Estudio y mejora de la técnica en representación de información tridimensional y bidimensional sobre display

En esta tesis se abordan diferentes cuestiones relacionadas con el procesamiento digital de imágenes condicionadas a la representación y visualización de las mismas. En primer lugar, se ha estudiado la representación y análisis de la función de light-field sobre displays automultiscópicos. Esto se consigue presentando a cada ojo un conjunto de imágenes similares, pero diferenciables en tanto a la disparidad espacial obtenida en relación a la distancia real de los objetos presentes en la escena. Específicamente, esta parte del trabajo se ha elaborado sobre el concepto de display multicapa, siendo éste, esencialmente, un dispositivo compuesto por múltiples capas en las que es posible representar diferentes imágenes, y cuya superposición permite proyectar direccionalmente información que cumpla los requisitos anteriormente descritos. La contribución en este sentido es la mejora de los algoritmos ya existentes para la síntesis de la función de light-field. Los métodos numéricos comúnmente empleados son muy sensibles al mal condicionamiento del problema, y por tanto, dependen enormemente de la solución inicial del problema. Se analizan diferentes métodos, y se presentan dos alternativas que mejoran los resultados previos sobre el método. como generalización del algoritmo WNMF, en tomografía de la atmósfera. Además se ha estudiado un método que permite mejorar la resolución de las imágenes mostradas por encima del límite que el ancho de banda del dispositivo determina. Esto se ha conseguido aplicando un desenfoque artificial al sistema observado y pre-compensando la imagen representada teniendo en cuenta el diámetro del círculo de confusión. Finalmente, se presenta una técnica basada en la medida y caracterización de un display con microlentes para mejorar la percepción de un observador no emétrope

Estudio y Mejora de la Técnica en Representación de Información Tridimensional y Bidimensional sobre display.

La representación de imagen en displays ostenta en la actualidad una posición privilegiada en la literatura científica. Esto es debido primordialmente al interés comercial que estos sistemas despiertan y su aplicación a diferentes soportes, como son la realidad virtual o los terminales móviles. La obtención de métodos que permitan superar las barreras técnicas de los sistemas de visualización potencialmente puede reducir los costes de manufactura de estos, resultando crucial su investigación. Por tanto, en esta tesis se abordan diferentes cuestiones relacionadas con el procesamiento digital de imágenes condicionadas a la representación y visualización de las mismas. En primer lugar, se ha estudiado la representación y análisis de la función de light-field sobre displays automultiscópicos, esto es, sistemas de visualización capaces de ofrecer a un observador la sensación de profundidad sin necesidad de medios externos como son, por ejemplo, las gafas. Esto se consigue presentando a cada ojo un conjunto de imágenes similares, pero diferenciables en tanto a la disparidad espacial obtenida en relación a la distancia real de los objetos presentes en la escena. Específicamente, esta parte del trabajo se ha elaborado sobre el concepto de display multicapa, siendo éste, esencialmente, un dispositivo compuesto por múltiples capas en las que es posible representar diferentes imágenes, y cuya superposición permite proyectar direccionalmente información que cumpla los requisitos anteriormente descritos. La contribución en este sentido es la mejora de los algoritmos ya existentes para la síntesis de la función de light-field. Los métodos numéricos comúnmente empleados son muy sensibles al mal condicionamiento del problema, y por tanto, dependen enormemente de la solución inicial del problema. Se analizan diferentes métodos, y se presentan dos alternativas que mejoran los resultados previos sobre el método weighted non-negative matrix factorization (WNMF). Finalmente se ha elaborado un modelo funcional del dispositivo compuesto por tres capas. De forma paralela, se ha estudiado la viabilidad de este tipo de sistemas con el objetivo de discriminar observadores, esto es, evitar que el contenido representado pueda ser percibido en ciertas direcciones. Asimismo, se ha propuesto una metodología que permite optimizar el modelo, reduciendo enormemente los requisitos físicos del dispositivo y mejorando la calidad de las imágenes representadas, tanto para los observadores autorizados como para los que no. La representación de imagen tridimensional y los métodos empleados en el transcurso de este trabajo pueden ser entendidos como una tomografía de ángulo limitado. Es por ello que, de forma alternativa, se ha aplicado el weighted non-negative tensor factorization (WNTF), como generalización del algoritmo WNMF, en tomografía de la atmósfera en contraparte a otros métodos más tradicionales como el randomized Kaczmarz. Asimismo, en esta tesis, y en la línea de displays tradicionales, se ha propuesto y estudiado un método que permite mejorar la resolución de las imágenes mostradas por encima del límite que el ancho de banda del dispositivo determina. Esto se ha conseguido aplicando un desenfoque artificial al sistema observado y pre-compensando la imagen representada teniendo en cuenta el diámetro del círculo de confusión. Su aplicación fue demostrada a nivel experimental tanto en un sistema de realidad virtual, como en un proyector comercial. Finalmente, se presenta una técnica basada en la medida y caracterización de un display con microlentes para mejorar la percepción de un observador no emétrope. Esto consiste en evaluar la respuesta al impulso generada por cada uno de los píxeles del sistema, para posteriormente ser almacenada y empleada para pre-compensar la imagen mostrada. Se realizaron tanto pruebas en simulación, como a nivel experimental donde se demuestra la viabilidad de la técnica. Asimismo, se evalúa este método con el fin de introducir enfoque variable sobre la misma pantalla

Cabbage and fermented vegetables : From death rate heterogeneity in countries to candidates for mitigation strategies of severe COVID-19

Large differences in COVID-19 death rates exist between countries and between regions of the same country. Some very low death rate countries such as Eastern Asia, Central Europe, or the Balkans have a common feature of eating large quantities of fermented foods. Although biases exist when examining ecological studies, fermented vegetables or cabbage have been associated with low death rates in European countries. SARS-CoV-2 binds to its receptor, the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2). As a result of SARS-CoV-2 binding, ACE2 downregulation enhances the angiotensin II receptor type 1 (AT(1)R) axis associated with oxidative stress. This leads to insulin resistance as well as lung and endothelial damage, two severe outcomes of COVID-19. The nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) is the most potent antioxidant in humans and can block in particular the AT(1)R axis. Cabbage contains precursors of sulforaphane, the most active natural activator of Nrf2. Fermented vegetables contain many lactobacilli, which are also potent Nrf2 activators. Three examples are: kimchi in Korea, westernized foods, and the slum paradox. It is proposed that fermented cabbage is a proof-of-concept of dietary manipulations that may enhance Nrf2-associated antioxidant effects, helpful in mitigating COVID-19 severity.Peer reviewe

Nrf2-interacting nutrients and COVID-19 : time for research to develop adaptation strategies

There are large between- and within-country variations in COVID-19 death rates. Some very low death rate settings such as Eastern Asia, Central Europe, the Balkans and Africa have a common feature of eating large quantities of fermented foods whose intake is associated with the activation of the Nrf2 (Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2) anti-oxidant transcription factor. There are many Nrf2-interacting nutrients (berberine, curcumin, epigallocatechin gallate, genistein, quercetin, resveratrol, sulforaphane) that all act similarly to reduce insulin resistance, endothelial damage, lung injury and cytokine storm. They also act on the same mechanisms (mTOR: Mammalian target of rapamycin, PPAR gamma:Peroxisome proliferator-activated receptor, NF kappa B: Nuclear factor kappa B, ERK: Extracellular signal-regulated kinases and eIF2 alpha:Elongation initiation factor 2 alpha). They may as a result be important in mitigating the severity of COVID-19, acting through the endoplasmic reticulum stress or ACE-Angiotensin-II-AT(1)R axis (AT(1)R) pathway. Many Nrf2-interacting nutrients are also interacting with TRPA1 and/or TRPV1. Interestingly, geographical areas with very low COVID-19 mortality are those with the lowest prevalence of obesity (Sub-Saharan Africa and Asia). It is tempting to propose that Nrf2-interacting foods and nutrients can re-balance insulin resistance and have a significant effect on COVID-19 severity. It is therefore possible that the intake of these foods may restore an optimal natural balance for the Nrf2 pathway and may be of interest in the mitigation of COVID-19 severity

Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (4th edition)1.

In 2008, we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, this topic has received increasing attention, and many scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Thus, it is important to formulate on a regular basis updated guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Despite numerous reviews, there continues to be confusion regarding acceptable methods to evaluate autophagy, especially in multicellular eukaryotes. Here, we present a set of guidelines for investigators to select and interpret methods to examine autophagy and related processes, and for reviewers to provide realistic and reasonable critiques of reports that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a dogmatic set of rules, because the appropriateness of any assay largely depends on the question being asked and the system being used. Moreover, no individual assay is perfect for every situation, calling for the use of multiple techniques to properly monitor autophagy in each experimental setting. Finally, several core components of the autophagy machinery have been implicated in distinct autophagic processes (canonical and noncanonical autophagy), implying that genetic approaches to block autophagy should rely on targeting two or more autophagy-related genes that ideally participate in distinct steps of the pathway. Along similar lines, because multiple proteins involved in autophagy also regulate other cellular pathways including apoptosis, not all of them can be used as a specific marker for bona fide autophagic responses. Here, we critically discuss current methods of assessing autophagy and the information they can, or cannot, provide. Our ultimate goal is to encourage intellectual and technical innovation in the field

Weighted nonnegative tensor factorization for atmospheric tomography reconstruction

Context. Increasing the area on the sky over which atmospheric turbulences can be corrected is a matter of wide interest in astrophysics, especially when a new generation of extremely large telescopes (ELT) is to come in the near future. Aims. In this study we tested if a method for visual representation in three-dimensional displays, the weighted nonnegative tensor factorization (WNTF), is able to improve the quality of the atmospheric tomography (AT) reconstruction as compared to a more standardized method like a randomized Kaczmarz algorithm. Methods. A total of 1000 different atmospheres were simulated and recovered by both methods. Recovering was computed for two and three layers and for four different constellations of laser guiding stars (LGS). The goodness of both methods was tested by means of the radial average of the Strehl ratio across the field of view of a telescope of 8m diameter with a sky coverage of 97.8 arcsec. Results. The proposed method significantly outperformed the Kaczmarz in all tested cases (p ≤ 0.05). In WNTF, three-layers configuration provided better outcomes, but there was no clear relation between different LGS constellations and the quality of Strehl ratio maps. Conclusions. The WNTF method is a novel technique in astronomy and its use to recover atmospheric turbulence profiles was proposed and tested. It showed better quality of reconstruction than a conventional Kaczmarz algorithm independently of the number and height of recovered atmospheric layers and of the constellation of laser guide star used. The WNTF method was shown to be a useful tool in highly ill-posed AT problems, where the difficulty of classical algorithms produce high Strehl value maps