Recurrent Quantification Analysis Based Study of Wide-Field Calcium Imaging Data in Relation to Brain's Wake/Sleep Condition

Wide-Field Calcium Images (WFCI) directly reflect neuronal excitation, but their poor frame rate could be a drawback for time series analysis. This work was aimed at exploring the diagnostic capability retained by a time series obtained from calcium imaging data. To that purpose, we analyzed publicly available data from 2.88 hour continuous recordings of calcium images obtained from seven mice at different wake/sleep stages. Data were obtained from the Physionet portal and were submitted to Recurrence Quantification Analysis (RQA). The association between retrosplenial and parietal areas was also assessed. Nonlinear RQA analysis allowed to identify the right retrosplenial and parietal areas as particularly sensitive to changes in sleep walking condition. Specifically, our results suggested that the RQA feature lmean decreases in non-REM sleep_1 stage as compared to waking stage. Sleep (both sleep_1 stage and REM) apparently elicits an increase in the association between retrosplenial and parietal areas. Overall, these results suggest that RQA and association analysis are appropriate to assess modifications associated to changes in brain condition, in spite of the low sampling rate of WFCI signals.

Las Imágenes de Calcio de Campo Ancho (Wide-Field Calcium Images, WFCI) reflejan directamente la excitación neuronal, pero su escasa resolución temporal pudiera resultar un impedimento para el análisis de series temporales. El presente trabajo tuvo por finalidad explorar la capacidad diagnostica que retiene una serie temporal extraída de imágenes de calcio. Para ello, se estudió una base de datos disponible en la red que contiene registros de 2.88 horas de duración de imágenes de calcio correspondientes a 7 ratones transgénicos a diferentes estadios de sueño/vigilia. Los datos fueron descargados del portal Physionet y sometidos a Análisis de Cuantificación Recurrente (Recurrent Quantification Analysis, RQA). La asociación entre las áreas retrosplenial y parietal derechas fue también evaluada. El análisis no lineal mediante RQA permitió identificar las áreas retrosplenial y parietal derechas como zonas particularmente sensibles a cambios en el estado de sueño/vigilia. Específicamente, nuestros resultados sugieren que el índice l mean se redujo en el estadio 1 de sueño no REM en comparación con el estado de vigilia. El estado de sueño, tanto REM como no-REM aparentemente induce un reforzamiento en la apreciación entre las áreas retrosplenial y parietal derechas. En su conjunto, estos resultados apuntan que el análisis de RQA y de asociación entre áreas son pertinentes para sensar las modificaciones asociadas a cambios en el estado del cerebro, a pesar de la baja resolución temporal de las señales WFCI.

A Nonlinear Identification Approach for Gait Analysis of Amyotrophic Lateral SclerosisPatients

Gait data analysis, is giving mixing results regarding locomotion changes associated to Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) development; the need has been claimed for new tools. We applied a nonlinear identification approach to the study of gait data from both healthy and ALS patients, available from Physionet.org. Kernel nonparametric nonlinear autoregression allowed to obtain noise-free realizations (NFR) that mimicked original traces, though correlation between original data and corresponding NFR was lower among ALS patients (p=0.03), suggesting a higher contribution of stochastic influences. Visual inspection of phase portraits, reconstructed from NFR via Takens theorem application, suggested dynamics differences between control subjects and patients. This was confirmed when phase portrait features were quantified and submitted to discriminant analysis (89% of correct classifications; 24/28). Application of a nonlinear dissimilarity measure for comparing pairs gait recordings, defined as a distance between underlying nonlinear autoregressive functions allowed an excellent separation between ALS and controls, via multidimensional scaling. Obtained projection map clearly suggested that ALS traces lay in a narrower dynamical space. This might reflect the known fact about neuronal degeneration accompanying ALS progression. When dissimilarity matrix principal components were introduced as predicting variables, discriminant analysis yielded an 82% of correct classifications (23/28). Overall, our results suggest that a nonlinear identification approach, centered in the characterization of the dynamics of the gait process can bring new insights to gait data interpretation.

El análisis de datos de la marcha, está dando resultados mixtos con respecto a los cambios de locomoción asociados con el desarrollo de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Se ha reivindicado la necesidad de nuevas herramientas de análisis de datos de la marcha. Aplicamos un enfoque de identificación no lineal al estudio de los datos de la marcha de pacientes sanos y con ELA, disponibles en Physionet.org. La auto-regresión no lineal no paramétrica del núcleo, permitió obtener realizaciones libres de ruido (NFR) que imitaban las trazas originales, aunque la correlación entre los datos originales y la NFR correspondiente fue menor entre los pacientes con ELA (p = 0,03), lo que sugiere una mayor contribución de las influencias estocásticas. La inspección visual de los retratos de fase, reconstruidos a partir de NFR mediante la aplicación del teorema de Takens, sugirió diferencias dinámicas entre los sujetos de control y los pacientes. Esto se confirmó cuando se cuantificaron las características del retrato de fase y se sometieron a un análisis discriminante (89 % de clasificaciones correctas; 24/28). La aplicación de una medida de disimilitud no lineal para comparar registros de marcha de pares, definida como una distancia entre funciones auto-regresivas no lineales subyacentes, permitió una excelente separación entre ALS y controles, a través de una escala multidimensional. El mapa de proyección obtenido sugirió claramente que las huellas de ALS se encuentran en un espacio dinámico más estrecho. Esto podría reflejar el hecho conocido sobre la degeneración neuronal que acompaña a la progresión de la ELA. Cuando se introdujeron los componentes principales de la matriz de disimilitud como variables predictoras, el análisis discriminante arrojó un 82% de clasificaciones correctas (23/28). En general, nuestros resultados sugieren que un enfoque de identificación no lineal, centrado en la caracterización de la dinámica del proceso de la marcha, puede aportar nuevos conocimientos a la interpretación de los datos de la marcha.

Eneida / Eneida

Muchas personas logran una indisputable autoridad: guerreros, gobernantes, líderes espirituales… pero también existe otro tipo de liderazgo, propio de las personas silenciosas y de excelentes modales, que jamás levantan la voz, ni hablan en primera persona y que nos hacen creer que la maldad no existe. Es ese el liderazgo que yo admiro, porque son los horcones sobre los que se apoya el edificio de toda buena obra humana(AU)

Aplicaciones de la Teoría del caos en medicina

La Teoría del Caos surgió relacionada con las ciencias naturales, pero en la actualidad su campo de aplicación es cada vez más amplio porque el pensamiento complejo ha ofrecido solución a numerosos sistemas en la naturaleza, la biología y otras muy diversas esferas de la vida, como la economía y la lingüística, entre otras. En este artículo se pretende ofrecer una panorámica sobre las principales aplicaciones del caos en medicina, dado que muchos procesos en medicina manifiestan aparente desorden, complejidad y caos. Se analizarán, en particular, las opiniones existentes entre los investigadores sobre la presencia y significado del caos en los procesos metabólicos, las enfermedades cardíacas y la actividad cerebral, ya que son las áreas médicas que expresan los comportamientos más complejos. También se expondrán los resultados de la aplicación de las matemáticas del caos en la epidemiología. Es importante apropiarse de este nuevo enfoque porque comprender el caos confiere al hombre, en cualquier campo que se desempeñe, una visión más clara de la realidad. El abordaje científico aplicando la teoría del caos, conlleva la creación de un equipo multidisciplinario, que enfrente la complejidad desde todas las aristas posibles y del que puedan surgir ideas que rebasen las fronteras del paradigma científico tradicional. Según los expertos sobre el tema, la Teoría del Caos seguirá teniendo un espacio importante en el futuro. Es un reto, una necesidad y un deber para los investigadores de las diferentes ramas y especialidades, estar preparados.

Chaos Theory arose in connection with the natural sciences, but today its field of application is increasingly broad because complex thinking has offered solutions to numerous systems in nature, biology and other very diverse spheres of life, such as economics and linguistics, among others. This article aims to offer an overview of the main applications of chaos in medicine, given that many processes in medicine show apparent disorder, complexity and chaos. In particular, the existing opinions among researchers about the presence and meaning of chaos in metabolic processes, heart disease and brain activity will be analyzed, since these are the medical areas that express the most complex behaviors. The results of the application of the mathematics of chaos in epidemiology will also be presented. It is important to appropriate this new approach because understanding chaos gives man, in whatever field he works, a clearer vision of reality. The scientific approach applying chaos theory entails the creation of a multidisciplinary team that faces complexity from all possible angles and from which ideas can arise that go beyond the borders of the traditional scientific paradigm. According to experts on the subject, Chaos Theory will continue having an important space in the future. It is a challenge, a necessity and a duty for researchers from different branches and specialties to be prepared.

Cultura del caos / Chaos Culture

La Teoría del Caos, considerada la tercera revolución de la física, se ha convertido en un método científico para abordar sistemas complejos que no pueden ser explicados por los recursos tradicionales de la ciencia. Su campo de aplicación es cada vez más amplio, porque el pensamiento complejo ha ofrecido solución a numerosos sistemas en la naturaleza, la biología y muy diversas esferas de la vida. El objetivo de este trabajo es ofrecer una panorámica general sobre el tema, desde una postura no estrictamente matemática. Se realizó una revisión en la literatura y se expone el conocimiento sedimentado en el tiempo, por los estudiosos y expertos en la materia. Se ofrece una visión general de la Teoría del Caos, las condiciones para su surgimiento, así como sus aspectos y propiedades generales expresadas en sus dos dimensiones: tiempo (sistemas dinámicos) y espacio (fractales). Se hacen explícitos en cada caso, los conceptos y definiciones necesarias para entender y hablar de Caos. En un segundo artículo se expondrán las principales aplicaciones de esta teoría en la medicina y en particular en el campo de las neurociencias. Para los profesionales del sector salud, resulta un reto necesario familiarizarse con este nuevo enfoque, entender su esencia, principios y conceptos, para adquirir una cultura del Caos(AU)

Chaos Theory, considered the third revolution in physics, has become a scientific method to address complex systems that cannot be explained by the traditional resources of science. Its field of application is increasingly wide, because complex thinking has offered solutions to numerous systems in nature, biology and very diverse spheres of life. The objective of this work is to offer a general overview of the subject, from a non-strictly mathematical position. A literature review was carried out and the knowledge settled over time, by scholars and experts in the field, is exposed. An overview of Chaos Theory is offered, the conditions for its emergence, as well as its aspects and general properties expressed in its two dimensions: time (dynamic systems) and space (fractals). The concepts and definitions necessary to understand and speak of Chaos are made explicit in each case. In a second article, the main applications of this theory in medicine and in particular in the field of neurosciences will be exposed. For professionals in the health sector, it is a necessary challenge to become familiar with this new approach, understand its essence, principles and concepts, to acquire a culture of Chaos(AU)

Resonant Recognition Model Study for Interactions between SARS CoV 2 and Human Proteins

This study was devoted to the Resonant Recognition Model (RRM) analysis of SARS-CoV-2 proteins and their possible interaction with other human proteins, specifically, SARS CoV replicases and methyl transferases, were tested, via RRM analysis, for possible interactions with host CD4 T receptor proteins and prohibitins which participate in human organism response to viral infections. The following protein sequences were studied: twenty human SARS coronavirus methyltransferase proteins, eight replicase proteins, twenty-one prohibitin proteins, and eleven CD4 -T-cell surface antigens T4 proteins. Results revealed RRM peaks at f1=0.07349 and f2=0.2839. The peak at f1 was also common for interaction between SARS-CoV-2 methyl transferases and human prohibitins, where opposite phase suggest binding between these proteins during viral infection. This interaction was not supported for viral methyltransferase and human CD4 receptors (72.4 o phase shift). Viral replicases exhibited opposite phase interaction with both prohibitins and CD4 receptors. Overall, RRM revealed common RRM frequencies for both replicases and methyl transferases, and added plausibility to interactions between SARSCoV2 methyl transferase and human prohibitin, as well as between SARS Cov2 replicase and human prohibitin and CD4 T-cell receptors(AU)

Este estudio se dedicó al análisis mediante el Modelo de Reconocimiento Resonante (RRM) de las proteínas del SARS-CoV-2 y su posible interacción con otras proteínas humanas, específicamente, fueron analizadas las replicasas de SARS CoV y las metiltransferasas, mediante análisis RRM, para detectar posibles interacciones con las Proteínas del receptor CD4 T y las prohibitinas humanas, las cuales participan en la respuesta del organismo humano a las infecciones virales. Se estudiaron las siguientes secuencias de proteínas: veinte proteínas metiltransferasas del coronavirus del SARS humano, ocho replicasas, veintiuna prohibitinas y once proteínas T4 de antígenos de superficie de células T CD4. Los resultados revelaron picos de RRM en f1 = 0.07349 y f2 = 0.2839. El pico en f1 también fue común para la interacción entre las metiltransferasas del SARS-CoV-2 y las prohibitinas humanas, donde la fase opuesta sugiere la unión entre estas proteínas durante la infección viral. Esta interacción no fue apoyada para la metiltransferasa viral y los receptores CD4 humanos (cambio de fase de 72,4 o). Las réplicas virales exhibieron una interacción de fase opuesta tanto con las prohibitinas como con los receptores CD4. En general, el análisis de RRM reveló frecuencias comunes de RRM para replicasas y metiltransferasas, y apoyó plausibilidad de las interacciones entre la metiltransferasa de SARSCoV2 y la prohibitina humana, así como entre la replicasa de Cov2 del SARS con la prohibitina humana y los receptores de células T CD4(AU)

Un disco duro en un diente de leche / A Hard Drive in a Milk Tooth

Cuando Gregor Mendel descubrió las leyes de la herencia, la primera acogida fue la incomprensión. Más de treinta años después, la reacción fue dividida: algunos comenzaron a aplicar su enfoque hasta lograr gigantescos avances en los estudios genéticos durante toda la primera mitad del siglo XX, otros proclamaron a la genética como una pseudociencia. La cabeza visible de esta segunda tendencia fue el ingeniero agrónomo soviético Trofim Denísovich Lysenko (1898-1976), quien afirmaba que los seres vivos podían ser modificados únicamente por el ambiente, sin tener en cuenta su herencia genética. El gran perdedor de aquella polémica fue Lysenko, y con él, la ciencia soviética, y todo lo que ello pudo implicar para el desarrollo de la medicina y la agricultura de aquel gran país. A partir de 1952 los avances de la genética y la biología molecular han marchado a pasos agigantados, y nuestro país no se ha quedado atrás: las vacunas cubanas son resultado de la aplicación de la biotecnología al combate contra el horrendo flagelo de la Covid-19. Crucial en ese avance fue el éxito del proyecto del genoma humano, cuando se lograron descifrar 3200 millones de pares de bases de ADN que contienen unos 20,500 genes. Con la culminación del proyecto del genoma humano en 2003, y en concordancia con las ideas prevalecientes entre los biólogos de aquel momento, se anticipaba que los novedosos métodos genómicos permitirían encontrar las causas y sugerir el tratamiento para las enfermedades crónicas responsables de la mayor parte de la mortalidad entre los seres humanos. Como resultado, se impulsaron estudios de asociación a escala genómica (genome-wide association studies, GWAS). Sin embargo, los resultados de tales estudios fueron bastante modestos. Así, en gemelos se encontró que las bases genéticas comunes podían explicar solamente el 8 por ciento...(AU)

Epidemiología desde la Beta hasta la Rho / Epidemiology from Beta to Rho

En 1927, Anderson Gray McKendrick cumplía 51 años. En su hoja de vida se destacaba su trabajo como médico militar y haber sido director de Instituto Pasteur en Punjab, India. William Ogilvy Kermack, mucho más joven, cumpliría 29 años en 1927. Era un bioquímico que había combatido en la Primera Guerra Mundial. Fue víctima de ataques químicos de los cuales sobrevivió. Pero en junio de 1924, con 26 años, en su laboratorio hubo una explosión y perdió la vista en ese accidente. De modo que en 1927 un médico ya entrado en años y un bioquímico ciego decidieron escribir uno de los artículos más importantes de la matemática moderna. Fue entonces cuando surgió el famoso modelo SIR (Susceptible-Infectado-Removido). Es notorio el descubrimiento de Mendel que demoró 35 años en hacerse visible en la comunidad internacional, o el del cubano Finlay, que fue ignorado durante 20 años (y que luego trataron de apropiárselo indebidamente). El modelo SIR tardó más de cuarenta años en ocupar un lugar visible en la literatura biomédica. Son escasos los reportes a ese modelo con anterioridad a 1970. Hoy, ese trabajo seminal es la base para una gran variedad de modelos, predicciones y análisis que se hacen en el estudio de las epidemias. Sobre esa base en nuestro país se proyectaron los escenarios posibles para la epidemia de Covid-19 y se mostró que Cuba ha logrado transitar por el más favorable de los escenarios, una verdadera proeza de nuestro sistema de salud y de todo nuestro pueblo. . Conceptos como el número reproductivo básico o Rho son hoy manejados no solamente por expertos, sino también por jefes de...(AU)

La relación de la edad con los componentes espectrales de las realizaciones sin ruido de señales fotopletismográficas: resultados de un enfoque de identificación no lineal / Relationship of Age with Spectral Components of Noise-Free Realizations of Photoplethysmographic Signals: Outcomes of a Nonlinear Identification Approach

Background: Age-related changes in the vascular network have been widely documented, however, nonlinear identification has been poorly applied to the analysis of cardiovascular signals. Objective: To determine the impact of age on spectral components of Noise-free realizations (NFR) obtained from photoplethysmographic signals, summarized in the Kernel Complexity Regressive Index (KCRIndex). Methods: With 190 apparently healthy participants (9 to 89 years) from Orense, Spain, Photoplethysmographic signals were recorded during 5 minutes in supine position using Nellcor-395 pulse oximeter; signals were digitized at 1000 Hz, and furtherly submitted to nonlinear identification via a kernel nonlinear autoregressive estimator. KCRIndex is defined as the average of at least three negative slope values at the NFR log-log spectrum in the 9 to 25 Hz frequency region. Results: KCRIndex decreased with age in a linear fashion and did not differ between genders. The regression line obtained was KCRIndex=-0.025*age+6.868 (r=-0.751). Conclusions: KCRIndex, is strongly correlated with age, thus opening up new possibilities for cardiovascular exploration at primary health care settings and even on open field conditions(AU)

Antecedentes: los cambios relacionados con la edad en la red vascular se han documentado ampliamente, sin embargo, la identificación no lineal solo se ha aplicado de manera esporádica al análisis de las señales cardiovasculares. Objetivo: determinar los cambios con la edad en los componentes espectrales de las realizaciones sin ruido (NFR) obtenidas a partir de señales fotopletismográficas, resumidas en el índice regresivo de la complejidad por núcleos (KCRIndex). Métodos: Con 190 participantes aparentemente sanos (de 9 a 89 años) residentes en Orense, España, se registraron señales fotopletismográficas durante 5 minutos en posición supina usando un oxímetro de pulso Nellcor-395; las señales se digitalizaron a 1000 Hz, y se sometieron a identificación no lineal a través de un estimador autorregresivo no lineal por núcleos. El KCRIndex se define como el promedio de al menos tres valores de pendiente negativos en el espectro log-log de NFR en la región de frecuencia de 9 a 25 Hz. Resultados: KCRIndex disminuyó con la edad de forma lineal y no difirió entre géneros. La línea de regresión obtenida fue KCRIndex = -0.025 * edad + 6.868 (r = -0.751). Conclusiones: Este índice propuesto está fuertemente correlacionado con la edad, lo que abre nuevas posibilidades para la exploración cardiovascular en entornos de atención primaria de salud e incluso en condiciones de campo(AU)

La modelación matemática y los pedestales de las ciencias biomédicas / Mathematical Modeling and the Pedestals of Biomedical Sciences

En 2020 se cumplen 155 años de lo que Thomas Morgan llegó a llamar …en materia biológica, el más grande descubrimiento de los últimos quinientos años. Fue entonces cuando Gregor Mendel presentó, en la Sociedad de Brno para el Estudio de las Ciencias Naturales (el 8 de febrero y 8 de marzo de 1865) su afamado trabajo Experimentos sobre hibridación de plantas...(AU)

¿Existe el apartheid en la ciencia moderna? / Is there apartheid in modern science?

Hace dos años lancé una pregunta en la plataforma ResearchGate. ¿Existe el apartheid en la ciencia moderna? Curiosamente hubo solamente dos respuestas bastante ambiguas, aparte de un mensaje privado incriminándome que me enviaron y que me aguó una celebración de fin de año. Cada cual interpreta los hechos de manera diferente, y mi manera de interpretar la reacción a aquella pregunta es que, lejos de no interesarle a nadie, el tema es tan delicado que pocos se atreven a abordarlo. Lo que planteara en aquel momento como una pregunta, para mí aún no ha encontrado respuesta. Al parecer, en una amplia porción de la llamada comunidad científica sí existe el apartheid. Fuera de las revistas cubanas y un número muy limitado de publicaciones, si no se pagan cifras que oscilan entre 300 USD y 2000 USD, es imposible publicar un artículo en una revista de alto impacto. Con las demandas de calidad editorial actuales, los que pueden pagar, encontrarán un corrector editorial que hará el servicio por algo así como 100 USD. Por otra parte, no nos llamemos a engaño: las mejores publicaciones en cuanto a originalidad, calidad y capacidad para brindar nuevas ideas, enfoques y conocimientos, están precisamente en las llamadas revistas de alto impacto, salvo excepciones, por supuesto. Al mismo tiempo, en esas revistas no es infrecuente encontrar trabajos que no sé si serían aceptados en la más humilde de nuestras revistas. A modo de ejemplo, la revista prestigiosa New England Journal of Medicine publicó un trabajo en 2012 donde se analiza la correlación entre consumo de chocolate y la cantidad de premios Nobel de cada...(AU)

Las redes sociales: desafíos y oportunidades para la comunidad de los investigadores / Social networks: challenges and opportunities for the research community

Gracias a las redes sociales, en un país vecino, el hijo de un inmigrante africano logró movilizar recursos e ideas entre una juventud progresista que finalmente lo impulsó a la primera magistratura. Gracias a Twitter, sabemos que otro presidente de ese mismo país se quedó dormido delante de su computadora y en lugar de coverage (cobertura), escribió el sinsentido covfefe y se lo regaló al mundo. Para suerte de todos nosotros, lo que oprimió el hombre más poderoso del planeta, en su duermevela, fue el clic de enviar un tweet y no el botón del holocausto nuclear. Filósofos, sociólogos, informáticos y expertos en cienciología están tratando de entender el alcance y el significado de la irrupción de la Web 2.0, con sus redes sociales como Facebook y Twitter, Google+ y otros. Para unos, Facebook es un monstruo que devora intimidad, principios morales e identidades, caldo de cultivo para extremismos e intolerancias; para otros, Facebook es la plataforma ideal para propiciar un saber colectivo que supere el déficit antropológico inherente a cada uno de nosotros los seres humanos. Es el sitio que nos permite navegar por lo mejor de la cultura universal al irrisorio precio de un clic. Mediante una red social global, es posible construir una enciclopedia multilingüe y gratuita que superó en menos de una década toda la labor de los miles de eruditos que armaron la Enciclopedia Británica durante siglos. En fin, según algunos líderes, las redes sociales constituyen la entronización de la post verdad, en una era cuando no importa si una afirmación es correcta o incorrecta, pues sólo cuenta que sea trendy, o mucho mejor si es viral. Ante tanta diversidad de opiniones, no me queda otra opción que aferrarme a los principios que defendemos. Desde tiempos bíblicos, el trabajo fue visto como un castigo. Nada menos que una condena por el pecado original (consistente por cierto en el sacrilegio de osar beber de la fuente de la sabiduría). Los esclavos, los siervos y los proletarios trabajaban hasta el agotamiento y los amos holgazaneaban y disfrutaban de todo tipo de placeres tanto materiales como espirituales. El socialismo, revolucionario en fin, irrumpió al mundo con la idea de que el trabajo debía ser fuente de liberación y de satisfacción de las necesidades de todos los miembros de la sociedad. El ideal socialista, un objetivo al que nuestro pueblo jamás ha renunciado, es el de una sociedad donde el trabajo sea no sólo fuente de enriquecimiento material, sino también vía de realización espiritual de cada ciudadano. Por creer en eso y rechazar el dogma de que La gente es mala y no merece, muchos han pagado y siguen pagando un precio muy elevado. Creo que se impone una visión similar ante la presencia de las redes sociales. Debemos en primer lugar entenderlas, conocer sus potencialidades y saber de sus peligros. Nuestra labor evangelizadora debe consistir en hacer saber a todos que a través de las redes sociales no solamente podemos enviar fotos y pasar reggaetón o mensajes banales. Las redes sociales nos permiten implementar mecanismos muy eficientes para crear grupos que trabajen alrededor de la consecución de un objetivo. Nos permiten encontrar rápidamente la respuesta a un problema que por las vías tradicionales nos tomaría meses en resolver. Las redes sociales son capaces de informarnos de los últimos avances a nivel mundial en la temática que nos interesa, pueden conectarnos con el experto mejor informado, o incluso confrontar la opinión de varios expertos. En una época en que la ciencia mundial toma cada día más visos de apartheid global, pudiéramos conformar desde nuestro entorno un líquido amniótico donde se eliminen los obstáculos materiales y cultural es que hoy limitan nuestra presencia en los grandes mercados de la palabra, a la vez que nos permitan elevar el rigor de nuestros estándares científicos hasta lograr lo que hoy parece imposible: una comunidad sin barreras para la divulgación del saber caracterizada por un rigor científico al nivel de las revistas más elitistas del primer mundo. Estoy convencido que existe en nuestro medio toda la voluntad y todo el talento necesario para lograrlo. La nuestra no es tierra de meros copiadores de ideas ajenas, sino de originales innovadores. Desde la comunidad de Informática en Salud de Cuba nos corresponde, por ahora, meditar sobre estos desafíos(AU)

Studying Protein kinases PKCζ and PKMζ with the Resonant Recognition Model. Implications for the study of Memory Mechanisms / Estudio de proteínas quinasas PKCζ; y PKMζ; mediante el Modelo de Reconocimiento Resonante. Implicaciones para el estudio de los Mecanismos de Memoria

PKMζ is a brain-specific protein kinase that has been suggested as playing a key role in memory consolidation mechanisms. It is identical to catalytic portion of another protein kinase, PKMζ;. Lacking the regulatory end, PKMζ; is several times more active than PKMζ;. However, knowledge about PKMζ; mechanisms in memory consolidation is patchy, and sometimes contradictory. The resonant recognition model (RRM) might shed some light in understanding PKMζ; role on memory consolidation. This is the first attempt in literature to apply the RRM to the study of PKMζ; and PKMζ;. We obtained that PKMζ; presents a spectral peak at the resonant recognition frequency of fRRM= 0.063 (likely, corresponding to the infrared frequency of 3190 nm) and another peak at fRRM =0.211(950 nm in the near infrared). Peak at fRRM= 0.063 is also shared by PKMζ;, and the peak at fRRM =0.211 is similar to the one recently reported in literature for regulatory proteins. We hypothesize that irradiating with a weak light infrared source at these frequencies would modify long term potentiation results. Finally, a scheme for resonant interactions in PKMζ; andPKMζ; is proposed(AU)

PKMζ; es una proteína quinasa específica del cerebro que se ha sugerido que desempeña un papel clave en los mecanismos de consolidación de la memoria. Es idéntica a la porción catalítica de otra proteína quinasa, PKMζ. Al carecer de la porción regulatoria, PKMζ; es varias veces más activa que PKMζ;. Sin embargo, el conocimiento sobre los mecanismos de PKMζ in en la consolidación de la memoria es parcial, y a veces contradictorio. El modelo de reconocimiento resonante (RRM) podría esclarecer la comprensión del papel de PKMζ; en la consolidación de la memoria. Este es el primer intento en la literatura para aplicar el MRR al estudio de PKMζ y PKMζ;. Se obtuvo que PKMζ; presenta un pico espectral a la frecuencia de reconocimiento resonante fRRM = 0,063 (probablemente, correspondiente a la frecuencia infrarroja de 3190 nm) y otro pico a fRRM = 0,211 (950 nm en el infrarrojo cercano). Pico en fRRM = 0,063 es también compartida por PKMζ;, y el pico a fRRM = 0,211 es similar a la recientemente informado en la literatura para las proteínas reguladoras. Se plantea la hipótesis de que la irradiación con una fuente de luz infrarroja débil a estas frecuencias podría modificar los resultados de potenciación a largo plazo. Finalmente, se propone un esquema para interacciones resonantes en PKMζ; y PKC(AU)

El análisis de la variabilidad de frecuencia cardiaca como una herramienta para evaluar los efectos de la meditación chi sobre la regulación cardiovascular / Heart Rate Variability analysis as a tool for assessing the effects of chi meditation on cardiovascular regulation

Approximately 30 indices have been proposed for assessing heart rate variability (HRV). Some are mathematically identical or very closely related to each other, and results can be interpreted from completely different viewpoints. Comparing various indices from a tachogram, and combining statistical significance with physiological plausibility could improve the result's interpretation. Using the KubiosHRV package, we studied the chi-meditation R-R database available at Physionet.org, addressing the following questions: i) Which HRV indices are the most suitable for describing meditation effects? ii) Are the effects of meditation beneficial, harmful or insubstantial? iii) Which are the most likely physiological events associated to meditation? It was concluded that power spectrum low frequency component (LF), LF/HF ratio, and nonlinear indices α 1 and α 2, recurrence rate and Shannon entropy performed the best (p<0.05). Observed changes suggest that they harmonize with changes observed in other health-pursuing circumstances as physical training, stress combating; whereas they are in the opposite tendency of changes associated to aging, heavy smoking, high blood glucose levels, autonomic heart denervation and congestive heart failure. Changes induced by chi meditation seem to be associated to increases in respiratory component around0.04 Hz, lower entropy and reduced long-term correlation with higher cardio vascular complexity(AU)

Alrededor de 30 índices han sido propuestos para evaluar la Variabilidad de la Frecuencia Cardiaca. Algunos de esos índices son matemáticamente idénticos o muy semejantes a otros y los resultados pueden ser interpretados desde puntos de vista completamente distintos. Al comparar varios índices estimados a partir de un tacograma y combinando la significación estadística con la plausibilidad biológica pudiera mejorarse la interpretación de los resultados. Utilizando el paquete de análisis KubiosHRV estudiamos la base de datos de señales R-R Chi meditation, disponible en el portal Physionet.org, centrándonos en las interrogantes siguientes: i) ¿cuáles índices son los más adecuados para describir los efectos de la meditación? ii) ¿son los efectos de la meditación beneficiosos, nocivos o insustanciales? iii) ¿cuáles son los eventos fisiológicos asociados a la meditación? Se concluye que el componente de baja frecuencia del espectro de potencia (LF), la relación LF/HF y los índices no lineales α 1 yα 2, la razón de recurrencia y la entropía de Shannon, fueron los indicadores más apropiados (p < 0.05). Los cambios observados parecen armonizar con cambios observados en otras acciones promotoras de salud como entrenamiento físico, combatir el estrés, mientras que exhiben una tendencia opuesta a los cambios asociados al envejecimiento, hábito de fumar, elevados niveles de glucosa, denervación cardiaca, e insuficiencia cardiaca congestiva. Los cambios inducidos por la meditación chi parecen estar asociados a incrementos en el componente respiratorio próximo a los 0.04 hertzios, a una menor entropía y una menor correlación a largo término combinadas a una mayor complejidad cardiovascular(AU)

La Informática Médica y los avances científicos del siglo XX / Medical Informatics and the scientific advances of the 20th century

En una lista de 15 descubrimientos relevantes del siglo XX, la revista TIME incluyó los siete siguientes: 1. Descubrimiento de la Penicilina --- Sir Alexander Fleming, 1927 2. La radiodifusión y televisión --- Reginald Aubrey, John Logie Baird, 1925 3. El descubrimiento del Láser --- A. Rutherford, 1913 4. El descubrimiento del código genético --- James Watson, Francis Crick, 1953 5. La creación del microchip y la fibra óptica --- Karmeling Onnes, 1970 6. Aislamiento del virus VIH --- Luc Montagnier, 1983 7. La clonación completa de un ser vivo (oveja Dolly) --- Ian Wilmut, 1997 La Informática Médica tiene que ver con cada uno de estos siete jalones epocales. El descubrimiento de una molécula capaz de atacar microorganismos invasores sin afectar las células del organismo huésped permitió salvar decenas de millones de vidas. Si bien la penicilina fue descubierta por accidente, en nuestro tiempo se utilizan herramientas bioinformáticas para diseñar nuevos antibióticos. El QSAR y el acoplamiento molecular o docking están entre los enfoques más prometedores para combatir infecciones desde la bioinformática. La radiodifusión, la televisión, los microchips y la fibra óptica aparecen como los precursores del andamiaje tecnológico sobre el que se sustenta la telemedicina, un quehacer que ha permitido poner los avances de la medicina moderna al servicio de las comunidades rurales apartadas. El modelo de reconocimiento resonante desarrollado por Irena Cosic ha mostrado la posibilidad teórica de utilizar la radiación Laser coherente y de baja intensidad para combatir infecciones y tratar otras enfermedades, lo que promete ser una alternativa viable a la farmacoterapia. El descubrimiento del código genético fue la antesala del desciframiento del genoma humano y de numerosas especies biológicas. Sobre ese edificio se sustenta la bioinformática moderna. Las herramientas bioinformáticas nos han propuesto nuevos enfoques para combatir el virus del VIH, la pandemia que ha condenado a muerte a millones de personas, especialmente en el continente africano. Hoy las técnicas de clonación se combinan con enfoques bioinformáticos para combatir diferentes enfermedades, el cáncer entre ellas. A diferencia de otras ciencias biomédicas, la informática médica requiere de una menor cantidad de recursos y si se la logra utilizar con eficiencia, puede colocar a muchos grupos de investigaciones en nuestro país entre la avanzada de la investigación biomédica mundial. Desde las páginas de nuestra revista estamos apostando por ese camino desde hace ya 17 años, y aspiramos a más(AU)

Estimación de la edad cardiovascular a partir de tacogramas de 2 minutos de duración mediante Análisis de Cuantificación de Recurrencias / Estimation of cardiovascular age from 2 minute tachograms via Recurrence Quantification Analysis

Se han reportado diferentes intentos de estimar la edad cardiovascular a partir de señales electrofisiológicas. Las propuestas publicadas presentan inconvenientes para su aplicación en la práctica clínica. Nos hemos propuesto estimar la edad cardiovascular a partir de tacogramas de 2 minutos de duración utilizando una medida no lineal (logaritmo del porcentaje de determinismo, log (DET)), obtenido a partir del Análisis de Cuantificación de Recurrencias. En una muestra de 62 sujetos presuntamente sanos con edades entre 9 y 79 años se obtuvo una excelente correlación entre edad y log (DET) ) r = 0.7981, comparable a los mejores valores reportados en la literatura utilizando técnicas más costosas. A partir de esos resultados se propone una vía para estimar los valores normativos para una población presuntamente sana. Se concluye que a partir de tacogramas de dos minutos de duración es posible obtener un buen estimador de la edad cardiovascular. El Análisis de Cuantificación de Recurrencias es una vía apropiada para estimar la edad cardiovascular, y la pérdida del porcentaje de determinismo con la edad posiblemente refleje una mayor contribución de los componentes estocásticos a la regulación del ritmo cardiaco en ancianos(AU)

Various attempts have been reported to estimate the cardiovascular age from different electrophysiological signals. Proposals published are hampered by drawbacks for application in clinical practice. We have proposed to estimate cardiovascular age from two- minutes tachograms using a non-linear measure (logarithm of the percentage of determinism, log (DET)) obtained from Recurrence Quantification Analysis. In a sample of 62 allegedly healthy subjects,9 to 79 years an excellent correlation between age and log (DET)) r = 0.7981 - comparable to the best values reported in the literature using more expensive techniques- was obtained. From these results the way is proposed to estimate the normative values for a presumably healthy population. It is concluded that from two-minutes tachograms it is possible to obtain a good estimate of the cardiovascular age. Recurrence Quantification Analysis of is an appropriate way to estimate cardiovascular age, and reduction in the percentage of determinism with age may reflect a greater contribution of stochastic regulation of heart rate components in the elderly subject(AU)

Heart Rate Variability Analysis Based on Photoplethysmographic Signals

An algorithm for extracting tachograms for Heart Rate Variability (HRV) analysis on the basis of Photoplethysmographic (PPG) signals (instead of electro cardiograms) has been proposed. The main feature of this proposal is to detect peaks from correlograms between a pattern waveform and a sliding time window in the PPG signal. Analysis was carried out with a set of two groups of patients (young and elderly).HRV variables were estimated using the publicly available Kubios HRV package. Results showed that both the sympathetic component of the autonomous nervous system (assessed by LF/HF) and the cardiovascular complexity (assessed by correlation dimension) are reduced with age. These results are supported by literature and may be taken as a support for the validity of the proposed algorithm. Since oximeters for getting PPG signals are affordable even in poor settings, this allows extending autonomic nervous system studies into remote areas of developing countries(AU)

Se propone un algoritmo para obtener tacogramas con la finalidad de realizar estudios de variabilidad de la frecuencia cardiaca, partiendo de registros de señales fotopletismográficas (PPG). La principal peculiaridad de esta propuesta lo es la detección de los picos en las ondas de la señal PPG a partir de un correlograma obtenido como una secuencia de correlaciones entre una onda patrón y una ventana deslizante de la señal PPG. Se realizó un análisis de variabilidad de frecuencia cardiaca sobre dos grupos de pacientes (jóvenes y de avanzada edad). Las variables de variabilidad de frecuencia cardiaca seleccionadas se obtuvieron a partir del programa Kubios HRV, de acceso público y gratuito. Los resultados mostraron que tanto el componente simpático del Sistema Nervioso Autónomo (evaluado a través de la variable LF/HF) como la complejidad cardiovascular (evaluada a través de la dimensión de correlación) disminuyeron con la edad. Estos resultados encuentran apoyo en datos de la literatura que apoyan así la validez del algoritmo propuesto. Por cuanto el oxímetro utilizado para obtener las señales PPG está al alcance de instituciones primarias de salud se hace posible de esta manera extender estudios del sistema nervioso autónomo hacia áreas remotas de países en desarrollo(AU)

Issues and potential solutions when capturing health data in rural clinics in South Africa

This paper highlights the data and information required by various International bodies, including WHO, PEPFAR, World Bank and the South African Government regarding HIV and its associated programmes and comorbidities. It explores the current collection of data in South African rural clinics and reports on the results from in-depth interviews with nurses regarding the burden of data collection and the perceptions and attitudes to electronic solutions including smart phones and tablet computers(AU)

Este artículo destaca los datos y la información requeridos por diversos organismos internacionales, como la OMS, el PEPFAR, el Banco Mundial y el Gobierno de Sudáfrica en relación con el VIH y sus programas asociados y comorbilidades. Explora la colección actual de los datos en las clínicas rurales de Sudáfrica y los informes sobre los resultados de las entrevistas en profundidad con las enfermeras con respecto a la carga de la recopilación de datos y las percepciones y actitudes hacia soluciones electrónicas, incluyendo teléfonos inteligentes y tablet PC(AU)

Identifying main research areas in Health Informatics as revealed by papers presented in the 13th world congress on Medical and Health Informatics

To identify the main research areas in Health Informatics is an important goal for specialists in the Discipline. The proposals of the Think Tank at Oatley (2005) are one of the outstanding examples in this direction. With the aim of finding the main areas of scientific production in Health Informatics, the 284 oral presentations included into the program of the 13th World Congress on Medical and Health Informatics (Medinfo'2010) held in Cape Town in September 2010, were analyzed. Twelve of the 13 areas identified in Oatley were present, being the most salient: Computer Science for Health Informatics (61 papers); Toolkit and systems (35);People in organizations (23);Politics and policy (21);Health informatics standards (21 papers).Nineteen papers did not fit into Oatley's classification, including the areas of Bioinformatics (6) and Mining of Biomedical Literature (6).This study on one hand points to the importance of theoretical aspects for our discipline's body, and, on the other hand, suggest the need of similar studies at larger scales(AU)

Identificar las áreas de investigación más importantes en la Disciplina Informática en Salud es un objetivo importante para los especialistas en la temática. Las propuestas del Tanque Pensante de Oatley (2005) constituyen uno de los ejemplos más ilustrativos. Con el interés de definir las principales áreas de producción científica en la disciplina, se analizaron las 284 presentaciones orales incluidas en el programa del 13 congreso mundial de informática Médica y de Salud (Medinfo'2010) celebrado en Cape Town en septiembre de 2010. Doce de las 13 áreas principales definidas en Oatley estuvieron representadas, destacándose Ciencias de la computación al servicio de la Salud (61 trabajos) Herramientas y Sistemas(35) Personas en las organizaciones (23) y Políticas y estrategias (23) Normas y estándares (21 artículos). Diecinueve artículos no se ajustaban a las sugerencias de Oatley destacándose Bioinformática (6) y exploración de la literatura biomédica (6). Este estudio por una parte sugiere la importancia de aquellas áreas con alto contenido teórico en el cuerpo de nuestra Disciplina, mientras que por otra parte sugiere la utilidad de realizar estudios similares a mayor escalaç(AU)