Intracellular Ca2 + deposits and catecholamine secretion by chemoreceptor cells of the rabbit carotid body

Producción CientíficaThe pívotal role of íntracellular free [Ca2+] fluctuatíons in the control of cellular functíons such as contraction and secretíon, íncludíng the release of neurotransmítters, was recognized many decades ago (see Rubín, 1982). More recently, the list of cellular functíons tríggered or modulated by the levels of Ca2+¡ has grown enormously. Addítional functíons regulated by [Ca2+)¡ include neuronal excítabílity, synaptic plastícíty, gene ex­ pressíon, cellular metabolísm, cell dívísíon and dífferentíatíon, and programmed cell dead (Míller, 1991; Clapham, 1995). Parallelíng the growth in this líst of Ca2+-controlled func­ tíons, a multíplicity of cellular mechanísms aimed at maintaining resting free [Ca2+)¡ in the range of l 00 nM for most cells has been described, allowing increases in Ca2+¡ levels that are specific in their magnitude, time course and spatial distributíon, accordíng to the cell function activated (Toescu, 1995). Since Ca2+ cannot be metabolized, cells regulate theír cytoplasmic levels of free Ca2+ through numerous bínding proteíns and influx and efflux mechanisms (Fíg 1). Ca2+ ínflux to cell cytoplasm from the extracellular milieu occurs vía voltage or receptor operated channels or vía yet ill-defined capacítatíve pathways; the Na+/Ca 2+ exchanger can also produce in sorne círcumstances net ínflux of Ca2+ (Míller, 1991; Clapham, 1995). Ca2+ ef­ flux to the extracellular space occurs against electrochemical gradíents, and thereby the pumpíng out of Ca2+ is directly (Caz+ pump) or indirectly (Na+/Ca2+) coupled to the hy­ drolysis of ATP

Control de Congestión Eficiente para Redes HPC con Encaminamiento Adaptativo

La red de interconexión es el elemento principal en los clusters de computación de alto rendimiento (HPC) y centros de datos (DC), donde miles de nodos deben comunicarse de forma rápida y fiable. El rendimiento de la red depende de varias opciones de diseño, como la topología, el algoritmo de encaminamiento, la arquitectura del switch, etc. En la literatura se han propuesto algoritmos de encaminamiento altamente eficientes, ya sean deterministas o adaptativos, para equilibrar de forma inteligente los flujos de tráfico dependiendo de la topología de red, pero su rendimiento se reduce en los escenarios en los que la congestión y sus efectos negativos (por ejemplo, el HoL blocking) aparecen. En particular, en escenarios donde la congestión es intensa y persistente, el HoL blocking puede degradar drásticamente el rendimiento de los algoritmos de encaminamiento adaptativo, ya que pueden extender los flujos de tráfico congestionado por todas las rutas disponibles. Además, como hemos demostrado en estudios anteriores, la dispersi´on de los flujos congestionados puede deteriorar el rendimiento de los esquemas de colas estáticos utilizados para reducir el HoL blocking mediante la separación de los flujos en diferentes colas del switch buffer. De hecho, como estos sistemas se basan en un criterio estático, definido antes de la inyección del tráfico en la red, no pueden evitar que los flujos congestionados y no congestionados compartan colas cuando se combinan con un encaminamiento adaptativo. En este trabajo, proponemos utilizar algunos esquemas de colas estáticos existentes junto a la asignación dinámica de canales virtuales (VC) para aislar en una solo VC los flujos cuyas rutas han sido encaminadas de forma adaptativa, con el fin de evitar que el impacto de la congestión se extienda a través de varias rutas. Básicamente, los flujos adaptados se mueven a un canal especial de flujos adaptados (AFC), de modo que no interactúan con los flujos asignados a otros VC por el esquema de colas estático. De esta manera, se evita el HoL blocking que los flujos adaptados podrían causar a los flujos no adaptados, incluso si los flujos congestionados se han extendido a través de varias rutas. Por otro lado, el esquema de colas estático reducirá sin ninguna interferencia el HoL blocking que puede aparecer entre los flujos no adaptados. Para evaluar nuestra propuesta hemos realizado experimentos de simulación modelando grandes redes de interconexión basadas en la topología Fat-tree. De los resultados obtenidos, podemos concluir que nuestra técnica reduce de manera eficiente y significativa el impacto del HoLblocking en las redes de interconexión utilizando encaminamiento adaptativo y esquemas de colas cuando aparece la congestión

Ca2 + Dynamics in chemoreceptor cells: an overview

Producción CientíficaThe carotid body (CB) was defined as a sensory organ by De Castro in 1928. Two years later, Heymanns and coworkers demostrated that the organ was sensitive to alterations in blood gases and pH, in such a way that a decrease in blood P02 or pH or an increase in blood PC02 produced activation of the CB and, reflexely, hyperventilation. De Castro postulated that glomus cells were the sensor structures and that they should release sorn substance to transmit the stimulus to the sensory nerve endings (De Castro, 1928). De Castro's point of view, was widely accepted, and therefore the CB was considered a secondary sensory receptor. As a consequence, the principal aims of many workers in the chemoreception field have been to define the nature of the sensing mechanims ( sensory transduction process ) and to identify the substances released by chern cells

Quantifying the Production of Fruit-Bearing Trees Using Image Processing Techniques

[EN] In recent years, the growth rate of world agricultural production and crop yields have decreased. Crop irrigation becomes essential in very dry areas and where rainfall is scarce, as in Egypt. Persimmon needs low humidity to obtain an optimal crop. This article proposes the monitoring of its performance, in order to regulate the amount of water needed for each tree at any time. In our work we present a technique that consists of obtaining images of some of the trees with fruit, which are subsequently treated, to obtain reliable harvest data. This technique allows us to have control and predictions of the harvest. Also, we present the results obtained in a first trial, through which we demonstrate the feasibility of using the system to meet the objectives set. We use 5 different trees in our experiment. Their fruit production is different (between 20 and 47kg of fruit). The correlation coefficient of the obtained regression model is 0.97.This work has been partially supported by European Union through the ERANETMED (Euromediterranean Cooperation through ERANET joint activities and beyond) project ERANETMED3-227 SMARTWATIR by the Conselleria de Educación, Cultura y Deporte with the Subvenciones para la contratación de personal investigador en fase postdoctoral, grant number APOSTD/2019/04, and by the Cooperativa Agrícola Sant Bernat Coop.V.García, L.; Parra-Boronat, L.; Basterrechea-Chertudi, DA.; Jimenez, JM.; Rocher-Morant, J.; Parra-Boronat, M.; García-Navas, JL.... (2019). Quantifying the Production of Fruit-Bearing Trees Using Image Processing Techniques. IARIA XPS Press. 14-19. http://hdl.handle.net/10251/180619S141

Design of a WSN for smart irrigation in citrus plots with fault-tolerance and energy-saving algorithms

[EN] Wireless sensor networks are widely used for monitoring different processes, including agriculture, in order to reach sustainability. One of the keys to sustainable crops is water saving. In particular, saving water is extremely important in arid and semiarid regions. In those regions, citrus trees are cultivated, and drip irrigation is used to save water. In this paper, we propose a smart irrigation system for citrus trees using a WSN. We describe the employed sensors and nodes for this proposal. Next, we present the proposed architecture and the operational algorithms for the nodes. Moreover, we designed different algorithms for fault tolerance and energy saving functionalities. The energy saving algorithm is based on the relevance of the gathered data, which is analyzed in order to consider whether the information should be forwarded or not. A TPC-based protocol is proposed to perform the communication among the nodes of our system. In addition, we present different simulations of the proposed system. Particularly, we show the consumed bandwidth and the remaining energy in the different nodes. Finally, we test different energy configurations to evaluate the network lifetime and the remaining energy when the first node depletes its energy.This work has been partially supported by the “Conselleria d' Educació, Investigació, Cultura i Esport” through the “Subvenciones para la contratación de personal investigator de carácter predoctoral (Convocatoria 2017)” Grant number ACIF/2017/069, by the “Ministerio de Educación, Cultura y Deporte”, through the “Ayudas para contratacion predoctoral de Formación del Profesorado Universitario FPU (Convocatoria 2014)”. Grant number FPU14/02953 and finally, the research leading to these results has received funding from “la Caixa” Foundation and Triptolemos Foundation. This work has also been partially supported by European Union through the ERANETMED (Euromediterranean Cooperation through ERANET joint activities and beyond) project ERANETMED3-227 SMARTWATIR.Parra-Boronat, L.; Rocher-Morant, J.; García-García, L.; Lloret, J.; Tomás Gironés, J.; Romero Martínez, JO.; Rodilla, M.... (2018). Design of a WSN for smart irrigation in citrus plots with fault-tolerance and energy-saving algorithms. Network Protocols and Algorithms. 10(2):95-115. https://doi.org/10.5296/npa.v10i2.13205S9511510

Implementación de técnicas eficientes de sincronización en arquitectura multinúcleo en sistema Multi-FPGA

[ES] En este trabajo se implementarán técnicas de sincronización entre los núcleos de un procesador implementado en un sistema multi-FPGA. Se implementarán barreras y semáforos, validando el correcto funcionamiento del sistema al ejecutar micro benchmarks en el sistema real. Para una implementación eficiente, se hará uso de registros especializados y lógica adecuada que minimice tanto el retardo de ejecución de las primitivas de sincronización como el coste en su implementación. Adicionalmente se adaptarán los núcleos actualmente utilizados en el sistema multinúcleo para el soporte eficiente de un sistema de interrupciones y excepciones así como la implementación de un manejador de excepciones y un planificador de procesos básico.Rocher González, JM. (2015). Implementación de técnicas eficientes de sincronización en arquitectura multinúcleo en sistema Multi-FPGA. http://hdl.handle.net/10251/55234TFG

Diseño e implementación del sistema de excepciones en un procesador para un sistema multicore en FPGAs

En este trabajo se implementa el sistema de excepciones para un procesador escalar con arquitectura MIPS. El procesador se ha programado utilizando el lenguaje de descripción hardware Verilog y ha sido implementado sobre la FPGA Virtex-7 de Xilinx. En particular, se han introducido nuevas señales de control que propagar por la ruta de datos, las cuales han modificado los registros de segmentación, al igual que se ha ampliado el juego de instrucciones soportado por esta arquitectura. También se han añadido nuevos módulos a la arquitectura; el más importante de ellos es el coprocesador-0, que es el módulo encargado de gestionar las excepciones. Una vez implementado el sistema de excepciones, éste ha sido introducido en el proyecto PEAK del Grupo de Arquitecturas Paralelas de la Universidad Politécnica de Valencia, que tiene como objetivo el desarrollo de un sistema multicore basado también en la arquitectura MIPS.Rocher González, JM. (2014). Diseño e implementación del sistema de excepciones en un procesador para un sistema multicore en FPGAs. http://hdl.handle.net/10251/39902.Archivo delegad

Ionic Mechanisms of the Chemoreception Process in Type 1 Cells of the Carotid Body

Producción CientíficaTbe receptor complex in the carotid body (CB) is formed by clusters of type 1 cells that are connected synaptically to the endings of the chemo­ sensory fibers of the carotid sinus nerve (CSN), partia lly covered by type JI cells, and surrounded by a dense net of fenestrated capillaries (1). Sorne aspects of CB chemoreceptor physiology such as the identity of adequate stimulus, the characteristics of the receptor response to the dif­ ferent stimuli, and the reflex responses elicited upon CB stimulation are well known. Contrary to this, the basic mechanisms operating in this re­ ceptor are not completely understood (2). It has been proposed that low Po2 will decrease the ATP leveIs in the chemoreceptor or type 1cells and that this decrease in ATP will trigger the release of neurotransm itters capable of activating the sensory nerve endings. However, there is no proposal on how the decrease in ATP levels can activate the release process. It has been proposed also that high Pco2 and/or low pH in blood will increase the intracellular H+ concentration and that it will result i n in­ creased intracellu lar Ca2 + in type 1 cells and in the release of transmitters. Once again , there is no proposal on the mechanisms by which the increase in H+ can produce the increased Ca2+ concentration in type I cells (2,3)