Catalysis is a very important science for the chemical industry development. Over 80% of all chemical processes involve some form of catalytic transformation step. Nearly 60% of all of the chemical intermediates manufactured are made via catalytic routes.The modeling currently carried out in industry involves the application of molecular mechanics as well as various different quantum chemical methods, including semiempirical, HF-CI and DFT approaches. The major goals are typically (1) to isolate the active sites, (2) to calculate binding energies and activation barriers, and (3) to explore the effects of changing the metal ion or the electronic and steric nature of the ligands toward the optimal design of the organometallic complex.Homogeneous catalysis is an area of chemistry where computational modeling can have a substantial impact. Reaction cycles are usually multistep complicated processes, and difficult to characterize experimentally. An efficient catalytic process should proceed fastly and smoothly and, precisely because of this, the involved intermediates are difficult to characterize, when possible at all. Computational chemistry can be the only way to access to a detailed knowledge of the reaction mechanism, which can be a fundamental piece of information in the optimization and design of new processes and catalysts.The main goal of this thesis was focussed on the theoretical studies of reaction mechanisms and the effect of different ligands, metal centers and promoters on them. Carbonylation and hydroboration were studied. Moreover, this work has contributed to expand the understanding of several outstanding aspects of the chemistry of organometallic complexes, by using a set of computational tools.The most relevant results of the thesis are:a) The theoretical study of the last step in the catalytic cycle of rhodium-catalyzed methanol carbonylation and into the role of catalytic promoters for iridium catalyzed methanol carbonylation, shows a plausible explanation for the experimental evidences.b) Moreover, the study about the importance of electronic and steric effects in the migratory CO insertion step of rhodium-diphosphine catalyzed methanol carbonylation, explains the difference between the reaction rates of dppms and dppe.c) In the rhodium-catalyzed vinylarenes hydroboration reaction, we demonstrate that by considering the relative stability of a key intermediate, our computational model reproduces the performance of the catalyst for different ligands and different substrates, and allows identification of some factors that determine enantiodifferentiation. / La catàlisi és una ciència molt important en el desenvolupament de la indústria química. Més del 80% dels productes químics manufacturats s'obtenen mitjançant processos que requereixen l'ús d'un catalitzador. Els productes sintetitzats mitjançant processos catalítics són diversos i molt variats.El modelatge computacional usa diversos mètodes de la química quàntica amb diversos objectius entre els quals podem destacar, la localització de centres actius, el càlcul d'energies d'enllaç i barreres d'activació i l'exploració dels efectes que comporta el canvi del centre metàl.lic i dels lligands en el procés d'optimització i/o disseny d'un nou complex organometàl.lic.La catàlisi homogènia és una àrea de la química on el modelatge computacional ha tingut un impacte substancial. Els cicles catalítics acostumen a ser processos complicats amb diversos passos de difícil caracterització experimental. Un procés catalíticament efectiu acostuma a ser ràpid i per tant, els intermedis involucrats són difícils de caracteritzar, almenys totalment. La química computacional pot ser l'única via d'accedir a un coneixement detallat del mecanisme de la reacció, que és una peça fonamental de la informació en l'optimització i disseny de nous processos i catalitzadors.Dins del marc de la catàlisi homogènia, l'objectiu d'aquesta tesi ha estat l'estudi teòric dels mecanismes de reacció i l'efecte de diferents lligands, metalls i promotors en els mateixos. L'estudi s'ha centrat en les reaccions de carbonilació i hidroboració. A més, s'ha intentat mostrar de quina manera l'ús dels mètodes de la química computacional pot ajudar a resoldre o comprendre millor problemes reals.Entre els resultats més destacats i centrant-nos en la carbonilació del metanol, l'estudi teòric dels mecanismes de l'últim pas del cicle catalític (l'eliminació reductora) i del paper dels promotors amb l'ús de catalitzadors d'iridi (procés Cativa), dóna una explicació als resultats experimentals obtinguts. De la mateixa manera, l'estudi de la importància dels efectes estèrics i electrònics en la inserció migratòria de CO de la reacció catalitzada ambcomplexos rodi-difosfina, explica les diferències entre les velocitats de reacció entre complexos amb diferents tipus de lligands.Pel que fa a la reacció hidroboració de vinilarens, l'estudi teòric dels intermedis clau del mecanisme i dels efectes del canvi de centre metàl.lic i de lligands, permeten trobar una explicació a l'origen de la regio- i l'estereoselectivitatt de la reacció.

Formation of a protein-ligand complex is opposed by the loss of rotational, translational and conformational degrees of freedom, but if the ligand binds in a conformation that does not corresponds to the global minimum, an energetic penalty should also be expected. Although it is well known that the bioactive conformation rarely corresponds to the global minimum identified with current small-molecule force fields, there is no consensus yet about how frequently this occurs in reality or about the maximal conformational penalty that a ligand can attain. Here we investigate this aspect of molecular recognition, using a diverse set of 92 drug-like ligands from the PDB. The global minimum is obtained minimizing a diverse set of conformations for each ligand, while the bioactive conformation results from a restrained minimization of the crystallographic structure. Optimization at B3LYP/6-31D(d) level of theory in the presence of a reaction field (PCM solvation), followed by single point RI-MP2//aug-cc-pVDZ provides average penalties of 2.5 kcal/mol, and only 15% of structures have energies above 5 kcal/mol. Using these values as reference, common force fields and simpler solvation models are evaluated. Depending on the choice of force field, the corresponding values range between 10 and 5 kcal/mol and between 85% and 40%, respectively. Interestingly, an inverse relationship is found between the level of theory and the average internal energy. Contrary to previous reports, we find that the poor performance obtained with molecular mechanics force-fields is more frequently due to inaccuracies in the free energy of solvation provided by the Generalized Born solvation method than to the in vacuum internal energy provided by the force field. This study provides the most accurate estimate of the conformational penalties of bioactive conformations to date, as well as a benchmark to assess the accuracy of theoretical formalisms. On the other hand, to understand at the molecular level how phosphorylation acts as a regulator of HDAC8 activity, we studied molecular dynamics of the same with and without phosphorylation on Ser39. Contrary to the initial expectations, introduction of the negatively charges phosphate does not result in a major structural rearrangement on the local environment. However, we observed that a loop distantly placed from the phospho-acceptor Ser39 in the 3D space of HDAC8 opens and de-associates itself from the deacetylase core in Wt within the simulation time span of 80ns, but this change does not occur when the protein is phosphorylated. The loop is held in place by the interactions between two conserved residues a pi-ring of Phe207 and the hydrophobic side chain of Lys202 (hence we call it KF-loop) and remains closed until 500ns. From this perspective we postulated that the decreased deacetylase activity obtained in the phosphorylated form of HDAC8 could be due to the lack of structural flexibility in this loop-region, which is involved in substrate recognition and binding. Additionally, the pathway involved in the allosteric transmission of the structural perturbation from the phosphorylation site to the KF-loop was investigated using the statistical Kullback-Leibler divergence methodology. To further test the relationship between enzymatic activity and mobility of the KF-loop, as well as to validate the putative allosteric pathway, several point mutations were designed and investigated both computationally and experimentally.

Aquest treball s'integra en una de les línies d'investigació del grup de recerca "Quimiometria" del Departament de Química Analítica de la Universitat de Barcelona. Aquesta línia d'investigació es centra en el desenvolupament de mètodes quimiomètrics d'anàlisi multivariant de dades, i en la seva aplicació a l'estudi analític dels canvis de conformació i/o de les interaccions entre biomolècules.Actualment és possible enregistrar l'espectre sencer d'una mostra en poc temps. Aquest augment del nombre i de la complexitat de les dades adquirides ha portat a l'aparició de mètodes que tenen com a finalitat la obtenció d'informació d'interés físico-químic a partir d'aquests conjunt de dades. Amb aquesta finalitat es poden trobar dues aproximacions: a) els mètodes de modelatge rígid que exigeixen la postulació d'un model químic o cinètic al qual ajustar les dades experimentals, i b) els mètodes de modelatge flexible que no necessiten la postulació d'un model.El treball realitzat en aquests tesi doctoral es pot dividir en tres blocs.En primer lloc, s'ha desenvolupat una interfície gràfica en l'entorn de programació MATLAB pel mètode de resolució multivariant de corbes mitjançant mínims quadrats alternats (MCR-ALS). Aquesta interfície millora notablement la interacció entre l'usuari i el programa, i potencía la seva utilització generalitzada per part d'usuaris no acostumats a treballar amb eines pròpies de la Quimiometria.En segon lloc, s'ha dut a terme la validació de diversos mètodes d'anàlisi multivariant, és a dir, s'ha estudiat la fiabilitat de les solucions obtingudes per aquest tipus de mètodes quimiomètrics. Així, pel mètode MCR-ALS, s'ha analitzat la influència i la propagació de l'error experimental i les possibles repercusions sobre les ambigüetats matemàtiques existents en les solucions obtingudes. Aquest estudi s'ha realitzat tant en el cas de l'anàlisi individual de matrius de dades obtingudes en un únic experiment, com en el cas de l'anàlisi simultani de matrius de dades obtingudes en diversos experiments. En el cas dels mètodes de modelatge rígid s'ha estudiat l'ambigüetat existent al ajustar mecanismes cinètics complexos. En aquest cas s'ha observat l'aparició de mínims locals múltiples amb el mateix valor d'ajust en la superfície de desposta associada.Finalment, s'han aplicat els mètodes quimiomètrics de modelatge flexible i de modelatge rígid a l'estudi dels equilibris en solució dels àcids nucleics. Aquestes són biomolècules que tenen una organització jeràrquica començant en la seqüència de nucleòtids a les cadenes fins a estructures complexes d'ordre superior com els tríplexs o quadruplexs. Els canvis conformacionals o les interaccions amb d'altres biomolècules s'han estudiat tradicionalment mitjançant experiments seguits amb tècniques espectroscòpies. En aquest treball es seguiran aquests processos mitjançant lectures a moltes longituts d'ona (aproximació multivariant) i s'aplicaran mètodes quimiomètrics adients de tractaments de dades multivariants. Els procesos estudiants en aquesta Tesi són bàsicament els canvis conformacionals provocats en variar condicions del medi, com el pH, la temperatura, la concentració d'altres ions... S'han emprat tècniques espectroscòpiques com l'absorció molecular a l'UV-visible, la fluorescència, el dicroisme circular i la ressonància magnètica nuclear. Una altra aplicació, ha estat l'anàlisi de micromatrius d'ADN. L'aparició d'aquesta la tecnologia ha permès obtenir informació sobre els nivells de l'expressió gènica per un gran nombre de gens en un únic experiment. La generació de grans quantitats de dades requereix la utilització d'eines mitjançant les quals es pugui extreure la informació biològica. En aquest treball s'ha aplicat el mètode MCR-ALS a l'anàlisis de diversos conjunts de dades per tal de poder determinar la relació entre les mostres que presenten diferents tipus de càncer i els gens estudiats. / OF THE PHD THESIS: This PhD Thesis has been developed in the framework of the Chemometrics group at the Universitat de Barcelona. The work deals with the development and validation of Multivariate Curve Resolution (MCR) methods (both hard- and soft-modelling), and with their application to bioanalytical problems. The work has been organized into three blocks:First, a graphical interface has been developed for the program running the MCR-ALS (Multivariate Curve resolution Alternating Least Squares) method in the MATLAB® environment. This interface improves the interaction between the user and the program and facilitates the use of multivariate curve resolution to little experineced potential users.Secondly, validation of multivariate resolution methods of data analysis has been carried out. For the MCR-ALS method, effects of rotational ambiguities and of propagation of experimental noise have been studied. These studies have been performed in the analysis of a single experiment and in the case of analyzing multiple experiments simultaneously. In the case of hard-modelling kinetic data fitting methods, ambiguities in the analysis of kinetic experiments have been studied and methods to overcome this ambiguity have been proposed.Third, multivariate resolution methods have been applied to the study of conformational equilibria of nucleic acids. These are biomolecules that have a hierarchic organization from the nucleotide sequence to higher order structures such as triplex or quadruplex. Traditionally, conformational changes or interactions of nucleic acids with other biomolecules have been spectroscopically monitored at just one wavelength. In this work, these processes have been followed at multiple wavelengths and suitable multivariate resolution methods for the data treatment have been applied. Processes studied during this Thesis have been DNA conformational changes induced by pH, temperature or salinity. Spectroscopic techniques such as molecular absorption in the UV-visible, circular dichroism or nuclear magnetic resonance have been used for this purpose. Finally, data obtained using DNA microarrays have been analyzed. This technique allows highthroughput analysis of relative gene expressions of thousands of genes of an organism that generates large amounts of data. This has caused a need for statistical methods that can extract useful information for further research. In this PhD Thesis, the MCR-ALS method has been proposed for the analysis of this kind of data with very promising results.

Aquest treball de tesi doctoral fa una aportació a les àrees de l'e-learning i la interacció persona-ordinador, en relació a l'obtenció d'informació dels usuaris i de l'ús que fan d'un sistema interactiu. Per a assolir aquest objectiu s'ha proposat una metodologia d'anàlisi que es basa en un estudi a tres nivells que permet abastar els objectius i motivacions dels usuaris en diferents períodes de temps. Concretament, s'ha definit una metodologia que permet obtenir informació rellevant de la navegació dels estudiants d'un entorn virtual d'aprenentatge, entenent que ho fan no només pels espais i serveis del campus virtual, sinó també pels continguts, activitats i recursos educatius de les assignatures, així com per les assignatures d'una o més titulacions i ofertes formatives, és a dir, a diferents nivells. Aquest objectiu es basa en la necessitat de conèixer als estudiants i les seves interaccions amb l'entorn virtual, per així poder millorar la usabilitat del sistema i la seva experiència d'ús, i aportar informació a un model d'usuari que permeti introduir elements de personalització en el procés d'aprenentatge. Els resultats obtinguts constitueixen noves evidències sobre la UOC, el seu entorn virtual d'aprenentatge i els seus usuaris, i proporcionen informació rellevant pel nou disseny del campus virtual i per la millora i personalització del procés d'aprenentatge. / This doctoral thesis makes a contribution to the areas of e-learning and human-computer interaction, related to obtaining information about the users and about how they use interactive systems. To achieve this goal a methodology of analysis has been proposed. This methodology is based on a three level approach that allows covering the goals and motivations of the users in different periods of time. More precisely, the proposed methodology of analysis allows obtaining new and relevant information about the students' navigation in a virtual learning environment, understanding that they visit not only the main areas and services of the virtual campus, but the contents, activities and educational resources of the courses, as well as other courses that are included in their program or formative offer. That is, at different levels in different points of time. This goal is based on the need to know the students' interactions with the virtual environment, to be able to improve the usability of the system and their experience of use, and to collect information to build a user model which allows embedding elements of personalization in the learning process. The obtained results constitute new evidence about the UOC, its virtual learning environment and its users, and provide relevant information for the design of the new virtual campus and to improve and personalize the learning process.

Parkinson’s disease (PD) is an incurable, chronically progressive neurodegenerative disease leading to premature invalidity and death. The locomotor disability of PD patients is mainly rooted in the gradual and insidious degeneration of dopaminergic neurons (DA) projecting from the midbrain substantia nigra (SN) to the basal ganglia striatum, a pathological process highlighted microscopically by the formation of insoluble cytosolic protein aggregates, known as Lewy bodies and Lewy neurites. The pathogenic mechanisms leading to PD remain poorly understood, arguably owing to the lack of suitable animal and cellular experimental models of the disease. Therefore, there is an urgent need for developing reliable experimental models that recapitulate the key features of PD. The recent development of induced pluripotent stem cell (iPSC) technology has enabled the generation of patient-specific iPSC and their use to model human diseases, although it is currently unclear whether this approach could be useful to successfully model age-related conditions. Importantly, disease modeling using iPSC largely relies on the existence of efficient protocols for the differentiation of disease-relevant cell types. Here, we first developed an efficient protocol for the differentiation of iPSC to authentic midbrain-specific DA neurons with SN properties by forced expression of LMX1A using a lentivirus-mediated gene delivery system. Next, we generated an iPSC-based cellular model of PD that recapitulates key phenotypic features of PD, such as DA neuron loss and α-synuclein accumulation in DA neurons from PD patients. Overall, our results demonstrate that we have developed a valuable tool for elucidating the pathogenic mechanisms leading to PD, as well as an experimental platform for screening new drugs that may prevent or rescue neurodegeneration in PD. / La malaltia de Parkinson (MP) és una malaltia neurodegenerativa incurable que causa invalidesa i mort prematura. Els pacients de la malaltia de Parkinson presenten alteracions motores degudes a una degeneració gradual de les neurones dopaminèrgiques que projecten des de la substància nigra fins a l’estriat. A nivell microscòpic s’observa la presència d’agregats proteics insolubles en el citosol de les neurones coneguts com cossos o neurites de Lewy. Els mecanismes patològics responsables de la MP no es coneixen bé, possiblement a causa de la manca de models animals i cel•lulars adequats. Per tant, existeix una gran necessitat de desenvolupar models experimentals fiables que recapitulin les característiques bàsiques de la MP. El recent desenvolupament de les cèl•lules mare pluripotents induïdes (iPSC) ha permès la generació de iPSC específiques de pacient i el seu ús per modelar malalties humanes, ara bé, no és clar si aquesta estratègia es pot utilitzar per modelar exitosament malalties d’origen tardà, com ara la MP. És important destacar que el modelatge de malalties utilitzant iPSC, es basa, en gran mesura en l'existència de protocols eficients per a la diferenciació de les iPSC cap al tipus cel•lular rellevant per a la malaltia. Durant aquest període, per primera vegada, s’ha desenvolupat un protocol per a l’eficient diferenciació de les iPSC cap a neurones dopaminèrgiques amb les propietats característiques de neurones dopaminèrgiques nigrostriatals, mitjançant l’expressió forçada de LMX1A utilitzant vectors lentivirals. A continuació, s’ha generat un model cel•lular usant iPSC derivades de pacients de MP que recapitula les principals característiques fenotípiques de la malaltia, com ara la pèrdua de neurones dopaminèrgiques i l'acumulació de α-sinucleïna en les neurones dopaminèrgiques. En general, els nostres resultats demostren que hem desenvolupat una eina valuosa per a l’estudi dels mecanismes patològics que condueixen a la MP, així com una nova plataforma pel descobriment de nous fàrmacs encaminats a prevenir o evitar la neurodegeneració.

[ES] La gestión de los recursos hídricos es de vital importancia para la comprensión de las sequias a largo plazo. En la actualidad, se presentan problemas debido a la disponibilidad y manejo del recurso hídrico. Además, el cambio climático afecta de manera negativa las variables climáticas y la disponibilidad del recurso hídrico. El tomar decisiones en base a información confiable y precisa conlleva un arduo trabajo y es necesario contar con diferentes herramientas que permitan llegar a la gestión de los recursos hídricos. La modelización de las variables climáticas es parte fundamental para determinar la disponibilidad del recurso hídrico. Las más importantes son la precipitación y temperatura o precipitación y evapotranspiración. Los modelos estocásticos se encuentran en un proceso de evolución que permiten reducir la escala de análisis. En esta investigación se ha abordado la modelación de variables climáticas con detalle diario. Se ha planteado una metodología para la generación de series sintéticas de precipitación y temperatura mediante modelización estocástica continua multivariada a escala diaria. Esta metodología también incorpora la corrección del sesgo para precipitación y temperatura de los escenarios de cambio climático con detalle diario. Los resultados de la presente tesis indican que los modelos estocásticos multivariados pueden representar las condiciones espaciales y temporales de las diferentes variables climáticas (precipitación y temperatura). Además, se plantea una metodología para la determinación de la evapotranspiración en función de los datos climáticos disponibles. Por otro lado, los modelos estocásticos multivariados permiten la corrección del sesgo con resultados diarios, mensuales y anuales más realistas que otros métodos de corrección de sesgo. Estos modelos climáticos son una herramienta para pronosticar eventos o escenarios futuros que permiten tomar mejores decisiones de manera anticipada. Estos modelos se programaron en el entorno de MatLab con el objetivo de aplicarlos a diferentes zonas de estudio de manera eficiente y automatizada. Los análisis realizados en la presente tesis se realizaron para la cuenca del Júcar con un buen desempeño para las condiciones de la cuenca. / [CA] La gestió dels recursos hídrics és de vital importància per a la comprensió de les sequeres a llarg termini. En l'actualitat, es presenten problemes a causa de la disponibilitat i maneig del recurs hídric. A més, el canvi climàtic afecta de manera negativa les variables climàtiques i la disponibilitat del recurs hídric. El prendre decisions sobre la base informació de confiança i precisa comporta un ardu treball i és necessari comptar amb diferents eines que permeten arribar a la gestió dels recursos hídrics. La modelització de les variables climàtiques és part fonamental per a determinar la disponibilitat del recurs hídric. Les més importants són la precipitació i temperatura o precipitació i evapotranspiració. Els models estocàstics es troben en un procés d'evolució que permet la incorporació de més detalls reduint l'escala d'anàlisi. En aquesta investigació s'ha abordat el modelatge de variables climàtiques amb detall diari. S'ha plantejat una metodologia per a la generació de sèries sintètiques de precipitació i temperatura mitjançant modelització estocàstica contínua multivariada a escala diària. Aquesta metodologia també incorpora la correcció del biaix per a precipitació i temperatura dels escenaris de canvi climàtic amb detall diari. Els resultats de la present tesi indiquen que els models estocàstics multivariats poden representar les condicions espacials i temporals de les diferents variables climàtiques (precipitació i temperatura). A més es planteja una metodologia per a la determinació de l'evapotranspiració en funció de les dades climàtiques disponibles. D'altra banda, els models estocàstics multivariats permeten la correcció del biaix amb resultats diaris, mensuals i anuals més realistes que altres mètodes de correcció de biaix. Aquests models climàtics són una eina per a pronosticar esdeveniments o escenaris futurs que permeten prendre millors decisions de manera anticipada. Aquests models es van programar a l'entorn de Matlab amb l'objectiu d'aplicar-los a diferents zones d'estudi de manera eficient i automatitzada. Les anàlisis realitzades en la present tesi es van realitzar per a la conca del Xúquer amb un bon acompliment per a les condicions de la conca. / [EN] Management of the water resources is important for understanding long-term droughts. Currently, there are problems due to the availability and management of water resources. Furthermore, climate change negatively affecting climate variables and the availability of water resources. Making decisions based on reliable and accurate information involves hard work and it is necessary to have different tools to achieve the management of water resources. The modeling of the climatic variables is a fundamental part to determine the availability of the water resource. The most important are precipitation and temperature or precipitation and evapotranspiration. Stochastic models are in a process of evolution that allows the incorporation of more details by reducing the scale of analysis. In this research, the modeling of climatic variables has been approached in daily detail. A methodology has been proposed for the generation of synthetic series of precipitation and temperature by means of multivariate continuous stochastic modeling on a daily scale. This methodology also incorporates the bias correction for precipitation and temperature of the climate change scenarios with daily detail. The results of this thesis indicate that multivariate stochastic models can represent the spatial and temporal conditions of the different climatic variables (precipitation and temperature). In addition, a methodology is proposed for the determination of evapotranspiration based on the available climatic data. On the other hand, multivariate stochastic models allow bias correction with more realistic daily, monthly and annual results than other bias correction methods. These climate models are a tool to forecast future events or scenarios that allow better decisions to be made in advance. These models were programmed in the MatLab software with the aim of applying them to different study areas in an efficient and automatically. The work in this thesis was carried out for the Júcar basin with a good performance for the conditions of the basin / Hernández Bedolla, J. (2022). Análisis estocástico de datos climáticos como predictor para la gestión anticipada de sequías en recursos hídricos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/182095

S'ha investigat molt tant els mecanismes neuronals bàsics de l'audició com l'organització psicològica de la percepció de la parla. Tanmateix, en ambdós temes n'hi ha una relativa escassetat en quant a modelització. Aquí describim dos treballs de modelització. Un d'ells proposa un nou mecanisme de millora de selectivitat de freqüències que explica resultats de experiments neurofisiològics investigant manifestacions de forward masking y sobretot auditory streaming en l'escorça auditiva principal (A1). El mecanisme funciona en una xarxa feed-forward amb depressió sináptica entre el tàlem y l'escorça, però mostrem que és robust a l'introducció d'una organització realista del circuit de A1, que per la seva banda explica cantitat de dades neurofisiològics. L'altre treball descriu un mecanisme candidat d'explicar la trobada en estudis psicofísics de diferències en la percepció de paraules entre bilinguës primerencs y simultànis. Simulant tasques de decisió lèxica y discriminació de fonemes, fortifiquem l'hipòtesi de que persones sovint exposades a variacions dialectals de paraules poden guardar aquestes en el seu lèxic, sense alterar representacions fonemàtiques . / Though much experimental research exists on both basic neural mechanisms of hearing and the psychological organization of language perception, there is a relative paucity of modelling work on these subjects. Here we describe two modelling efforts. One proposes a novel mechanism of frequency selectivity improvement that accounts for results of neurophysiological experiments investigating manifestations of forward masking and above all auditory streaming in the primary auditory cortex (A1). The mechanism works in a feed-forward network with depressing thalamocortical synapses, but is further showed to be robust to a realistic organization of the neural circuitry in A1, which accounts for a wealth of neurophysiological data. The other effort describes a candidate mechanism for explaining differences in word/non-word perception between early and simultaneous bilinguals found in psychophysical studies. By simulating lexical decision and phoneme discrimination tasks in an attractor neural network model, we strengthen the hypothesis that people often exposed to dialectal word variations can store these in their lexicons, without altering their phoneme representations. / Se ha investigado mucho tanto los mecanismos neuronales básicos de la audición como la organización psicológica de la percepción del habla. Sin embargo, en ambos temas hay una relativa escasez en cuanto a modelización. Aquí describimos dos trabajos de modelización. Uno propone un nuevo mecanismo de mejora de selectividad de frecuencias que explica resultados de experimentos neurofisiológicos investigando manifestaciones de forward masking y sobre todo auditory streaming en la corteza auditiva principal (A1). El mecanismo funciona en una red feed-forward con depresión sináptica entre el tálamo y la corteza, pero mostramos que es robusto a la introducción de una organización realista del circuito de A1, que a su vez explica cantidad de datos neurofisiológicos. El otro trabajo describe un mecanismo candidato de explicar el hallazgo en estudios psicofísicos de diferencias en la percepción de palabras entre bilinguës tempranos y simultáneos. Simulando tareas de decisión léxica y discriminación de fonemas, fortalecemos la hipótesis de que personas expuestas a menudo a variaciones dialectales de palabras pueden guardar éstas en su léxico, sin alterar representaciones fonémicas.

Cannabis is the illicit drug most widely used in the world (UN, 2011). After twenty years of increased consumption, there has recently been a decline or stabilization in use among young people and European adolescents (EMCDDA, 2011). However, given the impact that can result from its consumption in the health of the young, especially if it’s accompanied by the use of other drugs that can affect their development and learning, further investigation of cannabis remains as a priority. The main objective of this thesis is to determinate the prevalence and pattern of cannabis consumption in a sample of 2.137 university students from Girona aged between 17 and 35 years, and to consider some of the variables in this drug-taking. Quantitative methodology is used, as well as an own designed questionary which has been applied to the sample. The results indicate that 20,4% of participants are defined as cannabis consumers (24% males / 17,2% females). At the same time, while the age of the young is increasing, there are a smaller proportion of non cannabis consumers who have never tried the substance. The role of the consumer status of close friends and family is relevant on the age of first experimentation, the age of general consumption and on the young’s general consumption behaviour. Risk perception of cannabis is associated with the consumption status of the young consumer, so consumers and quitters consider less dangerous to use this substance compared with nonusers. As the youth goes through the different acquisition stages of cannabis (Pallonen, Prochaska, Velicer, Prokhorov and Smith, 1998) value of the negative aspects of the use of this substance decreases and raises the positive ones, while it also increases the degree of temptation to consume. These results show the need to avoid or delay the age of onset of cannabis consume, specially among children, to consider the youth's behaviour concerning to promote healthy behaviours, and to increase the perception of risk from consumption of this substance by providing them with adequate information about their effects and health implications / El cannabis es la droga ilegal de uso más extendido en el mundo (ONU, 2011). Después de veinte años de aumento del consumo de esta sustancia, recientemente se ha observado un descenso o estabilización en su uso, entre la población de jóvenes y adolescentes europeos (OEDT, 2011). No obstante ahondar en el estudio del consumo de cannabis por las repercusiones que puede comportar su uso en la salud del joven, sobre todo si se acompaña del consumo de otras drogas que pueden afectar a su desarrollo y aprendizaje, sigue siendo una prioridad. El objetivo principal de esta tesis es conocer la prevalencia y el patrón de consumo de cannabis en una muestra de 2.137 jóvenes universitarios de primer ciclo de la ciudad de Girona con edades comprendidas entre los 17 y 35 años, así como estudiar algunas de las variables relacionadas con este consumo. Se utiliza la metodología cuantitativa, y se aplica a la muestra un cuestionario de elaboración propia. Los resultados indican que un 20,4% de los jóvenes encuestados se definen como consumidores de cannabis, en mayor proporción los chicos (24%) que las chicas (17,2%). Asimismo, a medida que aumenta la edad del joven se halla una proporción menor de no consumidores de cannabis que no han probado nunca la sustancia. El papel del estatus de consumo de los amigos y familiares cercanos al joven es relevante en la edad de primera experimentación, la edad de consumo habitual y en la conducta de consumo del joven en general. La percepción de peligrosidad del cannabis se relaciona con el estatus de consumo del joven, de manera que los consumidores y los exconsumidores perciben menos peligroso el uso de esta sustancia en comparación con los no consumidores. A medida que el joven avanza en las etapas de adquisición del consumo de cannabis (Pallonen, Prochaska, Velicer, Prokhorov y Smith, 1998) disminuye la valoración de los aspectos negativos de su uso y aumenta la consideración de los aspectos positivos, asimismo se incrementa también el grado de tentación hacia su consumo. Estos resultados muestran la necesidad de evitar o retrasar la edad de inicio del consumo de cannabis, en especial entre los chicos, considerar los referentes de conducta del joven para promover conductas saludables, y aumentar la percepción de peligrosidad derivada del consumo de esta sustancia mediante una adecuada información de sus efectos y repercusiones en la salud

Avui dia cada vegada s'ha de tenir més en compte com es realitza el traçat de pistes en les plaques de circuit imprès (PCB). Això és degut a que cada vegada més hi viatgen senyals amb components freqüencials més elevades. Per tant, paràmetres com la desadaptació per impedància característica, acoblaments, ressonàncies i comportaments complexes de les transicions que es troben els senyals en la seva propagació per les pistes, han de ser considerats per evitar problemes d'integritat del senyal i garantir la compatibilitat electromagnètica (EMC) amb el seu entorn. El present treball de tesi s'ha centrat en l'estudi del comportament d'una situació particular, però molt habitual, de pistes: dues pistes sobre un pla de massa, formant el que es coneix com una línia de transmissió microstrip acoblada. Els senyals que viatgen a través d'una línia microstrip acoblada es poden descompondre en dos modes bàsics de propagació: mode comú (on la tensió està definida entre el pla de massa i cada pista) i el mode diferencial (on la tensió està definida entre les pistes). Aquesta descomposició és molt habitual en el món de la compatibilitat electromagnètica ja que les tècniques de filtratge de les interferències varien depenent si aquestes viatgen en mode comú o en mode diferencial. El treball desenvolupat s'ha focalitzat en l'estudi, des d'aquest punt de vista multimodal (que té en compte simultàniament tant el mode comú com el diferencial), de les diferents transicions que es pot trobar el senyal en la seva propagació degut al traçat de pistes. Com a resultat d'aquest estudi s'han obtingut uns models circuitals que permeten l'anàlisi i simulació dels diferents modes que intervenen i que han estat validats de forma experimental. Aquest fet ha permès l'ús d'aquests models en l'anàlisi de problemes d'integritat del senyal que són comuns en el entorn de la compatibilitat electromagnètica (EMC). Els resultats obtinguts han estat presentats en congressos nacionals i internacionals. / Hoy en día cada vez se debe tener más en cuenta como se realiza el trazado de pistas en las placas de circuito impreso (PCB). Esto es así debido a que cada vez más viajan por ellas señales con componentes frecuenciales más elevadas. Por lo tanto, parámetros como la desadaptación por impedancia característica, acoplamientos, resonancias y comportamientos complejos de las transiciones que se encuentran las señales mientras se propagan por las pistas, deben ser tenidos en consideración para evitar problemas de integridad de la señal y garantizar la compatibilidad electromagnética (EMC) con su entorno. En el presente trabajo de tesis se ha centrado en el estudio del comportamiento de una situación particular, pero habitual, de pistas: dos pistas sobre un plano de masa, formando lo que se conoce como línea de transmisión microstrip acoplada. Las señales que viajan a través de una línea microstrip acoplada se pueden descomponer en dos modos básicos de propagación: modo común (donde la tensión está definida entre el plano de masa y cada pista) y modo diferencial (donde la tensión está definida entre pistas). Esta descomposición es muy habitual en el mundo de la compatibilidad electromagnética ya que las técnicas de filtrado de las interferencias varían dependiendo si estas viajan en modo común o en modo diferencial. El trabajo desarrollado se ha focalizado en el estudio, desde este punto de vista multimodal (que tiene en cuenta simultáneamente tanto el modo común como el diferencial), de las diferentes transiciones que puede encontrarse la señal durante su propagación debido al trazado de pistas. Como resultado se han obtenido unos modelos circuitales que permiten el análisis y simulación de los diferentes modos que intervienen y que han sido validados de forma experimental. Este hecho ha permitido el uso de dichos modelos en el análisis de problemas de integridad de la señal que son comunes en el entorno de la compatibilidad electromagnética (EMC). Los resultados obtenidos han sido mostrados en congresos nacionales e internacionales. / Nowadays, the placement of the strips in a printed circuit board (PCB) has to be performed with increasing care, because of the rise of the spectral content of the signals propagating through the strips. Due to this fact, mismatches of the characteristic impedances, crosstalks, resonances and complex behavior of the transitions that the signals may encounter in their propagation have to be considered in order to avoid signal integrity problems and to guarantee the electromagnetic compatibility with their environment. This work is focused on the study of the behavior of a particular, but also a very common way of routing strips: two close strips above a ground plane, forming a extit{coupled microstrip transmission line}. The signals present at this transmission line can be decomposed into two basic signals known as common mode (where its voltage is defined between the ground plane and each strip) and differential mode (where its voltage is defined between the two strips). This decomposition is often found in electromagnetic compatibility because the different techniques of filtering interferences depend on their main mode of propagation. The study carried out in this thesis is focused on the analysis from a multimodal point of view of different transitions that signals encounter during their propagation in a coupled microstrip transmission line. As a result of this analysis, a number of circuit models for different transitions have been obtained and experimentally validated. These models have been used to successfully study signal integrity problems found in EMC and they have been presented in national and international symposiums.

Aquesta tesi doctoral versa sobre el processament digital de la veu cantada, més concretament, sobre l'anàlisi, transformació i síntesi d'aquets tipus de veu en el domini espectral, amb especial èmfasi en aquelles tècniques rellevants per al desenvolupament d'aplicacions musicals.La tesi presenta nous procediments i formulacions per a la descripció i transformació d'aquells atributs específicament vocals de la veu cantada. La tesis inclou, entre d'altres, algorismes per l'anàlisi i la generació de desordres vocals como ara rugositat, ronquera, o veu aspirada, detecció i modificació de la freqüència fonamental de la veu, detecció de nasalitat, conversió de veu cantada a melodia, detecció de cops de veu, mutació de veu cantada, i transformació de veu a instrument; exemplificant alguns d'aquests algorismes en aplicacions concretes. / Esta tesis doctoral versa sobre el procesado digital de la voz cantada, más concretamente, sobre el análisis, transformación y síntesis de este tipo de voz basándose e dominio espectral, con especial énfasis en aquellas técnicas relevantes para el desarrollo de aplicaciones musicales.La tesis presenta nuevos procedimientos y formulaciones para la descripción y transformación de aquellos atributos específicamente vocales de la voz cantada. La tesis incluye, entre otros, algoritmos para el análisis y la generación de desórdenes vocales como rugosidad, ronquera, o voz aspirada, detección y modificación de la frecuencia fundamental de la voz, detección de nasalidad, conversión de voz cantada a melodía, detección de los golpes de voz, mutación de voz cantada, y transformación de voz a instrumento; ejemplificando algunos de éstos en aplicaciones concretas. / This dissertation is centered on the digital processing of the singing voice, more concretely on the analysis, transformation and synthesis of this type of voice in the spectral domain, with special emphasis on those techniques relevant for music applications. The thesis presents new formulations and procedures for both describing and transforming those attributes of the singing voice that can be regarded as voice specific. The thesis includes, among others, algorithms for rough and growl analysis and transformation, breathiness estimation and emulation, pitch detection and modification, nasality identification, voice to melody conversion, voice beat onset detection, singing voice morphing, and voice to instrument transformation; being some of them exemplified with concrete applications.