Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseNACFR.pdf: 2711571 bytes, checksum: 92270e5216edbb80d0322257785dcd41 (MD5) Previous issue date: 2006-03-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / Many studies have shown that object properties can lead to adjustments in reaching, but few have investigated the specific influence of object size and rigidity on reaching movements in young infants, especially by using kinematic analysis. Objective: Investigate the effect of object size and rigidity in the qualitative and quantitative variables of reaching in 4-to-6- month-old infants, and verify how such variables change over age. Methods: Nine healthy infants were placed in a baby chair reclined at 50º from the horizontal The infants were shown four objects of different size and rigidity large rigid (RG), small rigid (RP), large soft (MG), and small soft (MP) for a period of 1 minute each. Reaching movements were recorded by three digital cameras and the images were analyzed by using the 3D movement reconstruction. A total of 378 reaches were analyzed in relation to the following variables: qualitative proximal and distal adjustments, hand preference, and grasping of objects ; and quantitative straightness index, mean velocity, movement units, and adjustment time index. Results: There were many different changes in reaching over age. The answers to stimulation and the grasping of objects increased. Proximal adjustments were shown to be variable. Hand preference changed from the left to the right. The hand was predominantly half-opened in both the beginning and the end of the reaches; however, hand opening angle increased in the end of the reaches from the fifth to the sixth month. In all the ages, hand orientation was predominantly oblique when touching the object, and vertical when grasping it. As regards the quantitative variables, the straightness index and the mean velocity increased, and the movement units decreased. No significant changes were observed in the adjustment time index. Infants performed bimanual movements for the large rigid object, and unimanual movements for the small ones. The adjustments were similar in relation to the large soft object. Right-hand preference was higher for the small objects. In the beginning of the reaches, the hand was predominantly half-opened for all the objects; while in the end of the reaches, the hand was predominantly opened for the object large rigid. Hand orientation was predominantly oblique when touching the object, and vertical when grasping it, especially for the object large rigid. The soft objects were more frequently grasped than the rigid ones. The straightness index was higher for the large soft object, while the adjustment time index and the number of movement units were lower for this same object. The number of movement units increased for the small objects. No significant changes were verified in the mean velocity. Conclusion: It is possible to suggest that reaching movements are improved over age, thus indicating an increase in the infants performance during the studied period of life. Once the infants perceive the object properties, they adjust the essential variables of their movements by using their available motor abilities, thus suggesting the existence of a complex perceptionaction coupling. / Vários estudos têm identificado que as propriedades dos objetos induzem ajustes no alcance; no entanto, poucos investigaram a influência específica do tamanho e rigidez dos objetos em lactentes jovens, principalmente empregando a análise cinemática. Objetivo: Verificar o efeito das propriedades de tamanho e rigidez dos objetos nas variáveis qualitativas e quantitativas do alcance de lactentes de 4 a 6 meses de idade, observando como essas variáveis mudam ao longo do tempo. Métodos: Nove lactentes saudáveis foram posicionados em uma cadeira infantil reclinada a 50o. Quatro objetos foram apresentados, um rígido grande (RG), um rígido pequeno (RP), um maleável grande (MG) e um maleável pequeno (MP), por um período de 1 minuto cada. Os movimentos de alcance foram filmados por três câmeras digitais e as imagens reconstruídas tridimensionalmente. Em um total de 378 alcances, foram analisadas as variáveis qualitativas ajustes proximais e distais, preferência manual e apreensão dos objetos e as variáveis quantitativas índice de retidão, velocidade média, unidades de movimento e índice de tempo de ajuste. Resultados: Constatou-se que, ao longo dos meses, houve aumento da resposta aos estímulos, apreensão dos objetos, variabilidade nos ajustes proximais e mudança na preferência manual da esquerda para a direita. A abertura da mão foi predominantemente a semi-aberta tanto no início quanto no final do alcance. Do quinto para o sexto mês, no entanto, observou-se aumento da mão aberta no final do movimento. A orientação oblíqua da mão no toque foi predominante em todos os meses e, na apreensão, a predominância foi a orientação vertical. Quanto às variáveis quantitativas, houve aumento no índice de retidão e na velocidade média, bem como diminuição das unidades de movimentos. Não foram observadas mudanças significativas no índice de ajustes do movimento. Constatouse ajuste bimanual para o objeto RG e unimanual para os objetos pequenos. Para o objeto MG, os ajustes foram semelhantes. A preferência manual à direita foi maior ao alcançar os objetos pequenos. No início do alcance, a mão semi-aberta foi predominante para todos os objetos e, no final do alcance, a mão aberta foi mais utilizada para o objeto RG. Constatou-se que a orientação da mão foi predominantemente oblíqua no toque dos objetos e, na apreensão, a predominância foi a vertical, principalmente para o objeto RG. Os objetos maleáveis foram mais apreendidos do que os rígidos. O índice de retidão foi maior para o objeto MG, enquanto o índice de tempo de ajuste e o número de unidades de movimentos foram menores. O número de unidades de movimento foi maior para os objetos pequenos. A velocidade média não foi modificada significativamente. Conclusão: Sugere-se que, ao longo dos meses, os movimentos de alcance são aprimorados, indicando ganho de performance no período de vida estudado. Os lactentes, ao perceberem as propriedades dos objetos, ajustam as variáveis essenciais do movimento a partir da capacidade motora que eles têm disponível nesse período de vida, sugerindo, assim, a existência de uma complexa interação percepção-ação.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAMT.pdf: 4026803 bytes, checksum: b915370a358d3f27f7a93f41bba89e3c (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / This longitudinal study investigated the development of reaching behavior in the seated position in preterm infants at the ages of 5, 6 and 7 months by analyzing kinematic variables (straightness and adjustment indexes, movement unit, mean and final velocities). The correlation between kinematic variables and grasping was verified. The participants were nine low-risk preterm infants with no cerebral lesions. Ten fullterm infants served as control. In both groups, kinematic variables remained unchanged over age, except for the adjustment index, which was higher at 6 months in the preterm group. Successful grasping increased in both groups over age and it was shown to be negatively correlated with mean velocity in the preterm infants. At the ages of 6 and 7 months, preterms showed lower mean and final velocities and higher adjustment index when compared with fullterms. The relative constancy in the kinematic variables suggests that, after having explored the action possibilities during the acquisition phase, the infants selected an adaptative pattern to perform the reaching movements. Slower movements and greater adjustments may be functional strategies of preterms to achieve successful grasps. / Este estudo lomgitudinal investigou o desenvolvimento do comportamento do alcance na postura sentada em lactentes pré-termo nas idades de 5, 6 e 7 meses por meio da análise das variáveis cinemáticas (índice de retidão e ajjuste, unidades de movimento, velocidade média e final). Foi verificada também a correlação entre as variáveis cinemáticas e a preensão do alcance. Participaram do estudo 9 lactentes pré-termo sem lesões cerebrais e 10 lactentes a termo seriram como controle. Em ambos os grupos, as variáveis cinemáticas não se modificaram ao longo da idade, exceto o índice de ajuste, o qual foi maior aos 6 meses no grupo pré-termo. O alcance com preensão aumentou em ambos os grupos ao longo da idade e foi encontrada uma correlação negativa com a velocidade média no grupo pré-termo. Aos 6 e 7 meses, os lactentes pré-termo mostraram velocidade média e final menor e o índice de ajuste maior que os lactentes a termo. A relativa constância nas variáveis cinemáticas sugere que, após os lactentes terem explorado as possibilidades de ação durante a fase de aquisição de alcance, eles selecionaram um padrão adaptativo para realizar o alcance. Os movimentos mais lentos e com maiores ajustes realizados pelos lactentes pré-termo podem ser estratégias funcionais para realizar o alcance com preensão.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3489.pdf: 2247804 bytes, checksum: d4e7a8be79e98395e011890d48e15af9 (MD5) Previous issue date: 2011-02-21 / Universidade Federal de Minas Gerais / Considering that changes in the organism s adaptability process occur in response to the convergent influence of intrinsic and extrinsic constraints, studies have shown that the body orientation and practice can positively influence the movements of the upper extremities in infants. Thus, this study has two objectives divided into two studies: (1) assess the influence of body orientation and (2) assess the specific training influence during reaching s emergence period. To meet the objectives proposed, the kinematic variables (spatio-temporal) were obtained through infants assessments at two positions: supine position and reclined at 45°, in a baby chair until 3 days after emergence of reaching. In Study 1, reaches were analyzed in these two positions. In Study 2, two assessments were performed: pre training and post training, i.e., before and immediately after training, respectively. To complete the training protocol, infants were divided into three groups: no training, supine training group and reclined training group. The results indicated that the different postures were not able to promote changes in reaching spatio-temporal parameters at the time this ability emerges. However, specific training was effective to promote faster reaches in infants in the reach s emergency phase, with recline training position being more appropriated than supine position. Moreover, the effects of training in specific positions were not transferable from one to another. Therefore, during the emergence period of reaching, infants have irregular trajectories and as this ability is fundamental for infants motor, social, perceptual and cognitive development, different positions and specific training can be used as intervention strategies to promote different sensory and motor experiences and thus provide different demands on the neuromotor system, promoting new movement strategies. / Considerando que as mudanças no processo de adaptabilidade do organismo ocorrem em resposta à influência convergente de restrições intrínsecas e extrínsecas, estudos têm demonstrado que a orientação corporal e a prática podem influenciar positivamente os movimentos dos membros superiores em lactentes. Sendo assim, o presente estudo apresenta dois objetivos divididos em dois estudos: (1) verificar a influência da orientação corporal e (2) verificar a influência do treino específico no período de emergência do alcance em lactentes. Para atender aos objetivos proposto, as variáveis cinemáticas (espaçotemporais) foram obtidas por meio de avaliações dos lactentes nas posições, supina e reclinada a 45° com a horizontal, em uma cadeira infantil, até 3 dias após a emergência do alcance. No Estudo 1, foram analisados os alcances realizados nessas duas posições. No Estudo 2, foram realizadas duas avaliações do alcance: a pré-treino e a pós-treino, ou seja, antes e logo após o treino, respectivamente. Para realizar o protocolo de treino, os lactentes foram subdivididos em três grupos: grupo controle, grupo de treino em supino e grupo de treino em reclinado. Os resultados indicaram que as diferentes posturas não foram capazes de promover alterações nos parâmetros espaço-temporais do alcance no momento de emergência dessa habilidade. Entretanto, o treino específico foi efetivo para promover alcances mais rápidos em lactentes na fase de emergência do alcance, sendo treino na postura reclinada mais indicado do que na postura supina. Além disso, os efeitos dos treinos nas posições específicas não foram transferíveis de uma para outra. Portanto, no período de emergência do alcance, os lactentes apresentam trajetórias irregulares. Sendo essa habilidade fundamental para o desenvolvimento motor, social, perceptual e cognitivo do lactente, diferentes posições e treinos específicos poderão ser utilizados como estratégias de intervenção para promover experiências sensório motoras e, assim, proporcionar diferentes demandas ao sistema neuromotor, favorecendo a utilização de novas estratégias de movimento.

Um potencial de dois corpos do tipo delta-Dirac foi utilizado para descrever sistemas fracamente ligados de três corpos. A trajetória completa dos estados Efimov em função da energia ligação de dois corpos foi calculada para o caso de três bosons idênticos: se o subsistema de dois corpos é ligado, conforme a razão entre a energia de ligação de dois e três corpos aumenta, o estado excitado desaparece e um estado virtual correspondente aparece quando a energia do estado fundamental atinge o limiar dado por 6.9hbar^2/(ma^2) (a - comprimento de espalhamento, m - massa do bóson). Quando o subsistema de dois corpos é virtual, o aumento da razão entre as energias faz com que o estado excitado se transforme em uma ressonância quando a energia do estado fundamental é 1.1hbar^2/(ma^2). Neste último caso as condições para a formação de moléculas triatômicas no interior de condensados é favorecida, pois a competição com dímeros fracamente ligados está ausente. A energia de ligação de trímeros com momento angular total nulo em condensados atômicos foi estimada através da correlação desta com o coeficiente de recombinação e com a energia do dímero, ambos conhecidos experimentalmente em alguns casos. Os tamanhos de moléculas fracamente ligadas (^4He_2$-X; Xequiv^4He, ^6Li, ^7Li e ^{23}Na) e de núcleos exóticos leves (^6He, ^{11}Li, ^{14}Be e ^{20}C) também foram calculados juntamente com um estudo sistemático do comportamento dos raios quadráticos médios conforme a interação dos subsistemas de dois corpos é variada. Neste último caso a classificação de um sistema de três corpos (tipo AAB) foi completada denominando de Samba a configuração formada por dois subsistemas de dois corpos ligados e um virtual. As equações subtraídas para os estados ligados de quatro bosons também foram deduzidas.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-04T14:28:53Z No. of bitstreams: 1 Maira de Oliveira Santos.pdf: 1516572 bytes, checksum: ea3508c7d99ef42591a6b17f459901e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-04T14:28:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maira de Oliveira Santos.pdf: 1516572 bytes, checksum: ea3508c7d99ef42591a6b17f459901e0 (MD5) Previous issue date: 2010-06-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The study of climate has great economic end environmental importance, given that a single large and unexpected variation of a climatic element may devastate plantations or cities, and thus affect the economy of a region and life of the inhabitants. Climate can be influenced by diverse factors, such as latitude, altitude, air mass, proximity to sea, sea currents, terrain topology, vegetation, etc. The most important climate elements are temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation and wind. The wind is generated by atmospheric air mass movement, and may influence various phenomena such as soil erosion, pollutant dispersal, transport of pollen and seeds, propagation of diseases, as well as generation of eolic energy. Surface wind velocity is natural example of the phenomenon of turbulence, which represents a stochastic process characterized by temporal and spatial scale invariance. In this work we study long range correlations in temporal series of wind speed and direction registered at four meteorological stations in the cities of Arcoverde, Cabrobro, Garanhuns and Petrolina, in the state of Pernambuco, Brazil. To this end we apply Detrended Fluctuation Analysis (DFA) which was developed for quantification of long range correlations in non-stationary temporal series. We analyze the original wind speed series together with volatility (absolute value of increments) of the wind direction. All the analyzed series exhibit persistent long range correlations with the scale exponent above 0.5. In all cases the exponent values were found to be lower for wind direction then those for wind speed, indicating weaker persistence. No correlation was detected between the exponent values and the geographic parameters: longitutde, latitude and altitude of the station. The results of these analyses contribute to a better understanding of the nature of stochastic processes governing wind dynamics, necessary for development of more realistic theoretical and computational models as a base for modeling diverse phenomena influenced by climatic conditions. / O estudo do clima e dos seus elementos tem grande importância econômica e ambiental, visto que uma grande e inesperada variação em ao menos um dos elementos do clima pode devastar plantações, cidades, e assim mudar a economia de uma região e a vida das pessoas que ali habitam. O clima pode ser influenciado por diversos fatores, tais como latitude, altitude, massas do ar, continentalidade, maritmidade, correntes marítimas, relevo, vegetação, etc. Os elementos mais importantes do clima são temperatura, umidade, pressão atmosférica, radiação solar, precipitação e vento. O vento é gerado pelo movimento de massas do ar na atmosfera e pode influenciar vários fenômenos, como erosão do solo, dispersão de poluentes, transporte de pólen e sementes, propagação de doenças e geração da energia eólica. A velocidade do vento na superfície é um exemplo natural do fenômeno de turbulência, que representa um processo estocástico caracterizado pela invariância de escala temporal e espacial. Neste trabalho foram estudadas as correlações de longo alcance em séries temporais da velocidade e direção do vento registradas em quatro estações meteorológicas, nas cidades Arcoverde, Cabrobó, Garanhuns e Petrolina em Pernambuco. Foi utilizado o método Detrended fluctuation analysis (DFA), desenvolvido para quantificar as correlações de longo alcance em séries temporais não estacionárias. Foram analisadas as séries originais da velocidade do vento e as séries dos valores absolutos dos incrementos (volatilidade) da direção do vento. Todas as séries analisadas possuem as correlações de longo alcance persistentes, com expoente de escala acima de 0,5. Em todos os casos os valores dos expoentes são menores para a direção do que para a velocidade do vento, indicando que a persistência é mais fraca para a direção do vento. Não foi detectada a correlação entre os valores dos expoentes de escala e os parâmetros geográficos: longitude, latitude e altitude da estação. Os resultados destas análises vão ajudar a entender melhor a natureza dos processos estocásticos geradores da dinâmica do vento. Este entendimento é necessário para desenvolvimento dos modelos teóricos e computacionais mais precisos cujos resultados servirão como base para modelagem dos vários fenômenos influenciados pelas condições climáticas.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-12T14:38:54Z No. of bitstreams: 1 Rosilda Benecio de Souza.pdf: 1979743 bytes, checksum: 6e2df03119bd441a84297bc73d2befeb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-12T14:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosilda Benecio de Souza.pdf: 1979743 bytes, checksum: 6e2df03119bd441a84297bc73d2befeb (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Vegetation and forest fires affect millions of hectares of Brazilian land and have severe ecological, social and economic consequences, including emissions of green house gases, loss of biodiversity, soil erosion etc. To establish efficient methods for prevention and suppression of fires, which is crucial for preservation of environment, it is necessarily to know the spatial location and time of occurrence of fires, burned area, why they occur, and how they initiate and propagate. Several satellite systems are currently available for monitoring different fire characteristics: dry areas that are susceptible to fire, actively flaming fires, burned area and smoke, and trace gas emissions. Hot pixels are satellite image pixels with infrared intensity corresponding to burning vegetation. Depending of image resolution, a hot pixel may represent one fire, or a part of a larger fire. Together with other satellite data, the number of hot pixels can be used to estimate the burned area and predict environmental and economics consequences. In this work we study the dynamics of hot pixels detected in Brazil by satellite NOAA-12 during the period 1998-2007, using the method Multifractal Detrended Fluctuation Analysis, which serves to detect and quantify multifractal properties of non-stationary temporal series. We calculate the generalized Hurst exponent h(q), Renyi exponent (q) and singularity spectrum f( ). The results show the existence of power-law long-term correlations that are described by a hierarchy of scaling exponents, which is the consequence of an underlying multifractal stochastic process. Based on this empirical result we also show that the Multifractal Cascade Model can be used to produce synthetic data for hot pixels dynamics. The observed multifractal property of temporal series of hot pixels should be incorporated in theoretical models and computer simulations of the fire dynamics and related phenomena. / Queimadas e incêndios florestais atingem milhões de hectares de terras brasileiras, causando graves consequências ecológicas, sociais e econômicas, incluindo emissões de gases do efeito estufa, perda de biodiversidade, erosão do solo, etc. Para estabelecer métodos eficientes para prevenção e supressão do fogo, importantes para proteção do meio ambiente, é necessário conhecer onde, quando e porquê os incêndios ocorrem, a área queimada e como se iniciam e se propagam. Atualmente, vários satélites são disponibilizados para monitoramento das características do fogo: áreas de risco, incêndios atualmente ativos, área queimada, fumaça e emissão de gases. Focos de calor são pixels na imagem de satélite, com intensidade infravermelha correspondente a vegetação queimada. Dependendo da resolução, um foco pode representar uma queimada ou parte de um incêndio maior. O número de focos combinado a outras informações fornecidas pelos satélites pode ser usado para estimar a área queimada, e prever as consequências ecológicas e econômicas. Neste trabalho, foi estudada a dinâmica de focos de calor detectados no Brasil pelo satélite NOAA-12, durante o período 1998-2007, utilizando o método Multifractal Detrended Fluctuation Analysis, desenvolvido para detecção e quantificação das propriedades mutifractais das séries temporais não estacionárias. Foram calculados o expoente generalizado de Hurst h(q), o expoente Renyi (q) e o espectro de singularidade f( ). Os resultados mostraram a existência de correlações de longo alcance, caracterizadas por uma hierarquia dos expoentes de escala, conseqüência de um processo estocástico multifractal. Baseado nos resultados empíricos, também foram mostrados que o Multifractal Cascade Model pode ser usado para gerar séries artificiais dos focos de calor. A propriedade multifractal da dinâmica dos focos de calor poderá ser incorporada em modelos teóricos e simulações computacionais de dinâmica de incêndios e fenômenos relacionados.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-12T15:41:19Z No. of bitstreams: 1 Silvio Fernando Alves Xavier Junior.pdf: 1969278 bytes, checksum: 716d98cbb2937cd01be0ff1272ed5033 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-12T15:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvio Fernando Alves Xavier Junior.pdf: 1969278 bytes, checksum: 716d98cbb2937cd01be0ff1272ed5033 (MD5) Previous issue date: 2011-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Rainfall can be understood as an end product of a number of complex atmospheric processes, which vary in space and time, and it may be considered one of most important dominant factor of the meteorological-climatic features of an specified investigated area. In this study, we observed if the dynamics of rain in Piracicaba, São Paulo - Brazil is generated by a multifractal process and / or belongs to classes of Self-Organized Criticality systems. To detect long-term correlations and multifractal behavior, we apply MF-DFA method that systematically detect nonstationarities and overcome trends in the data at all timescales. We calculated the generalized Hurst exponent, h(q), and Renyi exponent, (q). The results showed the existence of power-law long-term correlations which are described by a hierarchy of scaling exponents, that is the consequence of an underlying multifractal stochastic process. For smaller scales of about 8 months, the dynamics of rain is generated by a multifractal process (the generalized Hurst exponent, h(q), decreases with the increase in order (q) meaning it can be modeled using the cascade models. For larger scales, the value of h(q) is between 0:35 �� 0:55 indicating a weaker multifractality. The hypothesis that rainfall may be a case of Self-Organized Criticality is assessed. We analyze two events: the daily amount of rain and drought events (days without rain), both are weather phenomena that are strongly linked to rainfall. It appears that the distribution of the daily amount of rain displays two different scaling regimes for small and large intensities. The value of the ratio of these exponents confirms the results that were obtained in regions with tropical and subtropical climates. However, for the distribution of drought events we find two distinct scaling exponents with values that are closer than those observed in the daily amount of rain. The multifractal properties and self-organized criticality should be incorporated into theoretical models and computer simulations of the dynamics of rainfall and related phenomena.Rainfall can be understood as an end product of a number of complex atmospheric processes, which vary in space and time, and it may be considered one of most important dominant factor of the meteorological-climatic features of an specified investigated area. In this study, we observed if the dynamics of rain in Piracicaba, São Paulo - Brazil is generated by a multifractal process and / or belongs to classes of Self-Organized Criticality systems. To detect long-term correlations and multifractal behavior, we apply MF-DFA method that systematically detect nonstationarities and overcome trends in the data at all timescales. We calculated the generalized Hurst exponent, h(q), and Renyi exponent, (q). The results showed the existence of power-law long-term correlations which are described by a hierarchy of scaling exponents, that is the consequence of an underlying multifractal stochastic process. For smaller scales of about 8 months, the dynamics of rain is generated by a multifractal process (the generalized Hurst exponent, h(q), decreases with the increase in order (q) meaning it can be modeled using the cascade models. For larger scales, the value of h(q) is between 0:35 �� 0:55 indicating a weaker multifractality. The hypothesis that rainfall may be a case of Self-Organized Criticality is assessed. We analyze two events: the daily amount of rain and drought events (days without rain), both are weather phenomena that are strongly linked to rainfall. It appears that the distribution of the daily amount of rain displays two different scaling regimes for small and large intensities. The value of the ratio of these exponents confirms the results that were obtained in regions with tropical and subtropical climates. However, for the distribution of drought events we find two distinct scaling exponents with values that are closer than those observed in the daily amount of rain. The multifractal properties and self-organized criticality should be incorporated into theoretical models and computer simulations of the dynamics of rainfall and related phenomena. / A precipitação pode ser entendida como um produto final de processos atmosféricos complexos, os quais variam no tempo e espaço, e pode ser considerada um dos mais importantes fatores dominante das características meteorológicas-climáticas de uma determinada área investigada. Neste trabalho, verificamos se a dinâmica da chuva em Piracicaba, São Paulo - Brasil é gerada por um processo multifractal e/ou pertence as classes dos sistemas com propriedade da criticalidade auto-organizada. Para detectar a correlação de longo alcance e o comportamento multifractal, aplicamos o método MF-DFA que sistematicamente detecta não-estacionariedades e tendências nos dados para todas escalas de tempo. Calculamos o expoente generalizado de Hurst, h(q), e o expoente de Renyi, (q). Os resultados mostraram a existência de correlações de longo alcance, caracterizadas por uma hierarquia dos expoentes de escala, consequência de um processo estocástico multifractal. Para as escalas menores, aproximadamente 8 meses, a dinâmica de chuva é gerada por um processo multifractal (o expoente de Hurst generalizado, h(q), diminui com o aumento de ordem q) significando que pode ser modelada utilizando os modelos de cascata. Para as escalas maiores, o valor de h(q) está entre 0,35-0,55 o que indica a multifractalidade mais fraca. A hipótese de que a precipitação pode ser um caso de Self- Organized Criticality é avaliada. Analisamos dois eventos: a quantidade diária de chuva e eventos de seca (dias sem chuva), ambos são fenômenos metereológicos os quais são fortemente ligados à precipitação. Verifica-se que a distribuição da quantidade diária de chuva exibe dois regimes de escala distintos para pequenas e grandes quantidades. O valor da razão desses expoentes encontrados confirmam os resultados que foram obtidos nas regiões com climas tropical e subtropical. No entanto, para a distribuição de eventos de seca encontramos dois expoentes de escala distintos com valores bem mais próximos comparados com os observados na quantidade diária de chuva. As propriedades multifractais e criticalidade auto-organizada deverão ser incorporados em modelos teóricos e simulações computacionais da dinâmica das chuvas e fenômenos relacionados.

In this thesis we study three different stochastic processes describing the brain activity. The first one is a continuous time version of the stochastic chains with memory of variable length. These stochastic chains take values in the set of neurons and assign, at time t, the value of the last neuron which spiked up to time t. Moreover, we assume neurons interact through a phenomena called chemical synapses. Briefly this means that when a neuron spikes, it loses all its membrane potential and at same time changes the membrane potential of the neurons which are influenced by it. Under this approach we proved the positive recurrent of the process and presented a perfect simulation algorithm able to generate a finite sample of the process under its invariant measure. In the second model we continue considering the chemical synapses interaction and add also an interaction through electrical synapses. The last one happens duo to the presence of specific channels which allow the passage of ions along the the membrane of two neurons and, as consequence, we have a sharing of potential between the neurons. Moreover, we consider also the constant lost of potential of the neurons for the environment which push each neuron to a resting state. For this model we study the long-run behaviour of the process with a finite number of neurons, the hydrodynamic limit for the system and investigate the possible invariant distributions for the limiting process. In the last model considered here we study the brain activity measured through EEG data. We investigate the predictive coding principle which says that neural networks are able to learn the statistical regularities inherent in a stimuli and reduce redundancy by removing the predictable components of the input. To test this conjecture we propose procedures to perform statistical model selection on the EEG data in order to retrieve structural features of stochastic sources. This is done through a case study in which the EEG data is recorded under the effect of two different stochastic rhythmic sources produced by two different context tree models. We present a suitable class of stochastic processes, called here as hidden context tree models, to model EEG signals evoked by rhythmic structures. Then, we propose a consistent statistical procedure to perform statistical model selection in this class and in our case study. / Nessa tese estudamos três diferentes processos estocásticos descrevendo a atividade cerebral. O primeiro processo é uma versão a tempo contínuo das cadeias estocásticas com memória de alcance variável. Essas cadeias tomam valores no conjunto dos neurônios e assumem, no instante t, o valor do último neurônio a disparar antes de t. Além disso, assumimos que os neurônios interagem entre si através de fenômenos chamados sinapses químicas. Resumidamente isso significa que quando um neurônio dispara perde todo seu potencial de membrana e, simultaneamente, muda o potencial de membrana dos neurônios que influencia. Para esse processo estocástico provamos a recorrência positiva e apresentamos um algoritmo de simulação perfeita capaz de gerar uma amostra finita cuja distribuição é a medida invariante do processo. Na segunda classe de modelos continuamos considerando as sinapses químicas e adicionamos ainda interação por sinapses elétricas. A última acontece devido a presença de canais específicos entre dois neurônios que permitem a passagem de íons ao longo de suas membranas, como consequência, temos um compartilhamento de potencial entre os neurônios. Além disso, consideramos também a constante perda de potencial dos neurônios para o meio que age empurrando o potencial de cada neurônio a um estado de repouso. Com esses modelos estudamos o comportamento a longo prazo do processo com um número finito de neurônios, o limite hidrodinâmico desse sistema e investigamos a possível distribuição invariante para o processo limite. Na última classe considerada aqui estudamos a atividade cerebral medida através de dados de EEG. Nós investigamos o princípio do código preditivo que afirma que redes neurais são capazes de aprender as regularidades estatísticas inerentes em um estímulo e reduzir a redundância removendo as componentes previsíveis. Para testar essa conjectura, propomos um procedimento para realizar seleção estatística de modelos em dados de EEG afim de recuperar características estruturais de fontes estocásticas. Isso é feito através de um caso de estudo em que dados de EEG são coletados sob o efeito de duas fontes rítmicas estocásticas distintas produzidas por duas árvores de contextos distintas. Nós apresentamos uma classe de modelos adequada, chamada aqui de modelos de árvore de contextos oculta, para modelar sinais de EEG evocados por estruturas rítmicas. Finalmente, propomos um procedimento estatístico consistente para fazer seleção estatística de modelos nessa nova classe assim como no nosso caso de estudo.

A identificação de regiões cromossômicas, ou blocos de dependência dentro do genoma humano, que são transmitidas em conjunto para seus descendentes (haplótipos) tem sido um desafio e alvo de várias iniciativas de pesquisa, muitas delas utilizando dados de plataformas de marcadores moleculares do tipo SNP (Single Nucleotide Polymorphisms - SNPs), com alta densidade dentro do DNA humano. Este trabalho faz uso de uma modelagem estocástica de campos Markovianos de alcance variável, em uma amostra estratificada de diferentes populações, para encontrar blocos de SNPs, independentes entre si, estruturando assim o genoma em regiões ilhadas de dependência. Foram utilizados dados públicos de SNPs de diferentes populações mundiais (projeto HapMap), além de uma amostra da população brasileira. As regiões de dependência configuram janelas de influência as quais foram usadas para caracterizar as diferentes populações de acordo com sua ancestralidade e os resultados obtidos mostraram que as janelas da população brasileira têm, em média, tamanho maior, evidenciando a sua história recente de miscigenação. É também proposta uma otimização da função de verossimilhança do problema para obter as janelas de consenso maximais de todas as populações. Dada uma determinada janela de consenso, uma medida de distância apropriada para variáveis categóricas, é adotada para medir sua homogeneidade/heterogeneidade. Janelas homogêneas foram identificadas na região HLA (Human Leukocyte Antigen) do genoma, a qual está associada à resposta imunológica. O tamanho médio dessas janelas foi maior do que a média encontrada no restante do cromossomo, confirmando a alta dependência existente nesta região, considerada como bastante conservada na evolução humana. Finalmente, considerando a distribuição dos SNPs entre as populações nas janelas mais heterogêneas, a Análise de Correspondência foi aplicada na construção de um classificador capaz de determinar o percentual relativo de ancestralidade de um indivíduo, o qual, submetido à validação, obteve uma eficiência de 90% de acerto da população originária. / The identification of chromosome regions, or dependency blocks in the human genome, that are transmitted together to offspring (haploids) has been a challenge and object of several research initiatives, many of them using platforms of molecular markers such as SNP (Single Nucleotide Polymorphisms), with high density inside the human DNA. This work makes use of a stochastic modeling of Markov random fields, in a stratified sample of different populations, to find SNPs blocks, independent of each other, thus structuring the genome in stranded regions of dependency. Public data from different worldwide populations were used (HapMap project), beyond a Brazilian population. The dependence regions constitute windows of influence which were used to characterize the different populations according of their ancestry and the results showed that the Brazilian populations windows have, on average, a bigger size, showing their recent history of admixture. It is also proposed an optimization of likelihood function of the problem for the maximal windows of consensus from all populations. Given a particular window of consensus, a distance measure appropriated to categorical variables, it is adopted to evaluate its homogeneity/heterogeneity. Homogeneous windows were identified within region of genome called HLA (Human Leukocyte Antigen), which is associated with the immune response. The average size of these windows was bigger than the average found in the rest of the chromosome, confirming the high dependence verified in this region, considered highly conserved in the human evolution. Finally, considering the distribution of the SNPs among the populations in the most heterogeneous windows, the Correspondence Analysis was applied to build a classifier able to determine, for a given individual, the ancestry proportion from each population considered, which, submitted to a validation, obtained a 90% accuracy of the original population.

Orientadores: Eleonore Zulnara Freire Setz, Júlio César Bicca-Marques / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T19:36:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caselli_ChristiniBarbosa_D.pdf: 2710988 bytes, checksum: faa0532f7d7f3777fbba617b58a34ae4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A territorialidade corresponde a uma forma de competição na qual competidores expulsam uns aos outros de áreas contendo recursos, os territórios. A defesa de territórios pode ser flexível, sendo manifestada apenas quando existirem recursos críticos que limitem o crescimento da população (frequentemente representados pela disponibilidade de alimento) e quando estes forem economicamente defensáveis. Os primatas do gênero Callicebus são geralmente descritos como territoriais, embora esta caracterização baseie-se em estudos focados em apenas três das 30 espécies conhecidas desse gênero diverso de primatas Neotropicais. Ainda, a manifestação de comportamentos relacionados à territorialidade se mostrou bastante variável em estudos anteriores, podendo estar relacionada à curta duração desses trabalhos, os quais não contemplaram os efeitos da variação sazonal de recursos alimentares na manifestação desses comportamentos. Nesse contexto, investigamos o comportamento territorial de Callicebus nigrifrons, analisando a influencia da variação na disponibilidade de frutos sobre este comportamento. Buscamos também analisar o papel das vocalizações de longo alcance, geralmente associadas à defesa conjunta de território, mas que também pode estar relacionada a defesa de parceiros reprodutivos. Para isso monitoramos o comportamento de um grupo habituado de C. nigrifrons ao longo de 20 meses (Novembro/2009 - Junho/2011; 730 horas de observação) paralelamente ao monitoramento da disponibilidade de frutos de 22 espécies zoocoricas consumidas por estes primatas. Adicionalmente, analisamos a estrutura dos cantos de longo alcance de nove grupos de C. nigrifrons e relacionamos a estrutura desses cantos aos contextos nos quais estes são utilizados. Também realizamos experimentos com "playbacks" para investigar a importância das vocalizações de longo alcance na defesa conjunta de territórios e de parceiros. As vocalizações de C. nigrifrons apresentaram estrutura hierárquica, cuja combinação de unidades menores, as silabas, dá origem as frases, que são então combinadas em seqüências mais longas. Estas vocalizações de longo alcance são utilizadas tanto para comunicação entre membros do mesmo grupo, como para comunicação entre grupos vizinhos e, embora sejam compostas por unidades vocais semelhantes (mesmas silabas e frases), apresentam estruturas diferentes associadas a estes diferentes contextos comportamentais. Os cantos utilizados para comunicação entre grupos vizinhos foram utilizados principalmente para defesa de recursos alimentares importantes na dieta desses primatas. Diferente de outros Callicebus, C. nigrifrons não exibiu comportamento de defesa e patrulhamento das bordas de sua área de vida, mas focaram o comportamento de defesa em áreas com recursos alimentares importantes e economicamente defensáveis, como arvores frutíferas. Esse comportamento de defesa, tanto pela emissão de vocalizações de longo alcance, quanto pelo uso de outros comportamentos agressivos, resultaram na expulsão de grupos vizinhos que se aproximassem de sua área de uso, e variou em intensidade de acordo com a disponibilidade de frutos no ambiente. A baixa freqüência de encontros entre nosso grupo focal e grupos vizinhos sugere que os comportamentos adotados por C. nigrifrons são efetivos para garantir o acesso prioritário a recursos alimentares importantes em sua dieta / Abstract: Territoriality is a form of competition in which competitors exclude each other from areas containing resources, the territories. Territorial behaviors are flexible and should be adopted only when there is critical resource shortage (which limits population growth) and when these are economically defensible. Callicebus monkeys are usually described as territorial, although this characterization is based on studies focused on three of the 30 known species of this diverse genus of Neotropical primates. Still, the expression of behaviors related to territoriality showed a variable pattern in previous studies. Part of these variations within Callicebus genus could be a result of the short duration of these studies, which did not contemplate the effects of seasonal variation of food resources on territorial behavior. Here we investigated the territorial behavior of Callicebus nigrifrons, evaluating the influence of fruit availability over it. We also evaluated the role of C. nigrifrons loud calls in intra and extra group communication, as well as on food and mate defense. We thus monitored the behavior of a habituated group of C. nigrifrons over a period of 20 months (November/2009 - June/2011; 730 observation hours in total). In parallel to behavioral data collection we monitored the availability of fruits from 22 species eaten by these primates. We also described the structure of loud calls of nine groups of C. nigrifrons and related the structure of these calls to the contexts in which they were used, and performed playback experiments to test the hypotheses of mate and joint territorial defense. Callicebus nigrifrons loud calls are higher hierarchical structures formed by different small units, the syllables, which are assembled to form phrases, which are then assembled to form long sequences, the loud calls. These calls are used in different contexts, involving the communication within and between groups. Although these calls are composed by basically the same syllable and phrase types, the proportional contribution of the different syllable and phrases and the way they are assembled differ between these different contexts. The loud calls used for extra group communication was more clearly associated to joint resource defense of important food recourses in C. nigrifrons diet, the fruits. Unlike previews studies of Callicebus spp., C. nigrifrons did not show the behavior of patrolling and marking range boundaries, but advertised the occupancy of its range via loud call emissions, especially from places close to important and economically defensible food sources, such as fruits. The intensity of the defensive behavior, via loud call emissions and aggressive approach and repulsion of neighboring groups, increased with fruit availability. The low frequency of inter-group agonistic encounter suggest that territories ownership advertisement by C. nigrifrons are effective in maintaining the priority access to important food resources / Doutorado / Ecologia / Doutora em Ecologia