Proyectos

Proyecto que buscaba indagar en la realcion entre los primeros pobladores del desierto de atacama y su entorno a finales del Pleistoceno (12.000 años atrás).

Objetivos: Caso de estudio continental 1) Caracterizar y reconocer las áreas de mayor biodiversidad de megafauna extinta (mamíferos de >44 kg de masa corporal) para el periodo de transición Pleistoceno-Holoceno en Sudamérica. 2) Identificar si dichas áreas corresponden a posibles corredores o rutas utilizadas por los primeros cazadores-recolectores que colonizaron el continente durante el Pleistoceno tardío. Caso de estudio particular: Desierto de Atacama 3) Caracterizar la distribución de especies de megafauna para para el Desierto de Atacama (y para los Andes Centrales), tomando en cuenta el rico registro paleoclimático de la región como variable explicativa de la presencia de ciertas especies de megafauna en este sector. 4) Analizar si dicha distribución podría explicar el uso por parte de los primeros humanos de distintas rutas de migración en el sector (costeras, alto andinas y a través del desierto). Metodología: Generar Modelos de Distribución de Especies a nivel continental para los distintos taxa de megafauna extinta sudamericana que existieron durante la transición Pleistoceno-Holoceno. Estos modelos se generarán utilizando la locación geográfica e información cronológica del rico registro fósil de megafauna existente para Sudamérica, junto con información de las condiciones ambientales extraída de modelos climáticos generados para distintos momentos de la transición Pleistoceno-Holoceno. A partir de los Modelos de Distribución de Especies se identificarán las áreas de mayor biodiversidad (aquellas con la mayor cantidad de taxa) las cuales se comprarán con la distribución geográfica de sitios arqueológicos tempranos. Todo esto con la finalidad de identificar posibles rutas de migración humana hacia el continente. Para el caso del Desierto de Atacama (y de los Andes centrales) se aplicará la misma metodología descrita anteriormente pero haciendo uso del rico registro paleclimático existente para la región. Además, utilizaré los modelos para estimar la distribución pasada de especies actuales que habitan el sector desde el Pleistoceno tardío. Los Modelos de Distribución de Especies resultantes se compraran con la distribución geográfica de sitios arqueológicos para intentar reconocer las rutas migratorias usadas por los primeros humanos que colonizaban este ambiente extremo. Con la idea de obtener mayor información acerca de la megafauna extinta que habitó el Desierto de Atacama, me uniré a un grupo de investigadores en labores de rescate y análisis de sitios fósiles recientemente encontrados. Mi propósito es aportar con mi conocimiento de datación de megafauna extinta por radiocarbono y obtener más datos que mejoren la calidad de los modelos planeados. Resultados esperados: Se espera que la superposición de los modelos de distribución de megafauna extinta para la transición Pleistoceno-Holoceno muestre las áreas que probablemente exhibían la mayor biodiversidad para este periodo. Al comprar dichas áreas con la locación geográfica de los sitios tempranos de colonización humana en Sudamérica, se espera reconocer si las rutas de migración escogidas por los primeros cazadores-recolectores habrían sido determinadas por la presencia de mayor o menor biodiversidad de megafauna. Para el caso del Desierto de Atacama y los Andes Centrales, se espera obtener la probable distribución de las especies de megafauna que habitaban el área de manera más detallada, dado el uso de registros paleoclimáticos específicos para la zona como variables predictivas. Se espera que dichos Modelos de Distribución de Especies de megafauna permitan comprender e identificar la elección de rutas migratorias por los primeros cazadores-recolectores que habitaron estas regiones en particular.

During the last decades, compelling evidence shows how the context in which early life takes place impinges risk or protection for later development of non-communicable chronic diseases. In this regard, impaired fetal growth, as occur in the fetal growth restriction (FGR), leads to a higher risk for later cardiovascular diseases, an effect that would be mediated by accelerated aging at molecular, structural, and functional levels. FGR remains a leading cause of perinatal morbidity and mortality, affecting ~10% of pregnancies, but ranging 5 to 25% depending on the nutritional and health conditions of the population surveyed, with a higher prevalence among pregnant women of low socioeconomic status. In the clinic, FGR is normally defined by a fetal weight below the 10th percentile, however, new evidence shows that impaired intrauterine growth may affect several neonates born over the 10th percentile, which may be missed from the perinatal survey for preventing adverse outcomes. This points out the need for further studies to improve the understanding and identification of altered fetal growth trajectories and their consequences on vascular function. Studies in placenta show that FGR vascular dysfunction is also found at birth in chorionic and umbilical arteries. We have demonstrated the presence of functional and molecular markers (e.g. epigenetic changes) of endothelial dysfunction in human umbilical and chorionic vessels, findings that have been further confirmed by comparing systemic (aorta and femoral arteries) and umbilical arteries in animal models of FGR. These traits suggest that umbilical artery endothelial cells (HUAEC) can be used as a surrogate to explore the vascular programming within the fetus, however, their translation to clinical preventive applications for promoting healthy aging deserves further studies. It worth noting that fetal reduced oxygen supply (i.e. fetal hypoxia) and altered blood flow patterns (i.e. shear stress) are key clinical markers in the FGR, independently of the constraints leading to impaired growth, and both factors exert a tight control of vascular development and function across life. However, how these key stimuli interact and impose an epigenetic program on the endothelial function remains elusive. This proposal will focus on the crosstalk between hypoxia and shear stress that results in the endothelial programming related to impaired fetal growth, and the molecular mechanisms that mediate the vascular responses to these stimuli. Furthermore, we will address if these molecular markers may allow detecting early vascular aging in FGR subjects beyond the 10th centile cutoff. We hypothesize that “Impaired fetal growth conditions are associated with epigenetic programming of aging- and mechanosensing-related miRNAs and transcripts in the endothelium, which can be triggered by the confluence of altered flow patterns and hypoxia resulting in molecular and structural pro-hypertensive biomechanical vascular properties”. This hypothesis will be addressed by three General Objectives (GO) involving ex vivo, in vitro, and in vivo observational and mechanistic approaches: GO1 To demonstrate, in HUAEC, whether late FGR results in epigenetic changes related to the regulation of vascular aging and the expression of mechanosensing mechanisms involved in the endothelial-dependent relaxation, and their relationship with general prenatal parameters of vascular health. GO1 will be performed by recruiting HUAEC samples from late FGR and control pregnancies, to assess transcriptomic and DNA methylation analyses that will be crossed with prenatal clinical data. GO2 To study, in vivo, whether stimuli related to FGR (i.e. hypoxia and altered shear stress) differentially regulate mechanosensing pathways involved in the endothelial-dependent relaxation and their relationship with the in vivo and ex vivo vascular properties (e.g. functional and biomechanical). GO2 will be performed in chicken embryos exposed to hypoxia and treated with agents targeting mechanosensing pathways, in which wall shear stress will be determined by Ultrasound Localization Microscopy, with complementary functional, structural, and molecular analyses. GO 3. To study, in cultured HUAEC, whether stimuli related to impaired fetal growth converge in the regulation of mechanosensing-and aging-related transcripts and miRNA, contributing to the cellular programming of endothelial dysfunction. OG3 will be performed in HUAEC exposed, in vitro, to sustained hypoxia and diverse flow patterns (shear stress), in which target DNA methylation, miRNA, transcripts, and proteins will be assessed. Our expected outcome is to improve the knowledge about the endothelial epigenetic programming after FGR and enhance the characterization of in vivo shear stress patterns and mechanisms induced by chronic fetal hypoxia. This project is not only relevant to uncover the developmental approaches for diagnosing and treatments in complicated pregnancies.

Overview: Mechanical wave propagation physics is related to traumatic brain injury mechanisms. For instance, nonlinear shear waves can form in the brain progressively with propagation, amplifying the acceleration locally. This phenomenon is compatible with axonal brain injury in which the lesions are localized far from the impact region. Within the brain, not only shear waves propagate. Especially when considering the brain is full of folds and surfaces, including the gray-white matter interface, which can be seen in Fig. 1. The abundance of interfaces or surfaces makes us hypothesize that surface waves might be crucial for describing the biomechanics of traumatic brain injury. The surface waves are named after the nature of the interface. A wave propagating in a solid-vacuum interface is known as a Rayleigh wave, a wave propagating in a solid-fluid interface is known as a Scholte wave, and a wave propagating in a solid-solid interface is known as a Stoneley wave. This last might propagate within an interface formed by two types of soft tissue. An example of this is the interfaces formed by the white and gray matter in the brain (see Fig. 1). Surface waves, although confined to a surface, can penetrate up to a wavelength. In the context of soft tissues, the typical frequencies of elastic waves that propagate are in the range of 10 to 300 Hz. At these frequencies, the wavelengths are on the order Figure 1: Section of a temporal of centimeters, creating the necessity of studying these waves at brain lobe. Image obtained from depth. Surface waves are not explored sufficiently in incompressible soft the visible human project [1]. solids yet. We recently measured Scholte waves at depth in these materials. However, we are not aware of measurements of Stoneley waves at depth in incompressible soft solids like brain matter or gelatin. The lack of this experimental evidence is due to the challenges of measuring deformation in opaque materials without disrupting the medium. Thus, the general objective of this proposal is to detect, describe and characterize the propagation of Stoneley waves in interfaces formed by two incompressible tissue-mimicking materials using Ultrafast Ultrasound elastography-related techniques. Methodology: Advanced ultrasound imaging techniques implemented on a highly customized ultrasound imaging platform designed for high frame-rate imaging will be used to characterize fundamental Stoneley wave physics propagating at the interfaces between two soft solids. We first will perform experiments in flats and simple interfaces to obtain the parameter space (shear modulus, density, and prestress) in which planar Stoneley waves exist. Then, we will explore the effects of the bonding condition between the two mediums on the dispersion relation. Third, we will investigate the interaction of the shape of the interface on the wave propagation, and lastly, we will intend to propagate Stonely waves into 3D inclusions. These observations will be achieved with a number of steps that integrate advancements in ultrasound imaging, algorithms that measure the deformation, and modeling. Custom two-dimensional and three-dimensional imaging sequences, designed for displacement tracking, will be implemented for a dedicated Linear and Matrix array transducer that has 128 or 1024 elements and can reach a spatial resolution of 200microns at a very high framerate in the order of 10000 frames per second (2D or 3D frames respectively). Expected results: The results of this proposal will elucidate the conditions that the two soft solids need to propagate Stoneley waves. These conditions refer to the combination of mechanical properties of the materials, such as shear modulus and density, and the prestress field needed. We expect to establish the effect that the bonding condition between the two soft solids has on the nature of the Stoneley wave. In particular, we will monitor how the Stoneley wave speed and dispersion change with different bonding conditions. We believe this phenomenology has implications in imaging technology, tumor diagnosis, and brain injury biomechanics.

Este proyecto fue adjudicado, pero renunciado por el investigador principal

Predictores socioeconómicos y psicobiológicos del desempeño académico en estudiantes de primer año de pedagogía de la UOH (Programa de Formación Inicial Docente) Clásicamente se ha descrito que el rendimiento durante la enseñanza media de los estudiantes en Chile a través del NEM y sus resultados en las pruebas de ingreso a la universidad, además un factor determinando son las condiciones socioeconómicas, que resultan ser un factor predictivo de rendimiento académico durante los primeros años de educación universitaria. Paralelamente, se ha constatado que los estudiantes a lo largo del primer semestre en la universidad sufren un deterioro en su calidad del sueño y en los hábitos alimenticios, todo relacionado con un aumento de sus niveles de estrés. Por otro lado, hipotetizamos una asociación de estos indicadores con el desempeño en pruebas de memoria de trabajo, y pueden ser elementos predictivos que determinen el desempeño académico. Nuestra investigación tiene por objetivo estudiar ciertos indicadores de higiene, tales como sueño, estrés y alimentación, con el fin de predecir su importancia en la predicción del desempeño académico. Contemplamos el uso de datos anonimizados en acuerdo con lo que establezca el comité de ética institucional. En el caso específico de estudiantes de educación básica y educación especial, determinar los principales factores que afectan el rendimiento académico, es una herramienta útil que creemos permitirá modificar ciertos modelos con el fin de mejorar los procesos de enseñanza – aprendizaje. Este estudio se enmarca en un proyecto de Fortalecimiento a la formación Inicial Docente el cual apoyará con los fondos necesarios para el buen desarrollo de esta investigación. La contribución institucional de la UOH se limita a autorizar la participación voluntaria de sus estudiantes, que se formalizará a través de la firma del consentimiento informado por cada uno de los estudiantes de forma voluntaria sin mediar recompensa ni perjuicio fruto de su decisión de colaborar en el estudio. A los estudiantes de pedagogía que voluntariamente decidan participar, se les aplicará, al inicio y al final del presente semestre académico, una encuesta online que evaluará diferentes marcadores de estrés y mediante el uso de una aplicación, se recopilará información aleatorizada de sus hábitos de alimentación y de descanso. Estos datos serán analizados considerando elementos de rendimiento en la educación media y marcadores socioeconómicos. Junto con esto, al finalizar el semestre, siempre con el consentimiento de cada participante, se solicitará al docente responsable del curso las calificaciones y nota final de todos ellos. Estos datos serán analizados cuantitativamente y de forma anonimizada. Finalmente se evaluarán todos los marcadores obtenidos, realizando un análisis cuantitativo y cualitativo, combinando métodos univariados y multivariados para evaluar estos de manera exploratoria e inferencial. Posteriormente proponemos dar punto final al estudio realizando un análisis profundo del efecto de los diferentes componentes a través de la técnica de PCA.

Proyecto de investigación básica en procesos de arrastre estocásticos.

This project aims to develop a new probabilistic paradigm for modeling optimal decision-making under uncertainty.

In this project, we will develop methods that can provide strong bounds to quadratically-constrained problems by constructing linear outer-approximations. The advantage of pursuing linear approximations is that their efficiency allows them to be easily embedded in more complex frameworks that iteratively refine or subdivide them. On a high level, this is how most successful non-linear optimization solvers work.

The project aims to study the cardiac cycle's impact on brain responses and auditory perception. Using electroencephalogram and electrocardiogram recordings, we compare the neuronal responses to heartbeats in response to auditory stimulation in the different phases of the cardiac cycle. We evaluate interoceptive measures and traits of anxiety and depression in the population to establish relationships between neuronal activity and sensory and behavioral parameters.