Tesis por compendio / [ES] La era actual se caracteriza por una creciente población envejecida debido al aumento de la esperanza de vida y a una tasa de natalidad en declive. Este cambio demográfico conlleva un aumento de las discapacidades, lo que enfatiza la importancia del envejecimiento saludable y la capacidad funcional. En respuesta a estos desafíos, se están explorando metodologías de asistencia innovadoras, particularmente en la integración de la interacción física humano-robot. Los Robots Paralelos (PRs) son cadenas cinemáticas cerradas que exhiben ventajas para la rehabilitación de extremidades humanas, gracias a su rigidez, precisión y robustez. Sin embargo, su modelado complejo y la presencia de singularidades dentro del espacio de trabajo plantean un desafío para garantizar una interacción segura y efectiva. Este documento propone una colección de nuevos algoritmos de control utilizando un PR que cubren un amplio espectro de aplicaciones dentro del contexto de la robótica asistencial, que van desde el entrenamiento pasivo (en el que el usuario no genera los movimientos, por lo que se induce un esfuerzo mínimo o nulo) hasta ejercicios activos (que requieren contracciones musculares voluntarias del paciente) y aumento de potencia. El primer algoritmo aborda el desafío del seguimiento de trayectorias con un controlador basado en modelos con intercambio de fuerzas entre el humano y el robot en ausencia de un sensor de fuerza. Al incluir un mecanismo para estimar esta fuerza de interacción en línea utilizando Mínimos Cuadrados (LS) dentro del modelo, se proporciona información valiosa para terapeutas u otros algoritmos, y reduce continuamente los errores de seguimiento corrigiendo el modelo dinámico en línea. En situaciones de entrenamiento activo, los controladores basados en fuerza son esenciales para responder a las interacciones. La tesis incorpora un control de admitancia con un sensor de fuerza. A pesar de los beneficios de esta interacción, existen riesgos asociados con la modificación de las trayectorias del robot por parte del humano, debido a la presencia de singularidades dentro del espacio de trabajo que se deben evitar para garantizar la seguridad del paciente. Se utilizan las Primitivas de Movimiento Dinámico (DMP) para codificar la trayectoria inicial, que puede modificarse con términos de acoplamiento para lograr ambos objetivos de control de admitancia y evasión de singularidades simultáneamente. En las primeras etapas de la rehabilitación, los pacientes pueden carecer de habilidades motoras debido a una lesión, por lo que se deben emplear ejercicios pasivos. Esta investigación propone un mecanismo inteligente para ejercicios pasivos que permite a los usuarios regresar a posiciones seguras previas y reanudar el ejercicio de manera autónoma. La inversión de trayectoria se logra con las Primitivas de Movimiento Dinámico Reversibles (RDMP). El enfoque implica codificar el comportamiento esperado utilizando datos de la extremidad sana análoga y revertir la trayectoria cuando el miembro lesionado se desvía de los patrones, bajo el paradigma de Aprendizaje por Imitación. Por último, los modelos musculoesqueléticos desempeñan un papel crucial en la estimación de las fuerzas musculares del usuario, siendo de gran utilidad integrados en controladores en el espacio muscular. Estos controladores pueden aplicarse tanto en contextos de aumento de potencia como de rehabilitación. En el aumento de potencia, el concepto de manipulabilidad describe la capacidad del humano para ejercer fuerzas en cualquier dirección. Lograr una manipulabilidad isotrópica es deseable para mantener una activación muscular constante, y este estudio investiga su representación mediante un concepto novedoso llamado envolvente de fuerza. Además, esta investigación explora el uso de controladores musculares en entornos de asistencia o rehabilitación, mediante un controlador en bucle cerrado diseñado para inducir fuerzas de tensión específicas en los músculos. / [CA] L'era actual es caracteritza per una creixent població envellida a causa de l'augment de l'esperança de vida i una taxa de natalitat en declivi. Aquest canvi demogràfic comporta un augment de les discapacitats, la qual cosa destaca la importància de l'envelliment saludable i la capacitat funcional. En resposta a aquests reptes, s'estan explorant metodologies d'assistència innovadores, particularment en la integració de la interacció física humà-robot. Els Robots Paral·lels (PRs) són cadenes cinemàtiques tancades que exhibeixen avantatges per a la rehabilitació d'extremitats humanes, gràcies a la seua rigidesa, precisió i robustesa. No obstant això, el seu modelatge complex i la presència de singularitats dins de l'espai de treball planteja un desafiament per a garantir una interacció segura i efectiva. Aquest document proposa una col·lecció de nous algoritmes de control utilitzant un PR que cobreixen un ampli espectre d'aplicacions dins del context de la robòtica assistencial, que van des de l'entrenament passiu (en el qual l'usuari no genera els moviments, per la qual cosa s'indueix un esforç mínim o nul) fins a exercicis actius (que requereixen contraccions musculars voluntàries del pacient) i augment de potència. El primer algoritme aborda el desafiament del seguiment de trajectòries amb un controlador basat en models amb intercanvi de forces entre l'ésser humà i el robot en absència d'un sensor de força. En incloure un mecanisme per estimar aquesta força d'interacció en línia utilitzant Mínims Quadrats (LS) dins del model, es proporciona informació valuosa per a terapeutes o altres algoritmes, i redueix contínuament els errors de seguiment corregint el model dinàmic en línia. En situacions d'entrenament actiu, els controladors basats en força són essencials per respondre adequadament a les interaccions. La tesi incorpora un control d'admitància amb un sensor de força. Malgrat els beneficis d'aquesta interacció, existeixen riscos associats amb la modificació de les trajectòries del robot per part de l'ésser humà, degut a la presència de singularitats dins de l'espai de treball que s'han de evitar per garantir la seguretat del pacient. Les Primitives de Moviment Dinàmic (DMP) s'utilitzen per a codificar la trajectòria inicial, que es pot modificar amb termes d'acoblament per aconseguir ambdós objectius de control d'admitància i evitar les singularitats simultàniament. En les primeres etapes de la rehabilitació, els pacients poden mancar d'habilitats motrius a causa d'una lesió, per la qual cosa s'han d'emplear exercicis passius. Aquesta investigació proposa un mecanisme intel·ligent per a exercicis passius que permet als usuaris tornar a posicions segures prèvies i reprendre l'exercici de manera autònoma. La inversió de trajectòria s'aconsegueix amb les Primitives de Moviment Dinàmic Reversibles (RDMP). L'enfocament implica codificar el comportament esperat utilitzant dades de l'extremitat sana anàloga i revertir la trajectòria quan el membre lesionat es desvia dels patrons, sota el paradigma d'Aprenentatge per Imitació. Finalment, els models musculoesquelètics juguen un paper crucial en l'estimació de les forces musculars de l'usuari, sent de gran utilitat integrats en controladors en l'espai muscular. Aquests controladors es poden aplicar tant en contextos d'augment de potència com de rehabilitació. En l'augment de potència, el concepte de manipulabilitat descriu la capacitat de l'ésser humà per exercir forces en qualsevol direcció. Aconseguir una manipulabilitat isotròpica és desitjable per mantenir una activació muscular constant, i aquest estudi investiga la seua representación mitjançant un concepte innovador anomenat envolvent de força. A més, aquesta investigació explora l'ús de controladors musculars en entorns d'assistència o rehabilitació, mitjançant un controlador en bucle tancat dissenyat per induir forces de tensió específiques en els músculs. / [EN] The current era is characterized by a growing elderly population due to increased life expectancy and a declining birth rate. This demographic shift leads to a rise in disabilities, emphasizing the importance of healthy aging and functional ability. In response to these challenges, innovative assistive methodologies are being explored, particularly in the integration into physical human-robot interaction. Parallel Robots (PRs) are closed kinematic chains that exhibit unique advantages for human limb rehabilitation, thanks to their stiffness, accuracy, and robustness. However, their complex modeling and the presence of singularities within the workspace pose a challenge to ensure safe and effective interaction. This document proposes a collection of novel control algorithms using a PR to cover a wide spectrum of applications within the context of assistive robotics, ranging from passive training (in which the user does not generate the movements, so minimal to no effort is induced) to active exercises (requiring the patient's voluntary muscle contractions) and power augmentation. The first algorithm addresses the challenge of trajectory tracking with a model-based controller with force exchange between the human and the robot in the absence of a force sensor. By including a mechanism to estimate this interaction force online using Least Squares (LS) within the model, the algorithm provides valuable insight for therapists or other algorithms and continuously reduces tracking errors by correcting the dynamic model online. In active training scenarios, force-based controllers are essential to respond appropriately to interactions. The thesis incorporates an admittance controller with a force sensor. Despite the benefits of this interaction, there are risks associated with human modification of robot trajectories due to the presence of singularities within the workspace that must be avoided to ensure the patient's safety. Dynamic Movement Primitives (DMP) are employed to encode the initial trajectory, which can be modified with coupling terms to achieve both objectives of admittance control and singularity avoidance simultaneously. In the early stages of rehabilitation, patients may lack full motor skills due to the injury, so passive exercises should be employed. This research proposes an intelligent mechanism for passive exercises that allows users to return to previous safe positions and resume the exercise in a self-paced manner. The trajectory reversal is achieved with Reversible Dynamic Movement Primitives (RDMP). The approach involves encoding the expected behavior using data from the analogous healthy limb and reversing the trajectory when the injured limb deviates from the established statistical patterns. This approach aligns with the paradigm of Imitation Learning. Finally, musculoskeletal models play a crucial role in estimating the user's muscle forces, offering significant utility when integrated in controllers operating in muscular space. These controllers can be applied in both power augmentation and rehabilitation contexts. In power augmentation, the concept of manipulability describes the human's ability to exert forces in any direction. Achieving isotropic manipulability is desirable to maintain constant muscular activation, and this study investigates its representation with a novel concept called a force envelope. Furthermore, this research explores the use of muscle-targeted controllers in assistance or rehabilitation settings, by means of a closed-loop controller designed to induce specific tension forces in muscles. / This research was funded in part by Fondo Europeo de Desarrollo Regional (PID2021-125694OB-I00), and in part by Vicerrectorado de Investigación de la Universitat Politècnica de València (PAID-11-21). The author received a scholarship from Ministerio de Universidades, Gobierno de España, under grant Ayudas para la Formación de Profesorado Universitario (FPU18/05105). The author’s research stay at Jožef Stefan Institute was funded partly by Vicer- rectorado de Investigación de la Universitat Politècnica de València (PAID-11- 21), and partly by Erasmus+ Student Mobility for Traineeship 2020. / Escarabajal Sánchez, RJ. (2024). Design and Implementation of Model-Based and Learning Control for Rehabilitation Parallel Robots: Advancements and Performance Evaluation [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214345 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] Aproximadamente 57 millones de adultos sufren insuficiencia cardíaca en todo el mundo y el trasplante cardíaco sigue siendo el tratamiento de referencia, en ausencia de contraindicaciones, en pacientes con insuficiencia cardíaca avanzada. A pesar de las mejoras en el tratamiento inmunosupresor, uno de los principales eventos tras el trasplante es el rechazo agudo (rechazo celular agudo (RCA) y el rechazo mediado por anticuerpos (RMA). La biopsia endomiocárdica (BEM) es la técnica estándar para monitorizar el rechazo, pero presenta importantes limitaciones, como su carácter invasivo. Por lo tanto, la identificación de métodos no invasivos para reducir o eliminar la BEM es un campo de estudio abierto. La biopsia líquida es una alternativa potencial menos invasiva debido a su capacidad para reflejar los cambios fisiopatológicos producidos en los órganos durante un evento. Los enfoques ómicos han permitido el descubrimiento de moléculas libres circulantes en sangre como biomarcadores de enfermedad, destacando el potencial de los ARNs por su papel en procesos inflamatorios, especificidad tisular y estabilidad en fluidos biológicos. Por ello, esta Tesis Doctoral se ha centrado en identificar ARNs libres circulantes alterados en el torrente sanguíneo tras un trasplante de corazón desde un enfoque transcriptómico y estudiar la capacidad diagnóstica para su uso como biomarcadores de rechazo cardíaco (RCA [no rechazo (0R), leve (1R) y moderado-grave (≥2R)] y RMA [no rechazo (pRMA0) y rechazo histopatológico e inmunopatológico (pRMA2)]). Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral mostraron una desregulación en varios biotipos de ARNs libres circulantes tras el trasplante cardíaco en condiciones de rechazo. Observamos alteraciones en genes relacionados con el sarcómero; y el gen que codifica la alfa-actina cardiaca (ACTC1) mostró la mejor capacidad diagnóstica (≥2R área bajo la curva (AUC)=1,000, p<0,0001). Además, determinamos los niveles de la proteína ACTC1 en una cohorte mayor de pacientes, corroborando los hallazgos previos (AUC=0,702, p<0,05). Además, identificamos varios miARNs alterados en el suero de pacientes con RCA, concretamente miR-144-3p mostró los mejores resultados. En la fase de validación tuvo una capacidad diagnóstica excelente para el rechazo ≥2R (AUC=0,801, p<0,0001); sin embargo, su capacidad para detectar el rechazo 1R fue limitada (AUC=0,631, p<0,01). Así pues, analizamos y validamos la combinación de miR-144-3p y miR-652-3p, otro miARN identificado en la fase de descubrimiento. La combinación mejoró el poder diagnóstico (≥2R AUC=0,892, p<0,0001; 1R AUC=0,794, p<0,0001). Además, analizamos por primera vez la presencia en suero de otros biotipos de ARNs no codificantes tras un trasplante cardíaco. En concreto, identificamos 5 lncARNs (AC008105.3, AC006525.1, AC011455.8, AL359220.1, y AC025279.1) con capacidad diagnóstica excelente para la detección de los grados ≥2R (AUC de 0,850 a 1,000) y 1R (AUC de 0,750 a 0,854). Por otro lado, identificamos 7 piARNs (piR-169894, piR-181318, piR-1981088, piR-2479902, piR-380748, piR-398377 y piR-401292) con un perfil de expresión coincidente en suero y BEM. A continuación, validamos la combinación de estos piARNs en una cohorte mayor independiente (≥2R AUC=0,819, p<0,0001; 1R AUC=0,721, p=0,001). Además, nuestro panel de piARNs mostró un excelente poder diagnóstico de RMA (AUC=0,967, p<0,0001). Nuestros resultados demuestran la existencia de alteraciones en la expresión de ARNs libres circulantes (mARN, miARN, lncARN y piARN) en pacientes con rechazo cardíaco tras un trasplante, demostrando además una potente capacidad diagnóstica para los diferentes grados de RCA, incluso para el grado de rechazo leve. Además, una adecuada combinación de ARNs libres circulantes muestra mayor precisión para el diagnóstico del RCA que la detección individual de cada molécula, mostrando una excelente capacidad de diagnóstico del RMA y permitiendo monitorizar la respuesta al tratamiento. / [CA] Aproximadament 57 milions d'adults patixen insuficiència cardíaca a tot el món i el trasplantament cardíac continua sent el tractament de referència en absència de contraindicacions en pacients amb insuficiència cardíaca avançada. Malgrat les millores en el tractament immunosupressor, un dels principals esdeveniments després del trasplantament és el rebuig agut (rebuig cel·lular agut (RCA) i rebuig mediat per anticossos (RMA)). La biòpsia endomiocàrdica (BEM) és la tècnica estàndard per a monitorar el rebuig agut. No obstant això, la BEM presenta importants limitacions, com el seu caràcter invasiu. Per tant, la identificació de mètodes no invasius per a reduir o eliminar la BEM és un camp d'estudi obert. La biòpsia líquida és una alternativa potencial per a substituir a la BEM a causa de la seua capacitat per a reflectir els canvis fisiopatològics produïts en els òrgans durant un rebuig. Els enfocaments òmics han permés el descobriment de molècules lliures circulants en el torrent sanguini com biomarcadors de malaltia, destacant el potencial dels ARNs pel seu paper en processos inflamatoris, especificitat tissular i estabilitat en fluids biològics. Per això, esta Tesi Doctoral s'ha centrat en identificar ARNs lliures circulants alterats en sang després d'un trasplantament de cor des d'un enfocament transcriptòmic i estudiar la capacitat diagnòstica per al seu ús com biomarcadors de rebuig cardíac (RCA [no rebuig (0R), lleu (1R) i moderat-greu (≥2R)] i RMA [no rebuig (pRMA0) i rebuig histopatològic i immunopatològic (pRMA2)]). Els resultats obtinguts en esta Tesi Doctoral van mostrar desregulació en diversos biotips d'ARN lliures circulants després del trasplantament cardíac en condicions de rebuig. Observem alteracions en gens relacionats amb el sarcòmer; i el gen que codifica l'alfa-actina cardíaca (ACTC1) va mostrar la millor capacitat diagnòstica (≥2R: àrea baix la corba (AUC)=1,000, p<0,0001). A més, determinàrem els nivells de proteïna ACTC1 en una cohort major de pacients, corroborant les troballes prèvies (AUC=0,702, p<0,05). A més, identificàrem alguns miARNs alterats en el sèrum de pacients amb RCA, concretament miR-144-3p va mostrar els millors resultats. En la fase de validació va tindre una capacitat diagnòstica excel·lent per al rebuig ≥2R (AUC=0,801, p<0,0001); no obstant això, la seua capacitat per a detectar el rebuig 1R va ser limitada (AUC=0,631, p<0,01). Així doncs, analitzàrem i validàrem la combinació de miR-144-3p i miR-652-3p, un altre miARN identificat en la fase de descobriment. La combinació va millorar el poder diagnòstic (≥2R AUC=0,892, p<0,0001 i 1R AUC=0,794, p<0,0001). A més, analitzem per primera vegada la presència en sèrum d'altres biotips de ARN no codificant després d'un trasplantament cardíac. En concret, identificàrem 5 lncARNs (AC008105.3, AC006525.1, AC011455.8, AL359220.1, i AC025279.1) amb capacitat diagnòstica excel·lent per a la detecció de graus ≥2R (AUC de 0,850 a 1,000) i 1R (AUC de 0,750 a 0,854). D'altra banda, identificàrem 7 piARNs (piR-169894, piR-181318, piR-1981088, piR-2479902, piR-380748, piR-398377, i piR-401292) amb un perfil d'expressió coincident en sèrum i BEM. A continuació, validàrem la combinació d'estos piARNs en una major cohort independent (≥2R AUC=0,819, p<0,0001 i 1R AUC=0,721, p=0,001). A més, el nostre panell de piARN va mostrar un excel·lent poder diagnòstic de RMA (AUC=0,967, p<0,0001). Els nostres resultats demostren l'existència d'alteracions en l'expressió de ARNs lliures circulants (mARN, miARN, lncARN i piARN) en pacients amb rebuig cardíac després d'un trasplantament, demostrant a més una potent capacitat diagnòstica per als diferents graus de RCA, fins i tot per al grau de rebuig lleu. A més, una adequada combinació de ARNs lliures circulants mostra major precisió per al diagnòstic del RCA que la detecció individual de cada molècula, mostrant també una excel·lent capacitat de diagnòstic del RMA i permetent monitorar la resposta al tractament. / [EN] Approximately 57 million adults globally suffer heart failure and heart transplantation remains the gold standard therapy, in the absence of contraindications, in advanced heart failure patients. Despite improvements in immunosuppressive treatment one of the main events after transplant is acute rejection (acute cellular rejection (ACR) and antibody-mediated rejection (AMR)). Endomyocardial biopsy (EMB) is the standard technique for monitoring acute rejection, but EMB presents important limitations such as its invasive nature. Therefore, the identification of non-invasive methods to reduce or eliminate surveillance EMB is an important and necessary open field of study. Liquid biopsy is a potential alternative to replace EMB due to its less invasive nature and capability to reflect pathophysiological changes produced in organs during an event. The omics approaches have allowed the discovery of free molecules circulating in the bloodstream as biomarkers of disease, highlighting the potential of RNAs for their role in inflammatory processes, tissue specificity and stability in biological fluids. Therefore, this Doctoral Thesis have focused on identifying altered circulating cell-free mRNAs, miRNAs, lncRNAs, and piRNAs in the bloodstream after heart transplantation from a transcriptomic approach and studying the diagnostic capacity for its use as biomarkers of cardiac rejection (ACR [non-rejection (0R), mild (1R) and moderate-severe (≥2R)], and AMR [non-rejection (pAMR0) and histopathologic and immunopathologic rejection (pAMR2)]). The results obtained in this Doctoral Thesis showed deregulation in several biotypes of cell-free RNAs after heart transplantation in rejection conditions. We observed alterations in genes related to the sarcomere; and the gene that encodes cardiac alpha-actin (ACTC1) showed the best diagnostic capacity (grade ≥2R: AUC=1.000, p<0.0001). Furthermore, we determined ACTC1 protein levels in a larger cohort of patients, corroborating previous findings (AUC=0.702, p<0.05). Moreover, we identified several miRNAs altered in the serum of patients with ACR, specifically miR-144-3p showed the best results. In the validation phase it had excellent diagnostic capacity for moderate-severe rejection (AUC=0.801 p<0.0001); however, its ability to detect mild rejection was limited (AUC=0.631, p<0.01). Thus, we analysed and validated the combination of miR-144-3p and miR-652-3p, another miRNA identified in the discovery phase. The combination improved diagnostic power for moderate-severe rejection (AUC=0.892, p<0.0001) and mild (AUC =0.794, p<0.0001) rejection. Furthermore, we analysed for the first time the presence in serum of other biotypes of ncRNA (lncRNA and piRNA) after heart transplantation. Specifically, we identified 5 lncRNAs (AC008105.3, AC006525.1, AC011455.8, AL359220.1, and AC025279.1) with excellent diagnostic capacity for detection of ≥2R (AUC of 0.850 to 1.000) and 1R (AUC of 0.750 to 0.854) grades. On the other hand, we identified 7 piRNAs (piR-169894, piR-181318, piR-1981088, piR-2479902, piR-380748, piR-398377, and piR-401292) with a coincident expression profile in serum and EMB. Next, we validated the combination of these piRNAs in a large independent cohort (grade ≥2R: AUC=0.819, p<0.0001 and grade 1R: AUC=0.721, p=0.001). Additionally, our piRNA panel showed excellent diagnostic power for AMR (pAMR2: AUC=0.967, p<0.0001). Our results demonstrate the existence of alterations in the expression of circulating free RNAs (mRNA, miRNA, lncRNA and piRNA) in patients with cardiac rejection after transplantation, also demonstrating a powerful diagnostic capacity for different grades of ACR, even for the grade of mild rejection. Besides, an appropriate combination of circulating free RNAs shows greater precision for the diagnosis of ACR than the single detection of each molecule, showing excellent AMR capacity diagnosis and allowing monitoring of the response to treatment. / This work was supported by the National Institute of Health “Fondo de Investigaciones Sanitarias del Instituto de Salud Carlos III” (Projects: PI17/01232, PI20/01469, PI20/00071, CP18/00145 and PMPTA22/00184) co-funded by European Union; Miguel Servet contracts: CP21/00041, CP18/00145 cofunded by European Union, European Social Fund (ESF) “The ESF invests in your future” co-funded by European Union; “Consorcio Centro de Investigación Biomédica en Red” [CIBERCV, under Grant CB16/11/00261]; Ministry of Science and Innovation (MCIN, 10.13039/501100011033) and State Investigation Agency (AEI) (Project CNS2022-135769) co-funded by European Union “Next Generation EU” and the European Recovery, Transformation and Resilience Plan (PRTR); Conselleria de educación, universidades y empleo (Project kuuy8uio, contract CIACIF/2022/429). / Pérez Carrillo, L. (2024). Identification of New Circulating Biomarkers for the Characterization and Non-Invasive Diagnosis of Cardiac Rejection [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214192 / Compendio

[ES] El metabolismo del fosfato (Pi) es crucial para todos los organismos vivos, tanto en términos energéticos como de biosíntesis. En bacterias lácticas (BAL), como Lacticaseibacillus paracasei, este proceso podría estar vinculado a algunas de sus funciones probióticas, como la retención de metales tóxicos como el arsénico y la síntesis de polifosfato (poli-P), crucial para la homeostasis intestinal. En distintos lactobacilos se han identificado genes (pstSCAB) que codifican un transportador ABC específico de Pi probablemente responsable de acumular arsenato [As(V)], un análogo estructural del Pi. Estos genes se encuentran adyacentes a un sistema de dos componentes (TCS) phoP-phoR, que regula el metabolismo del Pi en otras bacterias. Además, la enzima poli-P quinasa (Ppk) sintetiza poli-P, mientras que su degradación es realizada por la exopolifosfatasa (Ppx). En Lc. paracasei BL23, el gen que codifica Ppk está agrupado con dos genes exopolifosfatasa cuya función no ha sido explorada. El objetivo principal de esta tesis fue estudiar cómo el metabolismo del Pi y su regulación en lactobacilos afectan la captación de As(V) y la producción de poli-P. Se evaluó el papel del transportador PstSCAB y el TCS PhoPR de lactobacilos en la incorporación de especies inorgánicas de As. Se construyeron mutantes de los genes pstC del transportador PstSCAB, del gen regulador del transporte de Pi phoU y del gen phoP del TCS PhoPR en las cepas Lactiplantibacillus plantarum Lpp+ y WCFS1. Además, se construyeron mutantes en estos genes en nuestra bacteria modelo del laboratorio, Lc. paracasei BL23, incluyendo un mutante en el gen phoR del TCS PhoPR. Se estudió su capacidad de incorporación de As y de crecimiento. Nuestros resultados demostraron que el As(V) probablemente es captado por el sistema de transporte PstSCAB en L. plantarum. También se demostró que la cepa de Lc. paracasei que carece de phoP mostró una mayor resistencia a As(III). La inesperada resistencia a As(III) en la cepa ¿phoP de Lc. paracasei BL23 motivó la caracterización del regulador transcripcional PhoP. Se realizó un análisis transcriptómico comparativo entre la cepa silvestre y el mutante ¿phoP, mostrando cambios significativos en el transcriptoma. Uno de los hallazgos más destacados fue la disminución en la expresión del gen ackA (acetato quinasa). Esto nos llevó a construir un mutante en este gen, el cual presentó el mismo fenotipo de resistencia a As(III) que la cepa ¿phoP, evidenciando que el déficit en la expresión de la acetato quinasa causante de esta resistencia. Por otro lado, para explorar los mecanismos implicados en la síntesis y degradación de poli-P en lactobacilos, especialmente las funciones de los genes que codifican las exopolifosfatasas Ppx1 y Ppx2 en Lc. paracasei BL23, se obtuvieron mutantes en sus respectivos genes y se estudió su impacto en la síntesis de poli-P. Se observó un fenotipo inesperado en la falta de Ppx1, que presentó una ausencia total de síntesis de poli-P. Así, Ppx1 es necesaria para la producción in vivo de poli-P. Los análisis catalíticos de Ppk, Ppx1 y Ppx2 y el estudio de las secuencias proteicas sugieren que Ppx1 podría no actuar como exopolifosfatasa. Además, una mutación en el residuo conservado Glu-112 en Ppx1 incrementó la síntesis de poli-P, indicando un papel regulador o catalítico. Finalmente, se demostró que la transición a la fase estacionaria y la limitación de nutrientes desencadenan la acumulación de poli-P. Se evaluó cómo la variación en los niveles de poli-P afecta la supervivencia bacteriana durante esta fase. Un mutante en ppk2 (otra Ppk en Lc. paracasei BL23) mostró menor supervivencia en fase estacionaria, resaltando su papel en el metabolismo de poli-P. En conjunto, estos hallazgos profundizan en la comprensión del metabolismo del Pi y del poli-P en Lc. paracasei BL23, con posibles implicaciones en aplicaciones probióticas, especialmente en el contexto de la resistencia a metales tóxicos y la homeostasis intestinal. / [CA] El metabolisme del fosfat (Pi) és fonamental per a tots els éssers vius, tant en termes energètics com de biosíntesi. En bacteris làctics (BAL), com Lacticaseibacillus paracasei, aquest procés està vinculat a diverses funcions probiòtiques, com la retenció de metalls tòxics com l'arsènic i la síntesi de polifosfat (poli-P), essencial per a la homeòstasi intestinal. En diversos lactobacils s'han identificat gens (pstSCAB) que codifiquen un transportador ABC específic de Pi, probablement responsable de l'acumulació d'arsènat [As(V)], un anàleg estructural del Pi. Aquests gens estan adjacents a un sistema de dos components (TCS) phoP-phoR, que regula el metabolisme de Pi en altres bacteris. L'enzim polifosfat quinasa (Ppk) sintetitza poli-P, mentre que la seva degradació es fa per l'exopolifosfatasa (Ppx). En Lc. paracasei BL23, el gen que codifica Ppk està agrupat amb dos gens exopolifosfatasa, la funció dels quals no s'ha explorat fins ara. L'objectiu principal d'aquesta tesi va ser estudiar com el metabolisme de Pi i la seva regulació en lactobacils afecten l'absorció d'As(V) i la producció de poli-P. Es va avaluar el paper del transportador PstSCAB i del TCS PhoPR en lactobacils en la captació d'espècies inorgàniques d'As. Es van construir mutacions en els gens pstC del transportador PstSCAB, en el gen regulador phoU del transport de Pi i en el gen phoP del TCS PhoPR en les soques Lactiplantibacillus plantarum Lpp+ i WCFS1. També es van construir mutacions en aquests gens en Lc. paracasei BL23, incloent-hi una mutació en el gen phoR del TCS PhoPR. Es va estudiar la capacitat d'incorporació d'As i el creixement de les soques mutants. Els resultats van mostrar que l'As(V) és probablement captat pel sistema de transport PstSCAB en L. plantarum. També es va demostrar que la soca Lc. paracasei sense phoP va presentar major resistència a l'As(III), un resultat inesperat que va motivar la caracterització del regulador transcripcional PhoP. La resistència a l'As(III) en la soca ¿phoP de Lc. paracasei BL23 va portar a un anàlisi transcriptòmic comparatiu entre la soca salvatge i el mutant ¿phoP. Es va observar una disminució en l'expressió del gen ackA (acetat quinasa), un enzim involucrat en la metabolització d'acetat. Un mutant en aquest gen va mostrar un fenotip de resistència a l'As(III), indicant que el dèficit d'acetat quinasa és responsable de la resistència. Es va explorar també la síntesi i degradació de poli-P en lactobacils, especialment el paper dels gens que codifiquen les exopolifosfatases Ppx1 i Ppx2 en Lc. paracasei BL23. Es van construir mutants en aquests gens i es va estudiar el seu impacte en la síntesi de poli-P. Es va observar que la manca de Ppx1 impedia la síntesi de poli-P, demostrant que Ppx1 és essencial per a la producció in vivo de poli-P. A més, una mutació en el residu conservat Glu-112 en Ppx1 va augmentar la síntesi de poli-P, suggerint un possible paper regulador o catalític de Ppx1. Finalment, es va demostrar que la transició a la fase estacionària i la limitació de nutrients desencadenen l'acumulació de poli-P. Un mutant en ppk2 (una altra polifosfat quinasa en Lc. paracasei BL23) va mostrar menor supervivència en la fase estacionària, destacant el paper de Ppk2 en el metabolisme de poli-P. En resum, aquests resultats contribueixen a una millor comprensió del metabolisme de Pi i poli-P en Lc. paracasei BL23, amb implicacions per a aplicacions probiótiques, especialment en resistència a metalls tòxics i la regulació de la homeòstasi intestinal. / [EN] Phosphate (Pi) metabolism is crucial for all living organisms, both in terms of energy and biosynthesis. In lactic acid bacteria (LAB), such as Lacticaseibacillus paracasei, this process could be linked to some of their probiotic functions, such as the retention of toxic metals like arsenic and the synthesis of polyphosphate (poly-P), which is critical for intestinal homeostasis. In various lactobacilli, genes (pstSCAB) encoding an ABC transporter specific for Pi have been identified. This transporter is likely responsible for accumulating arsenate [As(V)], a structural analog of Pi. These genes are adjacent to a two-component system (TCS) phoP-phoR, which regulates Pi metabolism in other bacteria. Additionally, the enzyme poly-P kinase (Ppk) synthesizes poly-P, while its degradation is carried out by exopolyphosphatase (Ppx). In Lc. paracasei BL23, the gene encoding Ppk is clustered with two exopolyphosphatase genes whose function has not yet been explored. The main objective of this thesis was to study how Pi metabolism and its regulation in lactobacilli affect the uptake of As(V) and poly-P production. The role of the PstSCAB transporter and the PhoPR TCS in lactobacilli in the incorporation of inorganic As species was evaluated. Mutants were constructed for the pstC genes of the PstSCAB transporter, the phoU gene (regulator of Pi transport), and the phoP gene of the PhoPR TCS in Lactiplantibacillus plantarum strains Lpp+ and WCFS1. Additionally, mutants for these genes were generated in our laboratory model bacterium, Lc. paracasei BL23, including a mutant in the phoR gene of the PhoPR TCS. Their capacity for As uptake and growth was studied. Our results showed that As(V) is likely taken up by the PstSCAB transport system in L. plantarum. It was also demonstrated that the Lc. paracasei strain lacking phoP exhibited greater resistance to As(III). The unexpected resistance to As(III) in the ¿phoP strain of Lc. paracasei BL23 prompted further characterization of the transcriptional regulator PhoP. A comparative transcriptomic analysis was performed between the wild-type strain and the ¿phoP mutant, revealing significant changes in the transcriptome. One of the most notable findings was the decreased expression of the ackA gene (acetate kinase). This led to the construction of a mutant for this gene, which exhibited the same As(III) resistance phenotype as the ¿phoP strain, demonstrating that reduced acetate kinase expression is the cause of this resistance. On the other hand, to explore the mechanisms involved in poly-P synthesis and degradation in lactobacilli, particularly the roles of the genes encoding the exopolyphosphatases Ppx1 and Ppx2 in Lc. paracasei BL23, mutants were generated in their respective genes, and their impact on poly-P synthesis was studied. An unexpected phenotype was observed in the absence of Ppx1, which showed a total lack of poly-P synthesis. Thus, Ppx1 is essential for in vivo poly-P production. Catalytic analyses of Ppk, Ppx1, and Ppx2, along with protein sequence studies, suggest that Ppx1 might not act as an exopolyphosphatase. Furthermore, a mutation in the conserved residue Glu-112 in Ppx1 increased poly-P synthesis, indicating a regulatory or catalytic role. Finally, it was demonstrated that the transition to the stationary phase and nutrient limitation trigger poly-P accumulation. The impact of varying poly-P levels on bacterial survival during this phase was evaluated. A mutant in ppk2 (another Ppk in Lc. paracasei BL23) showed reduced survival in the stationary phase, highlighting its role in poly-P metabolism. Altogether, these findings enhance the understanding of Pi and poly-P metabolism in Lc. paracasei BL23, with potential implications for probiotic applications, particularly in the context of resistance to toxic metals and intestinal homeostasis. / Corrales Benedetti, D. (2024). Metabolismo del fosfato en bacterias lácticas y su implicación en la funcionalidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214030

[ES] China y España, dos países con una gran influencia a nivel mundial, han estrechado sus lazos en diversos ámbitos en los últimos años. Esta creciente interconexión ha planteado nuevas exigencias a la enseñanza del chino mandarín y del español como lenguas extranjeras. En este contexto, el desarrollo de la pragmática ha abierto nuevas posibilidades para la enseñanza de lenguas. El presente estudio, desde una perspectiva pragmática, se centra en el análisis del uso de las estrategias de rechazo en el chino mandarín y el español peninsular. El rechazo, un acto de habla inherentemente amenazante, puede expresarse mediante diversas estrategias para minimizar sus efectos negativos. Dado que China y España poseen contextos culturales distintos, estas diferencias influyen en la elección de las estrategias de rechazo. Reconocer estas diferencias puede ayudar a los aprendices de lenguas extranjeras a comunicarse de manera más efectiva en entornos laborales y sociales en el extranjero. Este estudio analiza las similitudes y diferencias en el uso de las estrategias de rechazo en el discurso oral de ambas lenguas. Asimismo, se examina el impacto de variables en la elección de estas estrategias en diferentes contextos, como la distancia social, el poder relativo, el grado de imposición, el afecto, los actos iniciativos (la acción que provoca el rechazo) y el género del interlocutor. Además, se analizan las posibles diferencias culturales en ciertas expresiones de rechazo. Para llevar a cabo este estudio, se recopilaron expresiones de rechazo a través del análisis de diálogos de series de televisión y encuestas DTC. Estas expresiones se clasificaron utilizando la taxonomía de rechazo propuesta por Beebe et al. (1990). Posteriormente, se realizaron análisis cuantitativos y cualitativos de los datos, empleando técnicas estadísticas como la prueba de chi-cuadrado. Los resultados obtenidos muestran que, en términos de cantidad de estrategias utilizadas, no existen diferencias significativas entre las series de televisión en chino y español. Sin embargo, las encuestas revelaron un mayor uso de estrategias en el chino. Tanto en las series como en las encuestas, las categorías de estrategias más frecuentes son similares en ambas lenguas, aunque con diferentes frecuencias. En general, el español tiende a utilizar estrategias de rechazo más directas en comparación con el chino. En cuanto a los factores que influyen en la elección de las estrategias de rechazo, la presencia o ausencia de la variable afecto tiene un mayor impacto en el chino que en el español. Por otro lado, en el caso de rechazos a "ofrecimientos", las series de televisión en chino muestran una proporción significativamente menor de rechazos directos en comparación con las series españolas. Además, el estudio ha revelado casos en los que las expresiones de rechazo no generan efectos negativos, sino que, por el contrario, contribuyen a preservar la imagen de los interlocutores. / [CA] La Xina i Espanya, dos països amb una gran influència a nivell mundial, han estret els seus llaços en diversos àmbits en els últims anys. Esta creixent interconnexió ha plantejat noves exigències a l'ensenyament del xinés mandarí i de l'espanyol com a llengües estrangeres. En este context, el desenrotllament de la pragmàtica ha obert noves possibilitats per a l'ensenyament de llengües. El present estudi, des d'una perspectiva pragmàtica, se centra en l'anàlisi de l'ús de les estratègies de rebuig en el xinés mandarí i l'espanyol peninsular. El rebuig, un acte de parla inherentment amenaçadora, pot expressar-se mitjançant diverses estratègies per a minimitzar els seus efectes negatius. Atés que la Xina i Espanya posseïxen contextos culturals distints, estes diferències influïxen en l'elecció de les estratègies de rebuig. Reconéixer estes diferències pot ajudar els aprenents de llengües estrangeres a comunicar-se de manera més efectiva en entorns laborals i socials a l'estranger. Este estudi analitza les similituds i diferències en l'ús de les estratègies de rebuig en el discurs oral de totes dues llengües. Així mateix, s'examina l'impacte de variables en l'elecció d'estes estratègies en diferents contextos, com la distància social, el poder relatiu, el grau d'imposició, l'afecte, els actes iniciatius (l'acció que provoca el rebuig) i el gènere de l'interlocutor. A més, s'analitzen les possibles diferències culturals en unes certes expressions de rebuig. Per a dur a terme este estudi, es van recopilar expressions de rebuig a través de l'anàlisi de diàlegs de sèries de televisió i enquestes DTC. Estes expressions es van classificar utilitzant la taxonomia de rebuig proposada per Beebe et al. (1990). Posteriorment, es van realitzar anàlisis quantitatives i qualitatives de les dades, emprant tècniques estadístiques com la prova de chi-quadrat. Els resultats obtinguts mostren que, en termes de quantitat d'estratègies utilitzades, no existixen diferències significatives entre les sèries de televisió en xinés i espanyol. No obstant això, les enquestes van revelar un major ús d'estratègies en el xinés. Tant en les sèries com en les enquestes, les categories d'estratègies més freqüents són similars en totes dues llengües, encara que amb diferents freqüències. En general, l'espanyol tendix a utilitzar estratègies de rebuig més directes en comparació amb el xinés. Quant als factors que influïxen en l'elecció de les estratègies de rebuig, la presència o absència de la variable afecte té un major impacte en el xinés que en l'espanyol. D'altra banda, en el cas de rebutjos a "oferiments", les sèries de televisió en xinés mostren una proporció significativament menor de rebutjos directes en comparació amb les sèries espanyoles. A més, l'estudi ha revelat casos en els quals les expressions de rebuig no generen efectes negatius, sinó que, per contra, contribuïxen a preservar la imatge dels interlocutors. / [EN] As two globally influential countries, China and Spain have seen their ties strengthen across various domains in recent years. This increased interconnectedness has placed new demands on the teaching of Mandarin Chinese and Spanish as foreign languages. Within this context, the field of pragmatics has offered fresh perspectives for language pedagogy. This study, rooted in pragmatics, delves into the usage of refusal strategies in Mandarin Chinese and Peninsular Spanish. Refusal, as an inherently face-threatening speech act, can be expressed through various strategies to mitigate its negative consequences. Given the distinct cultural contexts of China and Spain, these differences inevitably influence the choice of refusal strategies. Recognizing these disparities can aid language learners in communicating more effectively in foreign work and social environments. This study primarily examines the similarities and differences in the use of refusal strategies in the spoken discourse of both languages. Additionally, it explores the impact of variables such as social distance, power relations, degree of imposition, affect, initiating acts, and interlocutor gender on the choice of these refusal strategies in different contexts. Furthermore, the study investigates potential cultural differences in specific refusal expressions. To conduct this study, data was collected from television series dialogues and discourse completion tasks. The collected expressions were categorized using the refusal taxonomy proposed by Beebe et al. (1990). Subsequently, both quantitative and qualitative analyses were performed on the data, employing statistical techniques such as the chi-square test. The findings indicate that, in terms of the quantity of strategies employed, there are no significant differences between Chinese and Spanish television series. However, surveys revealed a higher frequency of strategy use in Chinese. While both series and surveys show similar prevalent strategy categories in both languages, there are variations in their specific frequencies. Overall, Spanish tends to employ more direct refusal strategies compared to Chinese. Regarding the factors influencing the choice of refusal strategies, the presence or absence of affect has a greater impact in Chinese than in Spanish. Moreover, when refusing offers, Chinese television series exhibit a significantly lower proportion of direct refusals compared to Spanish series. Additionally, the study identified instances where expressions of refusal did not produce negative consequences but rather preserved the interlocutors' face. / Zhao, J. (2024). Estudio constrastivo español-mandarín de las estrategias de codificación del acto de habla del rechazo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214022

[ES] Esta tesis doctoral presenta un algoritmo para reconstruir el registro electrocardiográfico (ECG) estándar del sistema de 12 derivaciones utilizando un sistema reducido de derivaciones independientes mediante el uso de modelos de aprendizaje automático, centrándose en su integración en un sistema de monitorización ambulatoria. Los métodos tradicionales de reconstrucción de ECG se basan en enfoques basados en combinaciones lineales, con una exploración limitada de los métodos de evaluación y de las posiciones de los electrodos. Esta tesis evalúa la eficacia de nuevas redes neuronales artificiales y algoritmos basados en fuzzy c-means en comparación con los métodos clásicos de regresión lineal, destacando un rendimiento superior y subrayando la importancia de la explicabilidad del modelo. Se exploran otras mejoras, como comités de expertos y modelos difusos, para aumentar la precisión y la eficacia. La validación clínica realizada en el Hospital Clínico Universitario de València y en el Hospital General Universitario de València demuestran la eficacia del algoritmo en la reconstrucción precisa de derivaciones, facilitando el camino para aplicaciones de monitorización ambulatoria. El estudio también aborda los retos que plantean dispositivos implantables como marcapasos y desfibriladores; un estudio posterior propone una estrategia para eliminar pulsos distorsionados durante la reconstrucción, mejorando la calidad de la señal en cualquier condición. En conjunto, la tesis contribuye al avance de las metodologías de reconstrucción de derivaciones de ECG para mejorar la atención al paciente. / [CA] Aquesta tesi doctoral presenta un algoritme per a reconstruir el registre electrocardiogràfic (ECG) estàndard del sistema de 12 derivacions utilitzant un sistema reduït de derivacions independents mitjançant l'ús de models d'aprenentatge automàtic, centrant-se en la seua integració en un sistema de monitoratge ambulatori. Els mètodes tradicionals de reconstrucció de ECG es basen en enfocaments basats en combinacions lineals, amb una exploració limitada dels mètodes d'avaluació i de les posicions dels elèctrodes. Aquesta tesi avalua l'eficàcia de noves xarxes neuronals artificials i algoritmes basats en fuzzy c-means en comparació amb els mètodes clàssics de regressió lineal, destacant un rendiment superior i subratllant la importància de la explicabilitat del model. S'exploren altres millores, com a comités d'experts i models difusos, per a augmentar la precisió i l'eficàcia. La validació clínica realitzada a l'Hospital Clínic Universitari de València i a l'Hospital General Universitari de València demostren l'eficàcia de l'algoritme en la reconstrucció precisa de derivacions, facilitant el camí per a aplicacions de monitoratge ambulatori. L'estudi també aborda els reptes que plantegen dispositius implantables com a marcapassos i desfibril·ladors; un estudi posterior proposa una estratègia per a eliminar polsos distorsionats durant la reconstrucció, millorant la qualitat del senyal en qualsevol condició. En conjunt, la tesi contribueix a l'avanç de les metodologies de reconstrucció de derivacions de ECG per a millorar l'atenció al pacient. / [EN] This PhD Thesis presents an algorithm for reconstructing the standard 12-lead system electrocardiographic (ECG) register using a reduced system of independent leads supported by machine learning models, with a focus on its integration into an ambulatory monitoring system. Traditional ECG lead reconstruction methods have relied on linear combination based approaches, with limited exploration of evaluation methods and electrode positions. This thesis evaluates the effectiveness of new artificial neural networks and fuzzy c-means based algorithms compared to classical linear regression methods, highlighting superior performance and emphasizing the importance of model explainability. Further enhancements, including expert committees and fuzzy models, are explored to improve accuracy and efficiency. Clinical validation at the Hospital Clínico Universitario de València and Hospital General Universitario de València demonstrates the algorithm's effectiveness in an accurate lead reconstruction, paving the way for ambulatory monitoring applications. The study also addresses challenges posed by implantable devices such as pacemakers and defibrillators; a subsequent study proposes a strategy to eliminate distorted pulses during reconstruction, improving signal quality under any condition. Overall, the thesis contributes to advancing ECG lead reconstruction methodologies for improved patient care. / Grande Fidalgo, A. (2024). Design of an electrocardiographic lead reconstruction algorithm using machine learning in the context of ambulatory monitoring [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214023

Tesis por compendio / [ES] Las arritmias, en particular la fibrilación auricular (FA) y la taquicardia ventricular (TV), contribuyen en gran medida a la morbilidad y mortalidad cardiovasculares. La caracterización precisa de los patrones de conducción eléctrica subyacentes a estas arritmias es esencial para el diagnóstico y el tratamiento, en particular para guiar la terapia de ablación con catéter. Los recientes avances en los catéteres de alta densidad (HD) han mejorado la adquisición de señales intracardiacas; sin embargo, problemas como la dependencia de la orientación de la señal y la insuficiente resolución del mapeo siguen limitando su eficacia clínica. Esta tesis doctoral explora nuevas técnicas de procesamiento de señales que aprovechan los catéteres de alta densidad para caracterizar mejor los sustratos arritmogénicos, con el objetivo de mejorar el diagnóstico y el tratamiento de las arritmias. El núcleo de esta investigación se centra en dos desarrollos clave. En primer lugar, se introduce una novedosa configuración en cruz para la reconstrucción de electrogramas (EGM) omnipolares, que aborda las limitaciones de las configuraciones triangulares tradicionales, que son sensibles a la dirección de propagación de la señal. El método cross-clique se validó mediante simulaciones y experimentos con modelos animales, demostrando su capacidad para proporcionar reconstrucciones EGM precisas e independientes de la orientación. En segundo lugar, esta tesis desarrolla una métrica avanzada para cuantificar la heterogeneidad de la conducción a nivel local: la métrica de heterogeneidad del campo vectorial (VFH). Esta métrica se diseñó para identificar y cuantificar las anomalías de la conducción con catéteres multiarray de alta densidad, ayudando a los médicos a seleccionar las regiones de interés para la terapia de ablación. Además, se desarrolló una métrica para el análisis espacio-temporal global (REACT) para complementar la comprensión local de la disarray eléctrica en los patrones de conducción de la arritmia. Los resultados de esta investigación ponen de relieve el importante potencial de estos métodos. Se demostró que la configuración cross-clique mejora la precisión de las señales EGM omnipolares en comparación con las técnicas existentes, proporcionando una herramienta robusta para el mapeo intracardiaco. La métrica VFH, validada mediante simulación y modelos experimentales, resultó ser un marcador fiable de la desorganización de la conducción local, especialmente útil para identificar istmos funcionales en la cartografía de sustratos de taquicardia ventricular. Del mismo modo, la métrica REACT demostró su capacidad para captar patrones globales de desorganización en la FA, ofreciendo información sobre las respuestas específicas de los pacientes al tratamiento de ablación y prediciendo los resultados clínicos. En conclusión, esta tesis hace varias contribuciones importantes al campo de la electrofisiología cardiaca. Las novedosas técnicas de procesamiento de señales aquí desarrolladas mejoran la precisión diagnóstica y la orientación terapéutica de las arritmias auriculares y ventriculares. Al mejorar la precisión de las EGM omnipolares e introducir nuevos métodos para evaluar la heterogeneidad de la conducción, estos hallazgos pueden mejorar las estrategias de ablación y los resultados clínicos. El trabajo futuro se centrará en validar aún más estos métodos en ensayos clínicos más amplios e integrarlos con tecnologías emergentes, como ECGi, para mejorar las capacidades de diagnóstico no invasivo. / [CA] Les arítmies, en particular la fibril·lació auricular (FA) i la taquicàrdia ventricular (TV), contribueixen en gran manera a la morbiditat i mortalitat cardiovasculars. La caracterització precisa dels patrons de conducció elèctrica subjacents a aquestes arítmies és essencial per al diagnòstic i el tractament, en particular per a guiar la teràpia d'ablació amb catèter. Els recents avanços en els catèters d'alta densitat (HD) han millorat l'adquisició de senyals intracardíacs; no obstant això, problemes com la dependència de l'orientació del senyal i la insuficient resolució del mapatge continuen limitant la seua eficàcia clínica. Aquesta tesi doctoral explora noves tècniques de processament de senyals que aprofiten els catèters d'alta densitat per a caracteritzar millor els substrats arritmogènics, amb l'objectiu de millorar el diagnòstic i el tractament de les arítmies. El nucli d'aquesta investigació es centra en dos desenvolupaments clau. En primer lloc, s'introdueix una nova configuració en creu per a la reconstrucció d'electrogrames omnipolars (EGM), que aborda les limitacions de les configuracions triangulars tradicionals, que són sensibles a la direcció de propagació del senyal. El mètode en creu s'ha validat mitjançant simulacions i experiments amb models animals, demostrant la seua capacitat per a proporcionar reconstruccions EGM precises i independents de l'orientació. En segon lloc, s'ha desenvolupat una mètrica avançada per a quantificar l'heterogeneïtat de la conducció a nivell local: la mètrica d'heterogeneïtat del camp vectorial (VFH). Aquesta mètrica s'ha dissenyat per a identificar i quantificar les anomalies de la conducció amb catèters multielectrode d'alta densitat, per tal d'ajudar els metges a seleccionar les regions d'interès per a la teràpia d'ablació. A més, s'introdueix una mètrica per a l'anàlisi espaciotemporal global (REACT) per a complementar la comprensió local de la desorganització elèctrica en els patrons de conducció de l'arítmia. Els resultats d'aquesta investigació posen en relleu l'important potencial dels mètodes proposats. Així, s'ha demostrat que la configuració en creu millora la precisió dels senyals EGM omnipolars en comparació amb les tècniques existents, proporcionant una ferramenta robusta per al mapatge intracardíac. La mètrica VFH, validada mitjançant simulació i models experimentals, ha resultat ser un marcador fiable de la desorganització de la conducció local, especialment útil per a identificar istmes funcionals en la cartografia de substrats de taquicàrdia ventricular. De la mateixa manera, la mètrica REACT ha demostrat la seua capacitat per a captar patrons globals de desorganització en la FA, oferint informació sobre les respostes específiques dels pacients al tractament d'ablació i predient els resultats clínics. En conclusió, aquesta tesi fa diverses contribucions importants al camp de l'electrofisiologia cardíaca. Les noves tècniques de processament de senyals desenvolupades milloren la precisió diagnòstica i l'orientació terapèutica de les arítmies auriculars i ventriculars. En millorar la precisió dels EGM omnipolars i introduir nous mètodes per a avaluar l'heterogeneïtat de la conducció, aquests avanços poden millorar les estratègies d'ablació i els resultats clínics. El treball futur es centrarà en validar encara més aquests mètodes en assajos clínics més amplis i integrar-los amb tecnologies emergents, com ECGi, per a millorar les capacitats de diagnòstic no invasiu. / [EN] Arrhythmias, particularly atrial fibrillation (AF) and ventricular tachycardia (VT), are major contributors to cardiovascular morbidity and mortality. Accurate characterization of the electrical conduction patterns underlying these arrhythmias is essential for diagnosis and treatment, particularly in guiding catheter ablation therapy. Recent advancements in high-density (HD) catheters have improved intracardiac signal acquisition; however, challenges such as signal orientation dependency and insufficient mapping resolution still limit their clinical effectiveness. This doctoral dissertation explores novel signal processing techniques that leverage HD catheters to better characterize arrhythmogenic substrates, with the goal of improving arrhythmia diagnosis and treatment. The core of this research focuses on two key developments. First, a novel cross-clique configuration for omnipolar electrogram (EGM) reconstruction is introduced, addressing the limitations of traditional triangular-clique configurations, which are sensitive to signal propagation direction. The cross-clique method was validated through both simulations and animal model experiments, demonstrating its ability to provide orientation-independent, accurate EGM reconstructions. Second, this thesis develops an advanced metric for quantifying conduction heterogeneity at a local level: the Vector Field Heterogeneity (VFH) metric. This metric was designed to identify and quantify conduction abnormalities with high-density multiarray catheters, helping clinicians target regions of interest for ablation therapy. Additionally, a metric for global spatio-temporal analysis (REACT) was developed to complement the local understanding of electrical disarray in arrhythmia conduction patterns. The results of this research highlight the significant potential of these methods. The cross-clique configuration was shown to improve the precision of omnipolar EGM signals compared to existing techniques, providing a robust tool for intracardiac mapping. The VFH metric, validated through simulation and experimental models, was found to be a reliable marker of local conduction disarray, particularly useful for identifying functional isthmuses in VT substrate mapping. Similarly, the REACT metric demonstrated its ability to capture global patterns of disorganization in AF, offering insights into patient-specific responses to ablation therapy and predicting clinical outcomes. In conclusion, this thesis makes several important contributions to the field of cardiac electrophysiology. The novel signal processing techniques developed here offer enhanced diagnostic accuracy and treatment guidance for both atrial and ventricular arrhythmias. By improving the precision of omnipolar EGMs and introducing new methods for assessing conduction heterogeneity, these findings have the potential to improve ablation strategies and improve clinical outcomes. Future work will focus on further validating these methods in larger clinical trials and integrating them with emerging technologies, such as ECGi, to enhance non-invasive diagnostic capabilities. / Ruipérez Campillo, S. (2024). Quantification of Arrhythmogenic Substrate in High-Density Local Activation Maps [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214026 / Compendio

[ES] Antecedentes: El virus de la gripe es una de las principales causas de infecciones respiratorias a nivel mundial, provocando epidemias estacionales con un impacto significativo en la salud pública y en la economía. A pesar de más de mil millones de casos anuales en el mundo, algunas personas expuestas al virus permanecen asintomáticas. La causa de esta resistencia no se ha aclarado, pero comprenderla podría conducir a nuevas estrategias preventivas y terapéuticas. En un estudio previo de nuestro laboratorio se identificó un péptido antimicrobiano humano (AMP), la dermicidina, a partir de genotecas de individuos asintomáticos, sugiriendo un posible papel antiviral. Esta tesis analiza si las diferencias de susceptibilidad a la gripe están relacionadas con la producción de dermicidina. Objetivos: Este trabajo tiene como objetivo confirmar y caracterizar la actividad antiviral de la dermicidina contra el virus de la gripe, centrándose en los subtipos H1N1 y H3N2. Investiga también el mecanismo de acción del péptido, su papel en la susceptibilidad a padecer los síntomas de gripe y su producción en las vías respiratorias humanas. Además, evalúa el potencial terapéutico de la dermicidina, incluyendo su citotoxicidad, tolerabilidad y eficacia en un modelo animal. Métodos: Se evaluó la actividad antiviral de la dermicidina y sus derivados mediante ensayos de inhibición de hemaglutinación (HAI) y ensayo de placa contra siete cepas del virus de la gripe en cultivos celulares. Se estudió el mecanismo de acción mediante ensayos de afinidad, acoplamiento molecular y simulaciones dinámicas. Los niveles de dermicidina en muestras humanas se analizaron con ELISA, y se realizaron análisis genéticos comparativos de individuos sintomáticos y asintomáticos mediante secuenciación PacBio y VarScan. La citotoxicidad se evaluó con el ensayo MTT, y la eficacia terapéutica se probó en ratones Balb/c analizando peso, síntomas, carga viral y producción de citoquinas inflamatorias. Resultados y discusión: Esta tesis caracteriza la actividad antiviral de la dermicidina, identificando DCD-1L como el péptido más efectivo, con concentraciones inhibitorias de 81-254 µM contra los subtipos H1N1 y H3N2. La dermicidina se une a la zona del tallo de la hemaglutinina (HA), bloqueando la etapa inicial de la infección, un mecanismo conservado que podría ser eficaz contra otros virus con HA, como el coronavirus humano OC43 y el virus del sarampión. La dermicidina se produce en las rutas de entrada viral en humanos (lágrimas, saliva y secreciones nasofaríngeas), con mayores niveles en individuos asintomáticos, lo que podría explicar su resistencia. Este péptido también se sobreproduce en respuesta a infecciones respiratorias, lo que confirma su papel en la respuesta inmune innata. En el análisis genético no encontraron variantes asociadas con la resistencia a los síntomas, sugiriendo que la mayor producción de dermicidina es clave. Estudios en animales confirmaron que DCD-1L es seguro, bien tolerado y eficaz, comparable al zanamivir cuando se co-incuba con el virus. Conclusión: La susceptibilidad a los síntomas de la gripe está parcialmente asociada con la producción de dermicidina en las rutas de entrada de virus respiratorios. Los resultados destacan su potencial uso como agente terapéutico para tratar y prevenir la gripe y otras infecciones virales respiratorias. / [CA] Antecedents: El virus de la grip és una de les principals causes d'infeccions respiratòries, provocant epidèmies estacionals amb un impacte significatiu en la salut pública i en l'economia. Tot i més de mil milions de casos anuals en tot el món, algunes persones exposades al virus romanen asimptomàtiques. La causa d'aquesta resistència no s'ha aclarit, però comprendre-la podria portar a noves estratègies preventives i terapèutiques. Un estudi previ del nostre laboratori va identificar un pèptid antimicrobià humà (AMP), la dermicidina, en genoteques d'individus asimptomàtics, suggerint un possible paper antiviral. Aquesta tesi analitza si les diferències de susceptibilitat a la grip estan relacionades amb la producció de dermicidina. Objectius: Aquest treball té com a objectiu confirmar i caracteritzar l'activitat antiviral de la dermicidina contra el virus de la grip, centrant-se en els subtipus H1N1 i H3N2. Investiga també el mecanisme d'acció del pèptid, el seu paper en la susceptibilitat als símptomes i la seua producció en les vies respiratòries humanes. A més, avalua el potencial terapèutic de la dermicidina, incloent-hi la seua citotoxicitat, tolerabilitat i eficàcia en un model animal. Mètodes: Es van avaluar els efectes antivirals de la dermicidina i els seus derivats mitjançant assajos d'inhibició de l'hemaglutinació (HAI) i de plaques contra set soques del virus de la grip en cultius cel·lulars. Es va estudiar el mecanisme d'acció amb assajos d'afinitat, acoblament molecular i simulacions dinàmiques. Els nivells de dermicidina en mostres humanes es van analitzar amb ELISA, i es van fer anàlisis genètiques comparatives d'individus simptomàtics i asimptomàtics mitjançant seqüenciació PacBio i VarScan. La citotoxicitat es va avaluar amb l'assaig MTT, i l'eficàcia terapèutica es va provar en ratolins Balb/c analitzant pes, símptomes, càrrega viral i citoquines inflamatòries. Resultats i Discussió: La tesi caracteritza l'activitat antiviral de la dermicidina, identificant DCD-1L com el pèptid més efectiu, amb concentracions inhibidores de 81-254 µM contra els subtipus H1N1 i H3N2. La dermicidina s'uneix a la zona del tronc de l'hemaglutinina (HA), bloquejant l'etapa inicial de la infecció, un mecanisme conservat que podria ser eficaç contra altres virus amb HA, com el coronavirus humà OC43 i el virus del xarampió. La dermicidina es produeix en les vies d'entrada viral en humans (llàgrimes, saliva i secrecions nasofaringees), amb nivells més alts en individus asimptomàtics, cosa que podria explicar la seua resistència. Aquest pèptid també es sobreprodueix en resposta a infeccions respiratòries, confirmant el seu paper en la resposta immune innata. L'anàlisi genètica no va trobar variants associades amb la resistència als símptomes, suggerint que la major producció de dermicidina és clau. Els estudis en animals van confirmar que DCD-1L és segur, ben tolerat i eficaç, comparable al zanamivir quan es co-incuba amb el virus. Conclusió: La susceptibilitat a patir els símptomes de la grip està parcialment associada amb la producció de dermicidina en les vies d'entrada de virus respiratòries. Els resultats destaquen el seu potencial ús com a agent terapèutic per a tractar i prevenir la grip i altres infeccions virals respiratòries. / [EN] Background: Influenza virus is one of the major causes of respiratory infections, leading to seasonal epidemics with significant economic and public health impacts. Despite over a billion cases annually worldwide, some individuals exposed to the virus remain asymptomatic. The basis for this resistance is unclear, but understanding it could lead to new preventive and therapeutic strategies. A previous study from our lab identified a human antimicrobial peptide (AMP), dermcidin, from DNA libraries of asymptomatic individuals, suggesting a potential antiviral role. This thesis explores whether susceptibility differences to influenza are linked to dermcidin production. Objectives: This research aims to confirm and characterize the antiviral activity of dermcidin against influenza virus, focusing on two main subtypes (H1N1 and H3N2). It also investigates the peptide's mechanism of action, its role in susceptibility to symptoms, and its production in human respiratory pathways. Additionally, it evaluates dermcidin's potential as a therapeutic agent, including its cytotoxicity, tolerability, and efficacy in an animal model. Methods: The antiviral effects of dermcidin and derived peptides were tested using hemagglutination inhibition (HAI) and plaque inhibition assays against seven influenza virus strains in cell culture. Mechanisms of action were studied via affinity assays, molecular docking, and dynamic simulations. Dermcidin levels in human samples were assessed using ELISA, with comparative genetic analyses of symptomatic and asymptomatic individuals conducted using PacBio sequencing and VarScan. Cytotoxicity was tested by MTT assay, and therapeutic efficacy was evaluated in Balb/c mice by monitoring body weight, symptoms, viral load, and inflammatory cytokine levels. Results and Discussion: This thesis characterizes the antiviral activity of dermcidin, identifying DCD-1L as the most effective peptide, with inhibitory concentrations of 81-254 µM against H1N1 and H3N2 subtypes. Dermcidin binds to the hemagglutinin (HA) stalk zone, blocking the initial infection stage, a conserved mechanism potentially effective against other HA-expressing viruses, including human coronavirus OC43 and measles virus. Dermcidin is naturally produced in human viral entry routes such as tears, saliva, and nasopharyngeal secretions, with asymptomatic individuals secreting higher amounts in the nasopharynx, which may explain their resistance to symptoms. The peptide is overproduced in response to various respiratory viral infections, supporting its role in the innate immune response. Genetic analysis showed no specific variants associated with symptom resistance, suggesting that higher dermcidin production underlies this trait. Animal model studies confirmed DCD-1L's safety, tolerability, and efficacy, comparable to zanamivir when co-incubated with the virus. Conclusion: Susceptibility to influenza symptoms is partly associated with dermcidin production in respiratory viral entry pathways. The findings highlight dermcidin's potential as a novel therapeutic agent for influenza and other respiratory viral diseases, addressing the need for new strategies against these infections. / Corell Escuin, P. (2025). Characterization of the antiviral activity of dermcidin in vitro and in vivo, and its potential role against respiratory viral infections [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214795

Tesis por compendio / [ES] Los ecosistemas proveen al ser humano de múltiples servicios ecosistémicos, es decir, beneficios que tanto directa como indirectamente aportan bienestar a la sociedad. Sin embargo, los espacios naturales están sufriendo un retroceso de gran parte de sus servicios ecosistémicos a través de su progresiva degradación debida, entre otros factores, a las transformaciones intensivas sufridas las últimas décadas. Este hecho se debe, en gran medida, a que solamente algunos servicios ecosistémicos, mayormente los que forman parte del mercado económico, son comúnmente valorados por la población. La valoración económica de servicios ecosistémicos resulta fundamental como punto de partida para la posterior toma de decisiones y la instauración de políticas ambientales en busca del desarrollo sostenible de los ecosistemas. Como alternativa a los métodos clásicos de valoración ambiental y agraria, la utilización de técnicas de decisión multicriterio, especialmente los de comparación pareada, permite la priorización de los servicios ecosistémicos como paso previo a su valoración. En esta tesis doctoral se pretende acercar el uso de estas técnicas al ámbito de la valoración económica de servicios ecosistémicos. Para ello, se han realizado una serie de casos de estudio para, en primer lugar, comprobar que las técnicas en red son más acordes al objeto de estos estudios. En segundo lugar, la investigación realizada tiene por objeto analizar, y en su caso mejorar, dichas técnicas para intentar simplificar los procedimientos desde un punto de vista práctico, manteniendo en cualquier caso el rigor metodológico y la consistencia de los resultados obtenidos. Dentro de estas técnicas, el Proceso Analítico Jerárquico (Analytic Hierachy Process, en inglés) es el más utilizado. Sin embargo, y como se ha comprobado en los dos primeros casos de estudio realizados, este método no resulta el más apropiado en ámbitos de estudio complejos en los que los criterios están total o parcialmente interconectados entre sí al no ser capaz de capturar dichas relaciones debido a su estructura jerárquica. Alternativamente, las técnicas multicriterio en red, especialmente el Proceso Analítico en Red (Analytic Network Process, en inglés), si son capaces de capturar todas estas interacciones. Sin embargo, el Proceso Analítico en Red también presenta algunos inconvenientes a la hora de ponerlo en la práctica Entre ellos, destaca su mayor complejidad y el tiempo que deben invertir los expertos en la realización de los cuestionarios con las comparaciones por pares de cada elemento, especialmente cuantos más criterios deban priorizarse, lo cual provoca muchas veces una sensación de cansancio y repetición que puede llegar en ocasiones a alterar los resultados obtenidos. Por ello, en los siguientes casos de estudio, se ha estudiado el uso de un método multicriterio en red híbrido alternativo, DANP como alternativa. Metodológicamente, esta técnica resulta mucho más sencilla siendo fácilmente entendible por todos los decisores y expertos, si bien su diseño metodológico no permite la medición de la consistencia en comparación con los otros métodos estudiados. Aunque a grandes rasgos, los resultados al usar esta técnica mantienen cierta correlación con los obtenidos por el Proceso Analítico en Red, no son totalmente compatibles. En cualquier caso, en los casos de estudio realizados la mayoría de los expertos participantes han mostrado su preferencia hacia los los resultados obtenidos por este método híbrido. Por otro lado, se presenta también un estudio de la influencia de los factores socioculturales y geográficos sobre los estudios de priorización y valoración económica de los servicios ecosistémicos. Vistos los resultados y conclusiones obtenidas a lo largo de la disertación, en el último capítulo se propone un nuevo enfoque, manteniendo el uso del método híbrido DANP, como alternativa a las técnicas actuales, abriendo el camino hacia nuevas líneas de investigación futuras. / [CA] Els ecosistemes proveeixen a l'ésser humà de múltiples serveis ecosistèmics, és a dir, beneficis que tant directa com indirectament aporten benestar a la societat. No obstant això, els espais naturals estan patint un retrocés de gran part dels seus serveis ecosistèmics a través de la seua progressiva degradació deguda, entre altres factors, a les transformacions intensives patides les últimes dècades. Aquest fet es deu, en gran mesura, al fet que solament alguns serveis ecosistèmics, majorment els que formen part del mercat econòmic, són comunament valorats per la població. La valoració econòmica de serveis ecosistèmics resulta fonamental com a punt de partida per a la posterior presa de decisions i la instauració de polítiques ambientals a la recerca del desenvolupament sostenible dels ecosistemes. Com a alternativa als mètodes clàssics de valoració ambiental i agrària, la utilització de tècniques de decisió multicriteri, especialment els de comparació per pars, permet la priorització dels serveis ecosistèmics com a pas previ a la seua valoració. En aquesta tesi doctoral es pretén apropar l'ús d'aquestes tècniques a l'àmbit de la valoració econòmica de serveis ecosistèmics. Per a això, s'han realitzat una sèrie de casos d'estudi per a, en primer lloc, comprovar que les tècniques en xarxa són més concordes a fi d'aquests estudis. En segon lloc, la investigació realitzada té per objecte analitzar, i si és el cas millorar, aquestes tècniques per a intentar simplificar els procediments des d'un punt de vista pràctic, mantenint en qualsevol cas el rigor metodològic i la consistència dels resultats obtinguts. Dins d'aquestes tècniques, destaca el Procés Analític Jeràrquic (Analytic Hierachy Process, en anglés) com al més utilitzat. No obstant això, i com s'ha comprovat en els dos primers casos d'estudi realitzats, aquest mètode no resulta el més apropiat en àmbits d'estudi complexos en els quals els criteris estan totalment o parcial interconnectats entre si al no ser capaç de capturar aquestes relacions a causa de la seua estructura jeràrquica. Alternativament, les tècniques multicriteri en xarxa, especialment el Procés Analític en Xarxa (Analytic Network Process, en anglés), si són capaços de capturar totes aquestes interaccions. No obstant això, aquest mètode també presenta alguns inconvenients a l'hora de posar-lo en la pràctica Entre ells, destaca la seua major complexitat i el temps que han d'invertir els experts en la realització dels qüestionaris amb les comparacions per parells de cada element, especialment quants més criteris hagen de prioritzar-se, la qual cosa provoca moltes vegades una sensació de cansament i repetició que pot arribar a vegades a alterar els resultats obtinguts. Per això, en els següents casos d'estudi, s'ha estudiat l'ús d'un mètode multicriteri en xarxa híbrid, DANP, com a alternativa. Metodològicament, aquesta tècnica resulta molt més senzilla sent fàcilment comprensible per tots els decisors i experts, si bé el seu disseny metodològic no permet el mesurament de la consistència en comparació amb els altres mètodes estudiats. Encara que a grans trets, els resultats en usar aquesta tècnica mantenen una certa correlació amb els obtinguts pel Procés Analític en Xarxa, no són totalment compatibles. En qualsevol cas, en els casos d'estudi realitzats la majoria dels experts participants han mostrat la seua preferència cap als resultats obtinguts per aquest mètode híbrid. Finalment, es presenta també un estudi de la influència dels factors socioculturals i geogràfics sobre els estudis de priorització i valoració econòmica dels serveis ecosistèmics. Vistos els resultats i conclusions obtinguts al llarg de la dissertació, en l'últim capítol es proposa un nou enfocament, mantenint l'ús del mètode híbrid DANP, com a alternativa a les tècniques actuals, obrint el camí cap a noves línies d'investigació futures sobre aquest tema. / [EN] Ecosystems provide humans with multiple ecosystem services; these benefits directly and indirectly contribute to the well-being of society. However, natural spaces are suffering a decline in a large part of their ecosystem services through their progressive degradation due, among other factors, to the intensive transformations suffered in recent decades. This is mainly because only some ecosystem services, particularly those that are part of the economic market, are commonly valued by the population. The economic valuation of ecosystem services is essential as a starting point for subsequent decision-making and implementing environmental policies in pursuit of sustainable ecosystem development. As an alternative to the classical methods of environmental and agricultural valuation, multi-criteria decision techniques, especially those of paired comparison, allow the prioritization of ecosystem services as a step before their valuation. This doctoral thesis aims to bring the use of these techniques to the field of economic valuation of ecosystem services. To this end, a series of case studies have been carried out to verify that the network techniques align with the object of these studies. Secondly, the research aims to analyze and, if necessary, improve these techniques to simplify the procedures from a practical point of view while maintaining methodological rigor and consistency in the results obtained. Within these techniques, the Hierarchical Analytical Process is the most widely used. However, as shown in the first two case studies, there are more appropriate methods in complex study areas where the criteria are totally or partially interconnected, as they cannot capture these relationships due to their hierarchical structure. Alternatively, multi-criteria network techniques can capture all these interactions, especially the Analytical Network Process. However, this method also has some drawbacks when putting it into practice. Among them, it is more complex, and the time experts must invest in carrying out the questionnaires with the pairwise comparisons of each element, especially the more criteria to be prioritized, which often leads to a feeling of fatigue and repetition that can sometimes alter the results obtained. Accordingly, a hybrid multi-criteria network method, DANP, has been studied as an alternative in the following case studies. Methodologically, this technique is much more straightforward and can be easily understood by all decision-makers and experts. However, its methodological design does not allow consistency measurement compared to the other methods studied. Although this technique's results sustain a certain correlation with those obtained by the Analytical Network Process, they are only partially compatible. In any case, in the case studies carried out, most of the participating experts have shown their preference for the results obtained by this hybrid procedure. Eventually, this dissertation also delves into the influence of sociocultural and geographic factors on the prioritization and economic valuation of ecosystem services. Building on the insights gained, the final chapter proposes a new approach, maintaining the use of the hybrid DANP method. This novel approach challenges the current techniques and paves the way for new research in this field. / Funding for open access charge: CRUE-Universitat Politècnica de València. / Jorge García, D. (2024). Analysis and application of Multi-Criteria Decision-Making methods for the prioritization and economic valuation of ecosystem services [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/210935 / Compendio

[ES] De natura sonora. Propuestas de exploración desde la materia, espacio y territorio La presente investigación parte de la premisa de que la materia, el espacio y el territorio, de manera interrelacionada, constituyen ámbitos epistemológicos fundamentales para la exploración sonora, entendiendo esta última como una determinada actitud hacia la práctica artística -basada en la motivación, la percepción directa y la creatividad-, que propone el proceso como eje principal de la creación. Para ello, se aproxima a estas interrelaciones generando propuestas de instalación sonora interactivas e interdisciplinarias, que aborden tanto el fenómeno sonoro en la naturaleza y sus posibilidades creativas como la naturaleza del sonido. El objetivo principal de esta tesis consiste en realizar una investigación desde las interrelaciones entre la materia, el espacio y el territorio, como ámbitos cognitivos, basándose en la exploración sonora como eje procesual y a través de seis propuestas interactivas e interdisciplinares de instalación, para abordar tanto el fenómeno sonoro en la naturaleza y sus implicaciones epistémicas como la naturaleza del sonido en estos ámbitos. Los elementos conceptuales y discursivos que confluyen en esta investigación son diversos: la naturaleza y su entorno como ámbitos contextuales e integrativos; la exploración sonora como como una actitud desde la cual establecer planteamientos epistemológicos hacia la realidad; la instalación sonora como herramienta discursiva e interdisciplinariedad de lenguajes; y la materia, el espacio y el territorio como ámbitos cognitivos desde la práctica artística sonora. Cómo resultados de esta investigación, además de la indagación bibliográfica y el desarrollo de un marco teórico sólido para la misma, se planteó un proceso de praxis artística que arrojara información hacia la consecución de los objetivos planteados en el proyecto, desde seis propuestas específicas: Und du? an invitation to sound exploration (2020-2022); Árboles (2021-2022); Dialogues (2022); Water Forest Water (2022-2023); Belongings (2023); y En-Context (2023). Cada una de estas obras constituye en sí misma una exploración sonora, en sus propios procesos. Por ello, las estrategias metodológicas derivadas de cada una de las propuestas artísticas resultan diversas. Sin embargo, generalmente se contemplaron tres fases en su consecución: desarrollo de una perspectiva teórica y conceptual en cuanto al proceso de exploración sonora; y proyección de instalaciones sonoras interactivas en espacios públicos; contraste de los resultados derivados de la praxis artística con los planteamientos iniciales de la propuesta. / [CA] De natura sonora. Exploration proposals from matter, space and territory This research turns from the basis that matter, space and territory, in an interrelated way, constitute fundamental epistemological fields for sound exploration, understanding the latter as a certain attitude towards artistic practice -based on motivation, direct perception and creativity-, which proposes the process as the main axis of creation. To this end, it approaches these interrelationships by generating interactive and interdisciplinary sound installation proposals that address both the sound phenomenon in nature and its creative possibilities and the nature of sound. The main objective of this thesis is to carry out an investigation from the interrelationships between matter, space and territory, as cognitive fields, based on sound exploration as a processual axis and through six interactive and interdisciplinary installation proposals, to address both the sound phenomenon in nature and its epistemic implications as well as the nature of sound in these areas. The conceptual and discursive elements that converge in this research are diverse: nature and its environment as contextual and integrative environments; sound exploration as an attitude from which to establish epistemological approaches to reality; sound installation as a discursive tool and interdisciplinary languages; and matter, space and territory as cognitive environments from the artistic practice of sound. As a result of this research, in addition to the bibliographic research and the development of a solid theoretical framework for it, a process of artistic praxis was proposed to provide information towards the achievement of the objectives set out in the project, from six specific proposals: Und du? an invitation to sound exploration (2020-2022); Árboles (2021-2022); Dialogues (2022); Water Forest Water (2022-2023); Belongings (2023); and En-Context (2023). Each of these works constitutes in itself a sound exploration, in its own processes. Therefore, the methodological strategies derived from each of the artistic proposals are diverse. However, three phases were generally contemplated in their achievement: development of a theoretical and conceptual perspective regarding the sound exploration process; projection of interactive sound installations in public spaces; and contrast of the results derived from the artistic praxis with the initial approaches of the proposal. / [EN] De natura sonora. Propostes d'exploració des de la matèria, espai i territori La present investigació partix de la premissa que la matèria, l'espai i el territori, de manera interrelacionada, constituïxen àmbits epistemològics fonamentals per a l'exploració sonora, entenent esta última com una determinada actitud cap a la pràctica artística - basada en la motivació, la percepció directa i la creativitat-, que proposa el procés com a eix principal de la creació. Per a això, s'aproxima a estes interrelacions generant proposades d'instal·lació sonora interactives i interdisciplinàries, que aborden tant el fenomen sonor en la naturalesa i les seues possibilitats creatives com la naturalesa del so. L'objectiu principal d'esta tesi consistix a realitzar una investigació des de les interrelacions entre la matèria, l'espai i el territori, com a àmbits cognitius, basant-se en l'exploració sonora com a eix procesual i a través de sis propostes interactives i interdisciplinàries d'instal·lació, per a abordar tant el fenomen sonor en la naturalesa i les seues implicacions epistèmiques com la naturalesa del so en estos àmbits. Els elements conceptuals i discursius que confluïxen en esta investigació són diversos: la naturalesa i el seu entorn com a àmbits contextuals i integratius; l'exploració sonora com com una actitud des de la qual establir plantejaments epistemològics cap a la realitat; la instal·lació sonora com a ferramenta discursiva i interdisciplinarietat de llenguatges; i la matèria, l'espai i el territori com a àmbits cognitius des de la pràctica artística sonora. Com resultats d'esta investigació, a més de la indagació bibliogràfica i el desenvolupament d'un marc teòric sòlid per a esta, es va plantejar un procés de praxi artística que llançara informació cap a la consecució dels objectius plantejats en el projecte, des de sis propostes específiques: Und du? an invitation to sound exploration (2020-2022); Árboles (2021-2022); Dialogues (2022); Water Forest Water (2022-2023); Belongings (2023); i En-Context (2023). Cadascuna d'estes obres constituïx en si mateixa una exploració sonora, en els seus propis processos. Per això, les estratègies metodològiques derivades de cadascuna de les propostes artístiques resulten diverses. No obstant això, generalment es van contemplar tres fases en la seua consecució: desenvolupament d'una perspectiva teòrica i conceptual quant al procés d'exploració sonora; i projecció d'instal·lacions sonores interactives en espais públics; contrast dels resultats derivats de la praxi artística amb els plantejaments inicials de la proposta. / Palacios Mateos, F. (2024). De natura sonora. Propuestas de exploración desde la materia, espacio y territorio [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211320

Tesis por compendio / [ES] Los pseudocóccidos (Hemiptera: Pseudococcidae), comúnmente conocidos como cochinillas harinosas, son insectos hemípteros chupadores de savia que se alimentan del floema de las plantas. Estos insectos están entre las plagas más perjudiciales de varios cultivos subtropicales. En la cuenca mediterránea, diversas especies invasoras de pseudocóccidos se han establecido y convertido en plagas clave de cítricos y caquis, dos cultivos que abarcan un amplio territorio y tienen una gran importancia económica en la Comunidad Valenciana. Convencionalmente, los pseudocóccidos han sido controlados mediante el uso de insecticidas; sin embargo, los riesgos ambientales que conlleva su uso han llevado a la implementación de políticas para reducir su uso, incluida la prohibición de varias materias activas. Por lo tanto, es necesario desarrollar e implementar estrategias de gestión alternativas. Entre estas estrategias, fomentar el control biológico es una de las más prometedoras. Para identificar y evaluar diferentes estrategias que puedan mejorar el control biológico de pseudocóccidos, en esta tesis estudié varios factores que pueden influir en la abundancia de estas plagas en cultivos subtropicales mediterráneos. En el primer capítulo, describí las interacciones entre las hormigas nativas del Mediterráneo y el pseudocóccido invasor Delottococcus aberiae en los cítricos mediterráneos. Demostré que la hormiga mediterránea Lasius grandis y D. aberiae han establecido una relación mutualista que puede facilitar la invasión del pseudocóccido. En el segundo capítulo, evalué si la exclusión física de L. grandis de las copas de los cítricos puede mejorar el control de D. aberiae. Descubrí que la exclusión de hormigas de las copas de los cítricos puede reducir la densidad y el daño de D. aberiae, probablemente debido a un aumento en la abundancia de depredadores generalistas. En el tercer capítulo, identifiqué el complejo de pseudocóccidos que ataca al caqui mediterráneo y describí su dinámica estacional. Este estudio reveló que Pseudococcus longispinus se ha convertido en la especie de pseudocóccido más abundante en el cultivo y puede alcanzar niveles altos de infestación en la cosecha. También describí la fenología de P. longispinus y evalué el efecto potencial del cambio climático en su fenología, prediciendo que el número de generaciones y el daño potencial aumentarán en los próximos años. En el cuarto capítulo, identifiqué el complejo de parasitoides de P. longispinus en caqui. Descubrí que P. longispinus estuvo parasitado por un complejo diverso de parasitoides dominado por una especie de encírtido, Anagyrus fusciventris. Este parasitoide puede reducir eficazmente la densidad de la plaga a pesar de la alta abundancia de hiperparasitoides. También determiné el tamaño del hospedador parasitado por A. fusciventris, lo cual sería valioso para programar liberaciones de parasitoides. Finalmente, en el quinto capítulo, evalué si la heterogeneidad del hábitat afecta la densidad de pseudocóccidos en cítricos y caquis. Por un lado, encontré que la proporción de monocultivo circundante aumentó la densidad tanto de D. aberiae en los cítricos como de P. longispinus en caqui. Por otro lado, los hábitats no agrícolas, tanto los hábitats seminaturales que rodean el cultivo como la cubierta vegetal entre filas, redujeron la abundancia de P. longispinus en caqui al aumentar su parasitismo. Estos hallazgos mostraron que las estrategias de diversificación del hábitat pueden mejorar el control de los pseudocóccidos. En resumen, esta tesis ha identificado diferentes estrategias que pueden implementarse para mejorar el control biológico de las cochinillas en cítricos y caquis mediterráneos, incluyendo la gestión de hormigas mutualistas, la liberación aumentativa de parasitoides y la gestión del hábitat. Los hallazgos de esta tesis deben ser considerados dentro de los programas de Gestión Integrada de Plagas contra pseudocóccidos en cultivos subtropicales. / [CA] Els pseudocòccids (Hemiptera: Pseudococcidae), coneguts com cotonets, són insectes hemípters xucladors de saba que s'alimente del floema de les plantes. Aquests insectes estan entre les plagues més perjudicials per a diversos cultius subtropicals. A la conca mediterrània, diverses espècies invasores de cotonets s'han establert i esdevingut plagues clau en diversos cultius, com ara els cítrics i els caquis, que abasten un ampli territori i tenen una gran importància econòmica a la Comunitat Valenciana. Convencionalment, els cotonets s'han controlat mitjançant l'ús insecticides; no obstant això, els riscos ambientals han portat a la implementació de polítiques per reduir el seu ús, incloent la prohibició de diverses matèries actives. Per tant, és necessari implementar estratègies de gestió alternatives. Entre aquestes estratègies, fomentar el control biològic és una de les més prometedores. Per identificar i avaluar diferents estratègies que puguen millorar el control biològic dels cotonets, en esta tesi vaig estudiar diversos factors que poden influir en l'abundància d'estes plagues en cultius subtropicals mediterranis. Al primer capítol, vaig descriure les interaccions entre les formigues natives del Mediterrani i el cotonet invasor Delottococcus aberiae en els cítrics mediterranis. Ací vaig demostrar que la formiga mediterrània Lasius grandis i D. aberiae han establert una relació mutualista que pot facilitar la invasió del pseudocòccid. Al segon capítol, vaig avaluar si l'exclusió física de L. grandis de les copes dels cítrics pot millorar el control de D. aberiae. Vaig descobrir que l'exclusió de formigues de les copes dels cítrics pot reduir la densitat i el danys de D. aberiae, probablement a causa d'un augment en l'abundància de depredadors generalistes. Al tercer capítol, vaig identificar les espècies de cotonets que ataquen el caqui mediterrani i vaig descriure la seua dinàmica estacional. Aquest estudi va revelar que Pseudococcus longispinus s'ha convertit en l'espècie de cotonet més abundant en el cultiu i pot arribar a nivells alts d'infestació en la collita. També vaig descriure la fenologia de P. longispinus i vaig avaluar l'efecte potencial del canvi climàtic en la fenologia del cotonet, predient que el nombre de generacions i el possible dany augmentaran en els propers anys. Al quart capítol, vaig identificar el complex de parasitoids de P. longispinus en caqui. Vaig descobrir que P. longispinus estava parasitat per un complex divers de parasitoids dominat per una espècie d'encírtid, Anagyrus fusciventris. Aquesta espècie pot reduir eficaçment la densitat de la plaga malgrat l'alta abundància d'hiperparasitoids. També vaig determinar el tamany de cotonet parasitat per A. fusciventris, aquesta característica biològica és clau per dissenyar els programes de control biològic augmentatiu. Finalment, al cinquè capítol, vaig avaluar si la heterogeneïtat del hàbitat afecta la densitat de pseudocòcids en cítrics i caquis. Per una banda, vaig trobar que la proporció de monocultiu circumdant va augmentar la densitat tant de D. aberiae en els cítrics com de P. longispinus en caqui. Per altra banda, els hàbitats no agrícoles, tant els hàbitats semi-naturals que envolten el cultiu com la vegetació de cobertura entre files, van reduir l'abundància de P. longispinus en caqui al augmentar el seu parasitisme. Aquests descobriments van a mostrar que les estratègies de diversificació del hàbitat poden millorar el control dels cotonets. En resum, aquesta tesi ha identificat diferents estratègies que poden ser implementades per millorar el control biològic dels cotonets en cítrics i caquis mediterranis, incloent la gestió de formigues mutualistes, la solta massiva de parasitoids i la gestió de l'hàbitat. Els resultats d'aquesta tesi han de ser considerats dins dels programes de Gestió Integrat de Plagues contra els cotonets en cultius subtropicals. / [EN] Pseudococcids (Hemiptera: Pseudococcidae), commonly known as mealybugs, are sap-sucking hemipteran insects that feed on the phloem of plants. These insects are among the most damaging pests to various subtropical crops. In the Mediterranean basin, several species of invasive mealybugs have established and become key pests in various crops such as citrus and persimmon. These crops cover a large territory and hold high economic importance in the Valencian Community. Mealybugs have been traditionally managed with insecticides. However, their environmental risks have led to the implementation of policies to reduce insecticide use, including the prohibition of several active substances. Therefore, it is necessary to implement alternative management strategies. Among these strategies, biological control is one of the most promising. To identify and evaluate different strategies that can enhance the biological control of mealybugs, in this thesis I studied several factors potentially influencing mealybug abundance in Mediterranean subtropical crops. In the first chapter, I described the interactions between Mediterranean native ants and the invasive mealybug Delottococcus aberiae in Mediterranean citrus. Here, I demonstrated that the Mediterranean ant Lasius grandis and D. aberiae have established a mutualistic relationship that can facilitate the invasion of the mealybug. In the second chapter, I assessed whether the physical exclusion of L. grandis from citrus canopies may enhance the control of D. aberiae. I found that ant-exclusion from citrus canopies can reduce D. aberiae density and damage, likely because of an increase in the abundance of generalist predators. In the third chapter, I identified the complex of mealybugs attacking Mediterranean persimmon and described their seasonal trend. This study revealed that Pseudococcus longispinus has become the most abundant mealybug species in the crop and can reach high infestation levels at harvest. I also described the phenology of P. longispinus and evaluated the potential effect of climate warming on mealybug phenology, predicting that the number of generations and potential damage will increase in the following years. In the fourth chapter, I identified the parasitoid complex of P. longispinus in persimmon. I found that P. longispinus was parasitized by a diverse complex of parasitoids dominated by one encyrtid species, Anagyrus fusciventris. This parasitoid can effectively reduce the density of the pest despite the high abundance of hyperparasitoids. I also determined the preferred host size used by A. fusciventris, which will be valuable to design an augmentative biological control program. Finally, in the fifth chapter, I assessed whether habitat heterogeneity affects the density of mealybugs in citrus and persimmon. First, I found that the proportion of surrounding monoculture increased the abundance of both D. aberiae in citrus and P. longispinus in persimmon. Furthermore, non-crop habitats, both semi-natural habitats surrounding the crop and inter-row ground cover vegetation, reduced the abundance of P. longispinus in persimmon by increasing parasitism. These findings revealed that habitat diversification strategies can enhance mealybug control. Overall, this thesis has identified different strategies that can be implemented to enhance the biological control of mealybugs in Mediterranean citrus and persimmon, including the management of mutualistic ants, the augmentative release of parasitoids, and habitat management. The findings of this thesis must be considered within the Integrated Pest Management programs against mealybugs in subtropical crops. / This PhD Thesis was supported by the national project RTA2017-00095 from the Spanish Ministry of Science and Innovation and Ángel Plata received the predoctoral grant PRE2018-083714 from Spanish Ministry of Science and Innovation. / Plata Sánchez, Á. (2024). Enhancing Biological Control of Mealybugs in Mediterranean Subtropical Crops [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/209827 / Compendio