Assisted Dictionary Learning for fMRI Data Analysis

Extracting information from functional magnetic resonance (fMRI) images has been a major area of research for more than two decades. The goal of this work is to present a new method for the analysis of fMRI data sets, that is capable to incorporate a priori available information, via an efficient optimization framework. Tests on synthetic data sets demonstrate significant performance gains over existing methods of this kind.Comment: 5 pages, 2 figure

Sleep quality and sleep deprivation: relationship with academic performance in university students during examination period

The beginning of the university brings together maturational, psychosocial and academic changes that make university students more prone to suffer from insufficient or poor quality sleep, which can negatively influence their academic performance. The period of taking exams is a key part of the academic year. However, there are few studies that analyze sleep during this period of time. Our aim is to study the association of sleep quality and sleep deprivation with academic performance during the examination period. A descriptive, cross-sectional and correlational study was carried out with the participation of 640 subjects in the first three years of five faculties belonging to the Universidad Autónoma de Madrid. The instrument used consisted of a questionnaire that included sociodemographic and academic data, Pittsburgh Sleep Quality Index, Epworth Sleepiness Scale and information about the academic performance. During the examination period, a positive association was found between sleep quality and academic performance. University students slept less than desired, both on weekdays and weekends, and the sleep debt during the week was associated with a worse students’ perception of their academic performance. In total, 61.3% of the students believed that their performance would improve by getting more sleep. In addition, low drowsiness and napping were also found. In conclusion, during periods of greater academic demand, an insufficient sleep and poor quality is commonly observed, affecting negatively to their academic performance. Actually, about 2/3 of our subjects believed that their performance would improve by getting more slee

CD44-high neural crest stem-like cells are associated with tumour aggressiveness and poor survival in neuroblastoma tumours

BACKGROUND: Neuroblastoma is a paediatric tumour originated from sympathoadrenal precursors and characterized by its heterogeneity and poor outcome in advanced stages. Intra-tumoral cellular heterogeneity has emerged as an important feature in neuroblastoma, with a potential major impact on tumour aggressiveness and response to therapy. CD44 is an adhesion protein involved in tumour progression, metastasis and stemness in different cancers; however, there has been controversies about the significance of CD44 expression in neuroblastoma and its relationship with tumour progression. METHODS: We have performed transcriptomic analysis on patient tumour samples studying the outcome of patients with high CD44 expression. Adhesion, invasion and proliferation assays were performed in sorted CD44high neuroblastoma cells. Tumoursphere cultures have been used to enrich in undifferentiated stem-like cells and to asses self-renewal and differentiation potential. We have finally performed in vivo tumorigenic assays on cell line-derived or Patient-derived xenografts. FINDINGS: We show that high CD44 expression is associated with low survival in high-grade human neuroblastoma, independently of MYCN amplification. CD44 is expressed in a cell population with neural crest stem-like features, and with the capacity to generate multipotent, undifferentiated tumourspheres in culture. These cells are more invasive and proliferative in vitro. CD44 positive cells obtained from tumours are more tumorigenic and metastatic, giving rise to aggressive neuroblastic tumours at high frequency upon transplantation. INTERPRETATION: We describe an unexpected intra-tumoural heterogeneity within cellular entities expressing CD44 in neuroblastoma, and propose that CD44 has a role in neural crest stem-like undifferentiated cells, which can contribute to tumorigenesis and malignancy in this type of cancer. FUNDING: Research supported by grants from the "Asociación Española contra el Cáncer" (AECC), the Spanish Ministry of Science and Innovation SAF program (SAF2016-80412-P), and the European Research Council (ERC Starting Grant to RP).Spanish Ministry of Science and Innovation SAF program (SAF2016-80412-P

Τυφλός διαχωρισμός σημάτων λειτουργικού μαγνητικού τομογράφου (fMRI) με μεθόδους εκμάθησης λεξικών

Magnetic Resonance Imaging (MRI) constitutes a non-invasive medical imaging technique that allows the exploration of the inner anatomy, tissues, and physiological processes of the body. Among the different MRI applications, functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) has slowly become an essential tool for investigating the brain behavior and, nowadays, it plays a fundamental role in clinical and neurophysiological research.Due to its particular nature, specialized signal processing techniques are required in order to analyze the fMRI data properly. Among the various related techniques that have been developed over the years, the General Linear Model (GLM) is one of the most widely used approaches, and it usually appears as a default in many specialized software toolboxes for fMRI. On the other end, Blind Source Separation (BSS) methods constitute the most common alternative to GLM, especially when no prior information regarding the brain activity is available, e.g., in resting-state fMRI experiments. Nevertheless, despite the relatively large volume of potentially suitable alternatives within this framework, Independent Component Analisis (ICA) and Dictionary Learning (DL) are the two most popular approaches. However, although both, ICA and DL, are BSS methods that build upon matrix factorization models, they differ considerably from a theoretical perspective concerning the underlying assumptions, which, in turn, leads to different relative advantages and limitations in practice. In this thesis, we focus our attention on the ICA- and DL-based approaches. After pondering the viability of the most commonly used techniques, we introduce an alternative DL formulation tailored to the fMRI data analysis. Among other merits, this novel formulation complies with the natural sparse structure of the fMRI data, and it naturally paves the way for exploring external information that is available from fMRI experimental evidence. Moreover, we develop a novel DL algorithm to implement this new formulation, referred to as Information Assisted Dictionary Learning (IADL).Unlike conventional alternatives, the proposed IADL turns out to have many advantages, which make it particularly attractive for analyzing fMRI data. Conventional DL-based techniques (as well as some constrained ICA-based alternatives) explicitly require the selection of a particular regularization parameter (or a set of regularization parameters). These parameters usually lack a meaningful interpretation, which renders the corresponding selection a hard task in practice, requiring the use of cross-validation arguments that has no practical meaning when working with fMRI. In contrast, IADL is based on a new set of regularization parameters that bear a direct neurophysiological interpretation, which significantly facilitates their selection in practice. Besides, this natural interpretation allows for exploiting external information that is related to the underlying sparse activity structure of the brain and which is available from other fMRI studies and brain atlases.Furthermore, IADL can naturally incorporate the basic assumption associated with GLM. In words, that of known functional responses of the brain activations. However, in the context of IADL, this can be done in a soft manner via constraints that render this assumption much more realistic. In turn, this allows the combination of GLM with IADL, which leads to an integrated method that shares the enhanced statistical power of GLM and, at the same time, exploits the main advantages of IADL. In order to quantitatively verify the advantages of the proposed alternative compared to more conventional and standard state-of-the-art alternatives, we use a synthetic fMRI-like data set and two real task-related fMRI experiments. The study over these datasets shows that the proposed alternative exhibits improved sensitivity in detecting the significant activation patterns of interest and anatomical reliability compared to more conventional approaches. Furthermore, the study over the synthetic dataset reveals that IADL shows remarkable robustness to the miss-modeling of the associated regularization parameters compared to the more standard methods.Overall, the proposed approach offers a more powerful and reliable alternative that effectively copes with the major limitations of the more conventional DL-based alternatives for the fMRI data analysis. We believe that further scrutiny and wide adoption of the proposed formulation and the use of the introduced IADL algorithm can contribute to improvements in the adoption of the analysis of DL-based techniques for the fMRI data analysis across the corresponding scientific community.Η μαγνητική τομογραφία (MRI) αποτελεί μια μη επεμβατική τεχνική ιατρικής απεικόνισης που επιτρέπει την εξερεύνηση της εσωτερικής ανατομίας, των ιστών και των φυσιολογικών διεργασιών του σώματος. Μεταξύ των διαφορετικών εφαρμογών MRI, η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) έχει αρχίσει να γίνεται ένα ουσιαστικό εργαλείο για τη διερεύνηση της συμπεριφοράς του εγκεφάλου και, σήμερα, παίζει θεμελιώδη ρόλο στην κλινική και νευροφυσιολογική έρευνα.Λόγω της ιδιαίτερης φύσης του fMRI σήματος, απαιτούνται εξειδικευμένες τεχνικές επεξεργασίας σήματος για την σωστή ανάλυση των δεδομένων fMRI. Μεταξύ των διαφόρων σχετικών τεχνικών που έχουν αναπτυχθεί όλα αυτά τα χρόνια, το Γενικό Γραμμικό Μοντέλο (GLM) είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες προσεγγίσεις και συνήθως εμφανίζεται ως προεπιλογή σε πολλές εξειδικευμένες εργαλειοθήκες λογισμικού για το fMRI. Από την άλλη πλευρά, οι μέθοδοι Τυφλού Διαχωρισμού Πηγών (BSS) αποτελούν την πιο κοινή εναλλακτική λύση στο GLM, ειδικά όταν δεν υπάρχουν προηγούμενες πληροφορίες σχετικά με τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, π.χ. σε πειράματα fMRI σε κατάσταση ηρεμίας. Ωστόσο, παρά το σχετικά μεγάλο όγκο πιθανώς κατάλληλων εναλλακτικών λύσεων σε αυτό το πλαίσιο, η Ανάλυση σε Ανεξάρτητες Συνιστώσες (ICA) και η εκμάθηση λεξικών (DL) είναι οι δύο πιο δημοφιλείς προσεγγίσεις. Ωστόσο, αν και οι δύο, ICA και DL, είναι μέθοδοι BSS που βασίζονται σε μοντέλα παραγοντοποίησης μήτρας, διαφέρουν σημαντικά από θεωρητική άποψη σχετικά με τις υποθέσεις που χρησιμοποιούν, οι οποίες, με τη σειρά τους, οδηγούν σε διαφορετικά σχετικά πλεονεκτήματα και περιορισμούς στην πράξη.Σε αυτή τη διατριβή, εστιάζουμε την προσοχή μας στις προσεγγίσεις ICA και DL. Αφού εξετάσουμε τη βιωσιμότητα των πιο συχνά χρησιμοποιούμενων τεχνικών, παρουσιάζουμε μια εναλλακτική μέθοδο DL προσαρμοσμένη στην ανάλυση δεδομένων fMRI. Μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων, αυτή η νέα μέθοδος λαμβάνει υπόψη της τη φυσική αραιή δομή των δεδομένων fMRI (sparsity), και φυσικά ανοίγει το δρόμο για την εξερεύνηση εξωτερικών πληροφοριών που διατίθενται από πειραματικά στοιχεία fMRI. Επιπλέον, αναπτύσσουμε έναν νέο αλγόριθμο DL για την εφαρμογή αυτής της νέας μεθόδου, που αναφέρεται ως Εκμάθηση Λεξικών Υποβοηθούμενη από Πληροφορία (IADL).Σε αντίθεση με τις συμβατικές εναλλακτικές λύσεις, η προτεινόμενη IADL μέθοδος αποδεικνύεται ότι έχει πολλά πλεονεκτήματα, τα οποία την καθιστούν ιδιαίτερα ελκυστική για την ανάλυση δεδομένων fMRI. Οι συμβατικές τεχνικές που βασίζονται σε DL (καθώς και ορισμένες εναλλακτικές που βασίζονται σε ICA) απαιτούν ρητά την επιλογή μιας συγκεκριμένης παραμέτρου ομαλοποίησης (ή ενός συνόλου παραμέτρων ομαλοποίησης). Αυτές οι παράμετροι συνήθως στερούνται μιας ουσιαστικής ερμηνείας, η οποία καθιστά την αντίστοιχη επιλογή δύσκολη στην πράξη, απαιτώντας τη χρήση διασταυρούμενης επικύρωσης που δεν έχει πρακτικό νόημα στο fMRI. Αντιθέτως, το IADL βασίζεται σε ένα νέο σύνολο παραμέτρων ομαλοποίησης που φέρουν άμεση νευροφυσιολογική ερμηνεία, η οποία διευκολύνει σημαντικά την επιλογή τους στην πράξη. Εκτός αυτού, αυτή η φυσική ερμηνεία επιτρέπει την εκμετάλλευση εξωτερικών πληροφοριών που σχετίζονται με την υποκείμενη δομή αραιής δραστηριότητας του εγκεφάλου και οι οποίες διατίθενται από άλλες μελέτες fMRI και εγκεφαλικούς άτλαντες.Επιπλέον, το IADL μπορεί να ενσωματώσει τη βασική υπόθεση που σχετίζεται με το GLM, αυτή των γνωστών λειτουργικών αποκρίσεων των εγκεφαλικών ενεργοποιήσεων. Ωστόσο, στο πλαίσιο του IADL, αυτό μπορεί να γίνει με «ήπιο» τρόπο μέσω περιορισμών που καθιστούν αυτήν την υπόθεση πολύ πιο ρεαλιστική. Με τη σειρά του, αυτό επιτρέπει τον συνδυασμό GLM με IADL, ο οποίος οδηγεί σε μια ολοκληρωμένη μέθοδο η οποία φέρει τη στατιστική ισχύ του GLM ενώ, ταυτόχρονα, εκμεταλλεύεται και τα κύρια πλεονεκτήματα του DL.Προκειμένου να επαληθευτούν ποσοτικά τα πλεονεκτήματα της προτεινόμενης μεθόδου σε σύγκριση με τις πιο συμβατικές και τυπικές εναλλακτικές λύσεις τελευταίας τεχνολογίας, χρησιμοποιούμε ένα συνθετικό σύνολο δεδομένων τύπου fMRI και δύο πραγματικά πειράματα fMRI. Η μελέτη πάνω σε αυτά τα σύνολα δεδομένων δείχνει ότι η προτεινόμενη εναλλακτική παρουσιάζει βελτιωμένη ευαισθησία στην ανίχνευση των προτύπων ενεργοποίησης ενδιαφέροντος (activation patters of interest) και αυξημένη ανατομική αξιοπιστία σε σύγκριση με τις πιο συμβατικές προσεγγίσεις. Επιπλέον, η μελέτη σχετικά με το συνθετικό σύνολο δεδομένων αποκαλύπτει ότι το IADL δείχνει αξιοσημείωτη ανθεκτικότητα στη μοντελοποίηση των συσχετιζόμενων παραμέτρων ομαλοποίησης σε σύγκριση με τις πιο τυπικές μεθόδους.Συνολικά, η προτεινόμενη προσέγγιση προσφέρει μια πιο ισχυρή και αξιόπιστη εναλλακτική λύση που αντιμετωπίζει αποτελεσματικά τους μεγάλους περιορισμούς των πιο συμβατικών εναλλακτικών βασισμένων σε DL για την ανάλυση δεδομένων fMRI. Πιστεύουμε ότι η ευρεία υιοθέτηση της προτεινόμενης μεθόδο και η χρήση του εισαγόμενου αλγορίθμου IADL μπορούν να συμβάλουν σε βελτιώσεις στην υιοθέτηση της ανάλυσης τεχνικών που βασίζονται σε DL για την ανάλυση δεδομένων fMRI σε όλη τη σχετική επιστημονική κοινότητα

Effects of a mindfulness‐based programme on the health‐ and work‐related quality of life of healthcare professionals

Background and Objectives: The objective of mindfulness-based stress reduction (MBSR) programmes is to promote awareness of the present moment without judging, evaluating or reacting to the different thoughts or emotions that may arise. Development of these abilities appears especially important for healthcare professionals. The objective of this study was to evaluate the effectiveness and medium- and long-term effects of a MBSR programme for primary care (PC) health professionals on their health-related quality of life and quality of work life. Design: Randomised clinical trial using an intervention and control group with follow-up of the experimental group. Setting: Primary Care centres in the Alicante Public Health Service (Spain). Participants: Participants were PC health professionals (N = 58) divided between an intervention group receiving the 8-week MBSR programme and a control group receiving a theoretical training session alone. Method: Both groups were evaluated at baseline and at 8 weeks, and the intervention group was additionally evaluated at 3-, 6-, 9- and 12-month postprogramme. Results: In comparison to the control group, the intervention group obtained higher scores postintervention for mindfulness, health-related quality of life, mood and compassion satisfaction and a lower score for burnout. Improvements in mindfulness, mood and burnout syndrome persisted at 12 months after the programme. Conclusions: In conclusion, MBSR is an effective intervention to enhance the health-related quality of life and quality of work life of Primary Care Health professionals

Anales de Edafología y Agrobiología Tomo 26 Número 1-4

Semblanza, por el Excmo. Sr. Prof. Dr. M. Lora Tamayo.-- José María Albareda Herrera, por el Prof. Dr. A. Hoyos.-- Biografía y Bibliografía del Profesor Albareda.-- Ueber die Carotinkristalle in der Nebenkrone der Narzissenbluete, por A. Frey-Wyssling.-- Beiträge zur Kenntnis der Bodenentwicklung in NW-Spanien auf grund fossiler Biiden, por H. Franz.—La chenaie acidophile ibéro-atlantique (quercion occidentale) en Sologne, por J. Braun-Blanquet .-- Carbon and nitrogen transformations in world soils, por N. R. Dhar.-- Compounds isolated from woody cuttings of Platanus orientalis and their growth promoting activity, por E. Vieitez, E. Seoane, M. D. V. Gesto, A. Vázquez, M. C. Mato, J. Méndez and A. Carnicer.-- Der Boden als Wohnraum fiir Tardigraden, por F. Mihelcic.-- Physiographic systems in soil surveys, por A. P. A. Vink.-- The bulk volume of compacted soil as affected by water content and particle size, por Geoffrey B. Bodman über die Verwitterung der Sedimentgesteine por Carl W. Correns.-- Effects of heating on vermiculite saturated with different cations, por O. T. Rotini, G. Lotti and R. Riffaldi.-- La distribución de los vertebrados en el Alto Aragón, por E. Balcells R. y col.-- Nuevos sustratos con poder de orientación cristalina, por M. Morante, F. Arrende y J. Rodríguez.-- L'application de la méthode des variantes systématiques en recherche agronomique, por Marcel V. Homes et Germaine H. van Schoor .-- La podzolisation en climat atlantique, por Ph. Duchaufour .-- Ferredoxin and photosynthetic phosphorylation, por Daniel l. Arnon, Harry Y. Tsujimoto and Berah D. McSwain.-- Modificaciones de la lignina y formación de material húmico en el tracto digestivo de los rumiantes, por E. Zorita, A. Suárez y Mª L. Calvo.-- Las aguas subterráneas de Tenerife, por E. Fernández Caldas y V. Pérez García.-- Variedades anisoploides de remolacha azucarera (B. vulgaris L.) en España y sus problemas biológicos, por Antonio Silván y Mechtild Rommel.-- Conducción eléctrica de suelo y arcilla a bajas humedades, por R. Santamaría y M. Tschapek.-- Reducción de nitrato y nitrito por cloroplastos, por M. Losada. y A. Paneque.-- Ein Beitrag zur Kenntnis der MIikrostruktur von solifluidal bewegtem Bodenmaterial in der Sierra Nevada (Andalusien), por Walter Beckmann.-- El problema de los suelos in ter grados en España, por A. Guerra Delgado.-- Adsorption of calcium, magnesium, potassium and sodium as influenced by liming, por L. Wiklander and A. Lax.-- Tonverlagerung in Lössböden unter: Laubmischwald und Acker. por Heinz W. Zottl.-- Fertilidad de los suelos de cultivo de Pontevedra.: Estudio inicial, por B. Sánchez, A. García Sánchez y G. Dios.-- Pastúre science and the Spanish scene, por William Davies.-- Relaciones nutritivas y «grados» en los abonos compuestos, por . C. Tamés.-- The classification of soils under rice cultivation (Paddy soils), por Kazutake Kyuma and Keizaburo Kawaguchi.-- Milk production on a protein-free feed, using urea and ammonium salts as the sole source of nitrogen, por Artturi l. Virtanen.-- Evoluciones foliares de pares nutritivos en el género Citrus, por Octavio Carpena Artés.-- Estudio •del enzima ascórbico oxidasa aislado de diferentes materiales vegetales, por A. Carlos Blesa y Antonio Pretel.-- On the hypsometric change of morphology and micromorphology of terrestric soils, por W. L. Kubiena.-- The intensity and quantity aspects of soil phosphate status and laboratory exctraction values por E. G. Williams.-- Entstehung, Ursache und Wirkuhg von Schlieren in keramischen Giesschlickern, por Adolf Dietzel und Rolf Bruckner.-- Mountain rendzina soils in Israel, por S. Ravikovitch and F. Pines.-- Primeros estudios nematológicos en cultivos de la zona costera granadino-malagueña por Antonio Gómez Barcina y Fernando Jiménez-Millán.-- Influencia de diversos mineralizadores y .del óxido magnésico sobre la formación de forsterita a partir de serpentinas españolas, por V. Aleixandre Ferrandis y Julia Mª. González Peña.-- Nota preliminar sobRe la sedimentación en paleocanales terciarios de la zona de Caspe-Chiprana (provincia de Zaragoza), por Oriol Riba, Joaquín Villena y Jose Quirantes.-- The mineral nutrient relations of conifer seedlings with special reference to the phosphate relations of Pinus radiata, D. Don. por L. Leyton.-- Über die tirse Marokkos-schwarzerdeartige Böden unter subtropischem Klima, por F. Scheffer, U. Schoen und C. Hess.-- Geology, physiography relief and drainage of the Cauca Valley, Colombia, por Doeko Goosen.-- Die Bedeutung der Beschattung fuer unzureichend ernaehrte Nadelbaeume, por W. Laatsch.-- Die. Feinsuhstanz vulkanogener Edaphoide, por E. Mückenhausen.-- El espectro de las emulsioness foliares como índice de la nutrición del trigo, por L. Sánchez de la Puente y F. Lucena Conde.-- Estado de nutrición, equilibrio nutritivo y rendimiento en el olivar de la provincia de Sevilla, por F. González García, A. M•. García Gómez, M. Chaves Sánchez y C. Mazuelos Vela.-- Clasificación y distribución de Algunos virus de leguminosas en España, por M. Rubio-Huertos, M. Santaolalla y R. Moreno.-- Oligoelementos en árboles de bosques (Pinus), por M. Dean Guelbenzu y A. Santos Ruiz.-- Organische Verbindungen als Stickstoffquelle fur die Erniihrung der Ptlanzen, por W. Flaig und H. Söchtig.-- Centro de origen de las plantas cultivadas, por A. Cámara.-- Cassification pedologique, cartographie des sois et mise en valeur des terres, por G. Aubert.-- Interpretation de l'analyse granulometrique. Le concept de texture, por S. Hennin.-- Soil genesis in Southern Portugal, por J. Carvalho Cardoso .-- Soil resources appraisal for development, por Luis Bramao and J. Riquier.-- Almería en el Itinerarium Hispanicum de Jerónimo Münzer, por Manuel Mendizábal.-- Neueste Entwicklungen im Weltkampf gegen den Hunger, por Frita Baade.—On the importance of ion activity method for the theory of soil formation and soil fertility, por V. A. Kovda and D. S. Orlov.—Nuevo método para la determinación de la capacidad de cambio radicular de los vegetales, por J. Cardús y A . Pons.-- Ofrenda, por Gonzalo Bilbao.-- El suelo y la ganadería, por Gaspar González GonzálezPeer reviewe

Contemporary use of cefazolin for MSSA infective endocarditis: analysis of a national prospective cohort

Objectives: This study aimed to assess the real use of cefazolin for methicillin-susceptible Staphylococcus aureus (MSSA) infective endocarditis (IE) in the Spanish National Endocarditis Database (GAMES) and to compare it with antistaphylococcal penicillin (ASP). Methods: Prospective cohort study with retrospective analysis of a cohort of MSSA IE treated with cloxacillin and/or cefazolin. Outcomes assessed were relapse; intra-hospital, overall, and endocarditis-related mortality; and adverse events. Risk of renal toxicity with each treatment was evaluated separately. Results: We included 631 IE episodes caused by MSSA treated with cloxacillin and/or cefazolin. Antibiotic treatment was cloxacillin, cefazolin, or both in 537 (85%), 57 (9%), and 37 (6%) episodes, respectively. Patients treated with cefazolin had significantly higher rates of comorbidities (median Charlson Index 7, P <0.01) and previous renal failure (57.9%, P <0.01). Patients treated with cloxacillin presented higher rates of septic shock (25%, P = 0.033) and new-onset or worsening renal failure (47.3%, P = 0.024) with significantly higher rates of in-hospital mortality (38.5%, P = 0.017). One-year IE-related mortality and rate of relapses were similar between treatment groups. None of the treatments were identified as risk or protective factors. Conclusion: Our results suggest that cefazolin is a valuable option for the treatment of MSSA IE, without differences in 1-year mortality or relapses compared with cloxacillin, and might be considered equally effective