Deep Neural Networks for the Recognition and Classification of Heart Murmurs Using Neuromorphic Auditory Sensors

Auscultation is one of the most used techniques for detecting cardiovascular diseases, which is one of the main causes of death in the world. Heart murmurs are the most common abnormal finding when a patient visits the physician for auscultation. These heart sounds can either be innocent, which are harmless, or abnormal, which may be a sign of a more serious heart condition. However, the accuracy rate of primary care physicians and expert cardiologists when auscultating is not good enough to avoid most of both type-I (healthy patients are sent for echocardiogram) and type-II (pathological patients are sent home without medication or treatment) errors made. In this paper, the authors present a novel convolutional neural network based tool for classifying between healthy people and pathological patients using a neuromorphic auditory sensor for FPGA that is able to decompose the audio into frequency bands in real time. For this purpose, different networks have been trained with the heart murmur information contained in heart sound recordings obtained from nine different heart sound databases sourced from multiple research groups. These samples are segmented and preprocessed using the neuromorphic auditory sensor to decompose their audio information into frequency bands and, after that, sonogram images with the same size are generated. These images have been used to train and test different convolutional neural network architectures. The best results have been obtained with a modified version of the AlexNet model, achieving 97% accuracy (specificity: 95.12%, sensitivity: 93.20%, PhysioNet/CinC Challenge 2016 score: 0.9416). This tool could aid cardiologists and primary care physicians in the auscultation process, improving the decision making task and reducing type-I and type-II errors.Ministerio de Economía y Competitividad TEC2016-77785-

Traducción de canciones. Un estudio de caso: The Winner Takes It All (inglés-castellano)

Treball Final de Grau. Grau en Traducció i Interpretació. Codi: TI0983. Curs acadèmic 2016-2017El presente trabajo consiste en un estudio descriptivo y comparativo entre la versión original en inglés de la canción The Winner Takes It All, presente en la película Mamma Mia!, y su versión en castellano, tomada del musical Mamma Mia! El objetivo de este trabajo es conocer las diferencias y similitudes que hay entre la versión original en inglés de la película y la versión castellana del musical Mamma Mia!, y averiguar cómo se ha realizado la traducción. Por eso, en primer lugar planteamos un marco teórico sobre la traducción audiovisual y la traducción de canciones. Este primer apartado nos sirve de ayuda para después realizar nuestro análisis. Tras el marco teórico, en un segundo apartado analizamos las dos versiones de la canción The Winner Takes It All (inglés-castellano). En este análisis, por una parte se examina los cuatro ritmos poéticos que deberían estar presentes a la hora de traducir una canción (ritmo de cantidad, ritmo de tono, ritmo de intensidad, ritmo de timbre) y, por otra parte, se observa qué elecciones de traducción y técnicas de traducción ha decidido utilizar el traductor para la versión al castellano

NAVIS: Neuromorphic Auditory VISualizer Tool

This software presents diverse utilities to perform the first post-processing layer taking the neuromorphic auditory sensors (NAS) information. The used NAS implements in FPGA a cascade filters architecture, imitating the behavior of the basilar membrane and inner hair cells and working with the sound information decomposed into its frequency components as spike streams. The well-known neuromorphic hardware interface Address-Event-Representation (AER) is used to propagate auditory information out of the NAS, emulating the auditory vestibular nerve. Using the information packetized into aedat files, which are generated through the jAER software plus an AER to USB computer interface, NAVIS implements a set of graphs that allows to represent the auditory information as cochleograms, histograms, sonograms, etc. It can also split the auditory information into different sets depending on the activity level of the spike streams. The main contribution of this software tool is that it allows complex audio post-processing treatments and representations, which is a novelty for spike-based systems in the neuromorphic community and it will help neuromorphic engineers to build sets for training spiking neural networks (SNN).Ministerio de Economía y Competitividad TEC2012-37868-C04-0

Analysis of chromatin accessibility to characterize transcription factor activities in malignancies

In the context of the study of human disorders, exploring the chromatin accessibility applying the Assay for Transposase Accessible Chromatin followed by sequencing (ATAC-seq) in combination with the study of certain histone markers via chromatin-immunoprecipita-tion followed by sequencing (ChIP-seq) has proven to be a robust approach. It allows to unravel essential transcriptional regulatory circuitry, as well as to identify genes or genetic pathways, not necessarily presenting mutations, but relevant for any aspect of the disorder, from disease progression to relapse, or even the appearance of therapy resistance. In the course of this work, three different human disorders were investigated. Our main objective was the study of Acute Myeloid Leukemia (AML), for which both experiments, ATAC-seq and ChIP-seq of the acetylation of lysine 27 of histone H3 (H3K27ac - a marker for active enhancers and super-enhancers) were performed. AML is a hematopoietic malignancy characterized by a broad genetic heterogeneity and the frequent occurrence of relapses, which compromises patient survival. In collaboration with other research groups, we additionally explored on the one hand, the mechanisms involved in the emergence of human breast cancer metastasis, and on the other hand, the response of the immune system in the context of severe autoimmune diseases using a mouse model commonly employed in the investigation of human multiple sclerosis. To deeply cover all relevant aspects of the AML disease concerning our main goal, I studied AML cell lines as in vitro model, an AML patient-derived xenograft (PDX) mouse model as in vivo model and, most importantly, paired patient-derived samples at the stages of primary diagnosis and relapse. The analysis of patient samples was of great interest to capture the nature of the disorder in its whole complexity, free of the limitations intrinsic to the two aforementioned models. The epigenetic landscape in terms of chromatin accessibility and enhancers was characterized based on 18 leukemic cell lines. They exhibited, as expected, a vast heterogeneity, setting the basis for an in vitro model to work with and validate hypothesis derived from the study of human samples. To explore the effects caused by the standard therapy over time in vivo we used PDX samples. Xenografted mice were subjected to several cycles of therapy. The derived samples were processed at three different time points to analyze the development of chromatin accessibility. Our experiments showed that at the beginning of the treatment chromatin changes barely occurred but as the therapy progressed, the effects accumulated, causing chromatin to significantly open up. The exploration and analysis performed on paired patient-derived samples clearly revealed a larger similarity with regard to the epigenetic landscape for the relapse stage among all patients analyzed. Especially apoptotic-related pathways, although primarily nonexistent in diagnosis, appeared to be commonly active in relapse. Nevertheless, due to the heterogeneity characterizing this disorder, no common pathways or genes could be identified for the whole patient cohort. Notably, for a patient subgroup, we could determine a bunch of relapse-associated relevant genes, some of which have been recently documented in the literature as playing an important role in the disease progression and even in therapy resistance, thus validating our approach.Im Rahmen der Erforschung menschlicher Erkrankungen, die Untersuchung der Zugänglichkeit des Chromatins mittels der Assay for Transposase Accessible Chromatin gefolgt von Sequenzierung (ATAC-seq) kombiniert mit der Untersuchung bestimmte Histonmodifikationen durch Chromatin Immunoprecipitation gefolgt von Sequenzierung (ChIP-seq) hat sich als robuster Ansatz erwiesen. Diese Strategie ermöglicht sowohl wesentliche transkriptionelle Regulationsschaltkreise als auch Gene oder genetische Pfade zu identifizieren. Diese weisen nicht unbedingt Mutationen auf, sind aber für manche Aspekte der Erkrankung relevant: von der Krankheitsprogression bis zum Rezidiv oder sogar dem Auftreten von Therapieresistenz. In dieser Arbeit wurden drei verschiedene Erkrankungen untersucht. Unser Hauptziel war dabei die Untersuchung der menschlichen Akuten Myeloischen Leukämie (AML) und dafür führte ich sowohl ATAC-seq als auch ChIP-seq für Acetylierung des Lysins 27 am Histon H3 (H3K27ac - ein Marker für aktive Enhancers und Super-enhancers) durch. AML ist eine hämatopoetische Malignität, die durch eine breite genetische Heterogenität und das häufige Auftreten von Rezidiven gekennzeichnet ist, wodurch das Überleben der Patienten beeinträchtigt wird. In Zusammenarbeit mit anderen Forschungsgruppen haben wir zwei zusätzliche menschliche Erkrankungen untersucht. Zum einen waren es die Mechanismen, die an der Entstehung von Brustkrebsmetastasen beteiligt sind. Zum anderen, die Reaktion des Immunsystems im Kontext schwerer Autoimmunerkrankungen. Dafür wurde ein Mausmodell angewendet, das häufig für die Erforschung menschlichen Multiplen Sklerose benutzt wird. Um alle relevanten Aspekte der AML umfassend abzudecken, untersuchte ich drei verschiedene Modelle: erstens, AML-Zelllinien als in-vitro-Modell; zweitens, ein von AML-Patienten abgeleitetes Xenograft (PDX)-Mausmodell als in vivo-Modell; und drittens, gepaarte Patientenproben in den Stadien der Erstdiagnose und des Rezidives. Die Analyse der Patientenproben war vom großen Interesse um die Natur der Störung in ihrer ganzen Komplexität zu erfassen, frei von den Einschränkungen, die in den zuvor genannten Modellen implizit enthalten sind. Die epigenetische Landschaft bezüglich der Chromatinzugänglichkeit und der Enhancer wurden an 18 Leukemie-Zelllinien charakterisiert. Diese Zelllinien wiesen erwartungsgemäß eine große Heterogenität auf. Das bildete die Grundlage für das in vitro-Modell, mit dem Hypothesen validiert werden können, die aus der Untersuchung menschlicher Proben abgeleitet worden sind. Mithilfe von PDX-Proben wurden die Auswirkungen der Standardtherapie über die Zeit in vivo untersucht. Dafür wurden xenotransplantierte Mäuse mehreren Therapiezyklen unterzogen. Zu bestimmten Zeitpunkten wurden die von Mäusen abgeleiteten Proben verarbeitet, um die Entwicklung der Chromatinzugänglichkeit zu analysieren. Die Ergebnisse der Experimente haben gezeigt, dass zu Beginn der Behandlung kaum Chromatinveränderungen auftraten, sich jedoch im Verlauf der Therapie die Wirkungen akkumulierten, wodurch sich das Chromatin deutlich öffnete. Die Analyse von gepaarten Patientenproben zeigte eine deutliche Ähnlichkeit in Bezug auf die epigenetische Landschaft für das Rezidivstadium bei allen analysierten Patienten. Insbesondere schienen apoptotisch bedingte Signalwege beim Rezidiv häufig aktiv zu sein, obwohl sie in der Diagnose nicht vorhanden waren. Jedoch aufgrund der Heterogenität, die diese Erkrankung charakterisiert, konnten für die gesamte Patientenkohorte keine gemeinsamen Signalwege oder Gene bestimmt werden. Nichtsdestotrotz konnten wir für eine Patientenuntergruppe eine Reihe von rezidivassoziierten relevanten Genen identifizieren, wobei einige von denen vor kurzem in der Literatur als wichtig für die Krankheitsprogression und auch für die Therapieresistenz dokumentiert wurden. Dadurch ist unser Ansatz grundsätzlich validiert

La carta de los derechos fundamentales de la Unión Europea : desde la solemnidad a la eficacia

La Unión Europea se enfrenta a uno de los retos más determinantes de su historia, dotarse de una Constitución. En este orden de cosas, y entre los avatares políticos en los que discurre su negociación, cobrará vital importancia la Carta de Derechos Fundamentales de la Unión, debido a su eventual papel en el seno de la misma como declaración de derechos autónoma y vinculante. Sólo analizando en perspectiva histórica el interés comunitario por este tipo de derechos, y examinando después su naturaleza jurídica, así como su contenido sustantivo, podremos concluir con la afirmación de la fuerza vinculante de la Carta, a pesar de su mera proclamación solemne en Niza.The European Union faces one of the most decisive challenges in its history, endowing itself with a constitution. In this order of things, and among the political avatars in which negotiations take place, the Charter of Fundamental Rights of the Union will be of vital importance, due to its eventual role within it as an autonomous and binding declaration of rights. Only by analysing in historical perspective the community interest of this type of right and then examining its legal nature, as well as its substantive content, we can conclude with the affirmation of binding force of the Carter, despite its mere solemn proclamation in Nice

Diversidad audiovisual e integración cultural. Analizando el programa Ibermedia

Pese a deficiencias en el funcionamiento y a su falta de ambición económica, la creación del programa Ibermedia ha sido un punto de inflexión para crear un espacio audiovisual común para la región iberoamericana. A través de un fondo financiero multilateral, el programa ha intentado estimular la coproducción de productos para el cine y la televisión, el montaje inicial de proyectos cinematográficos, la distribución de películas dentro del mercado regional y la formación de recursos humanos para la industria audiovisual. Realizar una primera evaluación de sus primeros años de funcionamiento (1998-2007), analizar las opiniones que se han vertido sobre el mismo, así como realizar una primera valoración de su impacto en la región es el objetivo central de este trabajo

El magosto en la comarca de Las Hurdes

En número dedicado a: Las Hurde

Stereo Matching in Address-Event-Representation (AER) Bio-Inspired Binocular Systems in a Field-Programmable Gate Array (FPGA)

In stereo-vision processing, the image-matching step is essential for results, although it involves a very high computational cost. Moreover, the more information is processed, the more time is spent by the matching algorithm, and the more ine cient it is. Spike-based processing is a relatively new approach that implements processing methods by manipulating spikes one by one at the time they are transmitted, like a human brain. The mammal nervous system can solve much more complex problems, such as visual recognition by manipulating neuron spikes. The spike-based philosophy for visual information processing based on the neuro-inspired address-event-representation (AER) is currently achieving very high performance. The aim of this work was to study the viability of a matching mechanism in stereo-vision systems, using AER codification and its implementation in a field-programmable gate array (FPGA). Some studies have been done before in an AER system with monitored data using a computer; however, this kind of mechanism has not been implemented directly on hardware. To this end, an epipolar geometry basis applied to AER systems was studied and implemented, with other restrictions, in order to achieve good results in a real-time scenario. The results and conclusions are shown, and the viability of its implementation is proven.Ministerio de Economía y Competitividad TEC2016-77785-