Discriminación de estados mentales mediante la extracción de patrones espaciales bajo restricciones de no estacionariedad e independencia de sujeto

graficas, tablasEvaluation of brain dynamics elicited by motor imagery (MI) tasks can contribute to clinical and learning applications. In this work, we propose four specific improvements for brain motor intention response analysis based on EEG recordings by considering the nonstationarity, nonlinearity of brain signals, inter- and intra-subject variability, aimed to provide physiological interpretability and the distintiveness between subjects neural response. Firstly, to build up the subject-level feature framework, a common representational space, is proposed that encodes the electrode (spatial) contribution, evolving through time and frequency domains. Three feature extraction methods were compared, providing insight into the possible limitations. Secondly, we present an Entropy-based method, termed \textit{VQEnt}, for estimation of ERD/S using quantized stochastic patterns as a symbolic space, aiming to improve their discriminability and physiological interpretability. The proposed method builds the probabilistic priors by assessing the Gaussian similarity between the input measured data and their reduced vector-quantized representation. The validating results of a bi-class imagine task database (left and right hand) prove that \textit{VQEnt} holds symbols that encode several neighboring samples, providing similar or even better accuracy than the other baseline sample-based algorithms of Entropy estimation. Besides, the performed ERD/S time-series are close enough to the trajectories extracted by the variational percentage of EEG signal power and fulfill the physiological MI paradigm. In BCI literate individuals, the \textit{VQEnt} estimator presents the most accurate outcomes at a lower amount of electrodes placed in the sensorimotor cortex so that reduced channel set directly involved with the MI paradigm is enough to discriminate between tasks, providing an accuracy similar to the performed by the whole electrode set. Thirdly, multi-subject analysis is to make inferences on the group/population level about the properties of MI brain activity. However, intrinsic neurophysiological variability of neural dynamics poses a challenge for devising efficient MI systems. Here, we develop a \textit{time-frequency} model for estimating the spatial relevance of common neural activity across subjects employing an introduced statistical thresholding rule. In deriving multi-subject spatial maps, we present a comparative analysis of three feature extraction methods: \textit{Common Spatial Patterns}, \textit{Functional Connectivity}, and \textit{Event-Related De/Synchronization}. In terms of interpretability, we evaluate the effectiveness in gathering MI data from collective populations by introducing two assumptions: \textit{i}) Non-linear assessment of the similarity between multi-subject data originating the subject-level dynamics; \textit{ii}) Assessment of time-varying brain network responses according to the ranking of individual accuracy performed in distinguishing distinct motor imagery tasks (left-hand versus right-hand). The obtained validation results indicate that the estimated collective dynamics differently reflect the flow of sensorimotor cortex activation, providing new insights into the evolution of MI responses. Lastly, we develop a data-driven estimator, termed {Deep Regression Network} (DRN), which jointly extracts and performs the regression analysis in order to assess the efficiency of the individual brain networks in practicing MI tasks. The proposed double-stage estimator initially learns a pool of deep patterns, extracted from the input data, in order to feed a neural regression model, allowing for infering the distinctiveness between subject assemblies having similar variability. The results, which were obtained on real-world MI data, prove that the DRN estimator fosters pre-training neural desynchronization and initial training synchronization to predict the bi-class accuracy response, thus providing a better understanding of the Brain--Computer Interface inefficiency of subjects. (Texto tomado de la fuente)La evaluación de la dinámica cerebral provocada por las tareas de imaginación motora (\textit{Motor Imagery - MI}) puede contribuir al desarrollo de aplicaciones clínicas y de aprendizaje. En este trabajo, se proponen cuatro mejoras específicas para el an\'lisis de la respuesta de la intención motora cerebral basada en registros de Electroencefalografía (EEG) al considerar la no estacionariedad, la no linealidad de las se\tilde{n}ales cerebrales y la variabilidad inter e intrasujeto, con el objetivo de proporcionar interpretabilidad fisiológica y la discriminación entre la respuesta neuronal de los sujetos. En primer lugar, para construir el marco de características a nivel de sujeto, se propone un espacio de representación común que codifica la contribución del electrodo (espacial) y como esta evoluciona a través de los dominios de tiempo y frecuencia. Tres métodos de extracción de características fueron comparados, proporcionando información sobre las posibles limitaciones. En segundo lugar, se presenta un método basado en Entropía, denominado \textit{VQEnt}, para la estimación de la desincronización relacionada a eventos (\textit{Event-Related De-Synchronization - ERD/S}) utilizando patrones estocásticos cuantificados en un espacio simbólico, con el objetivo de mejorar su discriminabilidad e interpretabilidad fisiol\'gica. El método propuesto construye los antecedentes probabilísticos mediante la evaluación de la similitud gaussiana entre los datos medidos de entrada y su representación cuantificada vectorial reducida. Los resultados de validación en una base de datos de tareas de imaginación bi-clase (mano izquierda y mano derecha) prueban que \textit{VQEnt} contiene símbolos que codifican varias muestras vecinas, proporcionando una precisión similar o incluso mejor que los otros algoritmos basados en estimación de entropía de referencia. Además, las series temporales de ERD/S calculadas son lo suficientemente cercanas a las trayectorias extraídas por el porcentaje de variación de la potencia de la señal EEG y cumplen con el paradigma fisiológico de MI. En individuos alfabetizados en BCI, el estimador \textit{VQEnt} presenta los resultados precisos con una menor cantidad de electrodos colocados en la corteza sensoriomotora, de modo que el conjunto reducido de canales directamente involucrados con el paradigma MI es suficiente para discriminar entre tareas. En tercer lugar, el análisis multisujeto consiste en hacer inferencias a nivel de grupo/población sobre las propiedades de la actividad cerebral de la imaginación motora. Sin embargo, la variabilidad neurofisiológica intrínseca de la dinámica neuronal plantea un desafío para el diseño de sistemas MI eficientes. En este sentido, se presenta un modelo de \textit{tiempo-frecuencia} para estimar la relevancia espacial de la actividad neuronal común entre sujetos empleando una regla de umbral estadística que deriva en mapas espaciales de múltiples sujetos. Se presenta un análisis comparativo de tres métodos de extracción de características: \textit{Patrones espaciales comunes}, \textit{Conectividad funcional} y \textit{De-sincronización relacionada con eventos}. En términos de interpretabilidad, evaluamos la efectividad en la recopilación de datos de MI para multisujetos mediante la introducción de dos suposiciones: \textit{i}) Evaluación no lineal de la similitud entre los datos de múltiples sujetos que originan la dinámica a nivel de sujeto; \textit{ii}) Evaluación de las respuestas de la red cerebral que varían en el tiempo de acuerdo con la clasificación de la precisión individual realizada al distinguir distintas tareas de imaginación motora (mano izquierda versus mano derecha). Los resultados de validación obtenidos indican que la dinámica colectiva estimada refleja de manera diferente el flujo de activación de la corteza sensoriomotora, lo que proporciona nuevos conocimientos sobre la evolución de las respuestas de MI. Por último, se muestra un estimador denominado {Red de regresión profunda} (\textit{Deep Regression Network - DRN}), que extrae y realiza conjuntamente un análisis de regresión para evaluar la eficiencia de las redes cerebrales individuales, de cada sujeto, en la práctica de tareas de MI. El estimador de doble etapa propuesto inicialmente aprende un conjunto de patrones profundos, extraídos de los datos de entrada, para alimentar un modelo de regresión neuronal, lo que permite inferir la distinción entre conjuntos de sujetos que tienen una variabilidad similar. Los resultados, que se obtuvieron con datos MI del mundo real, demuestran que el estimador DRN usa la desincronización neuronal previa al entrenamiento y la sincronización del entrenamiento inicial para predecir la respuesta de precisión bi-clase, proporcionando así una mejor comprensión de la ineficiencia de la respuesta de MI de los sujetos en las Interfaces Cerebro-Computador.DoctoradoDoctor en IngenieríaReconocimiento de PatronesEléctrica, Electrónica, Automatización Y Telecomunicaciones.Sede Manizale

Fortalecimiento del pensamiento matemático numérico mediante juegos didácticos y recursos educativos digitales en estudiantes de los grados tercero, cuarto y quinto del Instituto Técnico Aquileo Parra Sede Escuela Montecitos del municipio de Barichara

La presente investigación se desarrolló en la Sede Escuela Montecitos del Instituto Técnico Aquileo Parra del municipio de Barichara, esta, tuvo como objetivo fortalecer el pensamiento matemático numérico mediante juegos didácticos y recursos educativos digitales en estudiantes de los grados tercero, cuarto y quinto de primaria. Para lo cual, se desarrolló una intervención pedagógica bajo la metodología de investigación -acción, con la participación de 20 estudiantes pertenecientes a los tres grados, utilizando como instrumentos de recolección de información el cuestionario y el diario de campo. La intervención se dio durante el desarrollo de cuatro proyectos de aula, iniciando con un diagnóstico, el cual presentó que en promedio el 41% de los estudiantes presentaban dificultades en la aplicación de operaciones básicas, presentado mayores problemas en la multiplicación, división y problema haciendo uso de combinaciones de las operaciones básicas. No obstante, se constató, que, una vez desarrollada la estrategia, los resultados de la prueba final demostraron un avance porcentual del 30% de mejora a nivel global en las respuestas correctas, lo que permitió concluir que, las actividades lúdicas pedagógicas mediadas por los conocimientos de la cultura general y complementado por las TIC posibilitaron la formación de niños con pensamiento crítico y auto reflexivo, aportando a la educación integral de los mismos fortaleciendo el pensamiento matemático numérico.Universidad Libre Seccional Socorro - Facultad de ciencias de la educaciónThis research was developed at the Montecitos School campus of the Aquileo Parra Technical Institute in the town of Barichara. The objective of this was to strengthen mathematical thinking through educational games and digital educational resources in students of the third, fourth and fifth grades of primary school. For which, a pedagogical intervention was developed under the research-action methodology, with the participation of 20 students belonging to the three grades. Using the questionnaire and the field diary as instruments for collecting information. The intervention occurred during the development of four classroom plans, beginning with a diagnosis, which showed that on average 41% of the students presented difficulties in the application of basic operations, presenting greater problems in multiplication, division and combinations. However, it was found that once the strategy was developed, the results of the final test showed a percentage of improvement in 30% in the answers, which allowed to conclude that from this evaluative exercise, it is concluded that the pedagogical recreational activities mediated by the knowledge of the general culture and complemented by ICT, enabled the formation of children with critical and self-reflective thinking, contributing to their comprehensive education by strengthening mathematical numerical thinking

Electricity contract price prediction using genetic programming with functional blocks

The prediction of the prices of the contracts in non-regulated electricenergy markets is the key for the market agents to make strategic business and operational decisions. The average prices of the contracts sold in the Colombian electric energy market are predicted in this study by means of a modified genetic programming algorithm. The developed model is capable of capturing the intrinsic dynamics of the prices and the price predictions for the upcoming months with a more accurate precision than the ARIMA and DAN2 models for prediction horizons of 12 and 14 months, as they have been reported in the literature.La predicción de los precios de los contratos en los mercados energéticos desregularizados es la clave para la toma de decisiones estratégicas de negocio y operativas por los agentes del mercado. En este trabajo se predicen los precios promedio de los contratos vendidos en el mercado eléctrico colombiano, utilizando un algoritmo de programación genética modificado. El modelo desarrollado es capaz de capturar la dinámica intrínseca de los precios y las predicciones de precios para los próximos meses con mayor precisión que los modelos ARIMA y DAN2 para horizontes de predicción de 12 y 24 meses, reportados en la literatura

Propuesta de un sistema de riego controlado por PICS alimetado con energía fotovoltaica para los jardines de los pabellones pares de la UNAN-Managua

La elaboración del diseño de un sistema de riego controlado por PIC’s y alimentado con energía solar para el sector de edificios pares de la UNAN-Managua RURD, pretende solucionar la problemática del alto consumo en agua potable, este consumo es debido que la universidad actualmente cuenta con un sistema de riego obsoleto y presenta componentes de riego como aspersores en mal estado y con fugas; además del mal uso de las mangueras. El consumo del sistema de riego que emplea hoy en día el Recinto es de aproximadamente C$2, 987,829.00 anuales. Para el diseño de sistemas de riego, se tomó en cuenta las características de cada uno de los jardines del sector de edificios pares del Recinto y las características técnicas de los componentes de riego a utilizar. Para la automatización del sistema se tomó en cuenta tanto la cantidad de jardines como la cantidad de presión que posee la universidad, con estos dos datos se decidió realizar un riego secuencial y de esta forma se programó el funcionamiento del controlador. Otro dato a tomar en cuenta para la elaboración del controlador compuesto por PIC´S es el tiempo necesario para el riego, este nos permite regular y controlar la cantidad de agua que utilizará el sistema, evitando así el desperdicio de agua potable. Cada controlador tiene una capacidad de accionar hasta 20 zonas, por lo que este sistema necesita cuatro controladores para manejar todos los jardines del pabellón par de la universidad. El controlador consta principalmente de dos PIC`S que son los componentes que poseen toda la programación y de los circuitos integrados con protocolo I2C que permite mantener al controlador con fechas y horas sin que se desconfigure al momento de que el equipo se apague. 2 El uso de paneles fotovoltaicos se incluye en este sistema debido que uno de los propósitos es bajar los costos en consumo de agua potable, por lo que no es conveniente incrementar el consumo de energía eléctrica. Por cada controlador se necesita un panel de 100 watts, con un inversor de 55 VAh de 24 voltios, una batería de 3.05 Ah a 73.37 watts; estos valores fueron tomados de cálculos realizados por el consumo que tiene el sistema, tanto del controlador, como bombas de agua y electroválvulas

índice de sítio diamétrico: um método alternativo para estimar a qualidade do sítio em florestas de Nothofagus obliqua E N. alpina

The first step for constructing models of tree growth and yield is site quality assessment. To estimate this attribute, several methodologies are available in which site index (SI) is a standard one. However, this approach, that uses height at a reference age of trees, can be simplified if age is replaced by another reference variable easier to measure. In this case, the diametric site index (DSI) represents the mean height of dominant trees at a reference mean diameter at breast height. The aim of this work was to develop DSI in pure and mixed Nothofagus alpina and N. obliqua forests, and compare these models with the classical proposals based on height-age variables, within the temperate forest of northwestern Patagonia from Argentina, South America. Data originated from temporary plots and stem analyses were used. Tree age and diameter at breast height were obtained from each plot and used for establishing DSI family functions, following the guide-curve methodology. Site classes were proportionally represented among DSI curves of 17.0, 21.5, 26.0, 30.5 and 35.0 m of dominant tree height. Reference diameter instead of reference age can be cautiously used in order to fit site index models.Primeiro passo para a construção de modelos de crescimento e produção de árvores e a avaliação da qualidade do sítio. Para estimar este atributo, várias metodologias estão disponíveis, na qual o índice de sítio (IS) é padrão. No entanto, esta abordagem, que utiliza uma altura na idade de referência, pode ser simplificada se a idade é substituída por outra variável de referência mais fácil de medir. Neste caso, o índice de índice de sítio diamétrico (ISD) representa a altura média das árvores dominantes de um diâmetro à altura do peito referência. O objetivo deste trabalho foi desenvolver ISD para florestas puras e mistas de Nothofagus alpina e N. obliqua, e comparar esses modelos com as propostas clássicas baseadas nas variáveis altura-idade, para a floresta temperada do noroeste da Patagônia da Argentina, América do Sul. Dados provenientes de parcelas temporárias e análises de tronco foram utilizados. Foram obtidos idade e diâmetro à altura do peito de cada parcela e utilizados para o estabelecimento das funções da família DSI, seguindo a metodologia da curva-guia. Classes de sítio foram proporcionalmente representados entre curvas DSI de 17,0; 21,5; 26,0; 30,5 e 35,0 m de altura da árvore dominante. O diâmetro de referência em vez da idade de referência pode ser usado com cautela para ajustar modelos de índice de sítio.Fil: Attis Beltran, Hernan. Universidad Nacional del Comahue. Asentamiento Universidad San Martin de Los Andes; Argentina. Universidad Nacional del Comahue; ArgentinaFil: Chauchards, Luis Mario. Universidad Nacional del Comahue; ArgentinaFil: Velásquez, Abel. Universidad Nacional del Comahue; ArgentinaFil: Sbrancia, Renato. Universidad Nacional del Comahue; ArgentinaFil: Martínez Pastur, Guillermo José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional del Comahue; Argentin

Describing two teachers’ instructional design for language teaching and its relation to colombian standards for learning english

Este proyecto de investigación tuvo como objetivos la descripción del modelo metodológico que dos profesores de inglés de un colegio público de Pereira utilizan en las clases de inglés que orientan. Un segundo objetivo fue asociar ese modelo metodológico con los estándares presentes en el documento Estándares Básicos de Competencias en Lenguas Extranjeras: Inglés. Formar en lenguas extranjeras: ¡el reto! Lo que necesitamos saber y saber hacer. Los resultados que nuestro proyecto arrojó fueron que las sesiones son predominantemente concentradas en objetivos relacionados con temas gramaticales, y los objetivos del currículo manejado por el colegio son principalmente comunicativos. Por lo tanto, los estudiantes desarrollan mayormente la competencia lingüística mejor que la competencia pragmática y la sociolingüística. Esto fue evidenciado a través de las observaciones a las sesiones de inglés en el colegio. A través de entrevistas, y el currículo manejado por el colegio, no hay relación entre lo que mencionan los profesores, lo que hacen, y lo que esperan hacer basados en el currículo. Además, no hay relación entre el diseño de instrucción para el grado asignado y los estándares de inglés Colombianos según el nivel del grado.Our research project’s main objectives were two. First, we wanted to describe the instructional design implemented by two teachers at a public high school in Pereira, Risaralda, Colombia. And second, it was our desire to be able to associate such instructional design to the language learning standards established by the Colombian Ministry of National Education in the document Estándares Básicos de Competencias en Lenguas Extranjeras: Inglés. Formar en lenguas extranjeras: ¡el reto! Lo que necesitamos saber y saber hacer. The findings in our project tell us that the lessons were predominantly concentrated on objectives dealing with grammar topics, and the objectives from the high school’s curriculum are principally communicative. Therefore, learners develop mostly the linguistic competence rather than the pragmatic and sociolinguistic ones. This was evidenced through the observations to English language sessions in the high school. Through interviews, and the curriculum managed by the high school, there is no relation between what the teachers mention, what they do and what they are expected to do based on the language curriculum. Besides, there is no relation between the instructional design for the grade assigned and the standards for learning English in Colombia according to the grade’s level

Diseño conceptual de una planta para la producción de Sulfato de Aluminio a partir de Bauxita

En el presente estudio se planteó el diseño conceptual para la producción de cristales de sulfato de aluminio a partir de bauxita -- Para ello se planteó inicialmente un diseño de experimentos factorial fraccionado para determinar la conversión de ácido sulfúrico que se alcanza durante la digestión ácida, teniendo en cuenta los factores de temperatura, agitación, tiempo de reacción, relación alúmina-ácido y relación sólido líquido, encontrando que los factores más significativos en la conversión de ácido sulfúrico son el tiempo de reacción, la relación alúmina ácido y la relación sólido líquido, donde los dos primeros presentan un efecto positivo y la última un efecto negativo -- De acuerdo a los resultados obtenidos en el primer diseño de experimentos se llevó a cabo un diseño de superficie de respuesta Box-Behnken, para encontrar la mayor conversión que se podía alcanzar dentro de la región de operabilidad propuesta -- La corrida que presentó una conversión de ácido sulfúrico de 94.8%, la mayor alcanzada, se logró bajo las condiciones de 90°C de temperatura, una agitación de 500 rpm, una mol de alúmina por cada 5 de ácido sulfúrico, 4 horas de reacción y una relación sólido-líquido de 1 g de bauxita por cada 9 gramos de solución de agua y ácido sulfúrico -- Se presentan las especificaciones de diseño para la planta propuesta, su ubicación y características del entorno, condiciones del mercado y demanda esperada en el sector y su crecimiento potencial -- Por último se presenta el diseño conceptual, donde se encuentran los diagramas de proceso, hojas de especificación de equipos, análisis económico, entre otro

Comportamiento clínico y de laboratorio en pacientes con Hiperbilirrubinemia secundaria a incompatibilidad de Grupo ABO y/o Rh ingresados en el servicio de Neonatología del Hospital Asunción Juigalpa Enero-Diciembre 2014

La presente tesis tiene como objetivo describir comportamiento clínico y de laboratorio en pacientes con Hiperbilirrubinemia secundaria a incompatibilidad de Grupo ABO y Rh ingresados en el servicio de Neonatología del Hospital Asunción para incidir tempranamente en próximos nacimientos con esta problemática, brindando un tratamiento y manejo adecuado ya que esta patología constituye un problema de salud y un problema social, debido a los gastos económicos que genera y el impacto en la familia de dichos pacientes. Se trata de un estudio descriptivo, de corte transversal, retrospectivo, en la que se utilizó un tipo de muestreo probabilístico, aleatorizado simple no estratificado de 147 neonatos, con cumplimiento estricto de criterios de inclusión y exclusión, dichos datos fueron extraídos de expedientes clínicos por medio de fichas con cuestionario basado en los objetivos de la investigación y con previa autorización del centro sometido al estudio. Se hizo un análisis de frecuencias y ponderación de porcentajes y de esta manera se obtuvieron resultados, en base a los que concluimos que en cuanto a factores biológicos la mayoría de los pacientes fueron sexo masculino, primogénito y con edad gestacional y peso al nacer adecuado, de ellos un gran porcentaje pertenecían a madres de origen rural, y el tipo de incompatibilidad más frecuente fue ABO, siendo hijos de tipo A y Madres 0 con Rhesus positivo predominantemente. El método diagnóstico más utilizado fue bilirrubinas indirectas y la terapia más utilizada fue fototerapia simple, todos los pacientes egresaron de alta con un periodo intrahospitalario menor de 7 día

Aplicación de prácticas agroecológicas en espacios no cultivados con caña de azúcar una alternativa para mejorar el desempeño ambiental, social y económico de fincas cañeras en, Sonso, Valle del Cauca

El valle geográfico del rio Cauca se ha caracterizado en los últimos años por el monocultivo convencional de la caña de azúcar, con características propias de la revolución verde como la alta dependencia a insumos externos (maquinaria, agroquímicos, semillas, riego, contrato de mano de obra, entre otras). Actualmente el cultivo de caña ocupa una extensión aproximada de 205.000 ha en esta parte del país. Es el principal causante de la intensa transformación y casi desaparición del bosque seco tropical (Bs-t). La mezcla del manejo convencional y la extinción casi total del Bs-t, han propiciado problemas como la degradación del suelo, recursos hídricos, biodiversidad, la fragmentación del paisaje, pérdida de la agrobiodiversidad, y la dependencia de alimentos generados fuera de la región, entre otros.Ecólogo (a)Pregrad