Brain-imaging based methodology for OPM sensor placement

ABSTRACT: Optically-pumped magnetometers (OPMs) have reached sensitivity levels that make them viable portable alternatives to traditional superconducting technology for magnetoencephalography. OPMs do not require cryogenic cooling, and can therefore be placed directly on the scalp surface. Unlike cryogenic systems based on a well characterised xed arrays essentially linear in applied ux, or electroencephalography sensors that do not need to account for sensors orientation; OPM sensors are no longer rigidly arranged with a scanner system. Therefore, uncertainty in their locations and orientations with respect to the brain, and with respect to one another, must be accounted for. In this thesis dissertation, we propose a methodology to estimate the true sensor geometry of a disturbed array. We use parametric Bayesian inversion methods to perform neural source reconstruction and score among disturbed geometries with Free Energy as a cost function. This geometry disturbance is non-linear, causing local sub-optimal values on Free Energy that we tackle with a Metropolis search. Looking for a robust solution to this sensor placement problem, we develop a Multiple Kernel Learning (MKL) approach to extract the predominant complex dynamics hidden in the data. To do this, a weighted mixture of Gaussian kernels is used to highlight the data relationships, enhancing the data-driven covariance estimation and leading to a more reliable neural source reconstruction. When tested over disturbed OPM geometries, the MKL based solvers turned the Free Energy into a monotonic function, allowing the use of gradient descent optimisation. As a result, we estimate the true geometry of disturbed OPM arrays with a similar error than Metropolis search, but with 90% fewer iterations and allowing a larger search space. Our proposal suggests that a exible and scalable design for sensor placement can be used to harness the potential of OPMs

Economic cost of follicular cysts in postpartum dairy cows

ABSTRACT: Follicular cysts represent a common reproductive pathology in dairy cows. Prevention and early detection are crucial to prevent economic loses from medical treatments and decreased milk production. Objective: to evaluate the economic loses attributed to follicular cysts on post-partum dairy cows. Methods: Medical treatments and milk production records were retrieved from a total of 950 cows at five different herds in the high plains of Antioquia. Usual treatment consisted of 1-3 doses of GnRH and PGF2a. A sensitivity analysis was conducted to assess the cost per liter of milk produced depending on the response to treatment. Results and conclusion: The mean cost of milk production was 496 Colombian pesos/liter for cows free of cysts. This value increased 3.5, 13.3 and 33.8% for cystic cows that received one, two, or three hormonal treatments, respectively. Consequently, any measures aimed at reducing the incidence and rapid resolution of follicular cyst will result in substantial financial gains to the producer.RESUMEN: Considerando que los quistes foliculares son una patología reproductiva común en las vacas lecheras, y debido a que los costos asociados a tratamientos y bajas de producción suelen causar pérdidas económicas considerables, la prevención y el diagnóstico de éstos cobra un papel importante en la competitividad del productor. Objetivo: evaluar el efecto de los quistes foliculares en vacas posparto sobre el costo económico de la producción de leche. Métodos: el estudio incluyó 950 vacas de cinco hatos ubicados en el municipio de San Pedro de los Milagros, altiplano norte del departamento de Antioquia. A las vacas diagnosticadas con quistes, se les aplicó de una a tres dosis de GnRH y PGF2a según su respuesta al tratamiento luteinizante. Se realizó un análisis de sensibilidad para evaluar el costo de producción del litro de leche bajo los posibles escenarios de intervalo entre partos (IEP), calculado en función de la respuesta al tratamiento. Resultado y conclusión: el costo unitario de producción de leche ascendió en promedio a 496 COP/litro para vacas que no presentan quistes, valor que se incrementó en 3.5, 13.3 y 33.8%, ya que se hizo necesario aplicar de una a tres repeticiones del tratamiento respectivamente, por la no resolución del quiste; este aumento en los costos demuestran la importancia de un diagnóstico y tratamiento oportuno

Optimización de manipulabilidad y consumo eléctrico mediante el Algoritmo heurístico de Kalman en manipuladores seriales

En el presente trabajo se plantea una metodología de planeación de trayectorias para manipuladores seriales antropomórficos de seis grados de libertad y muñeca esférica enfocada en la minimización del consumo eléctrico y maximización de la manipulabilidad -- Para lograr tal fin se expone un algoritmo de optimización el cual tiene como base el Algoritmo Heurístico de Kalman (AHK), cuya finalidad es encontrar la trayectoria óptima según la función multi-objetivo propuesta dentro de un espacio esférico simplificado propuesto -- El algoritmo de optimización se evalúa mediante el análisis del comportamiento de dos trayectorias en el manipulador PUMA 560, simuladas en un programa desarrollado en la aplicación de Visual Basic perteneciente al software Autodesk InventorIn the present work a path planning methodology for serial anthropomorphic manipulator with six degrees of freedom with spherical wrist focused on minimizing power consumption and maximizing the manipulability is proposed -- To achieve this end, an optimization algorithm is developed which is based on the Heuristic Kalman Algorithm (HKA), and aims to find the optimal path according to the proposed multi-objective function within a proposed simplified spherical space -- The optimization algorithm is evaluated by analyzing the behavior of two paths in the PUMA 560 robot, simulated in a program developed in Visual Basic belongs to Autodesk Inventor softwar

Parálisis posterior en una vaca Holstein con Leucosis Enzoótica Bovina

ABSTRACT: A 6 year-old Holstein cow was euthanized after a 3 week course of progressive paraplegia. In spite of the increasing difficulties to rise and walk, the animal remained bright, alert, afebrile and with good appetite throughout most of the clinical course. Complete blood counts, biochemical profiles and analysis of the cerebrospinal fluid were reported within normal limits. Antibody was detected for bovine leukaemia virus using an enzyme-linked immunosorbent assay, supporting a tentative diagnosis of bovine leukosis. Post-mortem examination revealed a localized form of lymphosarcoma with few 2-5 cm nodular tumors confined to the walls of the gastrointestinal tract, particularly in the abomasum. In addition, soft grey tumors were found within the vertebral canal surrounding the lumbar spinal cord and associated nerve roots. Microscopic examination revealed the nodular masses were composed of neoplastic lymphocytes. Mass in the lumbar vertebral canal had extradural neoplastic lymphocytes infiltrating connective tissues around the spinal cord and spinal nerve roots. Unlike the more common chronic and wasting presentation of the disease with widespread lymphadenopathy, the rapid progression of the disease to total paraplegia in this animal could be explained by the localized presence of tumors in the spinal canal.RESUMEN: Una vaca Holstein de 6 años de edad fue sacrificada después de un curso de paraplejía progresiva de 3 semanas de duración. A pesar de las crecientes dificultades para levantarse y caminar, el animal se mantuvo alerta, sin fiebre y con buen apetito casi todo el transcurso de la enfermedad. Los análisis del hemograma, perfil bioquímico y líquido cefalorraquídeo no mostraron alteraciones fuera del rango normal. El análisis de ELISA frente al virus de la Leucosis Bovina resultó positivo, apoyando el diagnóstico diferencial de leucemia. El examen post-mortem reveló una forma localizada de linfosarcoma, con escasas y pequeñas tumoraciones nodulares de 2-5 cm confinadas a las paredes del tracto gastrointestinal, sobre todo en el abomaso. Además, los tumores estaban presentes en el canal vertebral rodeando la médula lumbar espinal y raíces nerviosas adyacentes. El examen microscópico reveló que las masas nodulares estaban compuestas de linfocitos neoplásicos; igualmente, el tejido conectivo rodeando la medula lumbar presentaba gran infiltración de dichos linfocitos. A diferencia de la presentación más corriente y crónica de la enfermedad en que existe un desgaste progresivo del animal asociado a una linfadenopatía generalizada, en este caso la rápida progresión de la enfermedad hacia una paraplejia total se podría explicar por la presencia de tumores localizados en el canal espinal

Aplicación web para el análisis de emociones y atención de estudiantes

Analyzing and monitoring students’ attention level in virtual environments allows teachers to take actions to improve teaching-learning processes. This study introduces the integration of two models, one for emotion recognition and one for attention analysis, both of them aimed at monitoring the interactions of students in virtual environments. Such integration was completed on a web platform employing the Flask framework, where the artificial intelligence models used to analyze the interaction can be executed. The results obtained show that teachers, as knowledge mediators, can use the platform to understand the behavior of the students in synchronous and asynchronous virtual environments and take actions to improve learning experiences. The results also highlight the advantages of employing the Model-View-Controller (MVC) pattern in web applications, using and integrating artificial intelligence techniques through the Flask framework.El análisis de emociones y el monitoreo del nivel de atención de los estudiantes en entornos virtuales permite a los docentes tomar acciones para mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje. Por esta razón, este trabajo presenta la integración de dos modelos: uno para el reconocimiento de emociones y otro para el análisis de atención, ambos con el objetivo de hacer monitoreo durante la interacción de un estudiante en entornos virtuales. Dicha integración se realiza en una plataforma web desarrollada en el entorno flask, en la que se pueden ejecutar los modelos de inteligencia artificial utilizados para la interacción. Los resultados obtenidos muestran que la plataforma podría ser utilizada por docentes como mediadores del conocimiento, para entender el comportamiento de los estudiantes en entornos virtuales tanto síncronos como asíncronos, y para tomar acciones que mejoren la experiencia de aprendizaje. Como ventaja adicional, los resultados aquí mostrados resaltan las ventajas que trae utilizar el Modelo Vista Controlador (MVC) en aplicaciones web, empleando e integrando técnicas de inteligencia artificial a través del framework Flask

APLICACIÓN WEB PARA LA IDENTIFICACIÓN AUTOMÁTICA DEL USO DEL TAPABOCAS

Junto con el lavado de manos y el distanciamiento social, el uso de máscaras faciales (tapabocas) es una de las medidas de bioseguridad para prevenir la transmisión de enfermedades respiratorias como el covid-19. En este artículo proponemos la identificación automática del uso del tapabocas, con el objetivo de realizar alarmas del mal uso y el no uso del tapabocas. Este trabajo puede ser utilizado en lugares de acceso a personas donde el uso del tapabocas debe ser obligatorio. Se construyó una base de datos de imágenes con personas haciendo uso correcto del tapabocas (clase OK), mal uso del tapabocas ( clase BAD) y sin tapabocas (clase No-Mask). La base de datos fue construida por los estudiantes del semillero en inteligencia artificial del ITM. Para entrenar el modelo se implementó una red neural con arquitectura triplet, en la cual, después de normalizar cada imagen y transformarla en una de menor dimensión, se toma una imagen objetivo, llamado anchor, en este caso una de nuestras clases definidas, un ejemplo positivo (de la misma clase del anchor) y dos ejemplos negativos (de diferente clase del anchor, una por cada clase diferente). Con estas muestras se calcula la distancia entre el anchor y los ejemplos positivo y negativos. La distancia será grande entre el anchor y los ejemplos negativos y pequeña con el ejemplo positivo. Los ejemplos positivos y negativos se seleccionaron aleatoriamente. Los resultados son promisorios y se se hace una buena clasificación al llegar una muestra nueva

Adaptación de las asignaturas básicas de primer curso de la ETSI Navales de la UPM: Actividades 2008-2009

En el marco de la reforma de las titulaciones con motivo del Espacio Europeo de Educación un grupo de profesores hemos coordinado, durante el curso 2008-2009, todas las asignaturas básicas de primer curso y una más de segundo curso en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales. Las actividades realizadas son: a) Coordinación de todas las asignaturas básicas de primer curso, con reuniones periódicas de coordinación horizontal y el establecimiento de una página web de moodle para profesores como espacio para el trabajo cooperativo. Particularmente importante es el establecimiento de un calendario conjunto de pruebas de evaluación continua. b) Redacción de guías de aprendizaje, con un formato común para todas las asignaturas, incluyendo los objetivos formativos, los contenidos, las actividades formativas, los enlaces y la bibliografía. c) Establecimiento de una plataforma de teleeducación común para todas las asignaturas, uno de los objetivos fundamentales del proyecto, ya que coexistían dos plataformas distintas. Igualmente importante ha sido reforzar los contenidos y las actividades que se podían realizar en la plataforma. d) Seguimiento del tiempo dedicado por los alumnos, hemos ido siguiendo el tiempo dedicado por los alumnos a las distintas asignaturas, para detectar si el tiempo que se dedica está en los márgenes establecidos en los créditos ECTS. Igualmente, hemos hecho dos encuestas a la mitad de cada semestre, para recoger las opiniones de los alumnos sobre las asignaturas y sobre los aspectos relevantes del proyecto. e) Organización de actividades de nivelación, para los alumnos de nuevo ingreso, con la organización de cursos cero y la participación y coordinación en la Plataforma de Punto de inicio de la UPM. f) Organización de actividades formativas, para poder llevar a cabo estas tareas, hemos organizado, en colaboración con el Centro y el Gabinete de Tele-Educación (GATE) actividades formativas relacionadas con la plataforma moodle, métodos de evaluación y de formación en competencias.En la presentación haremos una descripción de las actividades realizadas, así como una primera evaluación de las mismas. Por último, describiremos las tareas a desarrollar en los próximos cursos

Cognitive neuroscience using wearable magnetometer arrays: Non-invasive assessment of language function

Recent work has demonstrated that Optically Pumped Magnetometers (OPMs) can be utilised to create a wearable Magnetoencephalography (MEG) system that is motion robust. In this study, we use this system to map eloquent cortex using a clinically validated language lateralisation paradigm (covert verb generation: 120 trials, ~10 minutes total duration) in healthy adults (n=3). We show that it is possible to lateralise and localise language function on a case by case basis using this system. Specifically, we show that at a sensor and source level we can reliably detect a lateralising beta band (15-30Hz) desynchronization in all subjects. This is the first demonstration of studying human cognition with OPMs and not only highlights this technology’s utility as tool for (developmental) cognitive neuroscience but also its potential to contribute to surgical planning via mapping of eloquent cortex, especially in young children

Cognitive neuroscience using wearable magnetometer arrays: non-invasive assessment of language function

Recent work has demonstrated that Optically Pumped Magnetometers (OPMs) can be utilised to create a wearable Magnetoencephalography (MEG) system that is motion robust. In this study, we use this system to map eloquent cortex using a clinically validated language lateralisation paradigm (covert verb generation: 120 trials, ~10 minutes total duration) in healthy adults (n=3). We show that it is possible to lateralise and localise language function on a case by case basis using this system. Specifically, we show that at a sensor and source level we can reliably detect a lateralising beta band (15-30Hz) desynchronization in all subjects. This is the first demonstration of studying human cognition with OPMs and not only highlights this technology’s utility as tool for (developmental) cognitive neuroscience but also its potential to contribute to surgical planning via mapping of eloquent cortex, especially in young children

Monitorización y seguimiento del esfuerzo realizado por los estudiantes y de su asistencia a actividades presenciales

Este artículo documenta el planteamiento, la metodología y los primeros resultados de un plan de monitorización detallada del esfuerzo y de asistencia a actividades presenciales por parte de los estudiantes de las titulaciones ofertadas por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales de la Universidad Politécnica de Madrid durante el segundo cuatrimestre del curso 2011-2012. Se ha establecido un sistema mecánico de recogida de datos de esfuerzo por parte de los estudiantes utilizando una hoja tipo test especialmente configurada al efecto. Se pasa una hoja en todas y cada una de las actividades presenciales realizadas y en la hoja se solicita información sobre el trabajo "fuera de clase". Se documenta en este artículo cómo se ha estructurado esa hoja, qué tipo de datos se recogen, cómo se tratan mediante una base de datos creada al efecto, qué tipo de análisis se puede realizar y qué resultados preliminares obtenemos de dichos análisis