Orientador: Andre Koch Torres de Assis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:12:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hernandes_JulioAkashi_D.pdf: 11255919 bytes, checksum: 8c053f16e5fd883058c7336bb38c3acc (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: No Capítulo 1 apresentamos uma introdução sobre os campos elétricos dentro e fora de condutores resistivos com corrente constante. Discutimos também a distribuição de cargas superficiais que mantém a corrente fluindo e sua relação com estes campos elétricos. São apresentados alguns experimentos relacionados com estes campos elétricos fora de condutores com corrente constante. A Parte I deste trabalho trata de condutores retos e compridos. No Capítulo 2 apresentamos o tratamento de um fio cilíndrico longo de seção reta circular conduzindo uma corrente estacionária, já conhecido na literatura. São apresentados alguns dos métodos que seguimos nos tratamentos dos problemas apresentados a seguir. O Capítulo 3 trata da força entre uma casca cilíndrica condutora infinita sem corrente e uma carga pontual próxima (dentro ou fora da casca), cuja solução é inédita na literatura. Esta força de ordem zero (eletrostática) complementa a análise da força de primeira ordem ( ou seja, proporcional à corrente ou à velocidade dos elétrons de condução) no caso do fio cilíndrico longo com corrente constante. No Capítulo 4 tratamos o problema inédito de um fio cilíndrico longo, ainda conduzindo uma corrente estacionária, mas agora com uma bateria colocada no centro. Nosso objetivo aqui é estudar o comportamento dos campos e das cargas superficiais próximas à bateria. O Capítulo 5 apresenta o problema conhecido na literatura de placas retas conduzindo correntes estacionárias. Este problema foi tratado por este mesmo autor durante sua dissertação de mestrado. O comportamento dos campos e das cargas superficiais próximas a uma bateria no problema de condutores em forma de placas é abordado no Capítulo 6. Este também é um problema inédito na literatura, análogo ao problema tratado no Capítulo 4. No Capítulo 7 generalizamos o problema das placas com corrente constante utilizando agora uma fita de largura finita. Para resolver este problema inédito utilizamos coordenadas elíptico-cilíndricas. Com este caso encerramos nosso tratamento de problemas onde os condutores são retos e compridos, conduzindo correntes na direção longitudinal. Na Parte II tratamos de condutores curvos conduzindo correntes constantes na direção azimutal. Estes problemas são importantes porque representam uma classe de circuitos elétricos em que a corrente percorre um caminho fechado finito. O Capítulo 8 apresenta o problema conhecido na literatura de uma casca cilíndrica condutora de comprimento infinito conduzindo uma corrente estacionária na direção azimutal. Há uma bateria em forma de linha, paralela ao eixo da casca. Esta geometria tem solução bastante simples com forma analítica fechada para o potencial, para o campo elétrico e para as cargas superficiais, embora o cilindro tenha comprimento infinito. O Capítulo 9 apresenta o tratamento inédito para uma casca esférica resistiva conduzindo uma corrente estacionária. Neste caso, a bateria tem a forma de um segmento de linha (um meridiano da esfera). O problema mais complexo de um toróide condutor conduzindo uma corrente constante na direção azimutal, também novo na literatura, é apresentado no Capítulo 10. Estes dois problemas, da casca esférica e do toróide, representam duas situações onde não há infinitos na geometria nem na condutividade, sendo que a corrente está confinada em um espaço finito. Mesmo abateria está incluída no sistema, de modo que se obtém naturalmente o comportamento esperado dos campos e das cargas superficiais próximas a ela. Na Parte III fazemos uma discussão sobre os problemas tratados. Demonstramos que para todos os casos analisados existe um campo elétrico fora dos condutores com corrente constante e obtemos sua expressão analítica. Os comportamentos em todos os casos em que a bateria está presente foram encontrados de acordo com o esperado. As comparações que fizemos com experimentos da literatura mostraram que nossos resultados teóricos são razoáveis e coerentes / Abstract: In Chapter 1 we present an introduction about the electric field inside and outside resistive conductors carrying steady currents. We also discuss the distribution of surface charges that maintains the current fiow and its relation with these electric fields. We present some experiments related with these electric fields outside conductors with steady current. Part I of this work deals with long straight conductors. In Chapter 2 we present the treatment of a long cylindrical wire of circular cross section conducting a steady current, already known in the literature. We present some of the methods that we employ in the problems that follow. Chapter 3 deals with the force between an infinite cylindrical conducting shell without current and a point charge close by (inside or outside the shell). This solution is new in the literature. This force of zeroth order (electrostatics) complements the analysis of the first order force (i.e., proportional to the current or to the drifting velocity of the conduction electrons) in the case of the long cylindrical wire with steady current. Chapter 4 deals with the new problem of a long straight wire, still with a steady current, but now with a battery in the middle. Our objective here is to study the behaviour of the fields and of the surface charges near the battery. Chapter 5 presents the known problem of straight plates conducting steady currents. This problem was dealt with by the present author during his Master's Degree. The behaviour of the fields and of the surface charges near the battery in the problem of conductors in the shape of plates is approached in Chapter 6. This is also a new problem in the literature, analogous to the problem treated in Chapter 4. In Chapter 7 we generalize the problem of plates with steady currents utilizing now a strip of finite width. To solve this new problem we utilize elliptic-cylindrical coordinates. With this case we finish our treatment of problems of long and straight conductors, carrying currents in the longitudinal direction. In Part II we treat curved conductors with steady currents in the azimuthal direction. These problems are important because they represent a class of electric circuits in which the current fiows over a closed finite path. Chapter 8 presents the known problem of a conducting cylindrical shell of infinite length carrying a steady current in the azimuthal direction. There is a battery in the shape of aline, parallel to the axis of the shell. This geometry yields a very simple solution with a closed analytical form for the potential, electric field and surface charges, although the cylinder has an infinite length. Chapter 9 presents the new treatment of a resistive spherical shell with a steady current. In this case, the battery has the shape of a segment of line ( a meridian of the sphere). The more complex problem of a conducting toroid with a steady current in the azimuthal direction, also new in the literature, is presented in Chapter 10. These two problems, about the spherical shell and the toroid, represent two situations where there are no infinities in the geometry nor in the conductivity, while the current is confined in a finite space Even the battery is included in the system, so that we obtain naturally the expected behaviour of the fields and of the surface charges near the battery. In Part III we present a discussion of the problems treated here. We demonstrate that for all the analysed cases there is an electric field outside the conductors with steady currents and we obtain their expressions analytically. The behaviours of all cases in which the battery was present were found according to our expectations. The comparisons that we made with experiments of the literature showed that our theoretical results are reasonable and coherent / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Le système de transport d’électricité doit évoluer pour satisfaire les besoins du marché de l’électricité et de l’insertion de la production renouvelable. Les systèmes de transport dits HVDC se développent. Les interfaces d’électroniques de puissance vont jouer un rôle majeur et doivent faire preuve d’une extrême fiabilité, d’une grande efficacité et rester économiquement abordables.La technologie MMC (Convertisseur Modulaire Multi-niveaux) connaît un essor par rapport à des technologies classiques, comme le convertisseur trois-niveaux. Sa topologie étant complexe, deux niveaux de contrôle peuvent être définis. Le premier niveau porte sur le contrôle des interrupteurs pour équilibrer les tensions des sous-modules. Le second niveau contrôle les courants, la puissance et l’énergie dans le système.Cette thèse est axée sur ce deuxième niveau de contrôle. Une approche hiérarchisée et formelle, basée sur l’inversion du modèle pour le contrôle de l’énergie du MMC est présentée. Pour ce contrôle, différentes méthodes ont été proposées et comparées. Cela implique de développer une modélisation, mettre en place un contrôle. Différents modèles et contrôles ont été développés.Le MMC est généralement intégré dans une liaison HVDC où deux stations AC/DC ont un contrôle différent. Un soin particulier doit être apporté à la station dédiée au contrôle de la tension. En effet, la gestion de l’énergie dans le MCC est un point critique pour la stabilité de la tension.Enfin, les différents types de contrôle évoqués ont été étudiés dans le cas d’une liaison HVDC. Il a été montré que les échanges entre le bus DC et les MMC jouent un rôle important pour la régulation de la tension du bus DC / In future, the capability of the electric power transmission continues to grow due to renewable energy production and the needs of electrical market. Consequently, many HVDC transmission systems are developed. Definitely the power electronic interfaces will play a key role to provide high reliability, good efficiency and cost effectiveness for this AC/DC conversion.Recently, the Modular Multilevel Converter (MMC) has taken the advantage over the more classical converter as three-level VSC. Since MMC topology is complex, two different control levels may be distinguished: the control of the switches mainly orientated on the balance of hundreds of voltage on the elementary submodules, the higher level control whose aim is to control the currents, power and energy in the system.This thesis is oriented mainly on the latter. It discusses a hierarchical and formal approach for the MMC to control the energy in all the storage elements. At first it is shown that an energy control is required mandatory. Secondly, it supposes to develop an energetic model which is inverted to design the energy control. Then different solutions of control have been developed and discussed.In the majority of applications, MMC is integrated in an HVDC point to point link where the two AC/DC substations have different roles. A specific attention has to be paid on the station which controls the voltage since the way to manage the energy in the MMC has a critical role in the DC voltage stability.Finally, all these types of control have been tested and discussed on an HVDC. It is shown that the exchange between the DC bus and the MMC placed on both sides play a key role in the DC bus voltage regulation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This master thesis presents a sensorless speed control drive of Brushless DC motors used in reciprocating compressors. These compressors cause periodic load torque variations on the motor, consequently mechanical vibrations and acoustic noise are presented as well. As a result, a discrete speed controller based on the internal model principle is proposed. This controller aims to track the speed reference and to reduce the periodic torque disturbances caused by the compressor. The proposed controller consists of a rotor position and speed estimator, and a discrete speed controller with variable sampling frequency that depend on the rotor speed. The discrete estimator is based on the zero crossing point detection of the back-electromotive force. This method is optimized by using a Least Squares algorithm. The speed controller consists of two control actions, repetitive and proportional-derivative actions. In order to complement the drive system operation, a new procedure to start a BLDCM with current control is proposed. This technique ensures the maximization of the electromagnetic torque during startup and to avoid demagnetization of the permanent magnet by the stator current. Finally, simulation and experimental results are presented to demonstrate the performance of the techniques adopted, as well as the main advantages, disadvantages and operational limitations of the experimental implementation. In addition, the performance of the load torque rejection is evaluated by comparing the harmonic spectrum of the torques produced by the proposed speed controller and a PI controller. / Esta dissertação apresenta um sistema de acionamento e controle de velocidade sensorless para motores Brushless DC utilizados em compressores alternativos. Estes compressores provocam variações periódicas de carga sobre o motor causando vibrações mecânicas e ruído acústico. Em vista disso, um controlador discreto de velocidade baseado no princípio do modelo interno é proposto. Este controlador visa o rastreamento assintótico de uma velocidade de referência e a redução dos distúrbios cíclicos de conjugado provocados pelo compressor. Para isso, o sistema proposto é constituído por um estimador discreto da posição e da velocidade do rotor, e um controlador discreto de velocidade com frequência de amostragem variável em função da velocidade de rotação. O estimador discreto baseia-se na deteção do cruzamento da força contra-eletromotriz por zero, a qual é otimizada por meio de um algoritmo de Mínimos Quadrados. O controlador de velocidade é composto por duas ações de controle, uma ação repetitiva e uma proporcionalderivativa. De forma a complementar a operação do sistema de acionamento, um novo procedimento de partida com controle de corrente é proposto para o BLDCM. Este procedimento possibilita a maximização do conjugado eletromagnético do motor durante a partida e ainda evita a desmagnetização dos ímãs pela incidência de altas correntes estatóricas. Por fim, resultados de simulação e experimentais são apresentados para demonstrar o desempenho das técnicas adotadas, assim como as principais vantagens, desvantagens e limitações operacionais da implementação experimental. Além disso, a performance da rejeição parcial do conjugado de carga é avaliada com a comparação do espectro harmônico dos conjugados produzidos pelo controlador de velocidade proposto e por um controlador proporcional-integral.

Introduction : Les enfants ayant un trouble de l‘acquisition de la coordination (TAC) éprouvent de la difficulté à apprendre des gestes moteurs, particulièrement ceux demandant de la coordination motrice. Des nombreuses études en neuroimagerie ont mis en évidence une diminution de l‘activité neuronale au niveau du cervelet, ce qui pourrait être à l‘origine des difficultés d‘apprentissage moteur chez les enfants ayant un TAC. Augmenter l‘activité neuronale au niveau du cervelet afin d‘améliorer l‘apprentissage et la coordination motrice pourrait être une avenue prometteuse. La stimulation à courant direct (SCD) anodale permet d‘augmenter l‘activité neuronale de la région stimulée. L‘application de la SCD anodale au niveau du cervelet a montré une amélioration de l‘apprentissage moteur chez des populations en santé ou ayant des troubles neurologiques. À notre connaissance, aucune étude n‘a évalué l‘efficacité de l‘application de la SCD sur l‘apprentissage moteur des enfants ayant un TAC. Objectif : Ce projet vise à évaluer l‘efficacité de la SCD anodale appliquée au niveau du cervelet sur l‘apprentissage moteur et la coordination motrice du membre supérieur des enfants ayant un TAC. Méthodologie : Une étude expérimentale à devis avant-après avec un groupe témoin équivalent a été réalisée. Dix-neuf enfants âgés entre 10 et 17 ans ont été randomisés dans un des deux groupes (stimulation active ou stimulation placebo). Durant trois sessions, les participants ont reçu un courant anodal (de 2mA ou placebo) au niveau du cervelet. La stimulation a été effectuée durant 20 minutes pendant que les enfants réalisaient simultanément une tâche de pianotage sur le clavier d‘un ordinateur. Cette tâche, appelée « Serial Reaction Time Task (SRTT) », permet de mesurer la vitesse de réponse et le taux d‘erreur, lesquels ont été utilisés pour évaluer l‘apprentissage moteur. La coordination motrice du membre supérieur a été évaluée par le test doigt-nez (TDN) avant et après chaque application de la SCD. Résultats : L‘application de la SCD n‘a pas eu effet statistiquement significatif sur l‘apprentissage moteur, bien qu‘une tendance ait été observé quant à la réduction du taux d‘erreur pour le groupe actif par rapport au groupe placebo (p=0.072). Aucune différence statistiquement significative n‘a été observée pour la vitesse de réponse et la coordination motrice entre les 2 groupes. Conclusion : La SCD anodale pourrait potentiellement améliorer l‘apprentissage moteur chez les enfants ayant un TAC, particulièrement en regard de la diminution du taux d‘erreur. Cependant, plus de recherches sont nécessaires afin d‘explorer si la SCD pourrait être un outil ayant un potentiel thérapeutique intéressant pour bonifier l‘efficacité des interventions visant l‘apprentissage moteur des enfants ayant un TAC. / Abstract : Introduction: Children with developmental coordination disorder (DCD) have difficulties learning motor tasks, especially for the ones requiring motor coordination. Numerous neuroimaging studies demonstrated a decrease in neuronal activity in the cerebellum, what might be responsible for motor learning difficulties in children with DCD. Increasing neuronal activity in the cerebellum might be an interesting avenue to improve learning and motor coordination. Anodal transcranial direct current stimulation (a-tDCS) has been shown to increase neuronal activity of the stimulated region, and to improve motor learning in healthy adults or patients with neurological disorders. To our knowledge, no study has assessed the tDCS effectiveness on motor learning for children with DCD. Objective: The present study evaluates the effect of cerebellar a-tDCS application on the motor learning and upper limb coordination of children with DCD. Methods: A pre-post experimental study with an equivalent control group was performed. Nineteen children aged 10-17 years were randomized in one of the two groups (active or placebo stimulation). During three sessions, participants received an anodal stimulation (2mA or placebo) on the cerebellum. The stimulation was carried out for 20 minutes while children simultaneously performed the Serial Reaction Time Task (SRTT), used to document motor learning through response speed and error rate. The motor coordination of the upper limb was evaluated by the finger-nose test (FNT) before and after each tDCS session. Results: The cerebellar a-tDCS could not significantly improve motor learning but a clinical reduction on error rate for the active group versus placebo group (p=0.072). The tDCS application did not show significantly improvement on speed and motor coordination between two groups. Conclusion: The a-tDCS could potentially improve motor learning by decreasing the error rate of children with DCD. However, more researches are needed to explore if the tDCS could be an interesting therapeutic tool to improve the effectiveness of motor learning interventions for children with DCD.

Orientador: Vivaldo Fernando da Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T11:14:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paccini_RodrigodeOliveira_M.pdf: 1988341 bytes, checksum: 7be3a801c003202ec884c8313b60ac5f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Quando um sistema interligado de corrente alternada sofre variações de carga, sua freqüência pode exibir um comportamento oscilatório. Se este mesmo sistema possuir um elo de corrente contínua em paralelo com as linhas de intercâmbio, esse efeito poderá ser atenuado devido à atuação do controlador de corrente do elo. Esta tese apresenta um estudo que avalia a eficiência de um elo de CC para o amortecimento de oscilações de freqüência de intercâmbio sob condições de pequenas perturbações, operando o sistema com Controle Automático de Geração (CAG). Um modelo de injeção de potência utilizado para representar o elo CC é implementado no Modelo de Sensibilidade de Potência (MSP). Uma das vantagens desse modelo é permitir o desacoplamento da rede em duas partes distintas: o balanço ativo e o balanço reativo, em que as duas podem ser tratadas juntas ou separadamente. Com a escolha desse modelo, tornou-se possível implementar toda a rede no formato de diagrama de blocos. Além disso, as barras de carga do sistema são acessíveis através do diagrama de blocos, o que torna possível variar também a característica da carga. Através dessa representação, tornou-se viável a inserção do elo de CC no diagrama de blocos, pois o mesmo foi modelado como uma injeção de potência nas barras terminais nos balanços ativo e reativo, fechando um novo balanço de potência. As análises no domínio do tempo foram realizadas no programa Matlab Simulink®. Também utilizando este software, um controlador de amortecimento de oscilações de potência (POD-Power Oscillation Damping Controller) foi projetado para a modulação da potência do elo de CC. Os resultados obtidos mostram que o elo de CC possui um grande potencial para a manutenção do amortecimento de oscilações de freqüência de modo inter-área, quando equipados com controladores POD. / Abstract: When an interconnected alternate-current power system suffers variations of loads, its frequency can exhibit an oscillatory behavior. If this system possesses a direct-current link in parallel with the inter-tie lines, this effect could be decreased, due to the link current controller action. This work presents a study that evaluates the efficiency of DC link for the damping of interarea frequency oscillations under small disturbances, operating the system with automatic generation control (AGC). A DC power injection model is implemented in the Power Sensitivity Model (PSM). One of the advantages of this model is to allow the detach of the network in two distinct parts: the active and reactive balances, where the two can be dealt together or separately. With the choice of this model, it's possible to implement the complete network in the block diagram format. Moreover, the network load bus are accessible through the block diagram, which this are possible to vary the load characteristic. Through this representation, the insertion of DC link in the block diagram became viable, therefore it was modeled as a power injection in the terminals bus in the active and reactive balances, closing a new power balance. The time domain analysis is carried out the software Matlab Simulink®. Also using this software, a POD controller (Power Oscillation Damping Controller) was designed for the DC power modulation. The results show that DC link comprises a great potential for the maintenance of frequency oscillations damping in interarea mode, when coupled to POD controllers. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Dans le domaine du transport de l'électricité, les qualités intrinsèques des réseaux alternatifs s'estompent devant la difficulté imposée par le transport de la puissance réactive lorsque les lignes aériennes ou, plus particulièrement, les câbles souterrains ou sous-marins atteignent des longueurs critiques. Dans le cadre des réflexions visant à exploiter au mieux les énergies renouvelables d'origine éolienne off-shore ou hydrolienne, l'hypothèse de la création d'un réseau électrique à haute tension continue pour acheminer ces énergies jusqu'aux centres de consommation est considérée. Ce travail de thèse est en lien avec le projet européen TWENTIES (Transmission system operation with large penetration of Wind and other renewable Electricity sources in Networks by means of innovative Tools and Integrated Energy Solutions, ref 249812), financé dans le cadre du programme FP7 de la Commission Européenne. Ces travaux traitent de la protection des réseaux à courant continu contre les défauts d'isolement dans les câbles et au niveau des jeux de barre. L'étude se concentre sur des réseaux multi-terminaux bouclés et/ou maillés, et propose d'étudier la faisabilité d'un plan de protection comportant un algorithme principal et un secours en cas de défaillance d'un disjoncteur. / In the area of power transmission grids, the inherent qualities of alternative current networks fade behind the difficulty imposed by the transmission of the reactive power when overhead lines or, particularly, underground or undersea cables reach critical lengths. As part of thought aimed for operate at best renewable energy resources, namely wind or marine resources, the assumption of the creation of a high voltage direct current power grid to dispatch those energies to the consumption centers is considered. This Ph.D work is linked to the European project TWENTIES (Transmission system operation with large penetration of Wind and other renewable Electricity sources in Networks by means of innovative Tools and Integrated Energy Solutions, ref 249812), funded as a part of the 7th framework program of the European Commission. This work deal with the protection of DC grids against insulation faults occurring in the cables or at a busbar. The study focusses on meshed and/or looped multi-terminal grids, and proposes to study the feasibility of a protection plan including a main protection algorithm and a backup in case of breaker failure.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2016-05-25T15:33:11Z No. of bitstreams: 1 Natalia de Almeida Carvalho Duarte.pdf: 1161935 bytes, checksum: 1744793267fbcd70ffa34ee48161abcb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T15:33:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Natalia de Almeida Carvalho Duarte.pdf: 1161935 bytes, checksum: 1744793267fbcd70ffa34ee48161abcb (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / The goal of this study was to Investigate the effects of transcranial direct current stimulation in the primary motor cortex, associated with gait training on balance and functional performance of children with cerebral palsy (CP). The sample population that was part of this project consisted of 24 children with CP between five and ten years old. Children were be randomly allocated into two groups (Group 1: gait training on the treadmill with transcranial stimulation activates, Group 2: gait training on the treadmill with transcranial stimulation placebo) and evaluated at three different times (pre-intervention, immediately after and one month after the proposed training). The evaluation consisted of the quantification of static balance, functional balance (Pediatric Balance Scale) and functional performance (Inventory assessment of pediatric disorders). The trainings was done for two consecutive weeks, with five training sessions per week, for 20 minutes per session. The transcranial stimulation and treadmill training was realized simultaneously, in each session during twenty minutes, with an intensity of 1 mA. The results were statistically analyzed assuming a significance level of 0.05 (p < 0.05). The experimental group exhibited better results in comparison to the control group with regard to anteroposterior sway (eyes open and closed; p,0.05), mediolateral sway (eyes closed; p,0.05) and the Pediatric Balance Scale both one week and one month after the completion of the protocol. Gait training on a treadmill combined with anodal stimulation of the primary motor cortex led to improvements in static balance and functional performance in children with cerebral palsy. / O objetivo do estudo foi verificar os efeitos da estimulação transcraniana por corrente contínua no córtex motor primário, associada ao treino de marcha sobre o equilíbrio e desempenho funcional de crianças com paralisia cerebral (PC). A amostra populacional que fez parte deste projeto foi composta de 24 crianças com PC entre cinco a dez anos de idade. As crianças foram alocadas randomicamente em dois grupos (Grupo 1: treino de marcha na esteira com estimulação transcraniana ativa; Grupo 2: treino de marcha na esteira com estimulação transcraniana placebo) e avaliadas em três momentos distintos (pré intervenção, logo após e um mês após o treino proposto). A avaliação foi constituída da quantificação do equilíbrio estático, do equilíbrio funcional (Escala de equilíbrio pediátrica) e do desempenho funcional (Inventário de avaliação pediátrica de disfunções). Os treinos foram realizados durante duas semanas consecutivas, com cinco sessões de treino por semana com duração de 20 minutos por sessão. A estimulação transcraniana foi realizada simultâneamente ao treino de marcha em esteira, em cada sessão durante vinte minutos, com uma intensidade de 1 mA. Os resultados foram analisados estatisticamente assumindo um nível de significância de 0,05 (p<0,05). O grupo experimental apresentou melhores resultados quando comparado ao grupo controle em relação ao balanço anteroposterior (olhos abertos e olhos fechados), ao balanço mediolateral (olhos fechados) e na escala de equilíbrio pediátrica, uma semana e um mês após o término do protocolo. O treino de marcha em esteira associado com a estimulação anódica sobre o córtex motor primário causou melhoras no equilíbrio estático e funcional de crianças com paralisia cerebral.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2018-07-19T17:12:32Z No. of bitstreams: 1 Jamile Benite Palma Lopes.pdf: 2604798 bytes, checksum: 02648b7db4e837bd186b6ad03db7b39b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T17:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jamile Benite Palma Lopes.pdf: 2604798 bytes, checksum: 02648b7db4e837bd186b6ad03db7b39b (MD5) Previous issue date: 2017-10-26 / Objective: To perform a comparative analysis of the effects of manual reach training through virtual reality in the upper limb, with and without the association of transcranial stimulation by direct current of children with Down's Syndrome. Materials and methods: Study I: A systematic review was conducted with a search in four databases, according to: randomized controlled study; virtual reality, cerebral palsy; Down Syndrome published between 2010 and 2016. Study II: A systematic review was conducted with a search in four databases according to: randomized controlled study; cross-sectional study; evaluation; motion analysis; Dowm syndrome; Member published between 2010 and 2016. Study III: Detailed description of the protocol of a virtual reality intervention study associated with transcriana stimulation by direct current. Study IV: Comparative study between children with Down Syndrome and with typical Development, making a relation between the parameters of motor function of the upper limbs to the assessments constituted by single evaluation of three-dimensional analysis of the movement. Study V: ETCC anodic was performed with an intensity of 1 mA in bilateral M1 in a sample of 24 children with Down Syndrome, allocated in two groups (active and sham). The pacing protocol was performed with three training sessions per week, and the evaluations took place in three moments: pre, post-protocol and 1-month follow-up, consisting of three-dimensional analysis of manual upper limb movement, quality of manual skills and brain activity in the C3 and Cz regions of the cortex. Materials and methods: Study I: A systematic review was conducted with a search in four databases, according to: randomized controlled study; virtual reality, cerebral palsy; Down Syndrome published between 2010 and 2016. Study II: A systematic review was conducted with a search in four databases according to: randomized controlled study; cross-sectional study; evaluation; motion analysis; Dowm syndrome; Member published between 2010 and 2016. Study III: Detailed description of the protocol of a virtual reality intervention study associated with transcriana stimulation by direct current. Study IV: Comparative study among children with Down Syndrome and with typical Development, making a relation between the parameters of motor function of the upper limbs to the assessments constituted by single evaluation of three-dimensional analysis of the movement. Study V: ETCC was performed with an intensity of 1 mA in bilateral M1 in a sample of 24 children with Down Syndrome, allocated in two groups (active and sham). The pacing protocol was performed with three training sessions per week, and the evaluations took place in three moments: pre, post-protocol and 1-month follow-up, consisting of three-dimensional analysis of manual upper limb movement, quality of manual skills and brain activity in the C3 and Cz regions of the cortex. / Objetivo: Realizar uma análise comparativa dos efeitos do treino de alcance manual por meio da realidade virtual em membro superior, com e sem a associação da estimulação transcraniana por corrente contínua de crianças com Síndrome de Down. Materiais e método: Estudo I: Foi realizada uma revisão sistemática com uma busca em quatro bases de dados, de acordo com: estudo controlado randomizado; realidade virtual, paralisia cerebral; Síndrome de Down publicados entre 2010 e 2016. Estudo II: Foi realizada uma revisão sistemática com uma busca em quatro bases de dados de acordo com: estudo controlado randomizado; estudo transversal; avaliação; análise de movimento; Síndrome de Dowm; membro superior publicados entre 2010 e 2016. Estudo III: Descrição detalhada do protocolo de um estudo de intervenção de realidade virtual associada a estimulação transcriana por corrente contínua. Estudo IV: Estudo comparativo entre crianças com Síndrome de Down e com desenvolvimento típico, fazendo uma relação entre os parâmentros de função motora dos membros superiores às avaliações constituídas por única avaliação de análise tridimensional do movimento. Estudo V: ETCC anódica realizada com uma intensidade de 1 mA em M1 bilateral numa amostra de 24 crianças com Síndrome de Down, alocadas em dois grupos (ativo e sham) - RESULTADOS PRELIMARES. O protocolo de estimulação foi realizado com três sessões de treino por semana, sendo que as avaliações ocorreram em três momentos: pré, pós-protocolo e follow-up de 1 mês, sendo constituída por análise tridimensional do movimento de alcance manual dos membros superiores, qualidade das habilidades manuais e atividade cerebral nas regiões C3 e Cz do córtex. Resultados: Estudo I: cinco ensaios clínicos foram selecionados com uma qualidade metodológica de 4 pontos ou mais na escala PEDro, sendo aceito para publicação no periódico Journal of bodywork and Movement Therapies. Estudo II: cinco ensaios clínicos foram selecionados com uma qualidade metodológica avaliados pelo instrumento de Avaliação Crítica Crowe, sendo submetido ao Journal Infant Behavior. Estudo III: artigo de protocolo de estudo com metodologia de intervenção com estimulação transcraniana por corrente continua associada a treino motor de realidade virtual, publicado no periódico BMJOPEN. Estudo VI: Os resultados da análise da cinemática do movimento de alcance manual entre crianças com desenvolvimento típico e Sindrome de Down apresentaram diferenças no aspecto da velocidade, tempo e acurácia do movimento. Estudo V: Os resultados deste estudo demonstraram que o grupo de crianças com SD que recebeu o treinamento com o protocolo de 10 sessões de 20 minutos de ETCC anódica sobre o córtex motor primário (C3 e C4) com montagem extracefalica bilateral apresentou respostas positivas a esta intervenção nos aspectos funcionais e do movimento dos MMSS nas avaliações realizadas logo após o término do protocolo, bem como ao follow-up de um mês pós intervenção em comparação com o grupo que recebeu ETCC Sham durante o mesmo tipo de treino motor. Conclusão: A combinação de treinamento funcional do alcance manual e ETCC anódica sobre o córtex motor primário bilateral em crianças com SD demonstrou resultados encorajadores, tanto a curto quanto a longo prazo no que diz respeito à melhora do movimento do MS, como não houve resultado significativo quando analisados dados prelimares de parâmetros da cinemática do movimento e aumento da melhora da qualidade das habilidades e de MMSS.

Introdução: Estimulação transcraniana com corrente contínua (ETCC) é um método não invasivo de estimulação cerebral que modifica o potencial de repouso da membrana neuronal através de uma corrente elétrica de baixa intensidade. Trata-se de uma técnica neuromodulatória aplicável ao contexto terapêutico de disfunções do sistema nervoso implicados na fisiopatologia da dor e transtornos neuropsiquiátricos, com baixo custo, mínimos efeitos adversos e fácil aplicação. A ETCC tem se mostrado eficaz no tratamento de dores crônicas incluindo a fibromialgia (FM) em curto prazo. Seu uso se sustenta na melhor compreensão dos mecanismos fisiopatológicos dessa síndrome, os quais incluem processos de desinibição em nível cortical e infracortical, demonstrado por medidas neurofisiológicas como facilitação e desinibição, assim como redução da potência dos sistemas modulatórios descendentes da dor, além de alterações nas vias nociceptivas periféricas, como as fibras nervosas finas. No entanto, essa alteração isolada não foi previamente associada à disfunção no sistema de modulação descendente da dor (SMDD), observado na FM. As áreas de aplicação da ETCC dependem do objetivo terapêutico. O córtex motor primário (M1) é o alvo mais estudado e com maior contingente de evidências para o tratamento da dor e reabilitação motora, enquanto o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo (DLPFC) tem sido eficaz na depressão e melhora dos componentes psicoafetivos dos pacientes com dor crônica. Seu principal limitador prático é a necessidade de ir ao centro de atendimento durante dias consecutivos, pois o efeito terapêutico sustentado da ETCC necessita repetição das sessões Objetivos: Esta tese está constituída por dois estudos. O primeiro objetiva examinar se a disfunção de fibras finas que ocorre em pacientes com FM está ligada a um mau funcionamento do sistema modulador descendente da dor. No segundo, o objetivo é avaliar a eficácia do uso em longo prazo da ETCC em nível domiciliar na FM, com o objetivo de facilitar o uso e permitir a disponibilização desta técnica a pacientes do Sistema Único de Saúde. Estudo I: No primeiro estudo avaliamos se a disfunção de fibras nervosas finas periféricas está ligada a um mau funcionamento do sistema modulador descendente da dor (SMD) na FM. Métodos: Foi realizado um estudo exploratório no qual 41 mulheres com FM e 28 voluntárias saudáveis foram submetidas a testes psicofísicos que avaliaram a função de fibras sensitivas envolvidas na nocicepção. O teste quantitativo sensorial (QST) foi utilizado para medir o limiar perceptivo térmico (HTT), o limiar de dor térmica (HPT) e o limiar de tolerância à dor térmica (HPTo), bem como avaliar a mudança na Escala Numérica de Dor (NPS0-10) durante uma tarefa de modulação da dor condicionada (CPM-task). A algometria foi utilizada para determinar o limiar de pressão de dor (PPT). Escalas para avaliação de catastrofização, ansiedade, depressão e distúrbios do sono também foram aplicadas. O fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) foi medido como um marcador de neuroplasticidade. Realizamos modelos de regressão linear multivariada por grupo (saudáveis e FM) para estudar a relação entre a função do SMD e sua relação com as medidas psicofísicas. Resultados: As amostras diferiram em seu perfil psicológico, e nas medidas psicofísicas, o grupo e pacientes com FM apresentou menor sensibilidade e limiares de dor. Na FM, mas não nos saudáveis, os modelos de regressão revelaram que o HTT estava relacionado ao BDNF e ao CPM-Task (Hotelling's Trace = 1,80, P<0,001, poder=0,94, R2=0,64). HTT foi correlacionado positivamente com a CPM-task (B = 0,98, P= 0,004, Partial-ƞ2=0,25), e ao HPT (B=1,61, P=0,008, parcial -ƞ2= 0,21). No entanto PPT não foi correlacionado com o HTT. Na FM a relação do BDNF com CPM-Task teve uma relação negativa (B=-0,04, P=0,043, parcial-ƞ2=0,12) e a HPT foi diretamente proporcional (B= - 0,08, P=0,03, parcial-ƞ2 = 0,14). O BDNF não influenciou no modelo. E os efeitos adversos relatados foram maiores no grupo ativo (17,8%) em comparação com o grupo sham (6,6%). Conclusão: A disfunção sensorial periférica está associada positivamente à disfunção do sistema modulatório descendente da dor e aos níveis séricos de BDNF na FM, o que não ocorre em indivíduos saudáveis. Estudo II: O segundo estudo teve como objetivo avaliar a eficácia do uso domiciliar de 60 sessões da ETCC-ativa e ETCC-simulada aplicadas sobre a área DLPFC esquerda, nas pacientes com diagnóstico de FM. Métodos: Foi realizado um ensaio clínico randomizado, duplo cego, em paralelo, controlado com ETCC-simulada em 20 mulheres com diagnóstico de fibromialgia. A estimulação foi realizada durante cinco dias consecutivos na semana, durante 30 min, com a intensidade de 2 mA, por 12 semanas, totalizando 60 sessões. As pacientes receberam treinamento para uso do equipamento especialmente desenvolvido para uso domiciliar e mantinham contato com o pesquisador responsável por meio de mensagem de texto diariamente. Os efeitos foram medidos por meio da escala visual de dor (EAV) durante o curso de 12 semanas de tratamento, bem como o uso de analgésicos e possíveis eventos adversos, diariamente. Foram avaliados os níveis de depressão, catastrofismo e capacidade funcional para tarefas diárias, QST para verificar limiar de dor e tolerância ao calor, PPT e dosagem dos níveis séricos de BDNF no início, após 30 sessões e no final do tratamento. Um modelo linear misto com efeitos fixos foi usado para comparar mudanças nos escores de dor na EAV ao longo do tratamento. Resultados: A ETCC ativa domiciliar reduziu os escores de dor pela EAV (p<0.001) quando comparado ao sham, com uma redução média de dor de 64% (p<0.001). Além disso, ETCC ativa reduziu significativamente a incapacidade relacionada a dor [B-PCP:S escore total (p=0.023);-ƞ2=0.61]. Também reduziu os escores nas medidas clínicas de depressão, catastrofismo e qualidade do sono [BDI-II, PCS e PSQI (p<0.05)]. No entanto, ETCC ativa aumentou os escores na algometria (PPT) e tolerância térmica (HPTo) (p<0.01). O BDNF não influenciou no modelo. Os efeitos adversos relatados foram maiores no grupo ativo (17,8%) em comparação com o grupo sham (6,6%). Conclusão: A ETCC para uso domiciliar mostrou-se segura e eficaz na redução da dor, incapacidade relacionada a dor, sintomas depressivos e catastróficos e redução do uso de analgésicos. O conjunto de dados desta tese sugere que em pacientes fibromiálgicas, o nível de disfunção do sistema modulador descendente da dor está relacionado ao nível de disfunção de fibras nervosas finas periféricas envolvidas na nocicepção. Além disso, a ETCC de longo prazo em fibromiálgicas foi eficaz na melhora dos sintomas disfuncionais relacionados à dor crônica e se mostrou adequada para uso domiciliar. / Introduction: Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of brain stimulation that modifies the resting potential of the neuronal membrane through a low intensity electrical current. It is a neuromodulatory technique to the therapeutic context of dysfunctions of the nervous system implicit in physiotherapy and neuropsychological disorders, with low cost, adverse effects and easy application. tDCS has been effective without a chronic fight process, including fibromyalgia (FM), in which the processes of disinhibition are cortical and infracortical, demonstrated by neurophysiological as intracortical facilitation and desinhibition, as well as reduction of the power of the systems descending pain modulators. In addition, studies have shown a severity of inhibition of central positive correlation with BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor) levels and seems to have some relation to the peripheral nociceptive pathways, as the areas of application of the stimulation depend on the primary motor cortex (M1) is the most studied target and the largest contingent of selection for the treatment of pain and motor reaction, while the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) was effective in the treatment of depression and psychoaffective components in cases of patients with the chronic condition. Although tDCS has been successful in treating FM, its main limiter is a need for the service center for consecutive days as it has cumulative effect. In fact, the erasure of the sessions guaranteed the therapeutic effect of the ETCC. The application of measures on consecutive days motivated the study of its value when applied at the household level, in order to allow the large-scale treatment technique to be adopted in the Unified Health System. This is proved by two studies. The first objective is to examine whether a fine-fiber dysfunction that occurs in patients with FM is linked to an operation of the pain-modulating system. Neuropathy of long nerve fibers has been implicated by a descriptor of pain, neurophysiological and psychophysiological neurophysiology, as well as skin biopsy studies. However, this comparison was not associated with dysfunction in the descending pain system (DPMS) not on FM. Objective did the study explore the association of dysfunction of small fibers with the DPMS and other substitutes for nociceptive changes in FM. In the second, the term is a measure of long-term use of ETCC at household level in FM Study I: In this first study evaluating the presence of nerve and peripheral fiber failure, it is linked to the functioning of the descending pain modulator system (DPMS) in FM Methods: It was performed an exploratory study with 41 FM women and 28 healthy volunteers whose were evaluated in psychophysical tests that evaluated a function of sensory fibers involved in nociception. The quantitative sensory test (QST) was used to measure the Heat thermal threshold (HTT), the heat pain threshold (HPT) and the thermal pain tolerance (HPTo), as well as the numerical scale of pain (NPS0 -10 ) over a task of modulation of conditioned pain (CPM-task). Algometry was used to determine the pain pressure threshold (PPT). Scales for evaluation of catastrophic, anxiety, depression and sleep disorders were also applied. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) was measured as a marker of neuroplasticity. Multivariate linear regression models by group (health and FM) for a relationship between a descending modulatory system function and its relationship with psychophysical measures. Results: The samples differed in their psychological profile, and in the psychophysical measures, the group and the patients with FM had lower sensitivity and pain thresholds. At FM, regression models revealed that HTT was related to BDNF and CPM-Task (Hotelling's Trace = 1.80, P <0.001, power = 0.94, R2 = 0.64). HTT was positively correlated with a CPM task (B = 0.98, P = 0.004, partial-ƞ2 = 0.25), and HPT (B = 1.61, P = 0.008, partial -ƞ2 = 0.21) . However PPT was not correlated with HTT. In FM, the relationship of BDNF with CPM, a negative relation was found (B = -0.04, P = 0.043, partial- = 2 = 0.12) and HPT was proportionally (B = -0.08, P = 0.03, partial-ƞ2 = 0.14). BDNF did not influence the model. And the adverse effects reported were higher in the active group (17.8%) compared to the sham group (6.6%). Conclusion: Peripheral sensory dysfunction is positively associated with the modulating dysfunction of BDNF levels in FM, which does not occur in isolated individuals. Study II: The second study had the purpose of evaluating the home use of 60 sessions of atDCS and s-tDCS on a left DLPFC area in patients with FM. Methods: A randomized, double-blind, parallel-sham controlled study in 20 women with FM. Stimulation was performed for five consecutive days in the week for 30 min at the intensity of 2 mA for 12 weeks, totaling 60 sessions. Patients were trained to use equipment specially designed for home use and maintained contact with the researcher responsible through daily text message. The effects were measured through visual pain scale (VAS) daily during the course of 12 weeks of treatment, as well as the use of analgesics and possible adverse events daily. The levels of depression, catastrophism and disability for daily tasks were assessed. The QST was used to check pain threshold and tolerance to heat, an algometry was used to check pressure pain threshold (PPT) and blood collection was performed to evaluate serum BDNF levels at baseline, after 30 sessions and at the end of treatment. A Mixed Linear Model with fixed effects was used to compare changes in pain scores in VAS throughout the treatment. Results: Home-based tDCS reduced dairy pain VAS scores (p<0.001), with cumulative mean pain drop of 64% (p<0.001). Furthermore, active home-based tDCS reduced significantly disability due to pain [B-PCP:S total scores (p=0.023; partial-ƞ2=0.61]. And also reduced scores in clinical measures like depression scores, catastrophizing pain scores and sleep quality scores [BDI-II and PCS (p<0.05), PSQI (p<0.05)]. However, active homebased tDCS enhance scores in algometry (PPT) and heat pain tolerance (HPTo) (p<0.01). Conclusion: Home-based anodal tDCS applied over the DLPFC in FM had a baseline neuroplasticity-dependent reduction effect on pain. In addition, it improved the disability due to pain, depressive symptoms and pain catastrophizing. It reduced the analgesic use and increased pressure and heat pain tolerance.

This doctoral thesis aimed at better understanding the contribution of sleep, Targeted Memory Reactivation and transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) on the consolidation of neutral and emotional memories. In the first part of this work, we found that REM-enriched naps and more specifically rapid eye movement density is associated with the consolidation of sad stories, suggesting a possible implication of Ponto-Geniculo-Occipital (PGO) waves in the consolidation of sad information. In addition, we observed an increase in emotional reactivity during re-exposure to the sad story following a REM-enriched nap. We postulate that REM sleep favored the consolidation of the emotionalsalience of the sad memories, leading to exacerbated emotional reactivity during re-exposure. We also investigated the impact of TMR during NREM sleep on the consolidation of neutral and negative word pairs leanred with a specific sound. We found an equal benefit of the TMR procedure on neutral and emotional material, suggesting that emotion does not modulate the selective enhancing effect of TMR during NREM sleep. In an additional study, we tested the impact of verbatim presentation of the pairs of words during NREM sleep and did not find the memory benefits of TMR. We ascribed the absence of TMR memory benefit to the detrimental effect of the auditory presntation of the second word which impaired the memory reactivation processes initiated by the presentation of the first word. Together, theseresults indicate the crucial role of a sensitive plastic time window necessary for the successful processes of memory reactivation during sleep. Finally, we evaluated how the combination of tDCS and TMR procedure during a wakeful rest consolidation interval benefits memory consolidation. We found that TMR alone led to selective memory benefits for cued word pairs. When the TMR procedure was combined with either right-anodal or left anodal tDCS, we observed a significant improved global learning, suggesting that tDCS does not potentiate but overshadows the TMRprocedure. Altogether, these studies offer new perspectives in the field of memory consolidation. More specifically, the application of an alternating current during post-learning sleep concomitantly to a TMR procedure might favor the specific brain oscillations involved in successful memory reactivation, and might enhance the associated memory gains. / Doctorat en Sciences psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished