Self-organising mechanism of neuronal avalanche criticality

A self-organising model is proposed to explain the criticality in cortical networks deduced from recent observations of neuronal avalanches. Prevailing understanding of self-organised criticality (SOC) dictates that conservation of energy is essential to its emergence. Neuronal networks however are inherently non-conservative as demonstrated by microelectrode recordings. The model presented here shows that SOC can arise in non-conservative systems as well, if driven internally. Evidence suggests that synaptic background activity provides the internal drive for non-conservative cortical networks to achieve and maintain a critical state. SOC is robust to any degree $\eta \in (0,1]$ of background activity when the network size $N$ is large enough such that $\eta N\sim 10^3$. For small networks, a strong background leads to epileptiform activity, consistent with neurophysiological knowledge about epilepsy

Role of membrane potential fluctuations to the criticality of neuronal avalanche activity

Experimental evidence for self-organised criticality (SOC) in non-conservative systems has recently been found in studies of rat cortical slices. The size distribution of observed neuronal avalanches has been attested to obey $3/2$ power-law scaling. A mean-field sandpile model of a noisy neuronal system is proposed to refute the irreconcilability between non-conservation and criticality put forward by longstanding SOC hypotheses. The model predicts that neuronal networks achieve and maintain criticality despite non-conservation due to the presence of background activity originating from membrane potential fluctuations within individual neurons. Furthermore, small networks are demonstrated to tip towards epileptiform activity when background activity is strong. This finding ties in redundancy, an intriguing feature of brain networks, to robustness of SOC behaviour

The Vertical-Tube Solar Collector: A Low-Cost Design Suitable for Temperate High-Latitude Locations

A new low-cost solar collector based on thick (4.5′′) vertical tubes related to the previous design based on long 1.5′′ plastic hoses connected directly between water-grid supply and consumption is presented. This novel design could noticeably improve its performance for temperate locations mid and high latitudes, as was demonstrated by dynamic thermal modeling. This tool has been useful for understanding the particular characteristics of this kind of water-pond collector and besides, for noticeably improving its performance by optimizing its parameters, like tube diameter and number of glazing layers. By this way, the optimized design could fully satisfy the household demand up to midnight along the whole year for Buenos Aires (35°S) and during summers (remaining as a useful preheater for the whole year) for Ushuaia (55°S). Besides, its high simplicity makes it available for user’s own construction, costing down 50 dollars for a single-family unit.Fil: Juanico, Luis Eduardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Di Lalla, Nicolás. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Automatització i disseny d’un sistema d’agitació per ultrasons i una conquilla per la caracterització de metall colat

Degut al desenvolupament tecnològic i els grans avanços en els programes de disseny d’anàlisi i bases de dades, utilitzar programes de disseny en 3 dimensions i poder fer un anàlisis posterior per validar-lo utilitzant les eines que aquests tenen cada cop és més comú. El present projecte és un exemple de com s’han analitzat dues necessitats diferents i s’ha buscat la millor solució fent un anàlisi complert del que es necessita. La primera necessitat ha estat el disseny de dos suports per poder adaptar una fresadora de control numèric i muntar en ella un sistema automàtic d’agitació per ultrasons de metall fos mitjançant un forn d’inducció. La segona necessitat ha sigut tenir la possibilitat de caracteritzar aliatges lleugers, principalment alumini. Per fer el disseny 2D i 3D, l’adaptació, dimensionat i simulació s’han utilitzat diferents mòduls del programa SIEMENS NX. Després s’ha fet una selecció de materials utilitzant la base de dades i les diferents eines de selecció del CES EduPack. Un cop definit el material més adequat per cada un dels suports, depenent dels esforços que aguantarà, s’ha procedit amb l’anàlisi de les tensions i fletxa del disseny, decidint segons el resultat si el disseny és correcte o no. El disseny de la conquilla també s’ha fet amb el mateix programa de disseny i posteriorment s’ha simulat el procés d’omplerta i solidificació mitjançant el programa proCAST, per determinar si el disseny del motlle és correcte i si els càlculs que s’han realitzat s’assemblen als resultats obtinguts. El projecte finalitza amb el muntatge del prototip dels dos suports, el del forn d’inducció i el del suport del sonotrode, i la comprovació final de que quan es posen en funcionament els suports aguanten els esforços. Es fa un anàlisis dels resultats arribant a diferents conclusions entre elles que els programes de disseny i simulació s’adapten a les necessitats de càlculs, donant resultats correctes que s’acosten molt als resultats reals, validant així estructures complexes que poden ser molt costoses de calcular manualment

Anàlisi de la valorització energètica dels residus a Menorca

Actualment vivim en una societat de consum basada en l’extracció de recursos, la posterior elaboració de productes, el seu consum i finalment la seva consideració com a residu. Tot i que existeix un fort corrent decidit a canviar aquest model d’economia lineal a un altre de circular, el tancament del cicle del producte mai s’acabarà produint del tot. Aquest projecte, per tant, pretén analitzar com valoritzar energèticament aquells residus dels quals ja no se’n pot fer cap aprofitament material. L’estudi s’ha realitzat en l’escenari de Menorca, lloc d’origen de l’autor del projecte, i que, al ser una illa, permet acotar millor el sistema a analitzar. Així doncs, tenint en compte que actualment es genera l’electricitat consumida a partir de la central tèrmica més contaminant d’Espanya i que els residus generats són depositats en un abocador, s’ha intentat cercar quina podria ser una de les maneres de millorar la gestió dels residus a l’illa. Al llarg d’aquest document es troba un estudi dels residus generats a Menorca, així com de les tecnologies de valorització energètica disponibles. A partir d’aquí s’han seleccionat les que millor s’ajusten al sistema analitzat, per acabar dimensionant i fent l’estudi d’implantació d’una hipotètica incineradora