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En el Sistema Nervioso Central (SNC), procesos biológicos esenciales en las neuronas, como la morfología y la sinaptogénesis, requieren de la remodelación del citoesqueleto de actina. La misma es coordinada por Rho GTPasas (RhoA, Rac1 y Cdc42), que oscilan entre un estado activo con GTP y uno inactivo con GDP mediados por GEFs y GAPs con localización y actividad específicas. FGD6, sin función conocida en SNC, pertenece a una familia de proteínas con una organización estructural que le permitiría actuar como nexo entre la membrana plasmática y el citoesqueleto de actina. Recientemente se describió una asociación de FGD6 con Cdc42 y Rac1. El objetivo general de esta tesis es estudiar la relevancia funcional de FGD6 y su posible participación regulando el citoesqueleto neuronal. Nuestra hipótesis es que, en las neuronas, FGD6 modularía la actividad de las Rho GTPasas fundamentales en la reorganización del citoesqueleto de actina y, por lo tanto, de procesos tales como la diferenciación, la polarización y la neuritogénesis. Los estudios in silico de la estructura terciaria determinaron que la región N-terminal de FGD6 es intrínsecamente desordenada, con mayor probabilidad de interactuar con otros dominios/ proteínas ordenadas y conteniendo varios sitios de fosforilación. La expresión del ARNm de FGD6 mostró una regulación durante la diferenciación neuronal in vitro. La inhibición parcial de FGD6 produjo un aumento significativo en la actividad basal de Rac1, sugiriendo que FGD6 estaría modulando negativamente a esta GTPasa y consecuentemente, a las proteínas efectoras ubicadas río abajo de la vía. Rac1 activa una cascada de fosfo/desfosforilaciones que incluye a PAK, LIMK y Cofilina, que finaliza con la polimerización de los monómeros de actina y la regulación del turnover de los filamentos de actina. El complejo Arp2/3 es indispensable para generar las ramificaciones de actina, siendo las subunidades Arp2 y Arp3 los principales actores del complejo nucleador. Con el silenciamiento de FGD6 no se observaron diferencias en los niveles de fosforilación de Cofilina ni de LIMK1, ni en los niveles de Arp3 pero sí de Arp2 (sin cambios en su ARNm). La interferencia de FGD6 produjo además alteraciones morfológicas en las células y una disminución drástica en la marcación de actina filamentosa (F-actina), sin cambios en el contenido total de actina. Así, la hiperactividad de Rac1, la modificación de la estequiometria del complejo Arp2/3 y de la F-actina, podrían impactar en la regulación de la correcta función neuronal. Mutaciones en FGD6 se asocian con degeneración macular, autismo y epilepsia. El Neuroepitelio generado a partir de células pluripotentes inducidas de pacientes con Epilepsia Focal Autolimitada de la Infancia (SFEC) presentó una acumulación anómala de la proteína en el citoplasma y la membrana plasmática. Los fibroblastos de los pacientes presentaron el citoesqueleto de actina alterado, similar a lo descripto con el silenciamiento; recapitulando los hallazgos in vitro y acompañando la hipótesis de que FGD6 mutado en SFEC ha perdido/disminuido su función, afectando el citoesqueleto y perturbando la actividad neuronal, como se reportó previamente. En conclusión, la expresión de FGD6 se encuentra finamente regulada en las neuronas y su inhibición afecta vías intracelulares que impactan en el citoesqueleto de actina, pudiendo así alterar la función celular. Los resultados presentados en esta Tesis permiten comenzar a esclarecer el mecanismo por el cual FGD6 modula vías de señalización de Rac1, pudiendo ser de manera directa y/o indirecta, a través de factor(es) que interacciona(n) con los distintos componentes de las mismas. Finalmente, los resultados obtenidos ayudan a comprender la posible contribución de FGD6 a la fisiopatología de enfermedades neurológicas como la SFEC. In the Central Nervous System (CNS), essential biological processes in neurons, such as morphology and synaptogenesis, involve remodeling of the actin cytoskeleton. These cytoskeletal rearrangements are coordinated by Rho GTPases (RhoA, Rac1 and Cdc42) which act as switches cycling between active (GTP-bound) and inactive (GDP-bound) states mediated by GEFs and GAPs with specific location and activity. FGD6 belongs to a family of proteins with multidomain organization that may function as signaling scaffold between plasma membrane and the actin cytoskeleton. Although FGD6 is expressed in neurons, its function is not established and the association with Cdc42 and Rac1 was recently described. The aim of this thesis is to study the functional relevance of FGD6 and its potential role regulating neuronal cytoskeleton. Our hypothesis is that, in neurons, FGD6 would modulate the activity of key Rho GTPases for actin cytoskeleton reorganization and, therefore, processes such as differentiation, polarization and neuritogenesis. In silico studies of FGD6 tertiary structure determined that the N-terminal region is intrinsically disordered, most likely to interact with other ordered domains/proteins, and containing several phosphorylation sites. We observed a modulation of FGD6 expression during neuronal differentiation in vitro. FGD6 knockdown results in Rac1 basal activation, suggesting that FGD6 would negatively modulate this GTPase and, consequently, its downstream effector proteins. Rac1 activates a cascade of phospho/dephosphorylations that includes PAK, LIMK and Cofilin, which ends with the polymerization of actin monomers and the regulation of actin filament turnover. The ARP2/3 complex is essential for actin filament branching, being Arp2 and Arp3 subunits the main actors of the nucleator complex. In FGD6 knockdown conditions no differences were observed neither in Cofilin or LIMK1 phosphorylation nor in Arp3 levels. However, a decrease in FGD6 expression resulted in a significant reduction in Arp2 protein levels (without affecting its mRNA), along with changes in cell morphology and a decrease in F-actin staining, with no modification of total actin pool. Therefore, Rac1 hyperactivity, the imbalance of Arp2/3 complex stoichiometry and F-actin disassembly, could impact in proper neuronal function. FGD6 mutations are associated with macular degeneration, autism, and epilepsy. In Neuroepithelium generated with induced pluripotent cells from Self-limited Focal Epilepsy of Childhood (SFEC) patients, we observed an abnormal protein accumulation in the cytoplasm and the plasma membrane. Fibroblasts from these patients displayed an altered actin cytoskeleton, similar to FGD6 knockdown experiments; recapitulating in vitro observations and supporting the hypothesis that FGD6 mutation in SFEC may induce loss/decreased protein function, thus affecting cytoskeleton and impairing neuronal activity previously reported in these patients. In conclusion, FGD6 expression is tightly regulated in neurons and its inhibition affects intracellular pathways that impact on actin cytoskeleton, which may in turn hamper neuronal functions. The results presented in this Thesis contribute to shed some light on the mechanism by which FGD6 modulates Rac1 signaling pathways, directly and/or indirectly, through factor(s) that interact(s) with different components along the axis. Finally, the results described here contribute to understand FGD6 potential involvement in the pathophysiology of neurological diseases such as SFEC. Fil: Galván, Daniela Inés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

[ES] Los modelos computacionales se han utilizado desde hace décadas para simular el comportamiento electrofisiológico de células excitables tales como las neuronas. Aunque generalmente se emplean lenguajes o entornos de programación tales como el Matlab o el C, el uso del entorno "Neuron" permite realizar simulaciones de redes de neuronas de una manera más eficiente. En este trabajo, se desarrollará un software en este entorno de programación para simular las conexiones sinápticas entre neuronas pertenecientes a la médula espinal dañadas y neuronas implantadas con el fin de reconectar las partes dañadas de la médula., [EN] Computational models have been used for decades to simulate the electrophysiological behavior of excitable cells such as neurons. Although programming languages such as Matlab or C are generally used, the use of the "Neuron" environment allows simulations of neural networks to be carried out more efficiently. In this work, software will be developed in this programming environment to simulate the synaptic connections between neurons belonging to the spinal cord wholly or partially severed and neurons implanted in order to reconnect the damaged parts of the cord.

[ES] En los modelos matemáticos comúnmente utilizados para simular el comportamiento eléctrico de las neuronas, raras veces se incluyen las bombas iónicas (como la bomba sodio-potasio), intercambiadores iónicos (como el intercambiador sodio-calcio) y los cotransportadores iónicos (por ejemplo, el cotransportador cloro-potasio) en las ecuaciones de las corrientes eléctricas transmembrana. En este trabajo se ha desarrollado un software de simulación en entorno Matlab que incluya estas corrientes en un modelo de una neurona y se ha estudiado su efecto en las variaciones dinámicas en las concentraciones de los electrolitos. Para llegar a este software se han fusionado dos modelos diferentes realizando distintos estudios de sensibilidad. Finalmente se han obtenido dos posibles modelos uno con buena dinámica y otro con correcta magnitud de las corrientes. Se ha alcanzado en ambos casos un buen ajuste de la bomba de calcio y del transportador sodio-calcio. En el caso del cotransportador de cloro-potasio, la bomba sodio-potasio y el cotransportador cloro-potasio-sodio, se requerirían datos experimentales para poder mejorar el ajuste., [EN] In the mathematical models commonly used to simulate the electrical behavior of neurons, ion pumps (such as the sodium-potassium pump), ion exchangers (such as the sodium-calcium exchanger), and ion cotransporters (such as the potassium-chloride cotransporter) are rarely included in the equations of the transmembrane electrical currents. This work aims to develop a simulation software package in Matlab that includes these currents in a model of a neuron and to study their effect on dynamic variations in electrolyte concentrations. In this work, a simulation software has been developed in Matlab which includes these currents in a model of a neuron, and also their effect on dynamic variations in electrolyte concentrations has been studied. This software is the result of merge two different models carrying out different sensitivity studies. Finally, two models have been obtained, one with good dynamics and the other with the correct magnitude of the currents. A good fit of the calcium pump and the sodium-calcium transporter has been achieved in both cases. In the case of the chlor-potassium cotransporter, the sodium-potassium pump, and the chlor-potassium-sodium cotransporter, experimental data is required to improve the fit., [CAT] Als models matemàtics comunament utilitzats per a simular el comportament elèctric de les neurones, poques vegades s'inclouen les bombes iòniques (com la bomba sodi-potassi), intercanviadors iònics (com l'intercanviador sodi-calci) i els cotransportadors iònics (per exemple, el cotransportador clor-potassi) a les equacions de les corrents elèctriques transmembrana. A aquest treball s'ha desenvolupat un software de simulació en un entorn Matlab que inclogui aquestes corrents en un model d'una neurona i s'ha estudiat el seu efecte a les variacions dinàmiques a les concentracions dels electròlits. Per arribar a aquest software s'han fusionat dos models diferents realitzant diferents estudis de sensibilitat. Finalment s'han obtingut dos possibles models, un amb bona dinàmica i un altre amb correcta magnitud de les corrents. S'ha arribat a ambdós dos casos a un fructífer ajustament de la bomba de calci i del transportador sodi-calci. En el cas del cotransportador de cloro-potassi, la bomba sodi-potassi i el cotransportador clor-potassi-sodi encara està per afinar, es requereixen dades experimentals per a poder millorar l'ajustament.

Sildenafil Citrate (SC) is a drug widely used by men, mainly for the treatment of erectile dysfunction. Many times the treatment has no medical follow-up, thus becoming a worrisome factor for the medical-scientific community. This study aimed to investigate the possible alterations of the chronic use of Sildenafil Citrate in the posterior hypothalamus of rats. Ten brains of male Wistar rats (Rattus norvegicus) were used. The animals were housed in boxes containing three animals, treated with commercial feed and water at will and kept in a 12 hour light-dark cycle, and divided into 2 groups: G1 - control group (no medication) and G2 - Sildenafil group (10 mg/kg). The results obtained show that there was a significant difference between the control group (25.43 ± 11.82) and the group treated with CS (20.65 ± 9.22), that is, in the CS group, neuronal density was 18.79% lower than in the control group. These data allow us to conclude that indiscriminate use of Sildenafil Citrate decreases the number of neuron cell bodies in the posterior hypothalamic area of the male rat brain. This neuronal loss may cause severe clinical changes in the systems in which the hypothalamus is involved. El Citrato de Sildenafil (SC) es un fármaco ampliamente utilizado por los hombres para el tratamiento, principalmente, contra la disfunción eréctil. Muchas veces el tratamiento no tiene seguimiento médico, convirtiéndose en un factor preocupante para la comunidad médico-científica. Este estudio tuvo como objetivo investigar las posibles alteraciones del uso crónico de Citrato de Sildenafil en el hipotálamo posterior de las ratas. Se utilizaron diez cerebros de ratas Wistar macho (Rattus norvegicus). Los animales fueron alojados en cajas que contenían tres animales, tratados con alimento comercial y agua a voluntad y mantenidos en un ciclo de luz y oscuridad de 12 horas y divididos en 2 grupos: G1 - grupo de control (sin medicación) y G2 - grupo de Sildenafil (10 mg/kg). Los resultados obtenidos muestran que hubo una diferencia significativa entre el grupo de control (25,43 ± 11,82) y el grupo tratado con CS (20,65 ± 9,22), es decir, en el grupo de CS, la densidad neuronal fue un 18,79% menor que en el grupo de control. Estos datos nos permiten concluir que, el uso indiscriminado de Citrato de Sildenafil disminuye el número de cuerpos celulares neuronales en el área hipotalámica posterior del cerebro de la rata macho. Esta pérdida neuronal puede provocar graves alteraciones clínicas en los sistemas en los que interviene el hipotálamo. O Citrato de Sildenafila (CS) é um fármaco amplamente utilizado por homens, para o tratamento, principalmente, contra disfunção erétil. Muitas vezes o tratamento não tem acompanhamento médico tornando-se assim um fator preocupante para a comunidade médico-científica. Este estudo teve como objetivo investigar as possíveis alterações do uso crônico de Citrato de Sildenafila no hipotálamo posterior de ratos. Foram utilizados 10 cérebros de ratos (Rattus norvegicus) machos da linhagem Wistar. Os animais foram alojados em caixas contendo três animais, tratados com ração comercial e água à vontade e mantidos em ciclo de 12 horas claro-escuro e, divididos em 2 grupos: G1 – grupo controle (sem medicação) e G2 – grupo Sildenafil (10 mg/kg). Os resultados obtidos mostram que houve uma diferença significativa do grupo controle (25,43 ± 11,82) em relação ao grupo tratado com CS (20,65 ± 9,22), ou seja, no grupo CS, a densidade neuronal foi 18,79% menor que no grupo controle. Estes dados permitem concluir que, o uso indiscriminado de Citrato de Sildenafila diminui o número de corpos celulares de neurônios na área hipotalâmica posterior do cérebro de ratos machos. Esta perda neuronal pode ocasionar alterações clínicas graves nos sistemas em que o hipotálamo está envolvido.

La presente investigación tuvo como objetivo principal predecir la insolvencia financiera en una PYME de la ciudad de Bucaramanga, a través de Redes Neuronales Artificiales. Para alcanzar lo anterior, se consideró como referente un modelo perceptrón multicapa el cual fue desarrollado teniendo en cuenta variables como los son indicadores financieros que hacen parte de la estructura operativa y financiera de la empresa , entre estos se destacan: activos líquidos, apalancamiento financiero, efectividad operativa, autonomía financiera, volumen del negocio. Los ratios financieros mencionados fueron utilizados como variables independientes, mientras que el estado de solvencia (solvente/no solvente) fue la variable independiente usada en el modelo propuesto. Una vez generado el modelo de RNA perceptrón multicapa, se encontró que en la PYME analizada las variables que mayor incidencia pueden tener en dado el caso de un posible estado de insolvencia financiera son: efectividad operativa(34,6%),apalancamiento financiero(22,4%),y autonomía financiera(20,4%).Para llegar a lo anterior, la RNA utilizó el 80% de la información proporcionada por la PYME para el proceso de entrenamiento, y un 20% para el proceso de prueba. The main objective of this research was to predict financial insolvency in a SME in the city of Bucaramanga, through Artificial Neural Networks. To achieve the above, a multilayer perceptron model was considered as a reference, which was developed taking into account variables such as financial indicators that are part of the company's operational and financial structure, among these are: liquid assets, financial leverage, operational effectiveness, financial autonomy, business volume. The mentioned financial ratios were used as independent variables, while the solvency status (solvent/non-solvent) was the independent variable used in the proposed model. Once the multilayer perceptron RNA model was generated, it was found that in the SME analyzed the variables that may have the greatest incidence in the case of a possible state of financial insolvency are: operational effectiveness (34.6%), financial leverage (22 .4%), and financial autonomy (20.4%). To achieve the above, the RNA used 80% of the information provided by the SME for the training process, and 20% for the testing process. Ingeniero Industrial http://www.ustabuca.edu.co/ustabmanga/presentacion Pregrado

Las enfermedades neurodegenerativas consisten en un deterioro progresivo del sistema nervioso tanto central como periférico. Este deterioro produce la pérdida de la capacidad cognitiva y/o motora de una forma crónica e incurable. Aunque la detección de estas enfermedades y su diagnóstico es posible, aún no se conoce un tratamiento eficaz para revertir el daño o curar al paciente; tan solo existen tratamientos que enlentecen la evolución de estas. Por otro lado, algunos de estos trastornos presentan una prevalencia bastante elevada, como la enfermedad de Alzheimer, que además se sitúa entre las 10 primeras causas de muerte según la Organización Mundial de la Salud, ocupando el tercer lugar en Europa. A raíz de esta problemática, surgen investigaciones sobre nuevas terapias y fármacos para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, así como el empleo de nuevas estrategias para el diagnóstico temprano y la prevención de estas patologías. En las últimas décadas, la melatonina, hormona secretada por la glándula pineal, ha ganado peso en el ámbito de la salud cerebral. La cuestión más importante es si las propiedades y los beneficios de la melatonina son suficientes como para prevenir y/o curar las enfermedades neurodegenerativas. Según los últimos estudios, un déficit de esta hormona podría estar relacionado con el origen de estas patologías, por ello, se podría utilizar como un biomarcador temprano. La terapia con melatonina está siendo muy prometedora en la prevención de estas enfermedades e incluso está mostrando que podría tener la capacidad de prolongar la vida de los pacientes en alguna de ellas. Universidad de Sevilla. Grado en Farmacia

[ES] El objetivo principal de este trabajo de Fin de Master ha consistido en el estudio teórico del efecto de la expresión de un canal de sodio bacteriano (NaChBac) sobre la excitabilidad de diferentes tipos de neuronas que presentan oscilaciones gamma. Para ello, se ha desarrollado un modelo matemático y un software computacional que ha permitido simular ocho tipos diferentes de neuronas que presentan dichas oscilaciones. La morfología de las neuronas simuladas consiste en varias secciones que incluyen dendritas apicales, soma, axón y dos (en algunos casos) y seis (en otras) bifurcaciones finales que corresponden al árbol de terminaciones neuronales. Para cada una de ellas se llevaron a cabo simulaciones de dos tipos: control (sin expresión del canal NaChBac) y con canal NaChBac expresado. En una de las neuronas simuladas se ha utilizado electroestimulación que consistió en inyección directa de corriente intracelular, mientras que en aquellas que presentan auto-oscilaciones se ha dejado que sean ellas las que desarrollen actividad espontanea sin estimularlas mediante impulsos externos de corriente. Para llevar a cabo las simulaciones con los canales NaChBac expresados distinguiendo entre neuronas con y sin actividad espontanea, se realizó un análisis de la influencia de la conductancia máxima de los canales NaChBac a fin de escoger aquellas cuyo comportamiento resulta más similar a las neuronas reales. Tras observar el comportamiento de todas las neuronas simuladas, se escogió la neurona 4 (célula piramidal de bursting intrínseco) para llevar a cabo la estimulación eléctrica externa y llevar a cabo un análisis de la curva amplitud-duración el estímulo y se comparó la curva amplitud-duración de dicha neurona con y sin expresión del canal NaChBac. Tras simular y analizar el comportamiento de los ocho tipos de neurona con un árbol de dos ramificaciones de terminales sinápticos, se llevo a cabo un modelo matemático más complejo con seis bifurcaciones. Se repitieron las simulaciones y los análisis en estas nuevas neuronas morfológicamente más complejas, en particular de la neurona 2 (célula piramidal superficial de bursting rítmico rápido) y la citada neurona 4, ya que ´estas eran las neuronas que presentaban m´as diferencias entre su comportamiento sin y con expresión del canal NaChBac. Los resultados obtenidos muestran que el canal NaChBac altera en diferente medida el comportamiento de las neuronas, en función de si estas tienen una baja, media o alta auto-excitabilidad, alterando el canal en mayor medida las neuronas que presentan autoexcitabilidad media, y en menor medida aquellas que tienen una alta auto-excitabilidad llegando hasta el límite de la excitabilidad de la neurona, y alterando de forma ligera o nula el comportamiento de las neuronas con una baja auto-excitabilidad. Así se puede concluir que el canal NaChBac sí altera el comportamiento de las neuronas con oscilaciones gamma en diferentes grados que dependen del tipo de neurona, aumentando por regla general la excitabilidad (inducida o espontanea) de las mismas., [CA] L’objectiu principal d’este treball de Fi de M`aster ha consistit en l’estudi te`oric de l’efecte de l’expressi´o d’un canal de sodi bacteri`a (NaChBac) sobre l’excitabilitat de diferents tipus de neurones que presenten oscil·lacions gamma. Per a aix`o, s’ha desenrotllat un model matem`atic i un programari computacional que ha perm´es simular huit tipus diferents de neurones que presenten les dites oscil·lacions. La morfologia de les neurones simulades consistix en diverses seccions que inclouen dendrites apicals, soma, `axon i dos (en alguns casos) i sis (en altres) bifurcacions finals que corresponen a l’arbre de terminacions neuronals. Per a cada una d’elles es van dur a terme simulacions de dos tipus: control (sense expressi´o del canal NaChBac) i amb canal NaChBac expressat. En una de les neurones simulades s’ha utilitzat electroestimulaci´o que va consistir en injecci´o directa de corrent intracel·lular, mentres que en aquelles que presenten autooscil·lacions s’ha deixat que siguen elles les que exercisquen activitat espont`ania sense estimular-les per mitj`a d’impulsos externs de corrent. Per a dur a terme les simulacions amb els canals NaChBac expressats distingint entre neurones amb i sense activitat espont`ania, es va realitzar una an`alisi de la influ`encia de la conduct`ancia m`axima dels canals NaChBac a fi de triar aquelles el comportament de les quals resulta m´es semblant a les neurones reals. Despr´es d’observar el comportament de totes les neurones simulades, es va triar la neurona 4 (c`el·lula piramidal de bursting intr´ınsec) per a dur a terme l’estimulaci´o el`ectrica externa i dur a terme una an`alisi de la corba amplitud-duraci´o l’est´ımul i es va comparar la corba amplitud-duraci´o de la dita neurona amb i sense expressi´o del canal NaChBac. Despr´es de simular i analitzar el comportament dels huit tipus de neurona amb un arbre de dos ramificacions de terminals sin`aptics, es duc a terme un model matem`atic m´es complex amb sis bifurcacions. Es van repetir les simulacions i les an`alisis en estes noves neurones morfol`ogicament m´es complexes, en particular de la neurona 2 (c`el·lula piramidal superficial de bursting r´ıtmic r`apid) i l’esmentada neurona 4, ja que estes eren les neurones que presentaven m´es difer`encies entre el seu comportament sense i amb expressi´o del canal NaChBac. Els resultats obtinguts mostren que el canal NaChBac altera en diferent mesura el comportament de les neurones, en funci´o de si estes tenen una baixa, mitja o alta autoexcitabilitat, alterant el canal en major grau les neurones que presenten autoexcitabilitat mitja, i en menor grau aquelles que tenen una alta interlocut`oria- excitabilitat arribant fins al l´ımit de l’excitabilitat de la neurona, i alterant de forma lleugera o nul·la el comportament de les neurones amb una baixa autoexcitabilitat. Aix´ı es pot concloure que el canal NaChBac s´ı que altera el comportament de les neurones amb oscil·lacions gamma en diferents graus que depenen del tipus de neurona, augmentant per regla general l’excitabilitat (indu¨ıda o espont`ania) de les mateixes., [EN] The main objective of this Master’s thesis has been the theoretical study of the effect of the expression of a bacterial sodium channel (NaChBac) on the excitability of different types of neurons that present gamma oscillations. To this end, a mathematical model and computational software have been developed to simulate eight different types of neurons that exhibit gamma oscillations. The morphology of the simulated neurons consists of several sections including apical dendrites, soma, axon and two (in some cases) and six (in others) end bifurcations corresponding to the neuronal termination tree. For each of them, two types of simulations were carried out: control (without NaChBac channel expression) and with expressed NaChBac channel. In one of the simulated neurons, electrostimulation was used, consisting of direct injection of intracellular current, while in those with self-oscillations, the neurons were left to develop spontaneous activity without being stimulated by external current pulses. To develop the simulations with the expressed NaChBac channels distinguishing between neurons with and without spontaneous activity, an analysis of the influence of the maximum conductance of the NaChBac channels was developed in order to choose those whose behaviour is most similar to real neurons. After observing the behaviour of all the simulated neurons, neuron 4 (intrinsic bursting pyramidal cell) was chosen for external electrical stimulation and amplitude-duration curve analysis, and the amplitude-duration curve of this neuron was compared with and without NaChBac channel expression. After simulating and analysing the behaviour of the eight neuron types with a two-branching tree of synaptic terminals, a more complex mathematical model with six bifurcations was carried out. Simulations and analyses were repeated on these new morphologically more complex neurons, in particular neuron 2 (fast rhythmic bursting surface pyramidal cell) and neuron 4, as these were the neurons that showed the most differences between their behaviour without and with expression of the NaChBac channel. The results obtained show that the NaChBac channel alters the behaviour of neurons to different extents, depending on whether they have low, medium or high self-excitability, with the channel altering to a greater extent neurons with medium self-excitability, and to a lesser extent those with high self-excitability reaching the limit of the neuron’s excitability, and slightly or not altering the behaviour of neurons with low self-excitability. Thus, it can be concluded that the NaChBac channel does alter the behaviour of neurons with gamma oscillations to varying degrees depending on the type of neuron, generally increasing their excitability (induced or spontaneous).

[ES] Las especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés reactive oxygen species) son el principal agente causante de estrés oxidativo en las células. Aunque están implicados en algunas vías de señalización principalmente relacionadas con la apoptosis, un pequeño incremento en su concentración puede causar graves daños celulares. Por tanto, las células cuentan con varios mecanismos para mantener su concentración estable dentro de un rango. La principal fuente celular de ROS son las mitocondrias, que se generan fundamentalmente en la cadena de transporte electrónico. Por ello, es importante para la supervivencia celular que existan mecanismos antioxidantes en las mitocondrias, siendo uno de ellos el sistema tiorredoxina 2 (TXN2). Una proteína fundamental en este sistema es la peroxirredoxina 3 (PRDX3), encargada de eliminar las ROS por medio de una reacción de óxido-reducción, en la que esta proteína termina oxidada. Una alteración en esta proteína podría producir la acumulación de especies reactivas de oxígeno, incrementándose así el estrés oxidativo y produciendo daños celulares. Se detectó en un paciente con atrofia cerebelar una mutación en homocigosis en la proteína PRDX3 (p.D163E). Esta mutación produce una pérdida de función, y un artículo reciente ha asociado mutaciones en PRDX3 con varios casos de atrofia cerebelar. El objetivo de este trabajo es elucidar el fenotipo que causa esta nueva mutación en cultivo primario de neuronas corticales. Para ello, se transfectaron las neuronas con un plásmido que codifica un constructo bicistrónico (GFP-IRES-PRDX3). Se utilizaron plásmidos codificantes para este constructo con la proteína PRDX3 wild type o la proteína PRDX3 con la mutación p.D163E. Al ser bicistrónico, se asume que la expresión de la proteína de control (GFP) y de la proteína de interés (PRDX3) debe ser similar. Mediante inmunofluorescencia y análisis de imagen se midió y comparó la señal obtenida en el caso de la proteína wild type y la proteína mutante, con el objetivo de determinar si hay diferencias significativas. También se realizó una tinción con MitoTracker para estudiar posibles cambios en las mitocondrias, así como análisis de degeneración de neuritas para detectar procesos de muerte neuronal., [EN] Reactive oxygen species (ROS) are a major agent producing oxidative stress in cells. Although they are involved in some signaling pathways, mainly apoptotic, a small increase in their concentration can be fatal for cells. Thus, cells have several mechanisms to keep their concentration controlled within a range. The main source of ROS are mitochondrial pathways, especially the electron transport chain. Therefore, it is crucial for cell survival to have antioxidant mechanisms in mitochondria, being one of them the thioredoxin 2 (TRX2) system. A key protein in this mechanism is peroxiredoxin 3 (PRDX3), which is in charge of controlling ROS concentration by reacting with them, getting itself oxidized as a result. A malfunction of this protein may produce ROS accumulation, therefore increasing oxidative stress and leading to cell damage. A novel homozygous mutation in PRDX3 (p.D163E) was detected in a patient with cerebellar atrophy. This mutation produces a loss of function, and a recent article has associated several PRDX3 mutations with some cases of cerebellar. The objective of this work is to study the phenotype of primary cortical neurons expressing the mutated protein. To do so, cortical neurons were transfected with a plasmid that produces a bicistronic construct (GFP-IRES-PRDX3). Plasmids coding for the wild type protein and plasmids coding for the protein with the p.D163E mutation were used. Due to the bicistronic construction, it is assumed that the expression rates of both the reporter protein (GFP) and the protein of interest (PRDX3) should be equivalent. By means of immunofluorescence and image analysis, the signal given by the wild type protein and the mutant protein was compared, with the aim to determine if there are significant differences. MitoTracker was used to stain mitochondria to study possible changes in this organelle produced by this novel mutation, and a degeneration analysis was performed as well to detect neuronal death processes.

[ES] Durante el avance en el entorno científico, el uso de anticuerpos ha sido de gran utilidad para la cuantificación y localización de proteínas en las muestras biológicas. De este modo, es prioritario refinar las técnicas para hacerlas más eficaces, rápidas, y acorde con los nuevos entendimientos bioéticos. En la actualidad, la mayor parte de los anticuerpos que se utilizan en el ámbito científico proceden de origen animal, hecho que desencaja con el principio de las Tres Erres (reemplazar, reducir y refinar). El amplio abanico de oportunidades que nos ofrece el uso de anticuerpos recombinantes no solo supone un progreso desde el punto de vista ético, sino que plantea un gran número de ventajas: una mayor velocidad y uniformidad de la producción; el abaratamiento de los procesos en ausencia de animales; y la posibilidad de cambiar la especie, isotipo y subtipo del anticuerpo, pudiendo afinar su especificidad según nos complazca. El objetivo de este trabajo consiste en la caracterización y validación de cinco anticuerpos monoclonales recombinantes que actúan como marcadores neuronales y sinápticos. Para ello, se transfectaron los plásmidos codificantes para estos cinco anticuerpos monoclonales recombinantes en la línea celular HEK 293T. La eficacia de nuestros anticuerpos se testó para asegurar su multidisciplinariedad en procesos de Western Blot, en cultivos neuronales y en muestras histológicas cerebrales. En conclusión, los anticuerpos recombinantes producidos servirán para reconocer marcadores neuronales y sinápticos de forma específica. No obstante, no es su única frontera, pues establecer esta tecnología tiene un impacto en la producción de anticuerpos monoclonales de relevancia médica, así como en el tratamiento de enfermedades infecciosas como el Sars-Covid19, o en terapia inmunológica u oncológica., [EN] During the progression of the scientific environment, the use of antibodies has been very useful for the quantification and localization of proteins in biological samples. Thus, it is a priority to refine the techniques to make them more effective, faster, and in accordance with the new bioethical frames. At present, most of the antibodies used in the scientific field are from animal origin, disagreeing with the Three Rs principle (replace, reduce and refine). The use of recombinant antibodies, besides being a more ethical choice, also represent a great number of advantages: greater speed and uniformity of production; cheaper processes in the absence of animals; and the possibility of changing the species, isotype and subtype of the antibody, being able to fine-tune its specificity as we please. The objective of this project consists in the characterization and validation of five recombinant monoclonal antibodies that act as neuronal and synaptic markers. For this, the plasmids whose sequence codes for these five recombinant monoclonal antibodies were transfected into the HEK 293T cell line. The efficacy of our antibodies was tested to ensure their multidisciplinarity in western blot processes, in neuronal cultures, and in cerebral histological samples. In conclusion, the recombinant antibodies produced will serve to recognize neuronal and synaptic markers specifically. However, its frontiers are wider, since establishing this technology means an impact on the production of monoclonal antibodies of medical relevance, such as the treatment of infectious diseases like Sars-Covid19, or in immunological and oncological therapies.

El presente artículo hace referencia a toda la investigación que tiene como objetivo diseñar e implementar un prototipo clasificador de cacao usando Visión Artificial y Machine Learning. El paso inicial fue entrenar una neurona mediante Teachable Machine (Plataforma de Google) para lograr identificar acorde a las características del grano del cacao su nivel de fermentación y asimismo ignorar otros elementos inherentes al target a analizar, una vez ya entrenada la neurona se procedía al análisis en tiempo real para después llegar a la clasificación. La idea base de implementar estos tipos de conceptos en este tipo de actividades es demostrar que tan maleables pueden ser al momento de utilizarlos en áreas que aparentemente no estarían correlacionadas de manera directa con este nivel de tecnología. En cuanto al sistema será una amalgama de herramientas tanto lógicas como físicas, ya que de manera estructural estará formado por motores servos, una cinta transportadora, una cámara, un sistema de led, un sensor infrarrojo y demás; en cuanto a los recursos lógicos se usará Python como lenguaje base y se emplearán librerías como Tkinter, Numpy, Tensorflow, entre otros. The objective of this degree project is to design and implement a cocoa classifier prototype using Artificial Vision and Machine Learning using open sources resources and technologies. The initial step was to train a neuron using Teachable Machine to identify its fermentation level according to the characteristics of the cocoa bean and also ignore other elements inherent to the target to be analyzed, once the neuron was trained, the analysis was carried out in real time to then get to the classification The basic idea of implementing these types of concepts in these types of activities is to demonstrate how malleable they can be when used in areas that apparently would not be directly correlated with this level of technology. As for the system, it will be an amalgam of both logical and physical tools, since in a structural way it will be made up of servo motors, a conveyor belt, a camera, a LED system, an infrared sensor and others; in terms of logic, Python will be used as the base language and libraries such as Tkinter, Numpy, Tensorflow, among others, will be used.

[ES] Uno de los retos más relevantes en el ámbito de la neurobiología es entender y caracterizar completamente los mecanismos responsables de la formación, mantenimiento y modificación de la sinapsis. La aplicación de procedimientos inmunológicos a estudios sobre las sinapsis requiere el uso de anticuerpos lo más puros y específicos posibles. Utilizando anticuerpos monoclonales derivados de la tecnología del DNA recombinante; se aseguraría la producción de un único anticuerpo molecularmente definido y representaría una herramienta sumamente útil en este campo. A diferencia de los anticuerpos policlonales que requieren la inmunización de animales y de los anticuerpos monoclonales que se producen utilizando tecnologías tradicionales basadas en hibridoma, estos anticuerpos son generados in vitro utilizando DNA plasmídico. Esto hace que esta tecnología sea interesante desde tres puntos de vista: se cumple el reemplazo, uno de los ejes básicos del concepto de protección animal en investigación; se reducen costes y tiempo de producción, ya que no es necesario producir ni mantener hibridomas; y se aumenta la reproducibilidad. Además, un anticuerpo recombinante puede convertirse fácilmente en una especie, isotipo o subtipo diferente. Este aspecto es muy relevante, ya que los procesos de humanización de anticuerpos se basan en la tecnología del DNA recombinante. El presente trabajo plantea la optimización de un protocolo de producción y la caracterización de cinco anticuerpos monoclonales recombinantes capaces de reconocer proteínas que funcionan como marcadores neuronales y de las conexiones sinápticas. Así pues, se describe un protocolo para la producción de dichos anticuerpos, y su validación para su correcto funcionamiento en neurobiología., [EN] One of the most relevant challenges in the field of neurobiology is to fully understand and characterize the mechanisms responsible for the formation, maintenance and modification of synapses. The application of immune procedures to studies on synapses requires the use of antibodies as pure and specific as possible. Using monoclonal antibodies derived from recombinant DNA technology; would ensure the production of a single molecularly defined antibody and would represent a very useful tool in this field. Unlike polyclonal antibodies that require immunization of animals and monoclonal antibodies produced using traditional hybrid-based technologies, these antibodies are generated in vitro using plasmid DNA. This makes this technology interesting from three points of view: replacement is achieved, one of the basic axes of the concept of animal protection in research; costs and production time are reduced, as there is no need to produce or maintain hybrids; and reproducibility is increased. In addition, a recombinant antibody can easily become a different species, isotype, or subtype. This aspect is very relevant, as antibody humanization processes are based on recombinant DNA technology. The present project proposes the optimization of a production protocol and the characterization of five recombinant monoclonal antibodies capable of recognizing proteins that function as neural and synaptic connections markers. Thus, a protocol for the production of such antibodies is described, as well as their validation for their proper functioning in neurobiology.

Post-transcriptional networks control multiple aspects of neuronal biology and their deregulation has been associated with human neurological disorders. This thesis focuses on regulation at the level of pre-mRNA splicing, particularly on a recently described programme of neural microexons implicated in autism. In the search for the evolutionary origins of this splicing programme we discovered neural microexons in non-vertebrate animals and a novel protein domain responsible for their regulation, the ‘enhancer of microexons’ or eMIC domain. This domain represents a neofunctionalization of an ancestral splicing factor that originated and was restricted to the neural system in bilaterian ancestors. We provide biochemical evidence for a role of the eMIC domain in 3’ splice site recognition, and profile the regulatory features associated with its mode of splicing regulation in the fruitfly Drosophila melanogaster. Ongoing experiments with loss- and gain-of-function flies for the eMIC domain are unravelling how the microexon programme evolved to control fundamental aspects of neuronal biology in animals. Las redes génicas post-transcripcionales controlan múltiples aspectos del funcionamiento de las neuronas y han sido asociadas a diversos trastornos neurológicos. En esta tesis estudiamos la regulación a nivel del splicing alternativo del ARN mensajero y en concreto, un programa génico de microexones neurales que puede verse afectado en pacientes con autismo. La búsqueda del origen evolutivo de esta red de splicing nos llevó a encontrar microexones neurales en animales invertebrados y un nuevo dominio proteico encargado de la regulación de microexones al que nombramos eMIC, por sus siglas en inglés. La aparición de este dominio se trata de un caso de neofuncionalización de un factor de splicing ancestral, que se originó y restringió al sistema nervioso en el ancestro común de los animales bilaterales. A su vez, aportamos evidencias bioquímicas del papel del dominio eMIC en el reconocimiento del sitio 3’ de splicing y una caracterización de los elementos reguladores involucrados en la regulación de exones alternativos por el dominio eMIC en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Actualmente estamos realizando experimentos de pérdida y ganancia de función de este dominio en moscas encaminados a comprender cómo este programa de microexones evolucionó para controlar funciones neuronales esenciales de los animales.

La funció transcripcional de la proteïna d’unió als elements de resposta a l’AMP cíclic (CREB) és modulada per la família dels coactivadors transcripcionals regulats per CREB (CRTCs). Totes les isoformes de CRTC (CRTC1, CRTC2 i CRTC3) són presents al cervell, tot i que la seva expressió, regulació i funció específica en els diferents tipus cel·lulars del cervell encara són desconegudes. En aquesta tesi doctoral he investigat el patró d’expressió, els mecanismes de regulació i la funció transcripcional de les isoformes CRTC1 i CRTC2 en neurones i astròcits del còrtex cerebral de ratolí. Analitzant el cervell adult del model de ratolí Crtc2-LacZ reporter, demostro que CRTC2 s’expressa tant en neurones com en cèl·lules glials, incloent la micròglia i els astròcits. L’expressió de CRTC1 és elevada en neurones, mentre que CRTC2 es troba abundantment en astròcits. Els estudis realitzats amb tractaments farmacològics també indiquen una regulació diferencial de CRTC1 i CRTC2 en cultius neuronals i astrocitàris. En neurones, l’activitat sinàptica indueix la desfosforilació i activació de CRTC1 mitjançant la proteïna fosfatasa (PP) 2B/calcineurina, mentre que la desfosforilació de CRTC2 ve regulada per la PP1. En astròcits, la desfosforilació de CRTC1 també és modulada per la PP2B/calcineurina, però la desfosforilació de CRTC2 és independent de la PP2B/calcineurina, la PP1 i la PP2A. Després d’un increment en l’activitat neuronal, CRTC1 és desfosforilat i translocat a nucli, on interacciona amb CREB promovent la transcripció gènica. D’altra banda, encara que l’activitat neuronal també afavoreixi la translocació de CRTC2 a nucli, aquest no afecta la transcripció gènica dependent de CREB en neurones corticals. De fet, en ratolins knockout condicionals per Crtc2 (Crtc2 cKO), la deleció específica de CRTC2 en neurones no comporta alteracions fenotípiques. Contràriament, en astròcits, CRTC2 transloca a nucli on s’uneix específicament a la regió promotora de gens dependents de CREB per potenciar la transcripció gènica induïda per activitat. En conjunt, aquests resultats indiquen que les isoformes de CRTC presenten una expressió, uns mecanismes de regulació i una funció transcripcional diferencial en neurones i astròcits del còrtex cerebral. La función transcripcional de la proteína de unión a los elementos de respuesta a AMP cíclico (CREB) es modulada por la familia de coactivadores transcripcionales regulados por CREB (CRTCs). Todas las isoformas de CRTC (CRTC1, CRTC2 y CRTC3), están presentes en cerebro, aunque su expresión, regulación y función específica en los diferentes tipos celulares del cerebro son aún desconocidas. En esta tesis doctoral he investigado el patrón de expresión, los mecanismos de regulación y la función transcripcional de las isoformas CRTC1 y CRTC2 en neuronas y astrocitos del córtex cerebral de ratón. Analizando el cerebro adulto del modelo de ratón Crtc2-LacZ reportero, demuestro que CRTC2 se expresa tanto en neuronas como en células gliales, incluyendo la microglía y los astrocitos. La expresión de CRTC1 es elevada en neuronas, mientras que CRTC2 se encuentra abundantemente en astrocitos. Los estudios realizados con tratamientos farmacológicos también indican una regulación diferencial de CRTC1 y CRTC2 en cultivos neuronal y astrocitarios. En neuronas, la actividad sináptica induce la desfosforilación y activación de CRTC1 mediante la proteína fosfatasa (PP) 2B/calcineurina, mientras que la desfosforilación de CRTC2 viene regulada por la PP1. En astrocitos, la desfosforilación de CRTC1 también es modulada por la PP2B/calcineurina, aunque la desfosforilación de CRTC2 es independiente de la PP2B/calcineurina, la PP1 y la PP2A. Después de un incremento en la actividad neuronal, CRTC1 es desfosforilado y translocado a núcleo, donde interacciona con CREB promoviendo la transcripción génica. Por otro lado, aunque la actividad neuronal también favorece la translocación de CRTC2 a núcleo, éste no afecta la transcripción génica dependiente de CREB en neuronas corticales. De hecho, en ratones knockout condicionales por Crtc2 (Crtc2 cKO), la deleción específica de CRTC2 en neuronas no comporta alteraciones fenotípicas. Contrariamente, en astrocitos, CRTC2 transloca a núcleo donde se une específicamente a la región promotora de genes dependientes de CREB para potenciar su transcripción génica inducida por actividad. En conjunto, estos resultados indican que las isoformas de CRTC presentan una expresión, unos mecanismos de regulación y una función transcripcional diferencial en neuronas y astrocitos de la corteza cerebral. The transcriptional function of the cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-response element binding protein (CREB) is modulated by the family of CREB regulated transcription coactivators (CRTCs). CRTC isoforms (CRTC1, CRTC2 and CRTC3) are present in the brain, but their specific expression, regulation and function in the distinct cell types of the brain remain largely unclear. In this doctoral thesis, I have investigated the expression pattern, regulatory mechanisms and transcriptional function of the CRTC1 and CRTC2 isoforms in neurons and astrocytes of the mouse cerebral cortex. Using novel Crtc2-LacZ reporter mice, I show that CRTC2 is expressed in the adult mouse brain in both neurons and glial cells, including microglia and astrocytes. CRTC1 is abundant in neurons, whereas CRTC2 is highly expressed in cultured astrocytes. Pharmacological analyses reveal differential regulation of CRTC1 and CRTC2 in cultured neurons and astrocytes. In neurons, synaptic activity induces CRTC1 dephosphorylation and activation through protein phosphatase (PP) 2B/calcineurin while CRTC2 dephosphorylation is mediated by PP1. In astrocytes, CRTC1 dephosphorylation is regulated by PP2B/calcineurin, whereas CRTC2 dephosphorylation is independent of PP2B/calcineurin, PP1 and PP2A activities. In agreement, CRTC1 is dephosphorylated upon neuronal activity and translocated to the nucleus where interacts with CREB to enhance gene transcription. CRTC2 is also translocated to the nucleus after neuronal stimulation without affecting CREB-mediated transcription in cortical neurons. In fact, neuronal CRTC2 deletion does not result in global phenotypic alterations in neuron-specific Crtc2 conditional knockout (cKO) mice. By contrast, CRTC2 is translocated to nucleus and recruited to specific CREB target gene promoters to mediate activity-induced transcription in astrocytes. These results indicate differential expression, regulatory mechanisms and transcriptional roles of CRTC isoforms in neurons and astrocytes of the cerebral cortex. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurociències

Learning and memory formation are based on the mechanisms of synaptic plasticity. Synaptic plasticity modulates development and strengthening of new neuronal connections, or synapses, upon learning and is based on local protein synthesis next to activated neuronal spines. Thousands of mRNA species are transported from the soma of neuron to dendrites, in order to be translated on demand. The mechanisms of this mRNA transport remain poorly understood. Mutations of Fragile X-mental retardation protein (FMRP) cause a spectrum of mental retardation disorders. Among other functions, FMRP mediates signal-mediated mRNA transport and local translation in dendrites. In multiple attempts to understand how FMRP is implicated in mRNA transport, there were identified few motor protein candidates. Besides controversy in the literature, none of these motor proteins was demonstrated to bind directly and transport FMRP. In my PhD studies, I employed in vitro reconstitution assays, coupled to Total Internal Reflection (TIRF) microscopy, to test, which of the proposed candidate motors can transport FMRP along the microtubules and whether FMRP can co-transport mRNA molecules. In order to understand the biochemistry of FMRP-mediated mRNA transport, I have purified and tested motor proteins from three Kinesin subfamilies. In this PhD thesis, I am reporting that FMRP binds directly to and is transported by Kinesin-2 motor (KIF3A/C heterodimer), but not by the other tested motors. Mutational analysis of FMRP suggests that its C-terminal region plays the biggest role in Kinesin-2 binding, and that this interaction does not depend on the RGG box region, known to recognise the G-quadruplex structure of FMRP’s mRNA targets. These results suggest that mRNA and motor binding by FMRP are not mutually exclusive, and thus FMRP must be capable to mediate mRNA transport. I also show that KIF3A/C motor binds several mRNA targets, with and without G-quadruplex structure, and that G-quadruplex mRNA competes with FMRP for motor binding. These results raise many questions that I address in the Discussion part of the thesis. This work is the first of its kind, to my knowledge, to systematically test kinesin motor proteins for direct interaction with FMRP and to reconstruct an FMRP transport complex. I conclude that FMRP binds directly to the Kinesin-2 motor and that this complex moves processively along the microtubules. This complex is still missing its cargo, mRNA, which will be investigated beyond the scope of this PhD thesis. I analyse the speeds of used kinesin motors and compare them to the literature. In the end, I discuss possible reasons why FMRP was not binding the G-quadruplex mRNA in my experimental conditions and outline the caveats of in vitro reconstitution assays. El aprendizaje y la formación de la memoria se basan en los mecanismos de plasticidad sináptica. La plasticidad sináptica modula el desarrollo y el fortalecimiento de nuevas conexiones neuronales, o sinapsis, al aprender y se basa en la síntesis local de proteínas al lado de las espinas neuronales activadas. Miles de especies de ARNm son transportadas desde el soma de la neurona a las dendritas, para ser traducidas bajo demanda. Los mecanismos de este transporte de ARNm siguen siendo poco conocidos. Las mutaciones de la proteína Fragile X-mental Retardation (FMRP) causan un espectro de trastornos de retraso mental. Entre otras funciones, FMRP media el transporte de ARNm inducido por señal y la traducción local en las dendritas. En múltiples intentos de comprender cómo FMRP está implicada en el transporte de ARNm, se identificaron algunos candidatos de proteínas motoras. Además de la controversia en la bibliografía, no se demostró que ninguna de estas proteínas se uniera directamente y transportara FMRP. En mis estudios de doctorado, he utilizado ensayos de reconstitución in vitro, junto con la microscopía de reflexión interna total (TIRF), para probar cuál de los motores candidatos propuestos puede transportar FMRP a lo largo de los microtúbulos y si FMRP puede co-transportar moléculas de ARNm. Para comprender la bioquímica del transporte de ARNm mediado por FMRP, he purificado y probado proteínas motoras de tres subfamilias de kinesina. En esta tesis doctoral, presento que FMRP se une directamente y es transportada por el motor Kinesin-2 (heterodímero KIF3A/C), pero no por los otros motores probados. El análisis de mutaciones de FMRP sugiere que su región C-terminal juega el papel más importante en la unión con Kinesin-2, y que esta interacción no depende de la región de RGG box, conocida por identificar la estructura de G.quadruplexde de los ARNm diana de FMRP. Estos resultados sugieren que FMRP es capaz de unirse al motor y transportar ARNm simultáneamente. También muestro una observación de que el motor KIF3A/C se une a varios ARNms, con y sin estructura de G-quadruplex, y que el ARNm con G-quadruplex compite con FMRP por la interacción con la proteína motora. Estos resultados plantean muchas preguntas que abordo en la parte de Discusión de esta tesis. Este trabajo es el primero de su tipo, en mi conocimiento, para probar sistemáticamente la interaccion directa de FMRP con las proteínas motoras de kinesina y para reconstruir un complejo de transporte de FMRP. Concluyo que FMRP se une directamente al motor Kinesin-2 y que este complejo se mueve procesivamente a lo largo de los microtúbulos. A este complejo todavía le falta su carga, ARNm, que se investigará más allá del alcance de esta tesis doctoral. Analizo las velocidades de los motores de kinesina utilizados ​​y los comparo con la bibliografía. Al final, discuto las posibles razones de por qué FMRP no se estaba uniendo el ARNm de G-quadruplex en mis condiciones experimentales y describo los escollos en utiliza de los ensayos de reconstitución in vitro.

Al pensar en los axones de las neuronas, nos puede llegar a la mente la imagen de finos hilos que transmiten potenciales eléctricos. Uno no suele imaginar que, en realidad, estos pueden variar en sus características según los distintos grupos de animales en los que se encuentran. En los invertebrados, por ejemplo, los axones suelen tener un diámetro relativamente grande, lo cual, les permite transmitir señales de manera rápida. Por otro lado, en vertebrados, los axones son más delgados y algunos de estos poseen cubiertas de mielina como estrategia para mejorar la conducción de la señal. Los axones mielinizados en vertebrados transmiten señales con velocidades cercanas a los 430 km/h.--LEER MÁS-- Al pensar en los axones de las neuronas, nos puede llegar a la mente la imagen de finos hilos que transmiten potenciales eléctricos. Uno no suele imaginar que, en realidad, estos pueden variar en sus características según los distintos grupos de animales en los que se encuentran. En los invertebrados, por ejemplo, los axones suelen tener un diámetro relativamente grande, lo cual, les permite transmitir señales de manera rápida. Por otro lado, en vertebrados, los axones son más delgados y algunos de estos poseen cubiertas de mielina como estrategia para mejorar la conducción de la señal. Los axones mielinizados en vertebrados transmiten señales con velocidades cercanas a los 430 km/h.--LEER MÁS

En el ensayo encontraremos las ventajas y desventajas del uso de la inteligencia artificial en el área de recursos humanos para los procesos de selección de personal, respondiendo la pregunta ¿un reclutador puede ser reemplazable por un robot? In the essay we will find the advantages and disadvantages of the use of artificial intelligence in the area of human resources for personnel selection processes, answering the question, does a recruiter can be replaceable by a robot? Pregrado Dans l'essai, nous trouverons les avantages et les inconvénients de l'utilisation de l'intelligence artificielle dans le domaine de ressources humaines pour les processus de sélection du personnel, en répondant à la question, recruteur peut être remplacée par un robot?

L’article retient quatre types de codes et d’intelligences, selon l’ordre historique de leur apparition : 1) les codes ADN, associés à l’intelligence génomique, 2) les codes neuraux, associés à l’intelligence sensori-motrice, 3) les codes linguistiques, associés à l’intelligence symbolique et enfin 4) les codes informatiques, associés à l’intelligence informatico-scientifique. Le texte présente schématiquement ces différents niveaux de codes et d’intelligences en s’intéressant aux effets en retour des niveaux supérieurs sur les niveaux antérieurs et en soulignant leurs rapports avec la tendance à l’externalisation des intelligences, qui trouve une expression remarquable dans la révolution informatique. Une grande spire de l’histoire du vivant semble en train de se boucler et une seconde initie son déploiement. Les frontières entre naturel, culturel et technique se brouillent. Les ingénieries bio- et neurologiques redessinent les étagements des intelligences du vivant. Ce retour du vivant sur lui-même bouscule nos ontologies et interpelle la division scientifique du travail. The article retains four types of codes and intelligences, according to their historical order of appearance: 1) DNA codes, associated with genomic intelligence, 2) neural codes, associated with sensory-motor intelligence, 3) linguistic codes, associated with symbolic intelligence, and finally 4) computer codes, associated with computer science intelligence. The article describes schematically, these different levels of codes and intelligences by focusing on the feedback effects of higher levels on previous levels and emphasizing their relation to the trend towards the externalization of intelligences, which finds a remarkable expression in the computer revolution. An important loop in the history of life seems to be closing and a second one is initiating its deployment. The boundaries between natural, cultural and technical are blurred. Biological and neurological engineering redesign the staging of the intelligences of life. This return of the living upon itself upsets our ontology and challenges the scientific division of labour. Códigos y inteligencias: externalización, realimentación y interferencia de las fronteras entre naturaleza y culturaEl artículo conserva cuatro tipos de códigos e inteligencias, de acuerdo con el orden histórico de su aparición: 1) códigos de ADN, asociados con la inteligencia genómica, 2) códigos neuronales, asociados con la inteligencia sensoriomotora, 3) códigos lingüísticos, asociados con la inteligencia simbólica, y finalmente 4) códigos de computadora, asociados con la inteligencia de la informática. El texto presenta esquemáticamente estos diferentes niveles de códigos e inteligencias al enfocarse en los efectos de retroalimentación de niveles más altos en niveles anteriores y enfatizar su relación con la tendencia hacia la externalización de inteligencias, que encuentra una expresión notable en el revolución informática. Un gran giro en la historia de la vida parece estar cerrando y un segundo inicia su despliegue. Los límites entre lo natural, lo cultural y lo técnico se difuminan. La ingeniería biológica y neurológica rediseña las puestas en escena de las inteligencias de la vida. Este retorno de la vida en sí mismo altera nuestras ontologías y desafía la división científica del trabajo.

Entenem com a Intel·ligència Artificial l'habilitat d'un programa o màquina d'entendre o pensar per si mateixa, utilitzant el seu entorn per aprendre i desenvolupar habilitats en base a la pràctica i experiència. Actualment, l'ús d'aquesta tecnologia, juntament amb Machine Learning i Deep Learning, ha obert un conjunt de possibilitats, inimaginables fa un temps, que poden oferir noves funcionalitats amb molt potencial. Aquest fet, impulsa a les empreses a la necessitat d'assolir els coneixements per poder millorar els seus serveis i desenvolupar nous productes que permetin aconseguir avantatge respecte als seus competidors. D'aquesta manera, una gran majoria de les grans empreses inverteixen una gran quantitat de diners en l'ús d'aquestes tecnologies i s'aprofiten d'aquest gran potencial. En aquest projecte es realitza una petita introducció al mon de les xarxes neuronals i Deep Learning realitzant un experiment de classificació de imatges on es reconeixen els dígits escrits a mà amb un molt bon percentatge d'encert. Per aconseguir-ho, s'utilitzen i es comparen diferents arquitectures de xarxa i altres propietats com funcions d'activació i d'agrupació. Entendemos como Inteligencia Artificial como la habilidad de un programa o máquina de entender o pensar por si misma, utilizando su entorno para aprender y desarrollar habilidades en base a la práctica y la experiencia. Actualmente, el uso de esta tecnología, juntamente con Machine Learning y Deep Learning, ha abierto un conjunto de posibilidades que pueden ofrecer nuevas funcionalidades con mucho potencial. Este hecho, impulsa a las empresas a la necesidad de conseguir los conocimientos para poder mejorar sus servicios y desarrollar nuevos productos que les permitan conseguir ventaja respecto a sus competidores. De esta manera, la gran mayoría de las empresas invierten una enorme cantidad de dinero en el uso de estas y se aprovechan de su potencial. En este proyecto se realiza una pequeña introducción al mundo de las redes neuronales y el Deep Learning realizando un experimento de clasificación de imágenes donde se reconocen los dígitos escritos a mano con un buen grado de acierto. Para conseguirlo, se utilizan y se comparan diferentes arquitecturas de red junto a otros conceptos como las funciones de activación y agrupación. We understand artificial intelligence as ability of a program or machine to understand or think for itself, using its environment to learn and develop skills based on practice and experience. Nowadays, the use of this technology, together with Machine Learning and Deep Learning, has opened up a set of possibilities, unimaginable some time ago, that can offer new functionalities with a very high potential. This fact drives companies to the need to get the knowledge to improve their services and develop new products that allow them to gain an advantage over their competitors. In this way, a large majority of big companies spend a big sum of money on the use of these technologies and take advantage of this great potential. In this project we make a small introduction to the world of neural networks and deep learning by doing an experiment of image classification where they recognize handwritten digits with a good percentage of success. To do this, different neural network architectures and other properties such as activation and grouping functions are used and compared.

Hoy en día, las Redes Neuronales Convolucionales son de vital importancia en Machine Learning cuando se trabaja con imágenes debido a su gran capacidad detectando objetos, reconociendo patrones en imágenes y demás. Sin embargo, al igual que el resto de modelos de Deep Learning, tienen un gran hándicap, que es su falta de interpretabilidad para un humano. Esto es por su estructura multicapa altamente no lineal. Y esta falta de transparencia limita su aplicación práctica a pesar de su gran rendimiento en numerosos problemas reales. Por tanto, el propósito de este trabajo es el de estudiar y analizar diferentes métodos y técnicas existentes para visualizar neuronas tanto de la última capa (las relativas a las decisiones) como de capas intermedias (para ver qué es lo que está aprendiendo la red) y llevar a cabo una comparativa de los métodos a través de diferentes imágenes y arquitecturas. De esta forma, podremos extraer conclusiones en un área de cada vez más relevancia. Nowadays, Convolutional Neural Networks are of paramount importance in Machine Learning when working with images due to their great performance detecting objects, recongnizing patterns in images and so on. However, like the rest of Deep Learning models, they have a significant disadvantage which is their lack of interpretability for the human being. This is because of their multilayer nonlinear structure. And that absence of transparency, limits their application in practice although they perform impressively well in a large amount of different problems. Thus, the purpose of this project is to study and analyze different existing methods and techniques for visualizing neurons, either the ones from the last layer (those related to decisions) or the ones from intermediate layers (to see what the network is learning) and then carry out a comparative study of the methods through different architectures and images. In this way, we can draw conclusions in an area of growing relevance. Graduado o Graduada en Ingeniería Informática por la Universidad Pública de Navarra Informatika Ingeniaritzako Graduatua Nafarroako Unibertsitate Publikoan