Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3095.pdf: 1545712 bytes, checksum: fb785bf4285325c762ff7f39a652816f (MD5) Previous issue date: 2010-05-24 / The present study was aimed to assess the role of the flood pulse related to the composition of the ichthyofauna of the Caiçara Basin System (Upper Baía Caiçara/UBC e Lower Baía Caiçara/LBC) in a pantanal environment, in Cáceres, Mato Grosso. 90,041 specimens were collected from September 2005 to September 2007, distributed in two classes, 8 orders, 32 families and 171 species, with 145 of them occurring in both environments. Characiforms, Siluriforms and Gymnotiforms were the most representative orders accounting for more than 90% of all the species obtained in the sampled environments. The UBC, with 155 collected species, considering the two sampled cycles, obtained 68 and 81 constant species, accounting for 50 and 56% of the total species in this bay. In the LBC, with 161 sampled species, the constant species were most significant, with respectively 43 and 56% per cycle and 54 species for the entire sampling period. Odontostilbe pequira, Serrapinnus calliurus and Moenkhausia dichroura were abundant in all the periods. M. dichroura was the most abundant species in practically all the periods and environments. Cyphocharax gillii and Hypoptopoma inexspectatum (detritivores) were abundant in the ebb tide and dry periods. Acestrorhynchus pantaneiro and Roeboides prognathus were the most abundant piscivores in the ebb tide period. Hemiodus orthonops was abundant in the flood and high tide periods. Among the invertivores/insectivores, M. dichroura and O. pequira were abundant in all the seasonal periods. Concomitantly to the fish collection, data from the limnological variables in the two sampled environments were also obtained, which showed significant differences between the seasonal periods. In the dry periods, the UBC remained totally disconnected from the Paraguay River, and the BCI obtained a smaller water amount from the main channel. In the flood period the connectivity between the UBC and the Paraguay River was reestablished. The concentration of dissolved oxygen varied from 0.67 to 5.94 mg/l in BCS and 0.64 and 5.87 mg/l in the LBC. The highest water temperatures were observed during the flood period (31.35 °C) and the lowest temperature during the dry period (22.33°C). Concerning electrical conductivity, the highest values were observed in the flood period (84.19 μS.cm-1). The lowest values were obtained in the ebb tide period (23.30 μS.cm-1). It obtained the lowest pH values (5.66) in the high tide period, and the highest pH values (7.50) in the dry period. Characiforms and Siluriforms were the orders that showed the best adaptation to the variations caused by the flood pulse of this system and the limnological attributes (dissolved oxygen, pH, electrical conductivity in water, pH, water transparency and depth) are decisive in the arrangement of the ichthyofauna, but their action is not isolated. On the contrary, they are interdependent together with the river-basin connectivity. / Este trabalho teve por objetivo estudar o papel do pulso de inundação relacionado à composição da ictiofauna do sistema de baías Caiçara (Baía Caiçara Superior BCS e Baía Caiçara Inferior BCI), no pantanal de Cáceres MT. Foram coletados 90.041 espécimes, de setembro de 2005 a setembro de 2007, compreendendo dois ciclos, distribuídos em duas classes, 8 ordens, 32 famílias e 171 espécies, representando 63% de toda ictiofauna descrita para todo o ambiente pantaneiro. As Ordens Characiformes e Syluriformes foram as mais representativas, com 81,9% de todas as espécies obtidas para o sistema estudado. BCS, com 155 espécies coletadas, obteve 68 (Ciclo I) e 81 (Ciclo II) espécies constantes, representando 50 e 56% do total para essa baía. Em BCI, com 161 espécies amostradas, as espécies constantes foram mais significativas, com respectivamente 43 e 56% por ciclo e 54 espécies para todo o período amostral. Odontostilbe pequira, Serrapinnus calliurus e Moenkhausia dichroura foram abundantes em todos os períodos. M. dichroura foi a espécie mais abundante em praticamente todos os períodos e ambientes. Cyphocharax gillii e Hypoptopoma inexspectatum (detritívoros) foram abundantes no período de vazante e estiagem. Acestrorhynchus pantaneiro e Roeboides prognathus se destacaram entre os piscívoros na vazante. Hemiodus orthonops foi abundante nos períodos de enchente e cheia. Dentre os invertívoros/insetívoros, M. dichroura e O. pequira foram abundantes em todos os períodos sazonais. Concomitante as coletas de peixes também foram obtidos os dados das variáveis físicas e químicas, apresentando diferenças significativas entre os períodos sazonais. Nos períodos de estiagem BCS permaneceu totalmente desconectada do rio Paraguai, e BCI obteve um menor aporte hídrico do canal principal. No período de enchente foi restabelecida a conexão entre BCS e o rio Paraguai. A concentração de oxigênio dissolvido variou de 0,67 a 5,94 mg/l em BCS e 0,64 e 5,87 mg/l em BCI. As maiores temperaturas da água foram observadas no período de enchente (31,35 °C) e a menor no período de estiagem (22,33°C). Para a condutividade elétrica observam-se maiores valores na enchente (84,19 μS.cm-1). Os menores valores foram obtidos na vazante (23,30 μS.cm-1). No período de cheia apresentou os menores valores de pH (5,66), e na estiagem os maiores (7,50). Characiformes e Siluriformes são as ordens mais adaptadas às variações decorrentes do pulso de inundação neste sistema e os atributos limnológicos (oxigênio dissolvido, pH, condutividade elétrica da água, pH, transparência da água e profundidade) são decisivos na estruturação da ictiofauna, mas não atuam de maneira isolada, sendo interdependentes, juntamente com a conectividade rio-baía.

Submitted by Felipe Lapenda (felipe.lapenda@ufpe.br) on 2015-03-06T13:52:59Z No. of bitstreams: 2 TESE Jonas Otaviano Pessoa de Souza.pdf: 17205189 bytes, checksum: bda2fc72221d48dd3671685fd3a97f3d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T13:52:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Jonas Otaviano Pessoa de Souza.pdf: 17205189 bytes, checksum: bda2fc72221d48dd3671685fd3a97f3d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia de Pernambuco / Devido o déficit hídrico do ambiente seco nordestino, foi construída uma estrutura de gerenciamento de recursos hídricos sustentada por pulsos de disponibilidade hídrica e estocagem de água superficial. Contudo esse gerenciamento, normalmente, ignora a elementos da dinâmica do sistema fluvial, em especial do comportamento do transporte de água e sedimentos pelo sistema, característica que vai controlar a estrutura fluvial, a estocagem de sedimento e a disponibilidade de água superficial e subsuperficial rasa e profunda. Deste modo, o presente trabalho visou analisar a evolução da dinâmica fluvial em ambiente semiárido, focado na dinâmica de transporte de sedimentos pelo sistema fluvial, tendo como base a conectividade da paisagem e analisando a bacia do riacho do Saco, Serra Talhada, Pernambuco. Por fim, a metodologia foi aplicada para avaliar a resposta do comportamento da transmissão a modificações naturais e/ou antrópicas no sistema, podendo gerar mudanças processuais e/ou estruturais na bacia. Para isto, foi detalhado o comportamento hidrológico da área, tal como a distribuição da precipitação por faixa altimétrica, e o comportamento do escoamento superficial, a partir do detalhamento de tipos de solo e tipos de uso. Para a análise sobre a transporte de sedimento foi utilizado à proposta de Conectividade da Paisagem e de Área de Captação Efetiva; e para a construção de cenários de mudança coerentes foi utilizado a proposta da Sensitividade da Paisagem e dos Estilos Fluviais. A bacia do riacho do Saco apresenta pontos de forte desconectividade que geram áreas virtualmente isoladas para o transporte de sedimento de fundo e suas áreas mais altas apresentam os valores máximos para o volume médio escoado por Km², devido ao maior volume de precipitação e retirada da vegetação natural. Em relação aos cenários de mudança pode-se destacar o cenário de degradação de vegetação, que aumenta o escoamento e as incisões fluviais, e o cenário de mudança climática, que diminui o escoamento e potencializa o processo de preenchimento. Por fim, a metodologia proposta se mostrou adequada para a análise inicial das respostas de transmissão hidrossedimentológica para cenários de mudanças processuais e/ou estruturais antrópicas e/ou naturais.

Os manguezais do Sistema Lagunar Cananéia-Iguape, no extremo sul do litoral do estado de São Paulo, possuem, em suas franjas mais externas, a presença da gramínea Spartina alterniflora, que exerce papel fundamental na fixação de sedimentos que poderão se tornar áreas de propagação do mangue. Pioneiras na região alagada do mangue, a Spartina segura e prepara o substrato para as plântulas de espécies de mangue se instaurarem. O mapeamento da Spartina alterniflora nas Ilhas de Cananéia e Comprida, onde estas ilhas margeiam o mesmo canal lagunar, possibilitou identificar as áreas propensas ao seu crescimento. Os pontos de baixa energia do fluxo de água do canal mostraram-se favoráveis ao surgimento de bancos de Spartina. A troca contínua de sedimentos e nutrientes existentes em um ambiente lagunar rico em manguezais, associada à grande capacidade de captação e fixação da Spartina, resultou em um estudo de conectividade entre duas ilhas. / The Cananéi-Iguape lagoon system, in the south shore of São Paulo state, has the presence of the cordgrass Spartina alterniflora on the outer side of the mangroves. The cordgrass has a fundamental role in the fixation of sediments which will be the mangrove\'s propagation areas. Pioneers in the mangrove wetlands, Spartina holds and prepare the substrate for the mangrove seedling establishment. Mapping the presence of Spartina alterniflora in the islands Ilha de Cananéia and Ilha Comprida, allowed to identify the prone areas for its growth. The points of low energy in the river were more favorable to create banks of Spartina. The continuous exchange of sediments and nutrients which exists in a mangrove lagoon system, associated with the great ability of Spartina to capture and establishment, resulted in a study of connectivity between two islands.

A presente dissertação visa estabelecer que a Internet, enquanto técnica participa da constituição territorial, nesse sentido, colabora na regulação da vida humana. Busca-se, neste projeto, compreender as relações entre o desenvolvimento da Internet e seus impactos na organização e ordenação territorial. / This dissertation seeks to establish that the Internet, as a technique, takes part in the territorial constitution, in this sense, collaborating on the regulation of human life. This project will pursue the comprehension of the relationship between the development of the Internet and its impacts on the organization and arrangement of the territory.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1462_1.pdf: 7309345 bytes, checksum: 55ce3db28b455560333a3d433828929c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A gestão de recursos hídricos no semi-árido nordestino está intimamente ligada com a variabilidade anual e interanual de precipitação, o que levou ao estabelecimento de uma rede de infraestrutura hídrica baseada na construção de açudes/barragens, com o objetivo de abastecimento/irrigação para a população, tornando, assim, necessário o gerenciamento desses açudes e de suas áreas de contribuição. Esta pesquisa procurou fazer uma análise do sistema físico da bacia de drenagem do riacho do Saco, localizado no Sertão de Pernambuco, dando ênfase ao sistema fluvial, e a partir disso avaliar a questão do planejamento regional voltado a açudagem no semi-árido brasileiro. Tendo como foco principal a conectividade da paisagem analisando os processos de transporte e sedimentação em ambiente semi-árido. Para tanto foram realizadas análises geomorfológicas e de uso do solo, a partir de mapeamentos 1:25000. Como também classificação dos eventos de precipitação do sistema, baseado nos escoamentos superficiais mensais médios, identificando assim os eventos efetivos do sistema. Essas análises levaram a identificação dos fatores limitantes de transmissão de matéria no sistema, que conjuntamente com a analise climática possibilitou a identificação a área de captação efetiva da bacia mediante três tipos de eventos chuvosos. No cenário de baixa magnitude apenas 33,8 % da bacia contribuíam efetivamente para a rede de drenagem, no de magnitude moderada o valor subia à 61,6 %, essa diferença é resultado da superação dos impedimentos sedimentares; chegando à 70,8% nos eventos de magnitude alta, a pouca variação dá-se a partir do controle dos açudes que interrompem todo transporte de carga de fundo, sendo esse transporte liberado apenas quando há rompimento do açude. Esse tipo de analise pode subsidiar a gestão ativa dos açudes do semi-árido focando a captura dos sedimentos de carga de fundo antes da chegada dos mesmos ao açude, aumentando, assim, a vida útil do mesmo

Ainda pouco se sabe sobre as causas do transtorno do espectro autista (TEA) e seus efeitos na funcionalidade cerebral, porém, diversas pesquisas apontam que a condição esteja relacionada à uma conectividade diferenciada entre regiões do cérebro. A conectividade córtico-cerebelar tem sido tema de pesquisas nas últimas décadas em decorrência de novos achados que indicam que esta conectividade está relacionada ao aprendizado e refinamento de diversas funcionalidades do córtex. Acredita-se que uma falha na conectividade córtico-cerebelar poderia estar relacionada à falhas em funções sensorimotoras, cognitivas e emocionais. A investigação de regiões cuja conectividade córtico-cerebelar está alterada no TEA contribui para uma melhor compreensão deste transtorno. Assim, o objetivo deste trabalho é identificar regiões do cérebro cuja conectividade funcional com o cerebelo seja diferente entre indivíduos com desenvolvimento típico (DT) e diagnosticados com TEA. Para isto, utilizamos imagens de ressonância magnética funcional (fMRI) de 708 indivíduos em estado de repouso (432 DT e 276 TEA) com idades entre 6 e 58 anos coletados pelo consórcio ABIDE. Os dados foram pré-processados e divididos conforme regiões anatômicas do cérebro que foram adotadas como regiões de interesse (ROIs). Para determinar a conectividade funcional de cada região do córtex com o cerebelo, aplicamos o método de análise de componentes principais (PCA) nas ROIs do cerebelo e utilizamos um modelo regressão linear para cada ROI do córtex, sendo a série temporal da ROI do córtex a variável resposta e as componentes principais (PCs) do cerebelo as variáveis preditoras. Em seguida, identificamos as regiões com conectividade funcional diferente entre indivíduos com DT e diagnosticados com TEA através de um modelo linear que inclui como covariáveis, idade, gênero e local de coleta do dado. Identificamos cinco regiões do córtex que apresentam reduzida conectividade funcional com o cerebelo nos indivíduos com TEA, sendo elas: (i) giro fusiforme direito, (ii) giro pós-central direito, (iii) giro temporal superior direito e (iv) giro temporal médio direito e (v) esquerdo. Todas as cinco regiões são parte do sistema sensorimotor, e estão relacionadas à funções ligadas à sintomas característicos do quadro de TEA, como: sensibilidade à estímulos sensoriais, dislexia, prosopagnosia (dificuldade para reconhecer faces), dificuldade de compreensão de linguagem e dificuldade de reconhecimento de emoções em faces. Nossos resultados mostram que existem regiões do sistema sensorimotor que apresentam conectividade funcional com o cerebelo atipicamente reduzida em TEA, como corroborado por estudos de imageamento com tarefa específica e como hipotetizado por estudos de conectividade estrutural. Nós acreditamos que a conectividade córtico-cerebelar reduzida dessas regiões esteja prejudicando o processamento e aprendizado de funções sensorimotoras, levando ao surgimento de sintomas típicos do TEA. / Little is known about the causes of autism spectrum disorder (ASD) and its effects on brain functions. Several researches point that it may be related to differentiated connections between brain regions. The cortico-cerebellar connectivity has been theme of researches over the last decade given the new discoveries suggesting that this connection is associated with learning and tuning of diverse brain functionalities. It is believed that cortico-cerebellar connectivity impairment may be related to impairments on sensorimotor, cognitive, and emotional functions. For a better understanding of the condition, we aim at identifying brain regions that present a impaired cortico-cerebellar connectivity between TD and ASD. Thus, our goal is to identify brain regions where the functional connectivity with the cerebellum is different between subjects with typical development (TD) and ASD. We used functional magnetic resonance images (fMRI) of 708 subjects under resting state protocol (432 TD and 276 ASD) with ages between 6 and 58 years old collected by the ABIDE Consortium. Data was pre-processed, splited in anatomical brain regions, which were adopted as regions of interest (ROIs). To establish the functional connectivity of each cortical ROI to the cerebellum, first we applied the principal component analysis (PCA) on cerebellar ROIs. Next, we used a linear regression model to each cortical ROI time series as response variable and the cerebellum principal components (PCs) as the predictive variables. After that, we identified regions of different connections between TD and ASD subjects applying a linear model including age, gender, and data collection site as covariables. We identified five cortical regions with reduced functional connectivity with cerebellum on the ASD subjects, namely: (i) right fusiform gyrus, (ii) right postcentral gyrus, (iii) right superior temporal gyrus, (iv) right middle temporal gyrus, and (v) left middle temporal gyrus. All five regions are part of the sensorimotor system, and contribute to functions typically associated with ASD, such as: sensitivity to external stimulus, dyslexia, prosopagnosia (difficulty to recognize faces), language comprehension impairments, and recognition of emotional expressions impairment. Our results show that there are brain regions with atypical cortico-cerebellar connectivity impairment on ASD, in accordance with results from previous studies of tactography and task driven fMRI. We believe that the decreased cortico-cerebellar connectivity of these regions are affecting the learning process of sensorimotor functionalities, leading to typical ASD symptoms.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karina Barros.pdf: 4796312 bytes, checksum: 322e3fb2c57753435e1498a85380aeed (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / The focus of this analysis was the mantainance of connectivity in landscape as a fundamental principle for biodiversity conservation, where ecological flows are considered highly relevant to planning aimed at environmental conservation. The combination between the geography spatial analysis and functional analysis of ecology allows the understanding of landscape connectivity from the interaction between the physical arrangement of the landscape (structural connectivity) and the response of organisms to these physical structures (functional connectivity). In Piraí do Sul National Forest, a 153ha unit of conservation of sustainable use within the Atlantic forest biome, the calculation of structural metrics revealed the predominance of a little permeable matrix modified by agriculture, forestry, livestock and roads. Predomine small patches with 75% of the fragments lesser than 3,2ha. The few larger patches are aggregated. There is a high proportion of edge (13.3% of the total area), with 70% of the patches entirely subject to edge effects. The spatial disposition of the patches imply in low supply of habitat, because although over 53% of the patches were in the vicinity of another fragment at a distance of up to 20 m, its neighbors in that search radius are very small. The low level of connectivity (6.3%) also is a strong indicator of the degree of fragmentation. Only 4.4% of the total area of the landscape consists on corridors, mostlly determined by the hydrographic network. The functional analysis reveals that the perception of landscape connectivity is variable, and for generalists animal species, the profile of size and arrangement of patches does not compromise the offset among the elements of the landscape. Specialized animal species, however, perceive a scenario of fragmentation highly compromising. For the plant species, the structural characteristics of the patches constitute secondary aspects to the landscape perception. Fragmentation of the landscape must be brought to discussion on the Managing Council of Piraí do Sul National Forest and should be treated within the management plan. This should incorporate appropriate criteria to the confrontation of the ecological problem represented by the proven framework of landscape fragmentation. To do so, are discussed specific contributions of the connectivity analysis. / O enfoque desta análise foi a manutenção da conectividade na paisagem como um princípio fundamental para a conservação da biodiversidade, onde os fluxos ecológicos são considerados altamente relevantes para o planejamento voltado à conservação ambiental. A combinação entre a análise espacial da geografia e análise funcional da ecologia permite a compreensão da conectividade da paisagem a partir da interação entre o arranjo físico da paisagem (conectividade estrutural) e a resposta dos organismos a essas estruturas físicas (conectividade funcional). Na Floresta Nacional de Piraí do Sul e entorno, uma unidade de conservação de uso sustentável de 153 hectares inserida no bioma da Mata Atlântica, o cálculo de métricas estruturais revelou o predomínio de uma matriz pouco permeável e alterada pela agricultura, silvicultura, pecuária e estradas. Há predomínio quantitativo de fragmentos pequenos, com 75% dos fragmentos inferiores a 3,2ha. Há poucos fragmentos maiores, agregados. Há alta proporção de áreas de borda (13,3% da área total), com 70% dos fragmentos totalmente sujeitos ao efeito de borda. A disposição espacial dos fragmentos implica em baixa oferta de habitat, pois embora mais de 53% dos fragmentos estejam na vizinhança de outro fragmento a uma distância de até 20m, os seus vizinhos, nesse raio, possuem área pequena. O baixo índice de conectividade (6,3%) também é um forte indicador do grau de fragmentação. Apenas 4,4% da área total da paisagem configura-se como corredores, basicamente determinados pela rede hidrográfica. A análise funcional revela que a percepção sobre a conectividade da paisagem é variável, sendo que para espécies animais de hábitos generalistas, o perfil de tamanho e disposição dos fragmentos não compromete o deslocamento entre os elementos da paisagem. As espécies animais especialistas, contudo, percebem um cenário de fragmentação altamente comprometedor. Para as espécies vegetais, as características estruturais dos fragmentos constituem aspectos secundários à percepção da paisagem. A fragmentação da paisagem deve ser levada à discussão no Conselho Gestor da FLONA de Piraí do Sul e tratada no Plano de Manejo, que deve incorporar critérios adequados ao enfrentamento do problema ecológico representado pelo comprovado quadro de fragmentação da paisagem. Para tanto, são discutidas contribuições específicas da análise da conectividade.

Ainda pouco se sabe sobre as causas do transtorno do espectro autista (TEA) e seus efeitos na funcionalidade cerebral, porém, diversas pesquisas apontam que a condição esteja relacionada à uma conectividade diferenciada entre regiões do cérebro. A conectividade córtico-cerebelar tem sido tema de pesquisas nas últimas décadas em decorrência de novos achados que indicam que esta conectividade está relacionada ao aprendizado e refinamento de diversas funcionalidades do córtex. Acredita-se que uma falha na conectividade córtico-cerebelar poderia estar relacionada à falhas em funções sensorimotoras, cognitivas e emocionais. A investigação de regiões cuja conectividade córtico-cerebelar está alterada no TEA contribui para uma melhor compreensão deste transtorno. Assim, o objetivo deste trabalho é identificar regiões do cérebro cuja conectividade funcional com o cerebelo seja diferente entre indivíduos com desenvolvimento típico (DT) e diagnosticados com TEA. Para isto, utilizamos imagens de ressonância magnética funcional (fMRI) de 708 indivíduos em estado de repouso (432 DT e 276 TEA) com idades entre 6 e 58 anos coletados pelo consórcio ABIDE. Os dados foram pré-processados e divididos conforme regiões anatômicas do cérebro que foram adotadas como regiões de interesse (ROIs). Para determinar a conectividade funcional de cada região do córtex com o cerebelo, aplicamos o método de análise de componentes principais (PCA) nas ROIs do cerebelo e utilizamos um modelo regressão linear para cada ROI do córtex, sendo a série temporal da ROI do córtex a variável resposta e as componentes principais (PCs) do cerebelo as variáveis preditoras. Em seguida, identificamos as regiões com conectividade funcional diferente entre indivíduos com DT e diagnosticados com TEA através de um modelo linear que inclui como covariáveis, idade, gênero e local de coleta do dado. Identificamos cinco regiões do córtex que apresentam reduzida conectividade funcional com o cerebelo nos indivíduos com TEA, sendo elas: (i) giro fusiforme direito, (ii) giro pós-central direito, (iii) giro temporal superior direito e (iv) giro temporal médio direito e (v) esquerdo. Todas as cinco regiões são parte do sistema sensorimotor, e estão relacionadas à funções ligadas à sintomas característicos do quadro de TEA, como: sensibilidade à estímulos sensoriais, dislexia, prosopagnosia (dificuldade para reconhecer faces), dificuldade de compreensão de linguagem e dificuldade de reconhecimento de emoções em faces. Nossos resultados mostram que existem regiões do sistema sensorimotor que apresentam conectividade funcional com o cerebelo atipicamente reduzida em TEA, como corroborado por estudos de imageamento com tarefa específica e como hipotetizado por estudos de conectividade estrutural. Nós acreditamos que a conectividade córtico-cerebelar reduzida dessas regiões esteja prejudicando o processamento e aprendizado de funções sensorimotoras, levando ao surgimento de sintomas típicos do TEA. / Little is known about the causes of autism spectrum disorder (ASD) and its effects on brain functions. Several researches point that it may be related to differentiated connections between brain regions. The cortico-cerebellar connectivity has been theme of researches over the last decade given the new discoveries suggesting that this connection is associated with learning and tuning of diverse brain functionalities. It is believed that cortico-cerebellar connectivity impairment may be related to impairments on sensorimotor, cognitive, and emotional functions. For a better understanding of the condition, we aim at identifying brain regions that present a impaired cortico-cerebellar connectivity between TD and ASD. Thus, our goal is to identify brain regions where the functional connectivity with the cerebellum is different between subjects with typical development (TD) and ASD. We used functional magnetic resonance images (fMRI) of 708 subjects under resting state protocol (432 TD and 276 ASD) with ages between 6 and 58 years old collected by the ABIDE Consortium. Data was pre-processed, splited in anatomical brain regions, which were adopted as regions of interest (ROIs). To establish the functional connectivity of each cortical ROI to the cerebellum, first we applied the principal component analysis (PCA) on cerebellar ROIs. Next, we used a linear regression model to each cortical ROI time series as response variable and the cerebellum principal components (PCs) as the predictive variables. After that, we identified regions of different connections between TD and ASD subjects applying a linear model including age, gender, and data collection site as covariables. We identified five cortical regions with reduced functional connectivity with cerebellum on the ASD subjects, namely: (i) right fusiform gyrus, (ii) right postcentral gyrus, (iii) right superior temporal gyrus, (iv) right middle temporal gyrus, and (v) left middle temporal gyrus. All five regions are part of the sensorimotor system, and contribute to functions typically associated with ASD, such as: sensitivity to external stimulus, dyslexia, prosopagnosia (difficulty to recognize faces), language comprehension impairments, and recognition of emotional expressions impairment. Our results show that there are brain regions with atypical cortico-cerebellar connectivity impairment on ASD, in accordance with results from previous studies of tactography and task driven fMRI. We believe that the decreased cortico-cerebellar connectivity of these regions are affecting the learning process of sensorimotor functionalities, leading to typical ASD symptoms.

Orientador: Gabriela Castellano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-30T20:31:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TapiaHerrera_LuisCarlos1982-_D.pdf: 17368597 bytes, checksum: b04bfdc96a80f7bba2cdca7390a9d09e (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: Os neurônios são elementos que no cérebro trabalham em grupo e de forma organizada. A técnica de ressonância magnética funcional (fMRI) permite identificar redes corticais e subcorticais do cérebro quando ele desenvolve atividades cognitivas motoras ou perceptivas. No entanto, redes nomeadas de redes em estado de repouso, estão presentes em ausência de tarefas específicas. Alguns estudos modelaram redes funcionais do cérebro com a ajuda da teoria de grafos. Um dos objetivos deste trabalho foi analisar, utilizando teoria de grafos, dados funcionais do cérebro coletados com a técnica de fMRI, de 10 voluntários saudáveis, que participaram de dois protocolos: uma aquisição em estado de repouso e outra durante uma tarefa de produção de palavras. Outro objetivo do trabalho foi testar duas métricas matemáticas (correlação de Pearson e informação mútua), para determinar quais delas conseguem captar melhor diferenças entre as duas condições mencionadas. Também se objetivou comparar parâmetros termodinâmicos das redes de repouso obtidas por meio dos dados reais com os de redes simuladas computacionalmente via modelo de Ising. Finalmente, um último objetivo foi explorar os dados para ver que informação poderia ser obtida a partir dos mesmos, sem uso prévio de modelos sobre as tarefas realizadas. Utilizando a teoria de grafos, achamos diferenças entre as redes nas condições de repouso e de produção de palavras para os parâmetros grau médio e coeficiente de cluster. Adicionalmente foram comparadas as redes dos hemisférios direito e esquerdo nas redes geradas na condição de produção de palavras, e achamos que o grau médio das redes pode predizer a lateralização (dominância hemisférica para linguagem), também achada com análises padrões de fMRI. Relativo às métricas matemáticas, a correlação de Pearson e a informação mútua foram comparadas para determinar qual destas métricas captura melhor a similaridade ou sincronia entre duas séries temporais que contêm atividade hemodinâmica do cérebro. Concluímos que a correlação linear é uma medida capaz de caracterizar de forma satisfatória a sincronia entre duas séries desse tipo. Simulações computacionais do modelo de Ising foram desenvolvidas para posteriormente criar redes funcionais em três regimes diferentes: crítico, subcrítico e supercrítico. Esta abordagem do estado de repouso foi examinada em trabalhos prévios, e foi concluído que o cérebro como sistema dinâmico possui uma maior semelhança com o sistema simulado no regime crítico. Finalmente, uma metodologia independente de modelo foi implementada para detectar áreas ativas do cérebro em tarefas dirigidas. Esta metodologia foi testada nos dados na condição de produção de palavras, permitindo identificar as áreas envolvidas na execução da tarefa / Abstract: Neuronal elements in the brain are not isolated, they work together and work in an organized way. The functional magnetic resonance imaging (fMRI) technique allows identifying cortical networks when the brain develops a task. However, resting state brain networks are present in the absence of any task. Some studies have modeled the brain networks architecture with aid of graph theory. One of the main aims of this work was the analysis of resting state and language task fMRI data sets, of ten healthy subjects, using graph theory. In order to study the linear and nonlinear relationships between time series of cortical areas of the brain, two metrics were compared the Pearson correlation and the mutual information. Also, graphs parameters built from resting state data and graph parameters built using simulations of the Ising model were compared. Finally, we developed a methodology to study the time series of differents regions of the brain in order to obtain information of the task without using predefined models of the brain activity. We found differences in the mean degree and the cluster coefficient of the network between the two conditions. In addition, we compared the networks corresponding to the left and right hemispheres during the language task, and found that the mean degree of these networks can predict the language lateralization found with standard fMRI analysis in most cases. The mean degree of the network and the cluster coefficient shows differences for the two conditions. Relative to the comparison between the Pearson correlation and the mutual information, we conclude that the linear correlation is an efficient metric to characterize the synchrony between the haemodynamic time series of the brain. Computational simulations of the Ising model for three different phases were developed: in critical, subcritical and supercritical phases. This comparison was presented in a previous work, and it was concluded that the brain as a dynamical system has remarkable similarities with the computational model in the critical phase. Relatively to the model independent methodology developed, it was possible to identify brain areas engaged with the word production task / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 157356/2011-6 / CNPQ

Dizemos que um grafo e conectado se existe um caminho de arestas entre quaisquer par de vértices. O grafo aleatório de Erdös-Rényi com n vértices e obtido conectando cada par de vértice com probabilidade pn ∈ (0, 1), independentemente dos outros. Neste trabalho, estudamos em detalhe o limiar da conectividade na probabilidade de conexão pn para grafos aleatórios Erdös-Rényi quando o número de vértices n diverge. Para este estudo, revisamos algumas ferramentas probabilísticas básicas (convergência de variáveis aleatórias e Métodos do primeiro e segundo momento), que também irão auxiliar ao melhor entendimento de resultados mais complexos. Além disto, aplicamos os conceitos anteriores para um modelo com uma topologia simples, mais especificamente estudamos o comportamento assintótico da probabilidade de não existência de vértices isolados, e discutimos a conectividade ou não do grafo. Por m mostramos a convergência em distrubuição do número de vértices isolados para uma Distribuição Poisson do modelo estudado. / We say that a graph is connected if there is a path edges between any pair of vertices. Random graph Erdös-Rényi with n vertices is obtained by connecting each pair of vertex with probability pn ∈ (0, 1) independently of the others. In this work, we studied in detail the connectivity threshold in the connection probability pn for random graphs Erdös-Rényi when the number of vertices n diverges. For this study, we review some basic probabilistic tools (convergence of random variables and methods of the first and second moment), which will lead to a better understanding of more complex results. In addition, we apply the above concepts for a model with a simple topology, specifically studied the asymptotic behavior of the probability of non-existence of isolated vertices, and we discussed the connectivity or not of the graph. Finally we show the convergence in distribution of the number of isolated vertices for a Poisson distribution of the studied model.