No description available.

La evolución de la tecnología de Realidad Virtual (RV) ha contribuido en todos los campos, incluyendo la psicología. Esta evolución implica mejoras tanto en hardware como en software, que permiten experiencias más inmersivas. En un entorno de RV los usuarios pueden percibir la sensación de "presencia" y sentirse "inmersos". Estas sensaciones son posibles utilizando HMDs. Hoy en día, el desarrollo de los HMDs se ha centrado en mejorar sus características técnicas para ofrecer inmersión total. En psicología, los entornos de RV son una herramienta de investigación. Hay algunas aplicaciones para evaluar la memoria espacial que utilizan métodos básicos de interacción. Sin embargo, sistemas de RV que incorporen estereoscopía y movimiento físico todavía no se han explotado en psicología. En esta tesis, se ha desarrollado un nuevo sistema de RV que combina características inmersivas, interactivas y de movimiento. El sistema de RV (tarea en un laberinto virtual) se ha utilizado para evaluar la memoria espacial y la percepción de profundidad. Se han integrado dos tipos diferentes de interacción: una basada en locomoción que consistió en pedalear en una bicicleta fija (condición1) y otra estacionaria usando un gamepad (condición2). El sistema integró dos tipos de visualización: 1) Oculus Rift (OR); 2) Una gran pantalla estéreo. Se diseñaron dos estudios. El primer estudio (N=89) evaluó la memoria espacial a corto plazo usando el OR y los dos tipos de interacción. Los resultados indican que existían diferencias significativas entre ambas condiciones. Los participantes que utilizaron la condición2 obtuvieron mejor rendimiento que los que utilizaron la tarea en la condición1. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas en las puntuaciones de satisfacción e interacción entre ambas condiciones. El desempeño en la tarea correlacionó con el desempeño en las pruebas neuropsicológicas clásicas, revelando la verosimilitud entre ellas. El segundo estudio (N=59) incluyó participantes con y sin estereopsis. Este estudio evaluó la percepción de profundidad comparando los dos sistemas de visualización. Los participantes realizaron la tarea usando la condición2. Los resultados mostraron que las diferentes características del sistema de visualización no influyeron en el rendimiento en la tarea entre los participantes con y sin estereopsis. Se encontraron diferencias significativas a favor del HMD entre las dos condiciones y entre los dos grupos de participantes respecto a la percepción de profundidad. Los participantes que no tenían estereopsis y no podían percibir la profundidad cuando utilizaban otros sistemas de visualización, tuvieron la ilusión de percepción de profundidad cuando utilizaron el OR. El estudio sugiere que para las personas que no tienen estereopsis, el seguimiento de la cabeza influye en gran medida en la experiencia 3D. Los resultados estadísticos de ambos estudios han demostrado que el sistema de RV desarrollado es una herramienta apropiada para evaluar la memoria espacial a corto plazo y la percepción de profundidad. Por lo tanto, los sistemas de RV que combinan inmersión total, interacción y movimiento pueden ser una herramienta útil para la evaluación de procesos cognitivos humanos como la memoria. De estos estudios se han extraído las siguientes conclusiones generales: 1) La tecnología de RV y la inmersión proporcionada por los actuales HMDs son herramientas adecuadas para aplicaciones psicológicas, en particular, la evaluación de la memoria espacial a corto plazo; 2) Un sistema de RV como el presentado podría ser utilizado como herramienta para evaluar o entrenar adultos en habilidades relacionadas con la memoria espacial a corto plazo; 3) Los dos tipos de interacción utilizados para la navegación en el laberinto virtual podrían ser útiles para su uso con diferentes colectivos; 4) El OR permite que los usuarios sin estereopsis puedan percibir l / The evolution of Virtual Reality (VR) technology has contributed in all fields, including psychology. This evolution involves improvements in hardware and software allowing more immersive experiences. In a VR environment users can perceive the sensation of "presence" and feel "immersed". These sensations are possible using VR devices as HMDs. Nowadays, the development of the HMDs has focused on improving their technical features to offer full immersion. In psychology, VR environments are research tools because they allow the use of new paradigms that are not possible to employ in a real environment. There are some applications for assessing spatial memory that use basic methods of HCI. However, VR systems that incorporate stereoscopy and physical movement have not yet been exploited in psychology. In this thesis, a novel VR system combining immersive, interactive and motion features was developed. This system was used for the assessment of the spatial memory and the evaluation of depth perception. For this system, a virtual maze task was designed and implemented. In this system, two different types of interaction were integrated: a locomotion-based interaction pedaling a fixed bicycle (condition1), and a stationary interaction using a gamepad (condition2). This system integrated two types of display systems: 1) The Oculus Rift; 2) A large stereo screen. Two studies were designed to determine the efficacy of the VR system using physical movement and immersion. The first study (N=89) assessed the spatial short term memory using the Oculus Rift and the two types of interaction The results showed that there were statistically significant differences between both conditions. The participants who performed the condition2 got better performance than participants who performed the condition1. However, there were no statistically significant differences in satisfaction and interaction scores between both conditions. The performance on the task correlated with the performance on other classical neuropsychological tests, revealing a verisimilitude between them. The second study (N=59) involved participants who had and who had not stereopsis. This study assessed the depth perception by comparing the two display systems. The participants performed the task using the condition2. The results showed that the different features of the display system did not influence the performance on the task between the participants with and without stereopsis. Statistically significant differences were found in favor of the HMD between the two conditions and between the two groups of participants regard to depth perception. The participants who did not have stereopsis and could not perceive the depth when they used other display systems (e.g. CAVE); however, they had the illusion of depth perception when they used the Oculus Rift. The study suggests that for the people who did not have stereopsis, the head tracking largely influences the 3D experience. The statistical results of both studies have proven that the VR system developed for this research is an appropriate tool to assess the spatial short-term memory and the depth perception. Therefore, the VR systems that combine full immersion, interaction and movement can be a helpful tool for the assessment of human cognitive processes as the memory. General conclusions from these studies are: 1) The VR technology and immersion provided by current HMDs are appropriate tools for psychological applications, in particular, the assessment of spatial short-term memory; 2) A VR system like the one presented in this thesis could be used as a tool to assess or train adults in skills related to spatial short-term memory; 3) The two types of interaction (condition1 and condition2) used for navigation within the virtual maze could be helpful to use with different collectives; 4) The Oculus Rift allows that the users without stereopsis can perceive the depth perception of 3D objects and have rich 3D experiences. / L'evolució de la tecnologia de Realitat Virtual (RV) ha contribuït en tots els camps, incloent la psicologia. Aquesta evolució implica millores en el maquinari i el programari que permeten experiències més immersives. En un entorn de RV, els usuaris poden percebre la sensació de "presència" i sentir-se "immersos". Aquestes sensacions són possibles utilitzant HMDs. Avui dia, el desenvolupament dels HMDs s'ha centrat a millorar les seves característiques tècniques per oferir immersió plena. En la psicologia, els entorns de RV són eines de recerca. Hi ha algunes aplicacions per avaluar la memòria espacial que utilitzen mètodes bàsics d'interacció. Tanmateix, sistemes de RV que incorporen estereoscòpia i moviment físic no s'han explotat en psicologia. En aquesta tesi, s'ha desenvolupat un sistema de RV novell que combina immersió, interacció i moviment. El sistema (tasca en un laberint virtual) s'ha utilitzat per a l'avaluació de la memòria espacial i la percepció de profunditat. S'han integrat dos tipus d'interacció: una interacció basada en locomoció pedalejant una bicicleta fixa (condició1), i l'altra una interacció estacionària usant un gamepad (condició2). S'han integrat dos tipus de sistemes de pantalla: 1) L'Oculus Rift; 2) Una gran pantalla estereoscòpica. Dos estudis van ser dissenyats. El primer estudi (N=89) va avaluar la memòria a curt termini i espacial utilitzant l'Oculus Rift i els dos tipus d'interacció. Els resultats indiquen que hi havia diferències significatives entre les dues condicions. Els participants que van utilitzar la condició2 van obtenir millor rendiment que els participants que van utilitzar la condició1. Tanmateix, no hi havia diferències significatives dins satisfacció i puntuacions d'interacció entre les dues condicions. El rendiment de la tasca va correlacionar amb el rendiment en les proves neuropsicològiques clàssiques, revelant versemblança entre elles. El segon estudi (N=59) va implicar participants que van tenir i que van haver-hi no estereopsis. Aquest estudi va avaluar la percepció de profunditat comparant els dos sistemes de pantalla. Els participants realitzen la tasca utilitzant la condició2. Els resultats van mostrar que les diferents característiques del sistema de pantalla no va influir en el rendiment en la tasca entre els participants qui tenien i els qui no tenien estereopsis. Diferències significatives van ser trobades a favor del HMD entre les dues condicions i entre els dos grups de participants. Els participants que no van tenir estereopsis i no podien percebre la profunditat quan van utilitzar altres sistemes de pantalla (per exemple, CAVE), van tenir la il.lusió de percepció de profunditat quan van utilitzar l'Oculus Rift. L'estudi suggereix que per les persones que no van tenir estereopsis, el seguiment del cap influeix en gran mesura en l'experiència 3D. Els resultats estadístics dels dos estudis han provat que el sistema de RV desenvolupat per aquesta recerca és una eina apropiada per avaluar la memòria espacial a curt termini i la percepció de profunditat. Per això, els sistemes de RV que combinen immersió plena, interacció i moviment poden ser una eina útil per la avaluació de processos cognitius humans com la memòria Les conclusions generals que s'han extret d'aquests estudis, són les següents: 1) La tecnologia de RV i la immersió proporcionada pels HMDs són eines apropiades per aplicacions psicològiques, en particular, la avaluació de memòria espacial a curt termini; 2) Un sistema de RV com el presentat podria ser utilitzat com a eina per avaluar o entrenar adults en habilitats relacionades amb la memòria espacial a curt termini; 3) Els dos tipus d'interacció utilitzats per navegació dins del laberint virtual podrien ser útils per al seu ús amb diferent col.lectius; 3) L'Oculus Rift permet que els usuaris que no tenen estereopsis puguen percebre la percepció de profunditat dels objectes 3D i tenir / Cárdenas Delgado, SE. (2017). VR systems for memory assessment and depth perception [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/94629 / TESIS

Après le vieillissement, le diabète Mellitus de type 2 (DMT2) est le facteur de risque le plus important pour développer la maladie d'Alzheimer (MA). Le DMT2 est une maladie métabolique caractérisée par une hyperglycémie et une résistance à l’insuline qui se développe vers la cinquantaine et est fortement favorisée par l’obésité. Nous avons exploré l’impact potentiel du DMT2 sur le développement de la MA chez le Rat. Pour cela, nous avons utilisé un régime alimentaire cafétéria (RC) couplé à des injections de faibles doses de Streptozotocine (STZ) (STZ-CD). Les rats STZ-CD montrent des signes classiques de DMT2 et des déficits légers de consolidation en mémoire de reconnaissance spatiale. Afin d'imiter le développement des stades précoces de la MA, la moitié des rats reçoivent une infusion intracérébrale de peptides β-amyloïdes solubles (Aβ) qui ne conduisent pas à des déficits mnésiques durables. Par contre, le phénotype DMT2 chez les rats STZ-CD exacerbe les déficits mnésiques observés avec le peptide Aβ en les prolongeant dans le temps. L’enrichissement environnemental pendant une période critique de 2 semaines après l’infusion d’Aβ est capable de compenser les déficits mnésiques induits par le peptide Aβ et/ou le traitement STZ-CD ; mais d’une manière limitée dans le temps. Des analyses biochimiques dans l’aire CA1 de l’hippocampe ont été effectuées pour explorer de possibles altérations de la voie PI3K, de marqueurs de la cascade amyloïde et du DMT2. Le peptide Aβ seul induit peu de changements durables ; le phénotype DMT2 seul est associé à des changements pour quelques protéines-clé, largement en liaison avec le régime cafétéria. Par contre, la majorité des modifications dysfonctionnelles de protéines est observée chez les rats montrant un phénotype de type DMT2 et recevant le peptide Aβ. Ces altérations, similaires à celles rapportées chez des patients atteints de la MA et chez des modèles animaux de la MA, concernent notamment des protéines de la voie PI3K-Akt impliquée dans des fonctions comme l’autophagie et l’inflammation et des marqueurs de la MA. L’altération de ces protéines pourrait contribuer aux déficits mnésiques durables observés et mettre en lumière des mécanismes moléculaires induits par le DMT2 et promouvant un milieu neuronal favorisant le développement d’un stade précoce de la maladie d'Alzheimer. / Following aging, type 2 Diabetes Mellitus (T2DM) is the most important risk factor of developing Alzheimer’s disease (AD). It is a metabolic disorder characterised by hyperglycemia and insulin resistance that develops in middle age and is promoted largely by obesity. In this study, we used a T2DM rat model to assess the potential impact T2DM may have on the development of AD. Rats were fed cafeteria-style diet (CD) coupled with low dose injections of Streptozotocin (STZ)(STZ-CD). We found that STZ-CD treated rats showed classic signs of T2DM and a modest deficit in consolidation of spatial recognition memory. In order to mimic the development of early stage AD, half of the rats were infused with a soluble oligomeric amyloid beta (Aβ), which alone was not sufficient to induce long-lasting memory deficits. Interestingly, the T2DM phenotype exacerbated the memory deficits induced by Aβ infusion by prolonging these deficits. Environmental enrichment during a critical two-week period following infusion of Aβ rescued memory deficits induced by Aβ and/or STZ-CD treatment; however, this was time-limited. Biochemical analyses were conducted mainly in proteins involved in the PI3K-Akt signalling pathway and markers of AD and T2DM in CA1 of the hippocampus. Aβ alone induced few long-lasting changes; T2DM phenotype alone induced some changes that were largely mediated by CD treatment alone; however, the majority of dysfunctional regulation of proteins was observed in rats showing a T2DM phenotype that were infused with Aβ. More importantly, many of these changes are similar to those reported in brains of AD patients or rodent models of the disease; notably key proteins in the PI3K-Akt signaling pathway that mediate functions such as autophagy, inflammation and markers of AD. Dysregulation of these proteins may contribute to the long-lasting memory deficits seen in this model, which may provide evidence of molecular mechanisms induced by T2DM that could promote a dysfunctional neuronal environment favouring the development of early stages of Alzheimer’s disease.

Lorsqu'ils naviguent dans un nouvel environnement, les individus peuvent mémoriser différents emplacements en utilisant une stratégie dépendante de l'hippocampe (apprentissage de la relation entre différents points de repère) ou une stratégie qui recrute le noyau caudé (utilisation d'une association stimulus-réponse rigide). Le noyau caudé fait partie du système de récompense et soutient l'apprentissage procédural et la formation d'habitudes. Des travaux antérieurs de notre laboratoire ont montré que les jeunes adultes en santé qui utilisent le système de mémoire dépendant du noyau caudé consomment plus de substances addictives et démontrent davantage de comportements de prise de risque. De plus, une faible mémoire dépendante de l’hippocampe est associée à une plus faible intégrité hippocampique, qui est à son tour associée à des troubles psychiatriques tels que la dépression. Il reste cependant à déterminer si la performance de mémoire pendant l'enfance est associée à des niveaux plus élevés de consommation de substances, des symptômes dépressifs et des troubles externalisés plus tard dans la vie. Nous avons découvert qu'une plus faible performance de mémoire dépendante de l'hippocampe à l'âge de 8 ans était associée à davantage de symptômes dépressifs à l'adolescence. De plus, des performances plus faibles d'apprentissage spatial à l'âge de 8 ans étaient associées à une consommation accrue de cigarettes et à des troubles externalisés à l'adolescence. Ces résultats suggèrent que la performance de mémoire à l'enfance, qui reflète l'intégrité des systèmes de mémoire et la sensibilité à la récompense, pourrait avoir une certaine valeur prédictive dans la détermination de futurs comportements inadaptés à l'adolescence. / When navigating in a novel environment, people can memorize spatial locations using a hippocampus-dependent strategy (learning the relationship between landmarks) or a strategy that recruits the caudate nucleus (using a rigid stimulus-response pattern). The caudate nucleus forms a part of the reward system and supports procedural learning and the formation of habits. Previous work from our lab has shown that healthy young adults who use caudate nucleus-dependent memory to solve a radial arm maze consume higher levels of addictive substances and display more risk-taking behavior. Furthermore, lower hippocampal integrity, which is associated with lower hippocampus-dependent memory, has been linked to psychiatric illnesses such as depression. It, however, remains to be determined if memory performance during childhood is associated with the development of higher levels of substance use and externalizing problems later in life, as well as depressive symptoms. We found that lower hippocampus-dependent memory at age 8 was associated with more depressive symptoms in adolescence. Furthermore, lower rates of spatial learning at age 8 was associated with increased use of cigarettes and externalizing problems in adolescence. These results suggest that memory performance in childhood, reflecting the integrity of memory systems and reward sensitivity, might have some predictive value in determining future maladaptive behaviors in adolescence.

No description available.

No description available.

<p>Navigation is a very important area of spatial information research that presents researchers with a number of challenges. One of these challenges concerns the nature of spatial information encoding itself: is such encoding the result of a single mechanism system, a two-mechanism system or possibly a mixed system? One possible avenue of insight into this problem centers on the disorientation effect as described in Wang & Spelke (2000). A quick survey of basic findings, terminating with Waller & Hodgson (2006), indicates that there seem to be two systems at work. Moreover, the results obtained are based upon experiments carried out in actual reality. A virtual reality experiment was designed in an attempt to replicate the findings described in Waller & Hodgson (2006). The experiment is described in detail and its results are presented. These were found to be sufficiently reliable to justify pointing to a potentially rich field for future research, including such techniques as combining VR with fMRI to achieve more fine-grained results that cannot currently be obtained from the direct use of actual reality only. Underlying factors such as experimental control and data presentation are briefly described in the discussion section.</p> / Master of Science (MS)

Tesis por compendio / [ES] Esta tesis se centra en explotar las posibilidades de la Realidad Aumentada (RA) basada en SLAM (localización y mapeo simultáneos) para la evaluación de la memoria espacial. El objetivo principal fue desarrollar nuevas técnicas de localización en interiores en el ámbito de la RA, aprovechando los avances tecnológicos, y validarlas mediante la construcción de frameworks y aplicaciones orientadas a la evaluación de la capacidad de localización espacial en adultos; y estudiar el aumento perceptivo en los canales visual y táctil. En esta tesis, para cumplir con este objetivo principal, se desarrolló un framework para el desarrollo de aplicaciones de autor para utilizar en el estudio de la memoria espacial aprovechando la RA basada en SLAM. Nuestro framework permite utilizar diferentes motores/SDKs de RA. Existen diferentes interfaces incorporadas en el framework a través de las cuales se puede acceder a los diferentes módulos de RA. Esto permite un uso modular e independiente del motor de RA para los desarrolladores. El funcionamiento general de las aplicaciones desarrolladas en esta tesis consta de tres fases. En una primera fase, el supervisor selecciona el número de objetos virtuales a memorizar y los propios objetos virtuales, que coloca en los lugares deseados del entorno. En la segunda fase, el usuario recorre el entorno y memoriza las ubicaciones de los objetos virtuales en el entorno real. En la tercera fase, el usuario debe colocar los objetos virtuales en las ubicaciones que tenían en la fase anterior. Hasta donde sabemos, este es el primer trabajo que utiliza la RA basada en SLAM para la evaluación de la memoria espacial, implicando el movimiento físico del usuario, y considerando estímulos visuales y táctiles. Para la validación, se realizaron tres estudios centrados en investigar la viabilidad del uso de las aplicaciones en entornos de pequeñas y grandes dimensiones, así como el uso de estímulos visuales y táctiles. El rendimiento de nuestras aplicaciones se comparó con los métodos tradicionales. También se evaluaron las variables subjetivas. En el primer estudio (N=55) se consideraron los estímulos visuales y los entornos de pequeñas dimensiones. Los participantes se dividieron en dos grupos: ARGroup (memorización mediante RA) y el NoARGroup (memorizaron mirando fotografías). El segundo estudio (N=46) consideró los estímulos visuales y los entornos de grandes dimensiones. Se evaluó el rendimiento de los participantes en una tarea verbal de recuerdo de objetos, una tarea de colocación en mapas y una tarea de orientación espacial con lápiz y papel. También se evaluó la importancia de las distintas estrategias espaciales de orientación y los niveles de ansiedad. En el tercer estudio (N=53) se comparó el rendimiento con estímulos visuales y táctiles y se utilizaron entornos de pequeñas dimensiones. Del desarrollo y de los tres estudios realizados se extrajeron las siguientes conclusiones generales: 1) La RA basada en SLAM es adecuada para desarrollar tareas de evaluación de la memoria espacial, pudiéndose utilizar en cualquier entorno y sin necesidad de añadir elementos reales al entorno para su registro; 2) Las aplicaciones desarrolladas en esta tesis permiten la personalización de la tarea y el almacenamiento de las variables de rendimiento; 3) Estas aplicaciones han permitido una evaluación ecológica; 4) Estas aplicaciones y otras herramientas similares podrían utilizarse para evaluar y entrenar la memoria espacial como alternativa a los métodos tradicionales; 5) Los estímulos táctiles son estímulos válidos que pueden beneficiar la evaluación de la memoria de las asociaciones táctiles-espaciales, pero la memoria de las asociaciones visuales-espaciales es dominante; 6) Las aplicaciones desarrolladas en esta tesis y otras herramientas similares podrían ayudar en el diagnóstico de las alteraciones de la memoria espacial. / [CA] Aquesta tesi se centra en explotar les possibilitats de la Realitat Augmentada (RA) basada en SLAM (localització i mapeig simultanis) per a l'avaluació de la memòria espacial. L'objectiu principal va ser desenvolupar noves tècniques de localització en interiors en l'àmbit de la RA, aprofitant els avanços tecnològics, i validarles mitjançant la construcció de frameworks i aplicacions orientades a l'avaluació de la capacitat de localització espacial en adults; i estudiar l'augment perceptiu en els canals visual i tàctil. En aquesta tesi, per a complir amb aquest objectiu principal, es va desenvolupar un framework per al desenvolupament d'aplicacions d'autor per a utilitzar en l'estudi de la memòria espacial aprofitant la RA basada en SLAM. El nostre framework permet utilitzar diferents motors/SDKs de RA. Hi ha diferents interfícies incorporades en el framework a través de les quals es poden connectar els diferents mòduls de RA. Això permet un ús modular i independent del motor de RA per als desenvolupadors. El funcionament general de les aplicacions desenvolupades en aquesta tesi consta de tres fases. En una primera fase, el supervisor selecciona el nombre d'objectes virtuals a memoritzar i els propis objectes virtuals, que col·loca en els llocs desitjats de l'entorn. En la segona fase, l'usuari recorre l'entorn i memoritza les ubicacions dels objectes virtuals en l'entorn real. En la tercera fase, l'usuari ha de col·locar els objectes virtuals en les ubicacions que tenien en la fase anterior. Fins on sabem, aquest és el primer treball que utilitza la RA basada en SLAM per a l'avaluació de la memòria espacial, implicant el moviment físic de l'usuari, i considerant estímuls visuals i tàctils. Per a la validació, es van realitzar tres estudis centrats en estudiar la viabilitat de l'ús de les aplicacions en entorns de xicotetes i grans dimensions, així com l'ús d'estímuls visuals i tàctils. El rendiment de les nostres aplicacions es va comparar amb els mètodes tradicionals. També es van avaluar les variables subjectives. En el primer estudi (N=55) es van considerar els estímuls visuals i els entorns de xicotetes dimensions. Els participants es van dividir en dos grups: ARGroup (memorització mitjançant RA) i el NoARGroup (memorització mirant fotografies). El segon estudi (N=46) va tindre en compte els estímuls visuals i els entorns de grans dimensions. Es va avaluar el rendiment dels participants en una tasca verbal de record d'objectes, una tasca de col·locació en mapes i una tasca d'orientació espacial amb llapis i paper. També es va avaluar la importància de les diferents estratègies espacials d'orientació i els nivells d'ansietat. En el tercer estudi (N=53) es va comparar el rendiment amb estímuls visuals i tàctils i es van utilitzar entorns de xicotetes dimensions. Del desenvolupament i dels tres estudis realitzats es van extraure les següents conclusions generals: 1) La RA basada en SLAM és adequada per a desenvolupar tasques d'avaluació de la memòria espacial, podent-se utilitzar en qualsevol entorn i sense necessitat d'afegir elements reals a l'entorn per al seu registre; 2) Les aplicacions desenvolupades en aquesta tesi permeten la personalització de la tasca i l'emmagatzematge de les variables de rendiment; 3) Aquestes aplicacions han permés una avaluació ecològica; 4) Aquestes aplicacions i altres ferramentes similars podrien utilitzar-se per a avaluar i entrenar la memòria espacial com a alternativa als mètodes tradicionals; 5) Els estímuls tàctils són estímuls vàlids que poden beneficiar l'avaluació de la memoria de les associacions tàctils-espacials, però la memòria de les associacions visualsespacials és dominant; 6) Les aplicacions desenvolupades en aquesta tesi i altres ferramentes similars podrien ajudar en el diagnòstic de les alteracions de la memòria espacial. / [EN] This thesis focuses on exploiting the possibilities of Augmented Reality (AR) based on SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) for the assessment of spatial memory. The main objective was to develop new indoor localization techniques in the field of AR, taking advantage of technological advances, and to validate them by building frameworks and applications oriented to the assessment of spatial location ability in adults; and studying perceptual augmentation in the visual and tactile channels. In this thesis, to fulfill this main objective, a framework was developed for the development of author applications to use in the study of spatial memory taking advantage of AR based on SLAM. Our framework enables using different AR engines or SDKs. There are different interfaces incorporated in the framework through which the different AR modules can be connected. This enables a modular and independent use of the AR engine for developers. The general functioning of the applications developed in this thesis consists of three phases. In a first phase, the supervisor selects the number of virtual objects to be memorized and the virtual objects themselves, which she/he places at desired locations in the environment. In the second phase, the user walks through the environment and memorizes the locations of the virtual objects in the real environment. In the third phase, the user must place the virtual objects in the locations they were in the previous phase. To our knowledge, this is the first work using SLAM-based AR for the assessment of spatial memory, involving physical movement of the user, and considering visual and tactile stimuli. For the validation, three studies were carried out that focused on studying the feasibility of using the applications in small and large environments, as well as the use of visual and tactile stimuli. The performance of our applications was compared with traditional methods. Subjective variables were also assessed. The first study considered visual stimulus and small environments. This study involved 55 users. Participants were divided into two groups: ARGroup (participants memorized the location of virtual objects in the real world in a memorization phase using AR) and the NoARGroup (participants memorized the location of virtual objects by looking at photographs of the augmented environment using the device). The second study considered visual stimulus and large environments. This study involved 46 young adults. The participants had to go through a two-story building and memorize the position of a total of eight virtual objects. Participants' performance was also evaluated in a verbal object recall task, a pencil and paper spatial orientation task and a map-pointing task. The importance of different spatial strategies for orientation and anxiety levels were also evaluated. The third study compared the performance using visual versus tactile stimuli and used small environments. This study involved 53 subjects. The participants were divided into two groups: Visual, which used visual stimuli, and Tactile, which used tactile stimuli. The following general conclusions were extracted from the development and the three studies carried out: 1) SLAM-based AR is suitable for developing spatial memory assessment tasks, working in any environment and without the need to add real objects to the environment for registration; 2) The applications developed in this thesis allow task customization and storage of performance variables; 3) These applications have allowed an ecological assessment; 4) These applications and similar tools could be used to assess and train spatial memory as an alternative to traditional methods; 5) Tactile stimuli are valid stimuli that can help the assessment of memory of tactile-spatial associations, but memory of visual-spatial associations is dominant; 6) The applications developed in this thesis and similar tools could help in the diagnosis of spatial memory impairments. / Muñoz Montoya, FM. (2023). Augmented Reality through Various Sensory Channels and its Application to Orientation and Spatial Localization Processes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195733 / Compendio

Les acides gras polyinsaturés à longue chaîne (AGPI-LC) de la série n-3 jouent des rôles essentiels dans le fonctionnement du cerveau et notamment dans les processus de plasticité synaptique et de mémoire, altérés au cours du vieillissement. Il est maintenant bien admis que ces AGPI peuvent réguler la transcription génique en se liant à des récepteurs nucléaires spécifiques, les PPAR (peroxisome proliferator-activated receptors), mais aussi aux récepteurs de l’acide 9-cis rétinoïque, les RXR (retinoid X receptors). En tant que partenaires communs d’hétérodimérisation des PPAR et des RAR (récepteurs de l’acide tout-trans rétinoïque), les RXR sont des acteurs clés de la modulation de l’expression génique par les acides gras et les rétinoïdes. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse était d’étudier, au cours du vieillissement chez le rat, les effets d’une supplémentation en AGPI-LC n-3 sur l’activité des voies de signalisation des acides gras et des rétinoïdes, les processus de plasticité cérébrale (plasticité synaptique et neurogenèse) et la mémoire spatiale. Nos principaux résultats montrent qu’une supplémentation en AGPI-LC n-3, pendant 21 semaines chez des rats à mi-vie, maintient dans l’hippocampe les niveaux d’expression des ARNm codant pour RXRγ et GAP-43 (protéine synaptique) altérés au cours du vieillissement. De plus les rats âgés supplémentés en AGPI-LC n-3 présentent une augmentation du nombre de néo-neurones hippocampiques et une amélioration de la mémoire spatiale de travail, comparés aux rats âgés contrôle. Les résultats de cette étude plaident en faveur d’un effet bénéfique des AGPI-LC n-3 sur la mémoire de travail au cours du vieillissement via notamment, une action sur la plasticité cérébrale. De plus, nos travaux suggèrent l’implication des RXR dans l’effet neuroprotecteur des AGPI-LC n-3, qui réguleraient l’expression de certains gènes cibles impliqués dans la plasticité synaptique et les processus de neurogenèse hippocampique. / Long chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) of the n-3 series play essential roles in brain functions, including brain plasticity and memory processes which are altered during aging. It is now well accepted that these PUFA regulate gene transcription through binding and activating specific nuclear receptors such as PPAR (peroxisome proliferator-activated receptors) and RXR (retinoid X receptors, which also bind 9-cis retinoic acid). As a common heterodimeric partner of both PPAR and RAR (all-trans retinoic acid receptors), RXR is a key factor in the modulation of gene expression by fatty acids and retinoids. In this context, the purpose of this work was to study the effects of a n-3 LC-PUFA supplementation on fatty acid and retinoid signalling pathways and on cerebral plasticity and spatial memory processes. Our main results show that n-3 LC-PUFA supplementation for 21 weeks in mid-life rats, maintains the mRNA levels of RXRγ and GAP-43 (synaptic protein) which were altered in aged rat hippocampus. Besides, supplemented aged rats exhibited increased numbers of newly generated neurons and improved spatial working memory, when compared with control aged rats. To summarize, our results support the neuroprotective effects of n-3 LC-PUFA during aging, in particular on cerebral plasticity and working memory. Furthermore, our works suggest the implication of RXR in the set up of these effects through notably the regulation of some target genes involved in synaptic plasticity and hippocampal neurogenesis processes.

Une des principales caractéristiques de la maladie d'Alzheimer (MA) est l'accumulation intracérébrale du peptide neurotoxique Amyloïde β (Aβ) sous forme oligomérique et sous forme agrégée en plaques amyloïdes. Ce peptide est le produit du clivage de l'Amyloid Precursor Protein (APP) selon la voie amyloïdogène, voie pathologique suractivée dans la MA. La majorité des recherches, au cours des 25 dernières années, se sont concentrées sur les conséquences pathologiques de cette dérégulation, mettant au second plan la compréhension des fonctions physiologiques de l’APP. Cependant, de nombreuses études montrent que ses fonctions physiologiques pourraient être médiées par ses formes solubles (APPs). Dans la voie de clivage physiologique, la voie non-amyloïdogène, l’APP est clivé par l’α secrétase pour libérer l’APPsα, peptide disposant de propriétés neuroprotectrices et synaptotrophiques, essentielles au bon fonctionnement cérébral. Dans le contexte de la MA, la suractivation de la voie amyloïdogène va aboutir à la production de l’APPsβ au détriment de celle d’APPsα. Les conséquences fonctionnelles associées à la maladie d’Alzheimer pourraient ainsi être dues à la diminution de la production d’APPsα associée à une augmentation de la production d’APPsβ. Mon projet de thèse porta sur les conséquences mnésiques et fonctionnelles de la surexpression de ces deux formes et à leur potentiel thérapeutique dans la maladie d’Alzheimer. Nous avons tout d’abord surexprimé l’APPsα dans les neurones de l’hippocampe de souris transgéniques APP/PS1ΔE9, modèle de la MA, qui présentent des déficits cognitifs et synaptiques. L’expression continue d’APPsα, à l’aide de vecteurs AAV, permet la restauration des performances mnésiques des souris, de la potentialisation à long terme (LTP) ainsi que du nombre d’épines dendritiques dans l’hippocampe. Ce sauvetage phénotypique s’accompagne de la diminution conjointe des niveaux d’Aβ et des plaques amyloïdes. Ceci serait en partie la conséquence de l’activation de la microglie, type cellulaire ayant la capacité d’internaliser et de dégrader l’Aβ. Mon second axe de recherche a consisté à étudier l’APPsβ dont l’implication dans la MA reste méconnue. Sa surexpression dans le modèle murin APP/PS1ΔE9 n’induit pas de restauration de la LTP ni de la mémoire spatiale. Néanmoins, l’injection d’APPsβ aboutit à la diminution de la concentration en Aβ solubles sans cependant réduire le nombre de plaques amyloïdes. Ce défaut pourrait-être la conséquence de l’absence d’activation microgliale. En résumé, mon travail de thèse montre que, contrairement à l’APPsβ, la surexpression d’APPsα pourrait contrecarrer l’évolution inéluctable de la maladie et en particulier en réduisant l’atteinte synaptique et mnésique caractéristique de la MA. Ces résultats renforcent une nouvelle voie d’action pour lutter contre la progression de la MA. L’utilisation de l’APPsα en tant qu’agent thérapeutique pourrait ainsi s’avérer être un élément important dans l’arsenal clinique de ces prochaines années. / One of the main characteristic of Alzheimer’s Disease (AD) is the intracerebral accumulation of the neurotoxic Amyloid β peptide (Aβ) either as oligomeric or aggregated forms known as the amyloid plaques. This peptide is produced via the Amyloid Precursor Protein (APP) processing following the amyloidogenic pathway, pathological pathway overactivated in AD. Most of the research performed during the last 25 years focused on pathogenic consequences of this dysregulation, deprioritizing the understanding of the APP physiological functions. Nonetheless, numerous studies show that these physiological functions might be mediated via APP soluble forms (APPs). In the physiological APP processing pathway, the non-amyloidogenic pathway, APP is cleaved by the α secretase, releasing the APPsα which display neuroprotective and synaptotrophic properties, essential for brain normal functions. In the context of AD, the amyloidogenic pathway overactivation leads to APPsβ overproduction at the expense of APPsα. Therefore, AD harmful consequences could be due to the decrease of APPsα concentration associated with an increase of APPsβ. My thesis project aimed to characterize mnemonic and functional properties following the overexpression of these two soluble forms of APP and their therapeutic potential in AD. We firstly overexpressed APPsα in hippocampal neurons of APP/PS1ΔE9 mice, animal model of AD, which display cognitive and synaptic deficits. The continual expression of APPsα, mediated via AAV viruses, enabled restoration of spatial memory, long-term potentiation and dendritic spines density in the hippocampus. This phenotypic rescue was accompanied with the decrease of both Aβ levels and amyloid plaques. This might be due to the activation of microglia, cell type able to internalize and degrade Aβ. In a second hand, I studied the involvement of APPsβ in AD, which remains poorly known. Its overexpression in APP/PS1ΔE9 did not induce neither LTP nor spatial memory restoration. However, APPsβ injection lead to the decrease of Aβ levels without reducing amyloid plaques. This default might be due to the lack of microglial activation. In conclusion, my thesis work show that, unlike APPsβ, APPsα overexpression might overcome the AD inevitable evolution by reducing synaptic and memory alterations, typical of AD. These results reinforce a new way of treatment to cope with AD progression. The use of APPsα as therapeutic agent might be an important tool for future AD therapies.