Estudamos a homeostase energética no cérebro (córtex cerebral, estriado e hipocampo) e tecidos periféricos (coração e músculo esquelético) de camundongos selvagens (WT) e nocaute para a enzima glutaril-CoA desidrogenase (Gcdh-/-), modelo animal genético para estudo da acidemia glutárica tipo I (AG I), com 15 e 30 dias de vida. Esses animais também foram submetidos a uma sobrecarga de lisina através de uma injeção intraperitoneal (8 μmol/g) desse aminoácido ou de uma dieta rica em lisina (4,7 %) por 60 horas. Os parâmetros da homeostase energética analisados foram as atividades dos complexos I-III, II, II-III e IV da cadeia respiratória, das enzimas do ciclo do ácido cítrico (CAC) citrato sintase (CS), aconitase, isocitrato desidrogenase (IDH), α- cetoglutarato desidrogenase, sucinato desidrogenase e malato desidrogenase, da creatina quinase (CK) e da Na+, K+ - ATPase, bem como a liberação de lactato, os parâmetros respiratórios mitocondriais estados 3 e 4, razão de controle respiratório e o estado desacoplado, além do potencial de membrana mitocondrial na presença ou ausência de Ca2+. Estudos histológicos também foram conduzidos no córtex cerebral e estriado dos camundongos WT e Gcdh-/- de 30, 60 e 90 dias de vida submetidos por um pequeno (60 horas) ou longo (30 dias) período com dieta com alta concentração de lisina (4,7 %). Verificamos leves alterações nas atividades dos complexos da cadeia respiratória no cérebro, coração e músculo esquelético dos animais Gcdh-/- quando comparados aos WT com 15 e 30 dias de vida. Além disso, demonstramos uma diminuição significativa das atividades da CS e IDH em preparações mitocondriais de estriado de camundongos Gcdh-/- submetidos a uma sobrecarga de lisina associada a um pequeno aumento na liberação de lactato. No entanto, não encontramos alterações nos parâmetros respiratórios e no potencial de membrana em mitocôndrias de estriado dos camundongos Gcdh-/-quando comparados aos WT. Por outro lado, as atividades da Na+, K+-ATPase (cérebro) e CK (cérebro e músculo esquelético) foram significativamente menores em camundongos Gcdh-/- com 15 dias de vida quando submetidos a uma injeção intraperitoneal de lisina. Além disso, encontramos uma redução na atividade da Na+, K+-ATPase associada com uma diminuição da sua expressão em córtex cerebral, mas não em estriado e hipocampo, de camundongos Gcdh-/- com 30 dias de vida submetidos ou não a uma dieta rica em lisina. Finalmente, a análise histológica revelou a presença de vacúolos no córtex cerebral dos camundongos Gcdh-/- com 60 e 90 dias de vida, bem como no estriado dos animais Gcdh-/- com 90 dias de vida que foram alimentados com uma dieta rica em lisina por 30 dias. Concluindo, presumimos que uma redução das atividades da Na+, K+-ATPase e CK possa contribuir para o dano neurológico encontrado nos camundongos Gcdh-/- e possivelmente nos pacientes com AG I. / We studied energy homeostasis in the brain (cerebral cortex, striatum and hippocampus) and peripheral tissues (heart and skeletal muscle) from 15 and 30- day-old wild type (WT) and glutaryl-CoA dehydrogenase deficient (Gcdh-/-) mice, which is a genetic animal model to study glutaric academia type I (GA I). These animals were also submitted to lysine overload through an intraperitoneal injection (8 μmol/g) of this amino acid or supplementing the mice with a high lysine (4.7 %) diet for 60 hours. The energy homeostasis parameters evaluated were the activities of the respiratory chain complexes I-III, II, II-III and IV, of the citric acid cycle (CAC) enzymes citrate synthase (CS), aconitase, isocitrate dehydrogenase (IDH), α-ketoglutarate dehydrogenase, succinate dehydrogenase and malate dehydrogenase, creatine kinase (CK) and Na+, K+ - ATPase, as well as the lactate release, the mitochondrial respiratory parameters states 3 and 4, respiratory control ratio and uncoupled state, besides the mitochondrial membrane potential in the presence or absence of Ca2+. Histological studies were also conducted in the cerebral cortex and striatum from 30, 60 and 90-day-old WT and Gcdh-/- mice submitted for a short (60 hours) or long (30 days) period to a high lysine (4.7 %) diet. We verified mild alterations in the respiratory chain activity in the brain, heart and skeletal muscle from Gcdh-/- animals when compared to 15 and 30-day-old WT mice. Furthermore, we demonstrated a reduction in the activities of CS and IDH in striatum mitochondrial preparations from Gcdh-/- mice submitted to a lysine overload associated with a mild increase of lactate release. However, we did not find alterations in the respiratory parameters and membrane potential in striatum mitochondria from Gcdh-/- mice when compared to WT. On the other hand, the activities of Na+, K+-ATPase (brain) and CK (brain and skeletal muscle) were significantly reduced in 15-day-old Gcdh-/- mice when received an intraperitoneal injection of lysine. Moreover, a reduction in the Na+, K+-ATPase activity associated with a diminution of its expression was observed in the cerebral cortex, but not in striatum and hippocampus, from 30-day-old Gcdh-/- mice submitted or not to a high lysine diet. Finally, the histological analyses revealed the presence of vacuoles in the cerebral cortex from 60 and 90-day-old Gcdh-/- mice, as well as in the striatum from 90-day-old Gcdh-/- animals that were fed a high Lys chow for 30 days. In conclusion, we presume that a reduction in the activities of Na+, K+- ATPase and CK may contribute to the brain damage found in Gcdh-/- mice and possibly in GA I patients.

Os mecanismos envolvidos nas atividades toxicológicas e/ou farmacológicas dos compostos orgânicos de selênio são pouco conhecidos. Os compostos orgânicos de selênio (disseleneto de difenila e ebselen) e organotelúrio (ditelureto de difenila) foram alvo dos trabalhos realizados“in vitro”, neste estudo. Os compostos organocalcogênios apresentaram efeitos diversos sobre o influxo de 45Ca2+ medido em sinaptossomas de cérebro de rato, dependendo das condições e agentes despolarizantes usados. Ebselen, (PhSe)2 e (PhTe)2 alteram a captação de 45Ca2+ de maneira distinta quando expostos a aminopiridina ou KCl. Enquanto (PhTe)2 inibe a captação de cálcio em todas as condições experimentadas, (PhSe)2, apresenta este efeito apenas quando incubado em condições basais ou sob a ação de aminopiridina. Ebselen, por sua vez, aumenta a captação de cálcio em altas concentrações em condições basais e sob a ação de aminopiridina, porém, apresenta efeito inverso quando os sinaptossomas são despolarizados por KCl. Ebselen evitou a inibição da captação de 45Ca2+ “in vitro” provocada por cloreto de mercúrio(HgCl) em sinaptossomas de cérebro de rato em condições basais do ensaio, no entanto, ebselen não afetou a inibição da captação de glutamato “in vitro” por HgCl, indicando que ebselen pode atuar dependendo das proteínas-alvo consideradas.Os compostos de mercúrio, MeHg e HgCl, inibiram a captação de glutamato em córtex cerebral de ratos de 17 dias e ebselen reverteu somente o efeito do MeHg porém, não, o do HgCl. Disseleneto de difenila não alterou os parâmetros avaliados na exposição de ambos os compostos de mercúrio.Os compostos de mercúrio estudados provocaram a morte celular das fatias de córtex, porém, ebselen protegeu as fatias dos efeitos lesivos provocados por MeHg e não pelo HgCl.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-09-15T18:22:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO.pdf: 6914963 bytes, checksum: b59dc4afc22cc256f6af81abdcd285cc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T18:22:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO.pdf: 6914963 bytes, checksum: b59dc4afc22cc256f6af81abdcd285cc (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Introdução: Os aneurismas intracranianos trazem consequências importantes para o paciente acometido. A hemorragia subaracnóidea (HSA) possui uma forte correlação com aneurismas saculares e devido a sua gravidade e alta ocorrência de sequelas, o seu estudo merece importância. Uma alteração sensorial que pode esta relacionada à HSA é o déficit olfatório. Dentre os métodos de avaliação do olfato descritos, os quantitativos são ferramentas que podem ser utilizados a fim de garantir resultados mais fidedignos considerando o quadro clínico desses pacientes. Objetivos: Caracterizar o olfato de pacientes pré e pós tratamento cirúrgico para hemorragia subaracnóidea aneurismática. Método: Esta dissertação está composta por dois artigos. O primeiro constou de um artigo de revisão com título Métodos de avaliação do olfato em pacientes vítimas de hemorragia subaracnóidea: revisão sistemática. O segundo é um artigo original intitulado Avaliação do olfato na hemorragia subaracnóidea aneurismática antes e após o tratamento cirúrgico, neste foram estudados 15 adultos com hemorragia subaracnóidea aneurismática, atendidos no Hospital da restauração de Pernambuco, avaliados em três momentos distintos: Após a hemorragia, com uma semana de pós-operatório e com três meses de pós-operatório. A pesquisa foi iniciada após aprovação pelo Comitê de Ética em Pesquisa do hospital. Após a aplicação do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido foi realizada a revisão do prontuário, entrevista com o participante e avaliação do olfato por meio de um teste de soluções aquosas, adaptado de outros estudos, construído pela farmácia escola da UFPE. Resultados: O primeiro artigo mostrou heterogeneidade nos métodos utilizados para avaliação do olfato na hemorragia subaracnóidea, como também no momento selecionado para aplicação das avaliações, com evidencias de déficit olfatório nesta população. Nos resultados provenientes do estudo original desta dissertação foi observado maior número de classificações olfatórias normais, além disso, não foi encontrada correlação significativa entre a pontuação olfatória com as seguintes variáveis (Idade, Intervalo em dias entre a hemorragia subaracnóidea e a avaliação olfatória, escolaridade e topografia do aneurisma). Não houve mudança significativa na pontuação olfatória após a cirurgia. Houve diferença estatística significativa na comparação entre a pontuação olfatória com uma semana de pós-operatório e com três meses de pós-operatório. Considerações finais: Os resultados deste estudo mostram a ocorrência de alteração olfatória após a hemorragia subaracnóidea aneurismática, assim como piora na classificação do olfato após a cirurgia. Foi observada melhora no olfato após três meses de pós-operatório, com significância estatística. Sugere-se a continuação de estudos com o tema, como também que façam investigação da percepção subjetiva do olfato visando o esclarecimento dos prejuízos que a alteração olfatória causa na vida dessa população. / Introduction: Intracranial aneurysms bring important consequences for the affected patient. The subarachnoid hemorrhage (HSA) has a strong correlation with saccular aneurysms and due to its gravity and high occurrence of sequels, its study deserves importance. A sensory change can this ASH-related is the olfactory deficit. Among the methods of valuation of smell described, are quantitative tools that can be used to ensure more reliable results considering the clinical picture of these patients.Objectives: Characterize the smell of patients before and after surgical treatment for aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Method: This dissertation is composed of two articles. The first consisted of a review article with title Methods of evaluation of smell in victims of subarachnoid hemorrhage patients: a systematic review. The second is an original article entitled Olfactory evaluation in aneurysmal subarachnoid hemorrhage before and after surgery, this 15 were studied adults with aneurysmal subarachnoid hemorrhage, met at the Hospital da Restauração de Pernambuco, evaluated in three different moments: After the bleeding, a week after surgery and three months postoperatively. The search was started after approval by the Research Ethics Committee of the Hospital. After the application of informed consent was held to review the medical records, interview with the participant and evaluation of smell through a test of aqueous solutions, adapted from other studies, built by the Pharmacy School, Federal University of Pernambuco. Results: The first article showed heterogeneity of the methods used to evaluate the smell in aneurysmal subarachnoid hemorrhage and in the methods selected for application of evaluations, with evidence of olfactory deficits in this population. The results from the original study of this dissertation it was observed as many olfactory normal ratings, moreover, was not found significant correlation between olfactory score with the following variables (age, interval in days between the subarachnoid hemorrhage and the olfactory evaluation, education and topography of the aneurysm). There was no significant change in scoring olfactory after surgery. There was a statistically significant difference in the comparison between the olfactory score with a week after surgery and three months postoperatively. Final considerations: The results of this study show the occurrence of olfactory disfunction after aneurysmal subarachnoid hemorrhage, as well as worsens the classification of smell after surgery. Improvement was observed in the nose after three months postoperatively, with statistical significance. It is suggested a continuation of studies with the theme, but also to make the subjective perception of smell to identify the problems that the disfunction olfactory cause in this population´s life.

Orientador : Armando Freitas da Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-28T02:55:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Serapiao_AdrianeBeatrizdeSouza_D.pdf: 7074833 bytes, checksum: 8c56e451c3faec1af63236129a6bdb27 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O cérebro é considerado um sistema de processamento distribuído, onde a distribuição é suportada por sistemas neurais (agentes) localizados em diferentes regiões cerebrais, que interagem e comunicam-se entre si, trocando informações durante a solução de uma dada tarefa. A solução desta tarefa precisa ser dividida em um conjunto de soluções de sub-tarefas menores, onde para cada agente do sistema a solução de uma ou mais sub-tarefas lhe é atribuída, a fim de que a solução global seja alcançada a partir da integração dessas soluções parciais. A comunicação entre os agentes é importante para o sucesso da solução da tarefa, e no caso do cérebro, apoia-se na conectividade neural entre os agentes. Grupos de crianças deficientes mentais, portadoras ou não de lesões, - e separados segundo o sexo, o nível escolar e o tipo de lesão - executaram jogos no computador referentes a diferentes tarefas cognitivas relacionadas a: reconhecimento visual de padrões, linguagem e raciocínio-planejamento. O objetivo foi analisar a atividade cerebral das crianças deficientes para verificar se o processo educacional auxilia-as a desenvolver a sua capacidade de aprendizagem e se para alguma tarefa cognitiva elas eram prejudicadas de alguma maneira por algum tipo de lesão. Para cada criança, o eletroencefalograma (EEG) mediu a atividade cerebral de várias regiões corticais (agentes) durante a execução de um jogo e avaliou a comunicação entre elas através de índices de correlação linear. O comprometimento de cada agente com a solução da tarefa foi calculado pela sua entropia com o sistema como um todo (com os outros agentes), e uma medida da capacidade computacional global do cérebro (atividade cerebral) foi estimada por meio da composição destes índices de todos os agentes. A capacidade computacional global foi a medida utilizada para a avaliação do sucesso dos componentes de cada grupo de estudo na solução das tarefas cognitivas propostas. Uma análise estatística desta medida baseada em regressão múltipla foi utilizada para investigar as diferenças de atividade cerebral em cada grupo de estudo, assim como para as diferenças de desempenho e tempo durante a execução de jogos cognitivos, juntamente com o teste U de Mann- Whitney / Abstract: The brain is considered a distributed processing system, where the distribution is supported by neural systems (agents) located at different brain regions which interact and communicate with each other, exchanging information during the solution of a given task. The solution must be divided into a set of smaller sub-task solutions, where the solution of one or more sub-tasks is attributed, so that the whole solution will be achieved trom the integration of these partial solutions. The communication among the agents is important for the successful solution of the task, and in the case of the brain, it is based on the neural connectivity among the agents. Groups of mentally retarded children, holders or not of cerebrallesions, - and classifed according to gender, schooling and kind of lesion - played computer games concerning to different cognitive tasks related to: visual pattern recognition, language and reasoningplanning. The purpose was to analyze the cerebral activity of these handicapped children in order to verify whether the educational process helps them to develop their learning ability and whether they were somehow impaired for any cognitive task by any kind of lesion. For each child, the electroencephalography (EEG) measured the cerebral activity of several cortical regions (agents) during the playing of a game and it evaluated the communication among them through linear correlation rates. The commitment of each agent with the task solution was ca1culated through its entropy with the system as a whole (with the other agents), and a measure of the global computational capacity of the brain was established as the composition of these rates from all agents. The global computational capacity (cerebral activity) was the measure utilized to evaluate the success of the members of each study group in the solution of the cognitive tasks proposed. A statistical analysis based on multiple rregression from that measure was used to investigate differences on the cerebral activity for each study group, as well to investigate differences on the performance and on the playing cognitive games, using likewise the Mann- Whitney U test / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari / Disertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:30:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_ElayneVieira_M.pdf: 1520883 bytes, checksum: 05673dcedfdc35b300eb07144edbd5bb (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O condicionamento clássico aversivo é utilizado para investigar os mecanismos celulares e moleculares na formação da memória em diferentes espécies de animais. Estes envolvem processos sinápticos que desencadeiam mecanismos de sinalização intracelular com ativação de diferentes quinases em momentos específicos. A ativação da PKC é um dos mecanismos moleculares da plasticidade sináptica subjacente à formação de memória. O presente trabalho investigou o envolvimento da PKCá/âIl no condicionamento clássico aversivo em pombos. No Experimento 1, o inibidor da PKC, calfostina C foi administrado i.c.v. em um grupo de pombos (GCdCa, n=6; 5ml de solução 60mg/ml, DMSO 2%), 1h antes do condicionamento. Outro grupo recebeu veículo (GCdVe, n=5; DMSO 2% em salina). A sessão de condicionamento teve 20 min de duração e 3 pareamentos som-choque (treino). O teste ao contexto ocorreu 24h após o treino. O Experimento 2 usou grupos de pombos expostos ao contexto experimental (GCC), som e choque não pareados (GCR) ou som-choque pareados (GCd) para investigar a ativação da PKCá/âII no hipocampo 2h após o treino, por meio de Western blot. No Experimento 3, grupos de pombos não treinados (GC, n=6) ou sacrificados em diferentes tempos após o treino - G1min (n=6), G1h (n=6), G2h (n=6) e G24h (n=6) - foram utilizados para investigar o curso temporal da ativação da PKCá/âII e da fosforilação do substrato da PKC, GAP-43, no hipocampo. Todas as sessões foram gravadas em vídeo para posterior análise dos dados comportamentais. No Experimento 1 o GCdCa teve menor expressão da resposta condicionada de congelamento (freezing) ao contexto em comparação ao GCdVe (p<0,05), indicando que a administração da calfostina C prejudicou a memória aversiva contextual. Não ocorreram diferenças significativas na ativação da PKC á/âII entre os diferentes grupos (Experimentos 2 e 3;p>0,05), mas houve maior imuno-marcação da GAP-43 fosforilada no G1min quando comparado ao GC (Experimento 3; p<0,05). Esses dados indicam o envolvimento da PKC em mecanismos de aprendizagem e memória aversiva em pombos, e sugerem que outras isoformas além da PKCá/âII podem participar desses processos. / Abstract: The classical aversive conditioning is used to investigate cellular and molecular mechanisms of memory formation in different animal species. Those mechanisms involve synaptic processes that trigger intracellular signaling with activation of different kinases at specific time points. The PKC activation is one of the molecular mechanisms of synaptic plasticity underlying memory. This study investigated the involvement of PKCá/âIl in classical aversive conditioning in pigeons. In Experiment 1, the PKC inhibitor, calphostin C was administered i.c.v. in one group of pigeons (GCdCa, n=6; 5ml solution 60mg/ml, DMSO 2%), 1h before the conditioning. Another group received vehicle (GCdVe, n=5; DMSO 2% in saline). The session of conditioning had 20 min duration and 3 tone-shock pairings (training). The test to the context occurred 24h after training. Experiment 2 investigated with Western blot analysis the PKCá/âII activation in the hippocampus 2h after the training in groups of pigeons that were exposed to unpaired (GCR) or paired (GCd) tone-shock presentations or to the experimental context only (GCC). In Experiment 3, groups of pigeons naive (GC, n=6) or sacrificed at different times after the training - G1min (n=6), G1h (n=6), G2h (n=6) and G24h (n=6) - were used to investigate the time course of the PKCá/âII activation and phosphorylation of PKC substrate, GAP-43, in the hippocampus. All sessions were video recorded for analysis of behavioral data. In Experiment 1 GcdCa had lower expression of conditioned freezing response to the context in comparison to GCdVe (p<0.05), indicating that calphostin C administration impaired contextual aversive memory. No significant differences in the PKCá/âII activation were observed among the groups (Experiments 2 and 3; p>0.05) but the immunolabeling of phosphorylated GAP-43 in G1min was higher as compared to GC (Experiment 3; p<0.05). These data indicate the involvement of PKC in mechanisms of aversive learning and memory in pigeons and suggest that other isoforms besides PKCá/âII may play a role in those processes. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Alexandre Xavier Falcão, Guido Costa Souza de Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T05:47:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cappabianco_FabioAugustoMenocci_D.pdf: 2671052 bytes, checksum: 751e1d22cedbe679c7440e3163af54d6 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A segmentação de tecidos cerebrais se tornou fundamental para a neurologia no tratamento e diagnose de pacientes. Muitas contribuições tem aprimorado as metodologias de segmentaçao mas, ainda ha muito a ser feito. De fato, ruídos provenientes da aquisiçao da imagem, a enorme quantidade de dados, variações anatômicas decorrentes de doenças, diferença de idade e sexo, alem de incisoes cirúrgicas sao alguns dos desafios enfrentados. Alem disso, e muito difícil gerar padroes ouro dos tecidos cerebrais contidos nas imagens de ressonancia magnetica e tambem escolher metricas apropriadas para avaliar uma determinada metodologia de segmentaçao de tecidos. Neste contexto, apresentamos uma revisao das operações de pre-processamento mais populares da literatura, bem como das diversas metodologias propostas para a segmentaçao de tecidos. Tambem apresentamos uma metodologia inovadora para a se gmentaçao dos tecidos de substancia branca, substancia cinzenta e líquido cerebro espinhal baseada no algoritmo de agrupamento de dados por floresta de caminhos otimos, com as seguintes características desejaveis: baixo tempo de processamento, robustez, alta acuracia, ajuste intuitivo de parametros, adaptabilidade a imagens de diferentes protocolos e a variaçoes anatomicas, e efetividade ao corrigir o efeito de heterogeneidade de campo magnetico. Avaliamos a metodologia quantitativamente e qualitativamente, comparando-a com dois metodos populares da literatura sobre cinco bases de dados de modalidades e anatomias diferentes. A avaliaçao quantitativa leva em conta o intervalo de operaçao das metodologias, e a avaliaçao qualitativa leva em conta o ponto de vista de especialistas com respeito a acuracia das segmentaçoes. Assim, acreditamos que a metodologia de segmentaçao de tecidos cerebrais agrega importantes contribuições ao estado da arte. Ja a metodologia de avaliaçao proposta evidencia a importancia da escolha de metricas apropriadas na analise de imagens medicas / Abstract: Segmentation of brain tissues from MR-images has become crucial to advance research, diagnosis and treatment in Neurology. Despite the large number of contributions, brain tissue segmentation is still a challenge, due to problems in image acquisition, large data sets, and anatomical variations caused by surgery, pathologies and differences in sex and age. Another difficulty is to create reliable ground truths for evaluation, which also requires suitable metrics. In this work, we review the most important pre-processing operations, as well as the most popular brain tissues segmentation methods. We also propose a new approach based on optimum-path forest clustering, which improves previous works on various aspects: speed, robustness, accuracy, intuitive tuning of parameters and adaptability to different imaging modalities and anatomies. The effectiveness of the approach can be noticed in both inhomogeneity correction and in white matter, gray matter and cerebral-spinal fluid segmentation. The method is evaluated quantitatively and qualitatively by taking into account two other popular methods, five datasets from diferent modalities, an operational range of parameters for each method and scores from distinct specialists. The results reveal a signiicant contribution to the state-of-the-art and emphasize the importance of suitable evaluation metrics in medical image analysis / Doutorado / Processamento e Analise de Imagens / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Gabriela Castellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:04:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_CarlosSatoBaraldi_M.pdf: 2085782 bytes, checksum: 169421816d56753ab8dbb39c00e0a51f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A técnica de espectroscopia por ressonância magnética (MRS, do inglês Magnetic Resonance Spectroscopy)baseada no núcleo do hidrogênio (1 H -MRS)tem sido muito usada em estudos neurológicos na determinação de padrões metabólicos para várias patologias. A informação fornecida por esta técnica é única, pois permite monitorar níveis de metabólitos específicos, envolvidos em vários aspectos da função cerebral. Até o momento, a grande maioria dos estudos de 1 H -MRS in vivo têm sido "estáticos ", no sentido de que uma única medida é feita, sem se preocupar com informação temporal. Isso se deve à baixa razão sinal-ruído inerente a esta técnica, que obriga à realização de aquisições longas e médias temporais, sacrificando a resolução temporal. No entanto,o advento da técnica de ressonância magnética funcional e de outras técnicas de neuroimagem dinâmicas, que medem parâmetros dinâmicos como fluxo sanguíneo, taxa de oxigenação do sangue, atividades elétrica e magnética do cérebro, naturalmente fez surgir o interesse em se ter uma técnica que pudesse fornecer informação dinâmica sobre as vias metabólicas associadas à função cerebral - uma MRS funcional. O objetivo deste trabalho foi, portanto, verificar a viabilidade da utilização da técnica de MRS in vivo em experimentos funcionais, tendo sido o primeiro realizado nesta área, no Brasil. Para isso foi primeiramente realizado um estudo extensivo sobre os poucos trabalhos existentes na área e as bases bioquímicas da ativação neuronal. Em seguida, foram realizados experimentos e desenvolvidos vários métodos de análise para tentar detectar a variação temporal dos principais metabólitos presentes num espectro cerebral (N-acetil-aspartato total: NAA, Creatina total: Cre, grupo Colina: Cho, grupo Glutamato/Glutamina: Glx, e Lactato: Lac)em indivíduos saudáveis, durante um experimento com estímulo visual. Os experimentos apresentaram uma série de dificuldades, e não foi possível alcançar a alta resolução temporal desejada, sendo que a resolução média ficou na ordem de minutos -o que concorda, no entanto, com a maioria dos trabalhos encontrados na literatura. Não detectamos variações significativas nos níveis de NAA, Cre e Cho, o que também está de acordo com a maioria dos estudos encontrados na literatura. Por outro lado, foram encontradas variações nos níveis de Lac (que aumentaram com o estímulo, o que concorda com a literatura, porém não voltaram ao nível basal após o estímulo, o que não concorda), e variações nos níveis do grupo Glx (que aumentaram com o estímulo, voltando em seguida ao nível basal, o que concorda com a literatura). Embora os resultados encontrados não tenham sido totalmente concordantes com a literatura e não tenha sido possível melhorar a resolução temporal (em relação aos trabalhos da literatura), acreditamos que este trabalho deixa uma significativa contribuição através dos diversos protocolos experimentais e métodos de análise testados, e abre o caminho para pesquisas futuras na área / Abstract: The technique of Magnetic Resonance Spectroscopy using the hydrogen nucleus (1 H -MRS) has been widely used for neurologic research for determining metabolic patterns for many pathologies. The type of information provided by this technique is unique, since it allows monitoring specific metabolic concentrations involved in cerebral function.Until now, the majority of the in vivo 1 H -MRS studies have been "static ", meaning that data acquisition is done with no concern for temporal information. The reason for this is the low signal-to-noise ratio (SNR)inherent to this technique, which imposes long acquisitions and time averaging that sacrifices temporal resolution. However, the development of function Magnetic Resonance Imaging (fMRI)and other time resolved neuroimaging techniques, that measure dynamic parameters such as blood flow, blood oxygenation rate, electric and magnetic cerebral activity, naturally brought up the interest on a technique that would allow a time resolved measure of the specific metabolic concentrations involved on cerebral metabolism - something like a functional MRS. Therefore the goal of this work was to study the feasibility of using the in vivo MRS technique for functional experiments, being the .rst of its kind performed in Brazil.To do so,initially an extensive bibliographic research was done, to comprehend not only the details of these experiments but also the neurochemistry behind the MRS signal.Next, experiments were performed and many analysis methods were developed, in order to attempt to detect temporal variations of the main metabolites present on a typical cerebral spectrum (total N-acetyl-aspartic acid: NAA, total Creatine: Cre, total Choline: Cho, Glutamine/Glutamate group: Glx and Lactate: Lac) in healthy subjects, during a visual stimulation experiment. Those experiments presented a series of difficulties and the desired high temporal resolution was not attained, achieving an average resolution of minutes - the same resolution found on the majority of the works published. We did not detect any significant variation of the NAA, Cre or Cho levels, which supports the conclusions of other works published. On the other hand, we detected variations in the Lactate levels (which increased with the stimulus, as reported in other works, but did not return to base-line levels, which disagrees with the published works), and in the Glx levels (which increased with the stimulus, returning to baseline levels after it, which agrees with the published literature). Although the results found are not totally in agreement with the published literature and it was not possible to improve the temporal resolution (compared to published works), we believe that this work leaves a significant contribution to the field, through the experimental protocols and analysis methods tested, and opens paths for future research in this area / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Emmanuel Dias-Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T18:55:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins-de-Souza_Daniel_D.pdf: 2995342 bytes, checksum: bba6d65f7fb9ab2fd672a1027a054163 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A esquizofrenia é um distúrbio mental debilitante que afeta aproximadamente 1% da população mundial, caracterizado por sintomas produtivos como delírios e alucinações e sintomas negativos como apatia e decréscimo das emoções. Nesta tese, realizamos estudos do transcriptoma e do proteoma em tecido cerebral de pacientes com esquizofrenia, buscando identificar genes e proteínas envolvidas com esta doença. Em nossas análises transcricionais, utilizamos a técnica de Serial Analysis of Gene xpression (SAGE), uma abordagem ainda inédita em esquizofrenia. Os dados permitiram a análise de mais de 20 mil transcritos, e apontaram para o possível envolvimento de genes associados a processos como mielinização, função sináptica, metabolismo energético e homeostase de cálcio, incluindo genes anteriormente envolvidos com esquizofrenia, e também uma boa parcela de genes até então não associados com a doença. Uma pequena fração destes novos marcadores foi avaliada por Real-Time PCR permitindo a confirmação de alguns achados de SAGE. ossas análises de proteoma foram feitas com as técnicas de eletroforese de duas dimensões, seguida por espectrometria de massas e pela técnica de shotgun proteomics, também inédita em esquizofrenia. Estas análises foram realizadas com amostras de diferentes regiões cerebrais, incluindo córtex pré-frontal e lobo temporal anterior, e apontaram para alterações quantitativas em proteínas relacionadas com a homeostase de cálcio, citoesqueleto, metabolismo energético e de oligodendrócitos. De modo geral, observamos uma boa consistência entre os resultados obtidos quando estudamos diferentes classes de marcadores potenciais (genes e proteínas). Por muitas vezes os genes alterados não corresponderam a alterações quantitativas nas mesmas proteínas, no entanto, na maior parte dos casos, observamos alterações consistentes nas mesmas vias. Observamos a regulação diferencial do metabolismo de oligodendrócitos, energético, sináptico e revelamos a provável alteração da homeostase de cálcio em cérebros de pacientes com esquizofrenia, além de identificarmos genes e proteínas diferencialmente expressas nunca relacionadas à doença. Nossos dados reforçam achados prévios, apontam potenciais biomarcadores e podem fornecer novas pistas na compreensão da esquizofrenia / Abstract: Schizophrenia is a mental debilitating disorder that affects 1% of the world population. It is characterized by positives symptoms such as delirium and hallucinations and negative symptoms such as apathy and emotion decrease. Here, we have studied the ranscriptome and proteome of brain samples of patients with schizophrenia, in an attempt to identify genes and proteins markers of the disease. Our transcriptome analyses of pre-frontal cortex were performed with Serial Analysis of Gene Expression (SAGE), here used for the first time in the study of schizophrenia. The data obtained allowed the analysis of approximately 20,000 transcripts, which suggested the importance of myelinization, synaptic function, energy metabolism and calcium homeostasis, in the genesis of schizophrenia. A series of genes previously implicated in the disease were identified, together with new potential markers which were revealed here for the first time. A small fraction of these was validated using realtime PCR, which confirmed some of the SAGE findings. Two-dimensional gel electrophoresis, mass spectrometry and shotgun proteomics were the approaches used here for large-scale protein analysis in schizophrenia. These approaches were used in brain samples derived from distinct areas such as pre-frontal cortex and anterior temporal lobe, and indicated quanitative alterations of proteins involved with calcium homeostasis, energy and oligodendrocyte metabolism and cytoskeleton. In general, a good correlation was observed when the different approaches (transcriptome and proteome) were used. In may cases, the alterations of some genes was not reflected by a correspondent alteration of the encoded protein. However, in most cases, reproducible alterations were found in the same pathways. Beside the identification of new schizophrenia-related genes and proteins, we also confirmed the the differential regulation of oligodendrocyte, synaptic and energetic metabolism, in this disease.Our data reinforce previous findings, and suggest new potential biomarkers that may contribute to the understanding of schizophrenia / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

A doença de Alzheimer (DA) recebeu intenso estudo durante as décadas passadas. Apesar de ter acontecido avanços significantes no esclarecimento da fisiopatologia da DA, o diagnóstico da doença é ainda imperfeito. Por um lado, cerca de 20% dos pacientes diagnosticados com DA provável, na autópsia, não apresenta alterações patológicas da doença. Por outro lado, por que alguns indivíduos têm alto grau da patologia da DA, mas não tem demência, é uma questão aberta. Para se obter uma melhor compreensão dos achados patológicos e os sinais clínicos na DA, foi buscado um transcriptoma diferencial, através da técnica de cDNA microarray, no hipocampo e córtex frontal de 32 indivíduos divididos em quatro grupos: 1) indivíduos com DA tanto anatomopatológica quanto clínica (DA definitiva); 2) indivíduos clinicamente normais, mas com patologia da DA (DA patológica); 3) indivíduos com comprometimento cognitivo, mas sem a patologia da DA (outras demências); e 4) indivíduos clinicamente normais e sem patologia da DA (normais). Baseado no perfil de expressão gênica desses indivíduos, pôde-se verificar alta similaridade entre DA definitiva e DA patológica. Apesar desta similaridade, classificadores capazes de discriminar essas duas condições foram fornecidos, sugerindo que uma importante diferença entre esses grupos pode estar na progressão do ciclo celular / Alzheimers disease (AD) has received intense study during the past decades. The pathophysiology of AD has been clarified but the diagnosis of AD is still imperfect. On one hand, about 20% of patients diagnosed with probable AD are found, at autopsy, to not meet the pathological definition of the disease. On the other hand, why some subjects have high AD neuropathology but do not have dementia is an open question. To achieve a better comprehension of the pathological findings and clinical signs in AD, differential transcriptome was searched, by the cDNA microarray technique, in hippocampus and frontal cortex form 32 individuals separated in four groups: 1) subjects with neuropathology and clinical AD (definitive AD); 2) subjects with pathological findings of AD but without any clinical symptom (pathologic AD); 3) individuals with cognitive impairment, but without AD pathology (others dementias); and 4) clinically normal individuals, without AD pathology (normal individuals). Based on gene expression profile these individuals, it could verify high similarity between definitive AD and pathologic AD. Despite this similarity, classifiers which could discriminate AD subjects from clinically normal subjects with AD neuropathology were provided, suggesting that an important difference between those groups could be in cell cycle progression

As histórias em quadrinhos são objetos visuais expressivos de comunicação e informação imprescindíveis ontologicamente, pois acompanham o processo cultural humano desde seus primórdios, impulsionadas pelas tecnologias que possibilitaram a sua reprodução. A mudança de paradigma científico, do clássico e cartesiano para o quântico, tem modificado a visão da interação entre o homem e a realidade, de uma objetividade pragmática para uma intersubjetividade probabilística, alinear, complexa e sistêmica. Além disso, os estudos cognitivos através da tomografia computadorizada ampliaram os conhecimentos do aparato cerebral, estipulando uma mente neuroplástica cujo funcionamento triádico: cérebro central, pragmático; esquerdo, racional e direito, intuitivo, requer uma melhor interação proporcional. Graças à tomografia computadorizada, já se sabe que as imagens são lidas como informação imagética pelo hemisfério direito do cérebro, enquanto que os fonemas pelo esquerdo. O ensino tradicional, porém, se apóia na física clássica, linear e fragmentada, com base na informação escrita científica, estimulando, portanto, o hemisfério esquerdo, em detrimento ao direito, ignorando as informações intersubjetivas, como os desenhos. Considerando tais pressupostos, esta pesquisa visa demonstrar a importância e necessidade ontológica das histórias em quadrinhos como uma linguagem de expressão informacional que pode auxiliar nesta mudança paradigmática, levantando referenciais teóricos que corroborem a veracidade e autenticidade do valor comunicacional, cultural e educacional da linguagem quadrinhística e demonstrando como os quadrinhos podem servir de auxílio diferenciado e sistêmico na educação, em especial, universitária. Com isto, pretende-se também tornar visíveis as histórias em quadrinhos, inteirando o adulto da importância do meio, Isto possibilita atingir o entendimento da linguagem e conhecimento de obras que poderão ser utilizadas em conjunto com os livros teóricos. Algumas indicações são propostas como estudo de caso e análise de conteúdo das histórias em quadrinhos de divulgação científica para o público universitário especializado. / Comics are indispensable, expressive visual objects for communication and information because they have followed the cultural process of humanity since its beginning. Comics also exist because the technology made them possible. The scientific paradigm has changed from classic Cartesians to quantum, transforming the interaction between man and reality, from a pragmatic objectivity to a probabilistic, non-linear, complex and systemic intersubjectivity. Besides, cognitive researches by computerized tomographies amplified the knowledge about the brain, indicating that the neuroplastic mind functions in three ways: the center brain is pragmatic; the left is rational and the right is intuitive, for a better balance. Thanks to computerized tomographies it is now known that the images are read as distint information by the right hemisphere, while phonemes are read by the left one. The traditional teaching supports the classic, linear and fragmented physics, with the written scientific papers stimulating the left brain, while they disregar the right side by not using drawings. Considering these presuppositions, this research aimed to show the importance and need of comics as a language full of informational expressions that can help to change this paradigm, opening theoretical references to authenticate their educational, cultural and communicational value, and to show how comics can serve the purpose of creating a systemic education, specially in universities. Besides that, the research also had the objective of making comics more visible to mature people, encouraging them to know more about graphic novels that may be used with the traditional and theoretical books. It also recommends some scientific comics to academic people, emphasizing their fields of application in higher education.