation, thereby facilitating its understanding and integration into algorithmic processes. This proposal is centered on the monitoring of autonomy throughout the entirety of the algorithmic pipeline, from its inception to completion. It facilitates continuous monitoring and assessment of end-users’ autonomy with regard to the systems that influence decision-making processes.[cat] Malgrat el recent augment de la conscienciació pública entorn de la governança de la intel·ligència artificial, continua existint una bretxa considerable entre aquesta creixent necessitat i la seva realització pràctica. Malgrat que existeix un ampli marc normatiu que estableix les bases teòriques, aquest no s'aplica eficaçment en la pràctica algorítmica. Aquest fenomen pot atribuir-se a una sèrie de factors, com la falta de col·laboració multidisciplinària, una mirada passiva que descoratja la reflexió crítica unida a una comprensió limitada de com funciona realment la intel·ligència artificial, i les pressions comercials que donen prioritat als resultats ràpids enfront de les bones pràctiques. Aquesta qüestió té implicacions per a la governança algorítmica en general, però és el respecte a l'autonomia el que està particularment absent. Sense autonomia, les persones som incapaces de prendre decisions lliures i informades, perdent així la nostra capacitat d'actuar com a agents actius en la governança de nosaltres mateixos i de la nostra societat. Per tant, és imperatiu adoptar un conjunt mínim de normes ètiques que guiïn l'avanç de la tecnologia de manera que resulti beneficiosa i sostenible per a la societat en el seu conjunt. Aquesta tesi parteix de la bioètica com a motor de canvi i té com a objectiu principal oferir una anàlisi crítica que estableixi les bases per a un marc de governança algorítmica. Aquest marc es fonamenta en els drets humans i en els principis ètics reconeguts a nivell internacional que haurien de regular la intel·ligència artificial, col·locant el principi d'autonomia com a eix central. Aquest marc s'enriqueix amb una anàlisi dels aspectes ètics, legals, i socials de l'aprenentatge automàtic i el seu impacte en persones en un àmbit en el qual l'autonomia, la llibertat, i la intimitat, avui en dubte, han de preservar-se. Aquesta tesi comença identificant els límits de l'aprenentatge automàtic per a establir les bases d'un marc de governança que promogui l'autonomia. A continuació, s'identifica i analitza el marc normatiu de referència, actualment saturat, amb l'objectiu de detectar les seves fortaleses i febleses. Per a acabar, amb una clara vocació pràctica, es proposa l'operacionalizació del principi d'autonomia mitjançant la proposta d'un model que la caracteritzi i permeti avaluar-la amb la finalitat de facilitar la seva comprensió i integració en les pràctiques algorítmiques. Aquesta proposta se centra en la supervisió de l'autonomia al llarg de tot el procés algorítmic, des del seu inici fins a la seva finalització. Facilita la supervisió i avaluació contínues de l'autonomia dels usuaris finals respecte als sistemes que influeixen en els processos de presa de decisions
El residu artístic. Utilització i significació en el procés creatiu
No full textPrograma de Doctorat en Estudis Avançats en Produccions Artístiques[cat] La tesi investiga els residus generats durant els processos de creació artística, considerant-los com l’objecte central d’estudi. Basada en l’experiència de la pràctica artística, la recerca explora la capacitat de reutilització que els artistes fan dels materials o elements sobrants que es produeixen en disciplines com la pintura, l’escultura, la fotografia o l’art digital, bé sigui reincorporant-los en el mateix procés creatiu. En aquest sentit, es proposa el concepte de residu artístic i s’analitzen les seves utilitats, tipologies i significats en l’àmbit de les arts visuals i en una part del context de l’art con- temporani de l’última dècada. Si bé generalment el residu artístic es pot produir involuntàriament, també sembla que alguns artistes el provoquin, i es crea així el fenomen del que anomeno residualitat: un conjunt d’operacions que relaciona el seu origen amb la seva utilitat en el camp de l’art.
En la investigació s’estableixen connexions entre diferents idees provinents de la teoria de l’art i el camp del pensament filosòfic, proposant possibles connotacions que transcendeixin la materialitat de l’objecte d’estudi. Aquestes reflexions permeten conceptualitzar la imperfecció, l’error, l’accident, el rebuig, el descart, l’empremta i l’excedent del procés creatiu com un residu del procés creatiu, el qual, de vegades, es manifesta com un element present en el resultat final de l’obra.
Finalment, la tesi inclou una recerca historiogràfica que abasta des de les avantguardes del segle xx fins a l’entrada de la postmodernitat, amb l’objectiu de veure l’evolució i incidència del residu artístic en la creació contemporània. A més, també es presenta un breu estudi sobre la brossa i la deixalla en l’actualitat, abordant la seva problemàtica mediambiental des de la perspectiva de la investigació artística contemporània. No obstant, cal subratllar que aquesta tesi no se centra en la branca del reciclatge artístic, sinó que es proposa explorar les possibles relacions entre el residu artístic i aquestes qüestions, mantenint un enfocament diferent en el seu tractament i anàlisi.[eng] The thesis investigates the waste generated during artistic
creation processes, considering it as the central
object of study. Based on the experience of artistic
practice, the research explores the artists’ ability to
reuse leftover materials or elements produced in disciplines
such as painting, sculpture, photography, or
digital art, either by reintegrating them into the same
creative process. In this regard, the concept of ‘artistic
waste’ is proposed, and its uses, typologies, and
meanings are analyzed within the field of visual arts
and a part of the context of contemporary art in the
last decade. While artistic waste is generally produced
unintentionally, it also seems that some artists provoke
it, thus creating the phenomenon I refer to as
residuality: a set of operations that connects its origin
with its utility in the field of art.
The research establishes connections between various
ideas from art theory and the field of philosophical
thought, proposing possible connotations that
transcend the materiality of the object of study. These
reflections allow for the conceptualization of imperfection,
error, accident, rejection, discard, trace, and
surplus from the creative process as a form of waste,
which, on occasion, manifests as elements present in
the final outcome of the work.
Finally, the thesis includes a historiographical investigation
spanning from the avant-garde movements
of the 20th century to the advent of postmodernity,
with the aim of observing the evolution and impact of
artistic waste in contemporary creation. It also includes
a brief study on garbage and waste today, addressing
their environmental issues from the perspective
of contemporary artistic research. However, it should
be emphasized that this thesis does not focus on the
branch of artistic recycling, but aims to explore the
possible relationships between artistic waste and these
issues, maintaining a different approach in its treatment
and analysis
Development and application of computational methodologies for novel therapeutic strategies based on protein-protein interactions
No full textPrograma de Doctorat en Química Teòrica i Modelització Computacional[eng] Protein-protein interactions (PPIs) are essential for the proper functioning of biological systems, regulating key cellular processes such as protein degradation, signaling, and immune responses. This makes them both promising drug targets and a foundation for novel therapeutic strategies. In this thesis, we employ computational approaches to study PPIs, leveraging advances in protein structure prediction alongside our group’s expertise in biomolecular simulations. Given that AlphaFold2 was launched at the beginning of this work, we first assess the robustness of its predictions by simulating prospective scenarios in drug discovery. Building on these insights, we then investigate PPIs in various biological contexts, including: (i) the characterization of a PPI involved in plant’s fungal infections, which could serve as a starting point for the development of new antifungal treatments; (ii) the study of the ternary complex formed between an E3 ligase and a target protein in the presence of PROTAC molecules, providing structural and stability insights for the rational optimization of PROTACs; (iii) the identification of PPIs between de novo protein binders based on the ubiquitin scaffold with high success rate; and (iv) the generation of protein immunogens to elicit an immune response against the West Nile Virus. Overall, we demonstrate that combining molecular simulations with Artificial Intelligence tools—including AlphaFold2, MaSIF and newly developed protein design techniques—offers a powerful approach to study the intrinsic dynamics of PPIs and generates structural insights that can guide the rational design of novel therapeutic strategies.[cat] Les interaccions proteïna-proteïna (IPPs) són essencials pel funcionament correcte dels sistemes biològics, ja que regulen processos cel·lulars clau com la degradació de proteïnes, la senyalització i la resposta immune. Això les converteix, al mateix temps, en dianes terapèutiques prometedores i en la base per a noves estratègies terapèutiques. En aquesta tesi, utilitzem la computació per estudiar les IPPs, aprofitant els avenços en la predicció de l’estructura de proteïnes juntament amb l’amplia experiencia del nostre grup en simulacions biomoleculars. Donat que AlphaFold2 es va llançar poc abans de l’inici d’aquesta tesis, primer avaluem com de robustes són les seves prediccions simulant escenaris prospectius típics en les campanyes de descobriment de fàrmacs. A partir d’aquests coneixements, investiguem IPPs en diferents contextos biològics, incloent-hi: (i) la caracterització d’una IPP implicada en el mecanisme d’infeccions de fongs en plantes, que podria servir com a punt de partida pel desenvolupament de nous tractaments antifúngics; (ii) l’estudi de la dinàmica del complex ternari format entre una E3 ligasa i una proteïna d’interès en presència d’un PROTAC, proporcionant informació estructural i d’estabilitat per a l’optimització racional dels PROTACs; (iii) la identificació d’IPPs entre una proteïna diana i noves proteïnes basades en l’estructura de l’ubiqüitina amb una alta taxa d’èxit; i (iv) la generació de proteïnes capaces de desencadenar una resposta immune contra el virus del Nil occidental. A partir d’aquestes aplicacions, demostrem que la integració de simulacions moleculars amb eines d’Intel·ligència Artificial—incloent AlphaFold2, MaSIF i les noves tècniques de disseny de proteïnes—ofereix una perspectiva poderosa per estudiar la dinàmica intrínseca de les IPPs i genera informació estructural que pot guiar el disseny racional de noves estratègies terapèutiques
Evaluación de la fisiopatología morfofuncional macular mediante imagen multimodal tras la cirugía del desprendimiento de retina
No full textCompendi d'articlesEl desprendimiento de retina con afectación macular (mácula off) es una urgencia oftalmológica que puede comprometer gravemente la visión, incluso tras una cirugía técnicamente exitosa. Esta tesis analiza y compara las dos principales técnicas quirúrgicas utilizadas (cerclaje escleral y vitrectomía vía pars plana), desde un enfoque integral, con el objetivo de mejorar la comprensión de los factores que limitan la recuperación visual óptima. Mediante el uso de tecnología avanzada de imagen como la tomografía de coherencia óptica (OCT) y la microperimetría MAIA, se analizan los resultados anatómicos, funcionales, yatrogenia inducida e impacto socioeconómico de cada técnica en el sistema sanitario. Este enfoque multidimensional pretende aportar evidencia útil para mejorar la toma de decisiones clínicas, optimizar los resultados visuales y minimizar las complicaciones, contribuyendo así al avance en el tratamiento quirúrgico del desprendimiento de retina.This doctoral thesis evaluates and compares the economic, microstructural, and functional outcomes of two surgical techniques used in the treatment of rhegmatogenous retinal detachment (RRD) of moderate complexity: pars plana vitrectomy (PPV) and scleral buckling (SB). Through a multimodal approach, three interrelated studies were conducted. The first analyses cost-utility, suggesting that both techniques are cost-effective, with SB showing a slightly more favorable economic profile. The second examines postoperative microstructural retinal changes using OCT, revealing greater photoreceptor disruption in the PPV group. The third assesses retinal function via MAIA microperimetry, showing partial visual improvement with both techniques, yet persistent functional deficits. The findings highlight that although anatomical reattachment is commonly achieved, full visual recovery remains limited, possibly due to iatrogenic or microstructural damage. This research supports a more individualized surgical approach and emphasizes the need for detailed postoperative functional and structural monitoring to optimize outcomes and healthcare sustainability in RRD management.Programa de Doctorat en Ciències Biomèdiques i Salu
Improving real-time guarantees of cache coherence and advanced interconnections in real-time systems
Get PDF(English) The dissertation, research on enhancing timing predictability and performance for Critical Real-Time Embedded Systems (CRTES), focusing on Multi-Processor Systems on Chip (MPSoCs). CRTES are essential in critical domains like automotive and avionics, where complex functionalities and high performance are increasingly required for operations such as AI and multi-sensor data processing. However, MPSoCs face significant timing verification and validation (V&V) challenges, especially related to shared resources like caches and interconnects, which can introduce unpredictable delays. This thesis addresses three core areas to improve CRTES predictability: cache coherence, interconnection predictability, and application performance through vector extensions.
Cache Coherence: In MPSoCs, cache coherence protocols ensure consistent data across multiple cores, but shared caches introduce contention that affects timing predictability. Traditional approaches to improving coherence often involve modifying protocols, a costly and complex task. This thesis takes an alternative approach by leveraging hardware event monitors (HEMs) to observe cache contention, providing valuable data for timing V&V without altering existing protocols. This methodology is applied to commercial MPSoCs like the NXP T1040 and T2080, which are widely used in real-time domains.On another note, the Remote Protocol-Contention Tracking (RPCT) method is proposed, which enables fine-grained tracking of delays due to inter-core contention, offering insights into cache coherence impacts on software predictability and informing developers on optimization strategies. Additionally, the thesis proposes a novel Multiple HEM Validation (MHV) method to improve the accuracy of contention measurements by validating HEM reliability through inter-HEM relationships, mitigating known issues with single-event HEM inaccuracies.
Interconnections: MPSoCs rely on point-to-point (P2P) communication protocols like AXI4 for data transfer between cores, but the standard AXI protocol lacks timing constraints, making it unpredictable under real-time requirements. Addressing this, this thesis introduces AXI4 Real-Time (AXI4RT), an extension to the AXI protocol that specifies timing parameters to control the duration of transactions between manager and subordinate interfaces. By defining timing guarantees directly within the protocol, AXI4RT ensures predictable communication, enhancing system reliability for real-time applications. Additionally, this thesis provides some initial steps for contention tracking on modern AXI5 interconnects by doing an in-depth analysis how can contention be tracked with currently available HEMs and proposing some HEMs that could improve this tracking.
Application Performance with Vector Extensions: To meet growing performance demands in CRTES, MPSoCs often use GPUs and custom accelerators, but these present certification challenges due to their complexity and unpredictable timing. This thesis explores using vector extensions (VExt) as an alternative. Single Instruction Multiple Data (SIMD) processing units are already available in many embedded processors, which perform parallel operations on multiple data elements, effectively improving data processing speeds. Unlike GPUs, VExt are integrated within processors and comply with high-integrity system standards, making them easier to certify. The thesis provides an analysis of VExt in COTS processors like NVIDIA’s AGX Xavier and show their potential to enhance performance while maintaining compliance with standards such as MISRA-C.
In summary, this thesis advances the state-of-the-art in CRTES predictability, presenting solutions that ensure more reliable timing for complex embedded systems in safety-critical applications. By addressing cache coherence, interconnect timing, and performance, this thesis provides tools and methodologies for better timing analysis, enabling MPSoCs to improve real-time guarantees.(Català) La dissertació aborda la investigació per millorar la previsibilitat temporal i el rendiment en Critical Real-Time Embedded Systems (CRTES), centrada en Multi-Processor Systems on Chip (MPSoCs). Els CRTES són essencials en àmbits crítics com l’automoció i l’aeronàutica, on es requereixen funcionalitats complexes i alt rendiment per a tasques com la intel·ligència artificial i el processament de dades multisensor. Tanmateix, els MPSoCs enfronten grans reptes de verification and validation (V&V) temporal, especialment en recursos compartits com caches i interconnexions, que generen retards imprevisibles. Aquesta tesi se centra en tres àrees clau per millorar la previsibilitat en CRTES: coherència de les cache, predictibilitat en interconnexions i rendiment d'aplicacions mitjançant vector extensions.
Coherència de les Cache: Als MPSoCs, els protocols de coherència garanteixen la consistència de dades entre nuclis, però les caches compartides generen contenció que afecta la previsibilitat. Modificar protocols sol ser costós i complex. Aquesta tesi proposa l’ús de hardware event monitors (HEMs) per observar la contenció en caches, proporcionant dades clau per a la V&V temporal sense modificar els protocols existents. Aquesta metodologia s’aplica a MPSoCs comercials com NXP T1040 i T2080. També s’introdueix el mètode Remote Protocol-Contention Tracking (RPCT) per a un seguiment detallat dels retards causats per la contenció inter-core, oferint informació clau per optimitzar el programari. A més, el mètode Multiple HEM Validation (MHV) millora la precisió validant les relacions entre HEMs, mitigant errors coneguts en les mesures individuals.
Interconnexions: Els MPSoCs depenen de protocols com AXI4 per transferir dades entre nuclis, però l’estàndard AXI no inclou restriccions temporals, fent imprevisible el seu ús en temps real. Per abordar-ho, es proposa AXI4 Real-Time (AXI4RT), una extensió del protocol AXI que defineix paràmetres temporals per controlar la durada de les transaccions entre interfícies. Això assegura una comunicació previsible i millora la fiabilitat per a aplicacions en temps real. A més, es presenten passos inicials per rastrejar la contenció en interconnexions AXI5 utilitzant HEMs actuals i es proposen nous HEMs per millorar aquest seguiment.
Rendiment d'aplicacions amb Vector Extensions: Per satisfer les demandes de rendiment en CRTES, els MPSoCs usen GPUs i acceleradors personalitzats, que presenten reptes de certificació per la seva complexitat i temps imprevisible. Aquesta tesi explora vector extensions (VExt) com a alternativa. Les Single Instruction Multiple Data (SIMD) units, presents en molts processadors incrustats, fan operacions paral·leles en múltiples elements de dades, millorant la velocitat de processament. A diferència de les GPUs, les VExt estan integrades en els processadors i compleixen amb estàndards d'alta integritat com MISRA-C, facilitant-ne la certificació. L’anàlisi de les VExt en processadors COTS com NVIDIA AGX Xavier mostra el seu potencial per millorar el rendiment sense comprometre la certificació.
En resum, aquesta tesi presenta avenços en la previsibilitat dels CRTES, oferint solucions per garantir temps fiables en sistemes incrustats complexos. En abordar cache coherence, interconnexions i altres millores de rendiment d'aplicacions, aquesta tesi proporciona eines i metodologies que milloren l’anàlisi temporal, i això permet als MPSoCs complir garanties en temps real.(Español) La disertación aborda la investigación para mejorar la previsibilidad temporal y el rendimiento en Critical Real-Time Embedded Systems (CRTES), centrada en Multi-Processor Systems on Chip (MPSoCs). Los CRTES son esenciales en dominios críticos como automoción y aviónica, donde se necesitan funcionalidades complejas y alto rendimiento para tareas como inteligencia artificial y procesamiento de datos multi-sensor. Sin embargo, los MPSoCs enfrentan grandes desafíos de verification and validation (V&V) temporal, especialmente en recursos compartidos como caches e interconexiones, que generan retrasos impredecibles. Esta tesis se enfoca en tres áreas clave para mejorar la previsibilidad en CRTES: coherencia de las cache, predictibilidad en interconexiones y rendimiento de aplicaciones mediante vector extensions.
Coherencia de las Cache: En los MPSoCs, los protocolos de coherencia aseguran consistencia de datos entre núcleos, pero las caches compartidas generan contención que afecta la previsibilidad. Modificar protocolos suele ser costoso y complejo. Esta tesis propone el uso de hardware event monitors (HEMs) para observar la contención en caches, proporcionando datos clave para la V&V temporal sin alterar los protocolos existentes. Esta metodología se aplica a MPSoCs comerciales como NXP T1040 y T2080. También se introduce el método Remote Protocol-Contention Tracking (RPCT) para un seguimiento detallado de los retrasos por contención inter-core, ofreciendo información clave para optimizar el software. Además, el método Multiple HEM Validation (MHV) mejora la precisión al validar relaciones entre HEMs, mitigando errores conocidos de medición individual.
Interconexiones: Los MPSoCs dependen de protocolos como AXI4 para transferir datos entre núcleos, pero el estándar AXI no incluye restricciones temporales, haciendo impredecible su uso en tiempo real. Para abordar esto, se propone AXI4 Real-Time (AXI4RT), una extensión del protocolo AXI que define parámetros temporales para controlar la duración de transacciones entre interfaces. Esto asegura comunicación predecible y mejora la fiabilidad para aplicaciones en tiempo real. Además, se dan pasos iniciales para rastrear la contención en interconexiones AXI5 mediante HEMs actuales y se proponen nuevos HEMs para mejorar este seguimiento.
Application Performance con Vector Extensions: Para satisfacer demandas de rendimiento en CRTES, los MPSoCs utilizan GPUs y aceleradores personalizados, que presentan desafíos de certificación por su complejidad y tiempo impredecible. Esta tesis explora vector extensions (VExt) como alternativa. Las unidades Single Instruction Multiple Data (SIMD), presentes en muchos procesadores embebidos, realizan operaciones paralelas en múltiples elementos de datos, mejorando la velocidad de procesamiento. A diferencia de GPUs, las VExt están integradas en los procesadores y cumplen con estándares de alta integridad como MISRA-C, facilitando su certificación. El análisis de VExt en procesadores COTS como NVIDIA AGX Xavier muestra su potencial para mejorar el rendimiento sin comprometer la certificación.
En resumen, esta tesis presenta avances en la previsibilidad de CRTES, ofreciendo soluciones para asegurar tiempos confiables en sistemas embebidos complejos. Al abordar la coherencia de las cache, predictibilidad en interconexiones y application performance, proporciona herramientas y metodologías que mejoran el análisis temporal, habilitando MPSoCs para cumplir garantías en tiempo real.DOCTORAT EN ARQUITECTURA DE COMPUTADORS (Pla 2012