Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T06:24:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_LarissaOliveiraMellonide_M.pdf: 1121073 bytes, checksum: 5a3108ca0447b5fae98988b4611d7616 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O óxido nítrico (NO) é um neurotransmissor não convencional o qual tem papel importante em processos neurobiológicos de comportamento e de memória. Sua síntese é mediada por três isoformas de sintase do óxido nítrico (NOS): a neuronal (nNOS), a endotelial (eNOS) e a induzível (iNOS). Este trabalho investigou os efeitos da administração do 7- nitroindazol (7-NI), inibidor preferencial da nNOS, na consolidação e reconsolidação da memória do condicionamento clássico aversivo. Pombos adultos foram atribuídos a 5 grupos: Foram usados 5 grupos: grupo 7-nitroindazole (7-NI) (100nmol/0.5?/l; DMSO (20%), NaOH (50mM) e Tween-80 (16%) diluído em PBS; i.c.v.), grupo veículo (VEIC) (0,5?/l; DMSO (20%), NaOH (50mM) e Tween-80 (16%) diluído em PBS, i.c.v.), grupo condicionado/não tratado (COND), grupo contexto/não-tratado (CONT) e grupo não tratado/não condicionado (NÄIVE). Sete dias após implante de microcânula intracerebroventricular (i.c.v.), ocorreu o condicionamento com três associações contextochoque numa sessão de 20 min. O teste e o re-teste consistiram na re-exposição ao contexto do condicionamento por 5 min. O intervalo entre sessões foi de 24h. A administração de 7-NI ou do veículo ocorreu imediatamente após o treino (Experimento 1) ou após o re-teste (Experimento 2). A atividade enzimática da NOS dependente e independente de Ca2+ e da expressão protéica da nNOS foram realizadas no tecido hipocampal. No Experimento 1, a ocorrência de congelamento no teste do 7-NI foi menor do que no treino (p<0.01) e no teste do COND e VEIC (p < 0.001). A atividade da NOS dependente de Ca++ no 7-NI foi menor do que no COND e VEIC (p<0,01), mas não diferiu do CONT e do NÄIVE. A expressão protéica de nNOS não diferiu entre os grupos (p<0,05). No Experimento 2, houve diminuição dos comportamentos defensivos, incluindo o congelamento, no re-teste do 7-NI comparado com VEIC e COND (p<0.05), mas os grupos não diferiram quanto à atividade de NOS dependente de Ca2+ ou à expressão protéica da nNOS. Conclui-se que o 7-NI interferiu na consolidação e a reconsolidação da memória, indicando a ativação da via de sinalização do óxido nítrico no hipocampo em processos da memória de medo condicionado ao contexto em pombos / Abstract: Nitric oxide (NO) is an unconventional neurotransmitter which plays an important role in neurobiological processes of behavior and memory. Its synthesis is mediated by three isoforms of nitric oxide synthase (NOS): the neuronal (nNOS), the endothelial (eNOS) and the inducible (iNOS). This study investigated the effects of the administration of 7- nitroindazole (7-NI), a preferential nNOS inhibitor, in the consolidation and reconsolidation of aversive classical conditioning memory. Adult male pigeons were assigned to 5 groups: 7-nitroindazole, 7-NI (100nmol/0.5?/l; DMSO (20%), NaOH (50 mM) and Tween-80 (16%) diluted in PBS; i.c.v.) Vehicle group; VEH (0.5 ? / L; DMSO (20%), NaOH (50 mM) and Tween-80 (16%) diluted in PBS; i.c.v.), conditioning/non-treated group (COND), context/non-treated group (CONT) and non-conditioning/non-treated group (NÄIVE). Seven days after implantation of intracerebral ventricular (i.c.v.) microcannula the conditioning occurred with three context-shock associations in a session of 20 min. During the testing and retesting sessions pigeons were reexposed to the conditioning context for 5 min. The between sessions interval was 24h. Administration of 7-NI or vehicle occurred immediately after training (Experiment 1) or after testing (Experiment 2). The enzymatic activity of Ca2+ dependent and independent NOS and protein expression of nNOS in the hippocampus tissue were carried out following the behavioral test or retest. In Experiment 1, the occurrence of freezing in the testing session of 7-NI group was lower than in the training (p <0.01) and the testing sessions of COND and VEH groups (p <0.001). The activity of Ca2+ dependent NOS in the 7-NI group was lower than in COND and VEH groups (p <0.01) but did not differ from CONT and NÄIVE groups. The nNOS protein expression in the hippocampus did not differ among the different groups (p<0.05). In Experiment 2, there was a decrease of defensive behaviors, which include freezing, in the retest of the 7-NI compared with VEH and COND groups (p <0.05), but the groups did not differ in the activity of Ca2+ dependent NOS or the protein expression of nNOS. We conclude that 7-NI interfered on the consolidation and reconsolidation of memory, indicating activation of the nitric oxide signaling pathway in the hippocampus and in memory processes of conditioned fear context in pigeons / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

A proteína S100<font face=\"symbol\">b no cérebro é produzida e secretada pela célula da glia astrócito, e exerce de acordo com sua quantidade extracelular, ação trófica ou tóxica sobre os neurônios. Investigamos a distribuição da proteína S100<font face=\"symbol\">b, no animal em condição basal, realizando o mapeamento em diferentes áreas do encéfalo, com a técnica imuno-histoquímica, explorando a hipótese do aparecimento de S100<font face=\"symbol\">b em áreas encefálicas preferenciais. A distribuição da proteína foi analisada pela técnica do imuno-histoquímica, com utilização de anticorpo anti-S100 (<font face=\"symbol\">b subunidade). O mapeamento da proteína S100<font face=\"symbol\">b ao longo do eixo AP, permitiu observar marcação de elementos gliais distribuídos pelo telencéfalo, diencéfalo, e tronco encefálico, onde a proteína apresentou-se preferencialmente distribuída, na comparação dos animais. Nossos resultados sugerem que a proteína pode estar relacionada ao fato dessa distribuição ser conservada como padrão dentro da espécie. / S100<font face=\"symbol\">b protein is expressed primarily by astroglia in the brain, and practice functional implication of S100<font face=\"symbol\">b secretion by astrocytes into the extracellular space is scant but there is substantial evidence that secreted glial S100<font face=\"symbol\">b exerts trophic or toxic effects depending on its concentration. We provide here a detailed description of the distribution of the calcium-binding protein S100<font face=\"symbol\">b in and glial elements in the encefalo of rats. The distribution of S100-like immunoreactivity was analyzed by antisera: monoclonal, the b subunit (S100b) of this protein. All sera showed glial positive elements, which were more abundant in the brainstem than in the prosencephalon. S100-immunoreactive was detected in glial elements, in different regions of the telencephalon, diencephalon and mesencephalon. This distribution appears very similar to that, as well as to sparse observations on different vertebrates. Therefore, our results suggest that the distribution pattern of this protein in glial elements is highly conserved between the species.

BDNF/TrkB são descritos em diversas neoplasias onde iniciam sinais mitogênicos, facilitam o crescimento tumoral, previnem apoptose e regulam angiogênese e metástase. Outros fatores de crescimento também são importantes para tumorigênese, como GRP/GRPR e EGF/EGFR. O objetivo geral deste trabalho foi investigar o papel de BDNF/TrkB em câncer colorretal avaliando possíveis interações com GRPR e EGFR. Verificamos que BDNF e seu receptor, TrkB, estão presentes em amostras de pacientes com câncer colorretal esporádico, e os níveis de BDNF encontram-se mais elevados no tecido neoplásico que no tecido adjacente ao tumor. O tratamento com RC- 3095, um antagonista de GRPR, na linhagem celular de câncer colorretal humana, HT-29, causa diminuição nos níveis de NGF secretados pelas células e aumento de BDNF em relação ao controle não tratado. RC-3095 inibe a proliferação e viabilidade celular das linhagens HT-29 (EGFR positiva) e SW-620 (EGFR negativa), embora apenas em HT-29 ocorra um aumento significativo na expressão de mRNA de BDNF. Por isso, um anticorpo monoclonal anti-EGFR, cetuximabe, foi combinado a RC-3095, nas células HT-29, sendo capaz de prevenir tal aumento, sugerindo que este efeito seja mediado por EGFR. Os tratamentos com um inibidor de Trks, K252a (1000 nM) ou com cetuximabe (10 nM) também inibem a proliferação celular. Entretanto, a combinação de BDNF a cetuximabe previne este efeito, enquanto que a combinação de doses não efetivas de K252a (10 nM) à cetuximabe (1 nM) inibe a proliferação celular de HT- 29. Além disso, cetuximabe também causa aumento na expressão de mRNA de TrkB e BDNF, após 600 minutos de tratamento. Nossos resultados sugerem que a inibição da proliferação celular in vitro ou do crescimento tumoral in vivo devem acontecer através do bloqueio combinado entre GRPR e TrkB em células de câncer colorretal EGFR positivas, e que BDNF também esteja envolvido em mecanismos de resistência a fármacos. Por isso, o bloqueio de BDNF / TrkB pode emergir como potencial alvo antitumoral. / BDNF / TrkB are described in various cancers where they participate in tumor growth, apoptosis, angiogenesis and metastasis. Furthermore, other growth factors are also important to tumorigenesis as GRP/GRPR and EGF/EGFR. Therefore, the aim of this study was to investigate the role of BDNF/TrkB in colorectal cancer evaluating the interactions with GRPR and EGFR. We found that BDNF and its receptor, TrkB, are present in samples from patients diagnosed with sporadic colorectal cancer, and BDNF levels were higher in tumor tissue compared to adjacent tumor tissue. Treatment with RC-3095, GRPR antagonist, in human colorectal cancer cell line, HT-29 caused a decrease in NGF levels secreted by cells, and generated increase of BDNF when compared to untreated control. RC-3095 inhibited the proliferation and cell viability in HT-29 (EGFR positive) and SW-620 (EGFR negative), but only HT-29 cells showed a significant increase in BDNF mRNA expression. Therefore, a monoclonal anti-EGFR antibody, cetuximab was combined with RC-3095 in HT-29 cells, and was able to prevent such an increase, suggesting that this effect is mediated by EGFR. The treatment with a Trk inhibitor, K252a (1000 nM) or cetuximab (10 nM), inhibited cell proliferation. However, the combination of BDNF with cetuximab prevented this effect, whereas the combination of ineffective doses of K252a (10 nM) with cetuximab (1 nM) still inhibited cell proliferation of HT-29. Furthermore, cetuximab also caused an increase in BDNF and TrkB mRNA expression, 600 minutes after treatment. In summary, our results suggest that inhibition of cell proliferation in vitro or tumor growth in vivo must occur between the combination of GRPR and TrkB in EGFR positive colorectal cancer cells, and that BDNF is also involved in drug resistance mechanisms. Therefore, blockage of BDNF / TrkB may emerge as potential antitumor target.

BDNF/TrkB são descritos em diversas neoplasias onde iniciam sinais mitogênicos, facilitam o crescimento tumoral, previnem apoptose e regulam angiogênese e metástase. Outros fatores de crescimento também são importantes para tumorigênese, como GRP/GRPR e EGF/EGFR. O objetivo geral deste trabalho foi investigar o papel de BDNF/TrkB em câncer colorretal avaliando possíveis interações com GRPR e EGFR. Verificamos que BDNF e seu receptor, TrkB, estão presentes em amostras de pacientes com câncer colorretal esporádico, e os níveis de BDNF encontram-se mais elevados no tecido neoplásico que no tecido adjacente ao tumor. O tratamento com RC- 3095, um antagonista de GRPR, na linhagem celular de câncer colorretal humana, HT-29, causa diminuição nos níveis de NGF secretados pelas células e aumento de BDNF em relação ao controle não tratado. RC-3095 inibe a proliferação e viabilidade celular das linhagens HT-29 (EGFR positiva) e SW-620 (EGFR negativa), embora apenas em HT-29 ocorra um aumento significativo na expressão de mRNA de BDNF. Por isso, um anticorpo monoclonal anti-EGFR, cetuximabe, foi combinado a RC-3095, nas células HT-29, sendo capaz de prevenir tal aumento, sugerindo que este efeito seja mediado por EGFR. Os tratamentos com um inibidor de Trks, K252a (1000 nM) ou com cetuximabe (10 nM) também inibem a proliferação celular. Entretanto, a combinação de BDNF a cetuximabe previne este efeito, enquanto que a combinação de doses não efetivas de K252a (10 nM) à cetuximabe (1 nM) inibe a proliferação celular de HT- 29. Além disso, cetuximabe também causa aumento na expressão de mRNA de TrkB e BDNF, após 600 minutos de tratamento. Nossos resultados sugerem que a inibição da proliferação celular in vitro ou do crescimento tumoral in vivo devem acontecer através do bloqueio combinado entre GRPR e TrkB em células de câncer colorretal EGFR positivas, e que BDNF também esteja envolvido em mecanismos de resistência a fármacos. Por isso, o bloqueio de BDNF / TrkB pode emergir como potencial alvo antitumoral. / BDNF / TrkB are described in various cancers where they participate in tumor growth, apoptosis, angiogenesis and metastasis. Furthermore, other growth factors are also important to tumorigenesis as GRP/GRPR and EGF/EGFR. Therefore, the aim of this study was to investigate the role of BDNF/TrkB in colorectal cancer evaluating the interactions with GRPR and EGFR. We found that BDNF and its receptor, TrkB, are present in samples from patients diagnosed with sporadic colorectal cancer, and BDNF levels were higher in tumor tissue compared to adjacent tumor tissue. Treatment with RC-3095, GRPR antagonist, in human colorectal cancer cell line, HT-29 caused a decrease in NGF levels secreted by cells, and generated increase of BDNF when compared to untreated control. RC-3095 inhibited the proliferation and cell viability in HT-29 (EGFR positive) and SW-620 (EGFR negative), but only HT-29 cells showed a significant increase in BDNF mRNA expression. Therefore, a monoclonal anti-EGFR antibody, cetuximab was combined with RC-3095 in HT-29 cells, and was able to prevent such an increase, suggesting that this effect is mediated by EGFR. The treatment with a Trk inhibitor, K252a (1000 nM) or cetuximab (10 nM), inhibited cell proliferation. However, the combination of BDNF with cetuximab prevented this effect, whereas the combination of ineffective doses of K252a (10 nM) with cetuximab (1 nM) still inhibited cell proliferation of HT-29. Furthermore, cetuximab also caused an increase in BDNF and TrkB mRNA expression, 600 minutes after treatment. In summary, our results suggest that inhibition of cell proliferation in vitro or tumor growth in vivo must occur between the combination of GRPR and TrkB in EGFR positive colorectal cancer cells, and that BDNF is also involved in drug resistance mechanisms. Therefore, blockage of BDNF / TrkB may emerge as potential antitumor target.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Near-death experiences (NDEs) are altered state of consciousness with mystic and transcendent content most commonly occurring in life-threatening situations. Explanatory hypotheses for near-death experience have ranged from brain dysfunctions and psychological reactions to mind-brain independence. The central issue is whether NDE can be fully explained by the brain activity or alternative mechanisms need to be considered. The present Master s Dissertation examines a literature review of NDE which concludes proposing that the mind-brain independence hypothesis is needed for the investigation of NDE given the experiential and physiological features of the phenomenon and speculative status of the available hypotheses. / Experiências de quase morte (EQMs) são estados alterados de consciência com conteúdo transcendente e místico normalmente ocorrendo em situações de risco de morte. Hipóteses explicativas para experiência de quase morte abrangem de disfunções cerebrais e reações psicológicas à independência mente-cérebro. A questão central é se EQM pode ser explicada completamente pela atividade cerebral ou mecanismos alternativos precisam ser considerados. A presente dissertação examina uma revisão de literatura de experiência de quase morte propondo que a hipótese de independência mente-cérebro é necessária para a investigação da EQM dada as características fisiológicas e experienciais do fenômeno e o estatuto especulativo das hipóteses disponíveis.

Submitted by Paulo Uzai Júnior null (paulouzai@gmail.com) on 2016-08-25T20:01:19Z No. of bitstreams: 1 [final-final]Dissertação_Paulo Uzai Junior_Pos-Filosofia_ A relação mente-corpo em John Searle.pdf: 946382 bytes, checksum: 71f7585fff76b8a8396671fe967408be (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-29T17:17:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 uzaijunior_p_me_mar.pdf: 946382 bytes, checksum: 71f7585fff76b8a8396671fe967408be (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T17:17:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 uzaijunior_p_me_mar.pdf: 946382 bytes, checksum: 71f7585fff76b8a8396671fe967408be (MD5) Previous issue date: 2016-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Há mais de três décadas, o filósofo estadunidense John Rogers Searle voltou-se para as questões de filosofia da mente, donde apresenta sua solução para os variados problemas acerca da natureza do mental. Sua primeiro incursão se deu com o livro Intentionality, onde seu principal objetivo não era, num primeiro momento, solucionar problemas referentes a essa questão, mas sim oferecer uma fundamentação conceitual mais sólido para sua teoria dos atos de fala. Contudo, a partir deste livro Searle se volta decisivamente para questões propriamente de filosofia da mente. Um de seus principais focos é a relação entre mente-corpo, onde ele acredita que a solução teórico-cenceitual para tal questão não é tão difícil quanto pensamos. Porém ele não deixa de abordar uma série de outros temas afins que julga de extrema importância na consolidação de seu escopo teórico, tal como o problema da causação mental e a subjetividade humana. Dessa forma, a presente dissertação tem por objetivo principal apresentar, discutir e avaliar criticamente a solução que Searle propõe a esses quatro problemas centrais da filosofia da mente: relação mente-corpo, causação mental, subjetividade e intencionalidade. Os três primeiros capítulos têm por objetivo mostrar como Searle enxerga essas questões, ou seja, o que ele julga estar errado na filosofia da mente e qual seria a solução mais adequada. No capítulo quatro iremos apresentar as principais críticas à solução de John Searle, focando-nos numa abordagem temática. Dessa forma, apresentaremos críticas a esses quatro temas que Searle julga serem essenciais em filosofia da mente e sobre o qual construiu seu naturalismo biológico. Por fim, faremos uma avaliação crítica do que foi apresentado. Com isso iremos analisar qual o peso das críticas feitas à filosofia searlena, o que acreditamos estar correto nela e o que discordamos. / There is more than thirty years, the American philosopher John Rogers Searle turned around to the questions of philosophy of mind, whence presents his solution to varied problems about the nature of mental. His first incursion occurred with the book Intentionality, where your main objective was not to solve, at first, problems relating to this issue, but rather to offer a theoretical grounding more solid to his theory of speech acts. However, from this book Searle turns to questions specifically of philosophy of mind. One of his main focus is the relationship between mind-body, where he believes that the solution theoretical-conceptual for that question is not so difficult as we thought. Nevertheless he is not leave of to broach a number of other related topics that he considers of utmost importance in the consolidation of his theoretical scope, such as the causation mental problem and the human subjectivity. Thereby, the present dissertation have for main objective to show, to discuss and critically evaluate the solution that Searle proposes these four central problems of the philosophy of mind: mind-body relationship, mental causation, subjectivity and intentionality. The first three chapters aims to show as Searle see these questions, in other words, what he believes to be wrong in philosophy of mind and what would be the most appropriate solution. In chapter four, we will go to show the main critics to John Searle's solution, focusing in a thematic approach. Thus we will present critics of these four subjects that Searle believes to be essentials in philosophy of mind, about which built your biological naturalism. Lastly, we will make a critically evaluate of what was presented. Therewith we will go to analyze the what weight of criticisms to Searle's philosophy, what qe believe to be right and what we disagree.

Um dos desafios propostos por pesquisadores em neurociência aos engenheiros biomédicos é a interação cérebro-máquina. O sistema nervoso comunica-se interpretando sinais eletroquímicos, e circuitos implantáveis podem tomar decisões de modo a interagir com o meio biológico. Sabe-se também que a doença de Parkinson está relacionada a um déficit do neurotransmissor dopamina. Para controlar a concentração de dopamina diferentes técnicas tem sido empregadas como estimuladores elétricos, magnéticos e drogas. Neste trabalho obteve-se o controle da concentração do neurotransmissor de maneira automática uma vez que atualmente isto não é realizado. Para tanto, projetou-se e desenvolveu-se quatro sistemas: a estimulação cerebral profunda ou deep brain stimulation (DBS), a estimulação transmagnética ou transmagnetic stimulation (TMS), um controle de bomba de infusão ou infusion pump control (IPC) para a entrega de drogas e um sistema de voltametria cíclica de varredura rápida ou fast scan ciclic voltammetry (FSCV) (circuito que detecta variações de concentração de neurotransmissores como a dopamina - DA). Também foi necessário o desenvolvimento de softwares para a visualização de dados e análises em sincronia com acontecimentos ou experimentos correntes, facilitando a utilização destes dispositivos quando emprega-se bombas de infusão e a sua flexibilidade é tal que a DBS ou a TMS podem ser utilizadas de maneira manual ou automática além de outras técnicas de estimulação como luzes, sons, etc. O sistema desenvolvido permite controlar de forma automática a concentração da DA. A resolução do sistema é de 0.4 µmol/L podendo-se ajustar o tempo para correção da concentração entre 1 e 90 segundos. O sistema permite controlar concentrações entre 1 e 10 µmol/L, com um erro de cerca de +/- 0,8 µmol/L. Embora desenhado para o controle da concentração de dopamina o sistema pode ser utilizado para controlar outros neurotransmissores. Propõe-se continuar o desenvolvimento em malha fechada empregando FSCV e DBS (ou TMS, ou infusão), utilizando modelos animais parkinsonianos. / One of the challenges to biomedical engineers proposed by researchers in neuroscience is brain machine interaction. The nervous system communicates by interpreting electrochemical signals, and implantable circuits make decisions in order to interact with the biological environment. It is well known that Parkinson’s disease is related to a deficit of dopamine (DA). Different methods has been employed to control dopamine concentration like magnetic or electrical stimulators or drugs. In this work was automatically controlled the neurotransmitter concentration since this is not currently employed. To do that, four systems were designed and developed: deep brain stimulation (DBS), transmagnetic stimulation (TMS), Infusion Pump Control (IPC) for drug delivery, and fast scan cyclic voltammetry (FSCV) (sensing circuits which detect varying concentrations of neurotransmitters like dopamine caused by these stimulations). Some softwares also were developed for data display and analysis in synchronously with current events in the experiments. This allowed the use of infusion pumps and their flexibility is such that DBS or TMS can be used in single mode and other stimulation techniques and combinations like lights, sounds, etc. The developed system allows to control automatically the concentration of DA. The resolution of the system is around 0.4 µmol/L with time correction of concentration adjustable between 1 and 90 seconds. The system allows controlling DA concentrations between 1 and 10 µmol/L, with an error about +/- 0.8 µmol/L. Although designed to control DA concentration, the system can be used to control, the concentration of other substances. It is proposed to continue the closed loop development with FSCV and DBS (or TMS, or infusion) using parkinsonian animals models.

Um dos desafios propostos por pesquisadores em neurociência aos engenheiros biomédicos é a interação cérebro-máquina. O sistema nervoso comunica-se interpretando sinais eletroquímicos, e circuitos implantáveis podem tomar decisões de modo a interagir com o meio biológico. Sabe-se também que a doença de Parkinson está relacionada a um déficit do neurotransmissor dopamina. Para controlar a concentração de dopamina diferentes técnicas tem sido empregadas como estimuladores elétricos, magnéticos e drogas. Neste trabalho obteve-se o controle da concentração do neurotransmissor de maneira automática uma vez que atualmente isto não é realizado. Para tanto, projetou-se e desenvolveu-se quatro sistemas: a estimulação cerebral profunda ou deep brain stimulation (DBS), a estimulação transmagnética ou transmagnetic stimulation (TMS), um controle de bomba de infusão ou infusion pump control (IPC) para a entrega de drogas e um sistema de voltametria cíclica de varredura rápida ou fast scan ciclic voltammetry (FSCV) (circuito que detecta variações de concentração de neurotransmissores como a dopamina - DA). Também foi necessário o desenvolvimento de softwares para a visualização de dados e análises em sincronia com acontecimentos ou experimentos correntes, facilitando a utilização destes dispositivos quando emprega-se bombas de infusão e a sua flexibilidade é tal que a DBS ou a TMS podem ser utilizadas de maneira manual ou automática além de outras técnicas de estimulação como luzes, sons, etc. O sistema desenvolvido permite controlar de forma automática a concentração da DA. A resolução do sistema é de 0.4 µmol/L podendo-se ajustar o tempo para correção da concentração entre 1 e 90 segundos. O sistema permite controlar concentrações entre 1 e 10 µmol/L, com um erro de cerca de +/- 0,8 µmol/L. Embora desenhado para o controle da concentração de dopamina o sistema pode ser utilizado para controlar outros neurotransmissores. Propõe-se continuar o desenvolvimento em malha fechada empregando FSCV e DBS (ou TMS, ou infusão), utilizando modelos animais parkinsonianos. / One of the challenges to biomedical engineers proposed by researchers in neuroscience is brain machine interaction. The nervous system communicates by interpreting electrochemical signals, and implantable circuits make decisions in order to interact with the biological environment. It is well known that Parkinson’s disease is related to a deficit of dopamine (DA). Different methods has been employed to control dopamine concentration like magnetic or electrical stimulators or drugs. In this work was automatically controlled the neurotransmitter concentration since this is not currently employed. To do that, four systems were designed and developed: deep brain stimulation (DBS), transmagnetic stimulation (TMS), Infusion Pump Control (IPC) for drug delivery, and fast scan cyclic voltammetry (FSCV) (sensing circuits which detect varying concentrations of neurotransmitters like dopamine caused by these stimulations). Some softwares also were developed for data display and analysis in synchronously with current events in the experiments. This allowed the use of infusion pumps and their flexibility is such that DBS or TMS can be used in single mode and other stimulation techniques and combinations like lights, sounds, etc. The developed system allows to control automatically the concentration of DA. The resolution of the system is around 0.4 µmol/L with time correction of concentration adjustable between 1 and 90 seconds. The system allows controlling DA concentrations between 1 and 10 µmol/L, with an error about +/- 0.8 µmol/L. Although designed to control DA concentration, the system can be used to control, the concentration of other substances. It is proposed to continue the closed loop development with FSCV and DBS (or TMS, or infusion) using parkinsonian animals models.

BDNF/TrkB são descritos em diversas neoplasias onde iniciam sinais mitogênicos, facilitam o crescimento tumoral, previnem apoptose e regulam angiogênese e metástase. Outros fatores de crescimento também são importantes para tumorigênese, como GRP/GRPR e EGF/EGFR. O objetivo geral deste trabalho foi investigar o papel de BDNF/TrkB em câncer colorretal avaliando possíveis interações com GRPR e EGFR. Verificamos que BDNF e seu receptor, TrkB, estão presentes em amostras de pacientes com câncer colorretal esporádico, e os níveis de BDNF encontram-se mais elevados no tecido neoplásico que no tecido adjacente ao tumor. O tratamento com RC- 3095, um antagonista de GRPR, na linhagem celular de câncer colorretal humana, HT-29, causa diminuição nos níveis de NGF secretados pelas células e aumento de BDNF em relação ao controle não tratado. RC-3095 inibe a proliferação e viabilidade celular das linhagens HT-29 (EGFR positiva) e SW-620 (EGFR negativa), embora apenas em HT-29 ocorra um aumento significativo na expressão de mRNA de BDNF. Por isso, um anticorpo monoclonal anti-EGFR, cetuximabe, foi combinado a RC-3095, nas células HT-29, sendo capaz de prevenir tal aumento, sugerindo que este efeito seja mediado por EGFR. Os tratamentos com um inibidor de Trks, K252a (1000 nM) ou com cetuximabe (10 nM) também inibem a proliferação celular. Entretanto, a combinação de BDNF a cetuximabe previne este efeito, enquanto que a combinação de doses não efetivas de K252a (10 nM) à cetuximabe (1 nM) inibe a proliferação celular de HT- 29. Além disso, cetuximabe também causa aumento na expressão de mRNA de TrkB e BDNF, após 600 minutos de tratamento. Nossos resultados sugerem que a inibição da proliferação celular in vitro ou do crescimento tumoral in vivo devem acontecer através do bloqueio combinado entre GRPR e TrkB em células de câncer colorretal EGFR positivas, e que BDNF também esteja envolvido em mecanismos de resistência a fármacos. Por isso, o bloqueio de BDNF / TrkB pode emergir como potencial alvo antitumoral. / BDNF / TrkB are described in various cancers where they participate in tumor growth, apoptosis, angiogenesis and metastasis. Furthermore, other growth factors are also important to tumorigenesis as GRP/GRPR and EGF/EGFR. Therefore, the aim of this study was to investigate the role of BDNF/TrkB in colorectal cancer evaluating the interactions with GRPR and EGFR. We found that BDNF and its receptor, TrkB, are present in samples from patients diagnosed with sporadic colorectal cancer, and BDNF levels were higher in tumor tissue compared to adjacent tumor tissue. Treatment with RC-3095, GRPR antagonist, in human colorectal cancer cell line, HT-29 caused a decrease in NGF levels secreted by cells, and generated increase of BDNF when compared to untreated control. RC-3095 inhibited the proliferation and cell viability in HT-29 (EGFR positive) and SW-620 (EGFR negative), but only HT-29 cells showed a significant increase in BDNF mRNA expression. Therefore, a monoclonal anti-EGFR antibody, cetuximab was combined with RC-3095 in HT-29 cells, and was able to prevent such an increase, suggesting that this effect is mediated by EGFR. The treatment with a Trk inhibitor, K252a (1000 nM) or cetuximab (10 nM), inhibited cell proliferation. However, the combination of BDNF with cetuximab prevented this effect, whereas the combination of ineffective doses of K252a (10 nM) with cetuximab (1 nM) still inhibited cell proliferation of HT-29. Furthermore, cetuximab also caused an increase in BDNF and TrkB mRNA expression, 600 minutes after treatment. In summary, our results suggest that inhibition of cell proliferation in vitro or tumor growth in vivo must occur between the combination of GRPR and TrkB in EGFR positive colorectal cancer cells, and that BDNF is also involved in drug resistance mechanisms. Therefore, blockage of BDNF / TrkB may emerge as potential antitumor target.

Orientador: Prof. Dr. Diogo Coutinho Soriano / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2017. / Interfaces cérebro-computador (BCIs) definem canais de comunicação capazes de mapear sinais cerebrais em sinais de controle para dispositivos externos, sem utilização dos eferentes biológicos, utilizando comumente estratégias não invasivas para tanto, tal como obtido pela eletroencefalografia de superfície. Dentre os principais paradigmas BCI têm-se os potenciais visualmente evocados em regime estacionário (SSVEP - steady state visually evoked potential), o qual se baseia no sincronismo da atividade elétrica do córtex visual com estímulos visuais externos, permitindo assim a identificação dos eletrodos e frequências estimulatórias mais eficientes para a discriminação dos estímulos escolhidos pelo usuário via modulação da sua atenção. Tal paradigma de sistema BCI tem sido utilizado como uma importante estratégia no âmbito do desenvolvimento de tecnologias assistivas, as quais visam aumentar a qualidade de vida de pacientes com severas limitações motoras e de comunicação. Neste contexto, o presente trabalho apresenta contribuições à implementação de sistemas BCI-SSVEP operando de modo off-line e em tempo de execução (on-line). Para tanto, analisa-se aqui um conjunto de estruturas de processamento de sinais que levam ao melhor desempenho na tarefa de reconhecimento de padrões considerando técnicas clássicas de estimação de espectro e análise de correlação canônica (CCA - Canonical Correlation Analysis), um método comumente referenciado por seus bons resultados. Comparativos envolvendo variantes de pré-processamento baseados na filtragem espacial e na seleção de atributos também são apresentados. Dois conjuntos de dados foram analisados em ambiente off-line e um em tempo de execução. O primeiro conjunto de dados off-line foi analisado a partir da coleta de dados em cooperação científica no contexto do projeto DesTiNe, enquanto o segundo conjunto envolveu coleta de dados off-line e em tempo de execução no próprio laboratório de Métodos Computacionais para a Bioengenharia da UFABC. Como contribuições centrais podem-se mencionar: 1) comparativo de desempenho utilizando variantes de técnicas de filtragem espacial, extração e seleção de características em ambiente off-line; 2) implementação de um setup completo experimental para realização de experimentos BCI-SSVEP com neuro-feedback visual e auditivo; 3) Disponibilização de uma base de dados BCI-SSVEP contendo aquisições de 15 sujeitos com 12 sessões de 6 segundos para cada uma das 4 frequências (10, 11, 12 e 13 Hz), totalizando 48 sessões por sujeito, i.e. um total de 720 sessões de 6 s ou 4.320 s de dados disponibilizados para a comunidade científica; 4) Comparação de 3 métodos de extração de características em âmbito off-line (FFT, Welch e CCA); 5) Comparação de 2 métodos de extração de características em âmbito on-line, FFT e CCA; 6) Análise de desempenho on-line versus off-line. / Brain-computer interfaces (BCIs) define communication channels capable of mapping brain signals in control signals to external devices, without the use of biological efferents, using commonly non-invasive strategies for both, as obtained by surface electroencephalography. Among the main BCI paradigms are the steady state visually evoked potentials (SSVEP), which is based on the synchronization of the electrical activity of the visual cortex with external visual stimuli, thus allowing the identification of the electrodes and frequencies stimulus for discriminating the stimuli chosen by the user by modulating its attention. This BCI system paradigm has been widely used in the development of assistive technologies, which aim to increase the quality of life of patients with severe motor and communication limitations. In this context, this work presents contributions to the implementation of BCI-SSVEP systems operating offline and at run-time. To do so, we analyze here a set of signal processing structures that lead to the best pattern recognition performance considering classical techniques as spectrum estimation and Canonical Correlation Analysis (CCA), a commonly cited method for its good results. Comparisons involving preprocessing variants based on spatial filtering and attribute selection are also presented. Two sets of data were analyzed in an offline environment and one at run time. The first set of off-line data was analyzed from data collection in scientific cooperation in the context of DesTiNe project, while the second set involved off-line and run time data analysis in the Laboratory of Computational Methods for Bioengineering at UFABC. As central contributions may be mentioned: 1) comparative performance using variants of techniques of spatial filtering, feature extraction and feature selection in an offline environment; 2) implementation of a complete experimental setup to perform BCI-SSVEP experiments with visual and auditory neuro-feedback; 3) Availability of a BCI-SSVEP database containing acquisitions of 15 subjects with 12 sessions of 6 seconds for each of the 4 frequencies (10, 11, 12 and 13 Hz), totaling 48 sessions per subject, ie a total of 720 sessions of 6 s or 4,320 s of data made available to the scientific community; 4) Comparison of 3 methods of feature extraction in off-line environment (FFT, Welch and CCA); 5) Comparison of 2 methods of feature extraction in online scope, FFT and CCA; 6) Analysis of performance online versus offline.