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

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

A importância do Cerrado é devido a sua diversidade biológica e alto grau de endemismo, e demanda uma maior compreensão das formas de interação entre seus componentes. Atualmente, encontramos parte de sua estrutura original modificada pelo intenso processo de urbanização e pelo aprimoramento das práticas de agricultura intensiva. Por isso, uma relevante ferramenta disponível para o estudo qualitativo deste bioma são as estimativas de conectividade funcional, que consiste em quanto o ambiente facilita ou impede o movimento de organismos e propágulos entre as manchas de recursos. O objetivo deste trabalho foi estimar a conectividade funcional para a abelha sem ferrão Scaptotrigona depilis em dois fragmentos florestais periurbanos de Cerrado, na cidade de Ribeirão Preto/SP, região com grande relevância ambiental e formada por mosaicos heterogêneos de vegetação nativa, com diferentes graus de fragmentação. Para tanto, realizamos a translocação, a diferentes distâncias, de 2348 indivíduos forrageiros através de dois fragmentos de floresta estacional semidecidual, e em suas respectivas matrizes. O registro do retorno às suas colônias dos indivíduos translocados, e respectivos tempos, nos permitiu avaliar as taxas de sucesso em função da distância através da análise de sobrevivência de Cox, em conjunto à fatores como tipos de ambiente, temperatura, umidade e exposição solar. Modelos de regressão de Cox, comparados através de AIC, apontaram a temperatura como principal fator de influência, reduzindo a taxa de sucesso de retorno, de acordo com seu aumento em graus Celsius. Os tipos de ambientes, distância e umidade, também exerceram influência inversamente proporcional em relação às taxas de sucesso de retorno, reduzindo seus valores conforme estas variáveis aumentavam. Entretanto, as análises de variância da temperatura e umidade apontaram haver diferenças significativas entre os diferentes locais. Estas análises corroboraram a temperatura como principal variável de influência, e sugerem que as diferenças verificadas se devem às características de cada local. Desta forma, identificamos que diferentes tipos de uso e cobertura do solo influenciam diretamente os fatores ambientais como temperatura e umidade e, assim como a distância, impactam o retorno de indivíduos de S. depilis nestas paisagens. Isso nos sugere que, para ampliarmos estratégias de conservação baseadas nos processos ecológicos que desempenham, devemos utilizar alternativas que busquem uma maior arborização da matriz como forma de amenizar temperaturas muito elevadas, bem como uma redução das distâncias entre os fragmentos, que permita uma maior conectividade funcional do ambiente. / The importance of Cerrado due to its biological diversity and high level of endemism demands a greater understanding of the forms of interaction between its components. Currently, we find part of its original structure modified by the intense urbanization process and the increase of intensive farming practices. Therefore, a relevant tool available for the qualitative study of this biome are the estimates of functional connectivity, which consists of how much the environment facilitates or prevents the movement of organisms and propagules between resource patches. The objective of this work was to estimate the functional connectivity for the stingless bee Scaptotrigona depilis in two peri-urban forest fragments of Cerrado, in the city of Ribeirão Preto / SP, a region with great environmental relevance and composed of heterogeneous mosaics of native vegetation, with different levels of fragmentation. For this, we performed the translocation, at different distances, of 2348 individuals through two fragments of semideciduous seasonal forest, and in their respective matrices. The recording of the return of translocated individuals to their colonies, and their respective times, allowed us to evaluate the success rates as a function of distance through the Cox survival analysis, together with factors such as environment, temperature, humidity and sun exposure. Cox regression models, compared through AIC, pointed to temperature as the main influence factor, reducing the rate of return success, according to its increase in degrees Celsius. The types of sites, distance and humidity also had an inverse proportional influence on the success rates of return, reducing their values as these variables increased. However, analyzes of variance of temperature and humidity indicated that there were significant differences between the different sites. These analyzes corroborate temperature as the main influence variable, and suggest that the differences verified are due to the characteristics of each site. In this way, we identify that different types of land use and cover directly influence environmental factors such as temperature and humidity, as well as distance, which impacts the return of S. depilis individuals in these landscapes. This suggests that, in order to expand conservation strategies based on the ecological processes they perform, we must use alternatives that seek higher arboreal cover of the matrix as a way of mitigating very high temperatures, as well as a reduction of the distances between the fragments, allowing a higher connectivity of the environment.

A importância do Cerrado é devido a sua diversidade biológica e alto grau de endemismo, e demanda uma maior compreensão das formas de interação entre seus componentes. Atualmente, encontramos parte de sua estrutura original modificada pelo intenso processo de urbanização e pelo aprimoramento das práticas de agricultura intensiva. Por isso, uma relevante ferramenta disponível para o estudo qualitativo deste bioma são as estimativas de conectividade funcional, que consiste em quanto o ambiente facilita ou impede o movimento de organismos e propágulos entre as manchas de recursos. O objetivo deste trabalho foi estimar a conectividade funcional para a abelha sem ferrão Scaptotrigona depilis em dois fragmentos florestais periurbanos de Cerrado, na cidade de Ribeirão Preto/SP, região com grande relevância ambiental e formada por mosaicos heterogêneos de vegetação nativa, com diferentes graus de fragmentação. Para tanto, realizamos a translocação, a diferentes distâncias, de 2348 indivíduos forrageiros através de dois fragmentos de floresta estacional semidecidual, e em suas respectivas matrizes. O registro do retorno às suas colônias dos indivíduos translocados, e respectivos tempos, nos permitiu avaliar as taxas de sucesso em função da distância através da análise de sobrevivência de Cox, em conjunto à fatores como tipos de ambiente, temperatura, umidade e exposição solar. Modelos de regressão de Cox, comparados através de AIC, apontaram a temperatura como principal fator de influência, reduzindo a taxa de sucesso de retorno, de acordo com seu aumento em graus Celsius. Os tipos de ambientes, distância e umidade, também exerceram influência inversamente proporcional em relação às taxas de sucesso de retorno, reduzindo seus valores conforme estas variáveis aumentavam. Entretanto, as análises de variância da temperatura e umidade apontaram haver diferenças significativas entre os diferentes locais. Estas análises corroboraram a temperatura como principal variável de influência, e sugerem que as diferenças verificadas se devem às características de cada local. Desta forma, identificamos que diferentes tipos de uso e cobertura do solo influenciam diretamente os fatores ambientais como temperatura e umidade e, assim como a distância, impactam o retorno de indivíduos de S. depilis nestas paisagens. Isso nos sugere que, para ampliarmos estratégias de conservação baseadas nos processos ecológicos que desempenham, devemos utilizar alternativas que busquem uma maior arborização da matriz como forma de amenizar temperaturas muito elevadas, bem como uma redução das distâncias entre os fragmentos, que permita uma maior conectividade funcional do ambiente. / The importance of Cerrado due to its biological diversity and high level of endemism demands a greater understanding of the forms of interaction between its components. Currently, we find part of its original structure modified by the intense urbanization process and the increase of intensive farming practices. Therefore, a relevant tool available for the qualitative study of this biome are the estimates of functional connectivity, which consists of how much the environment facilitates or prevents the movement of organisms and propagules between resource patches. The objective of this work was to estimate the functional connectivity for the stingless bee Scaptotrigona depilis in two peri-urban forest fragments of Cerrado, in the city of Ribeirão Preto / SP, a region with great environmental relevance and composed of heterogeneous mosaics of native vegetation, with different levels of fragmentation. For this, we performed the translocation, at different distances, of 2348 individuals through two fragments of semideciduous seasonal forest, and in their respective matrices. The recording of the return of translocated individuals to their colonies, and their respective times, allowed us to evaluate the success rates as a function of distance through the Cox survival analysis, together with factors such as environment, temperature, humidity and sun exposure. Cox regression models, compared through AIC, pointed to temperature as the main influence factor, reducing the rate of return success, according to its increase in degrees Celsius. The types of sites, distance and humidity also had an inverse proportional influence on the success rates of return, reducing their values as these variables increased. However, analyzes of variance of temperature and humidity indicated that there were significant differences between the different sites. These analyzes corroborate temperature as the main influence variable, and suggest that the differences verified are due to the characteristics of each site. In this way, we identify that different types of land use and cover directly influence environmental factors such as temperature and humidity, as well as distance, which impacts the return of S. depilis individuals in these landscapes. This suggests that, in order to expand conservation strategies based on the ecological processes they perform, we must use alternatives that seek higher arboreal cover of the matrix as a way of mitigating very high temperatures, as well as a reduction of the distances between the fragments, allowing a higher connectivity of the environment.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:28:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandaPXF_DISSERT.pdf: 1956112 bytes, checksum: 765e57e876596c2a3922bb6f98c28b64 (MD5) Previous issue date: 2012-05-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Ayahuasca is psychotropic beverage that has been used for ages by indigenous populations in South America, notably in the Amazon region, for religious and medicinal purposes. The tea is obtained by the decoction of leaves from the Psychotria viridis with the bark and stalk of a shrub, the Banisteriopsis caapi. The first is rich in N-N-dimethyltryptamine (DMT), which has an important and well-known hallucinogenic effect due to its agonistic action in serotonin receptors, specifically 5-HT2A. On the other hand, β-carbolines present in B. caapi, particularly harmine and harmaline, are potent monoamine oxidase inhibitors (MAOi). In addition, the tetrahydroharmine (THH), also present in B. caapi, acts as mild selective serotonin reuptake inhibitor and a weak MAOi. This unique composition induces a number of affective, sensitive, perceptual and cognitive changes in individuals under the effect of Ayahuasca. On the other hand, there is growing interest in the Default Mode Network (DMN), which has been consistently observed in functional neuroimaging studies. The key components of this network include structures in the brain midline, as the anterior medial frontal cortex, ventral medial frontal cortex, posterior cingulate cortex, precuneus, and some regions within the inferior parietal lobe and middle temporal gyrus. It has been argued that DMN participate in tasks involving self-judgments, autobiographical memory retrieval, mental simulations, thinking in perspective, meditative states, and others. In general, these tasks require an internal focus of attention, hence the conclusion that the DMN is associated with introspective mental activity. Therefore, this study aimed to evaluate by functional magnetic resonance imaging (fMRI) changes in DMN caused via the ingestion of Ayahuasca by 10 healthy subjects while submitted to two fMRI protocols: a verbal fluency task and a resting state acquisition. In general, it was observed that Ayahuasca causes a reduction in the fMRI signal in central nodes of DMN, such as the anterior cingulate cortex, the medial prefrontal cortex, the posterior cingulate cortex, precuneus and inferior parietal lobe. Furthermore, changes in connectivity patterns of the DMN were observed, especially a decrease in the functional connectivity of the precuneus. Together, these findings indicate an association between the altered state of consciousness experienced by individuals under the effect of Ayahuasca, and changes in the stream of spontaneous thoughts leading to an increased introspective mental activity / A Ayahusca ? uma bebida psicotr?pica que tem sido utilizada h? s?culos por popula??es originais da Am?rica do Sul, notadamente da regi?o Amaz?nica, com fins religiosos e medicinais. O ch? ? obtido pela decoc??o de folhas da Psychotria viridis com a casca e tronco de um arbusto, a Banisteriopsis caapi. A primeira ? rica em N,N-dimetiltriptamina (DMT), que tem importante e bem conhecido efeito alucin?geno devido a sua atua??o agonista nos receptores de serotonina, especificamente 5-HT2A. Por outro lado, as β-carbolinas presentes na B. caapi, particularmente a harmina e a harmalina, s?o potentes inibidores da monoamina oxidase (iMAO). Al?m disso, a tetrahidroharmina (THH), tamb?m presente na B. caapi, atua como leve inibidor seletivo da recapta??o de serotonina e um fraco inibidor de MAO. Essa composi??o ?nica provoca uma s?rie de altera??es afetivas, sensoriais, perceptuais e cognitivas em indiv?duos sob o efeito da Ayahuasca. Por outro lado, existe um interesse crescente na rede de modo padr?o, do ingl?s Default Mode Network (DMN), que tem sido consistentemente observada em estudos de neuroimagem funcional. As principais componentes dessa rede incluem estruturas da linha m?dia do c?rtex cerebral, como o c?rtex frontomedial anterior, c?rtex frontomedial ventral, o giro cingulado posterior, o pr?-cuneus e algumas regi?es do lobo parietal inferior e do giro temporal m?dio. Acredita-se que a DMN participe de tarefas que envolvem autojulgamentos, evoca??o de mem?rias autobiogr?ficas, realiza??o de simula??es mentais, pensar em perspectiva, estados meditativos, entre outros. De maneira geral, essas tarefas requerem um foco de aten??o interno, da? a conclus?o de que a DMN estaria associada ? atividade mental introspectiva. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar, por meio de resson?ncia magn?tica funcional (fMRI), as poss?veis mudan?as da DMN causadas pela ingest?o da Ayahuasca em 10 volunt?rios saud?veis investigados enquanto se submeteram a dois protocolos: uma tarefa de flu?ncia verbal e a aquisi??o de dados cont?nuos durante estado de repouso. De maneira geral, observa-se que a Ayahuasca provoca redu??o na amplitude do sinal de fMRI nos nodos centrais da DMN, tais como o c?ngulo anterior, o c?rtex pr?-frontal medial, o c?ngulo posterior, o pr?-cuneus e o lobo parietal inferior. Al?m disso, tamb?m foram observadas altera??es no padr?o de conectividade da DMN, em particular, diminui??o da conectividade funcional no pr?-cuneus. Juntos, esses achados indicam a poss?vel associa??o entre o estado alterado de consci?ncia experimentado pelos indiv?duos sob efeito da Ayahuasca, e mudan?as no fluxo de pensamentos espont?neos ligados ao aumento da introspec??o

A quantidade de habitat remanescente, a conectividade e o tamanho dos fragmentos são sugeridos como determinantes para a manutenção de espécies em paisagens fragmentadas, e dessa maneira é essencial entendermos e modelarmos tais relações para o embasamento de políticas de conservação. Para analisarmos tais efeitos na riqueza e abundância de aves de sub-bosque e na abundância de 29 espécies de aves da Mata Atlântica, construímos modelos com variáveis representando o tamanho do fragmento e graus diversos de conectividade funcional em três paisagens com diferentes proporções de habitat (14, 31 e 45% de habitat). Posteriormente, confrontamos tais modelos com dados provenientes de amostragens com redes de neblina (4.818 indivíduos) com um esforço amostral total de quase 34.000 horas-rede em 53 fragmentos de diferentes tamanhos (2 a 159 ha) e graus de conectividades (considerando conexões por corredor ou por curtas distâncias pela matriz). Em seguida, hierarquizamos tais modelos através do critério de Informação de Akaike. Um total de 117 espécies foi capturado, e a paisagem com maior riqueza foi aquela de maior proporção de mata (87), enquanto as outras duas apresentaram riquezas semelhantes e menores (62 e 70), o que sugere um limiar de habitat entre 32 e 44% para a perda de um grande número de espécies. Além disso, os aspectos de configuração foram importantes em todas as paisagens, contudo, diferentes características foram relevantes em cada um dos casos. Enquanto na paisagem com menor proporção de habitat o tamanho dos fragmentos foi extremamente influente na determinação da riqueza e da abundância de espécies, os aspectos relacionados à conectividade foram mais importantes nas paisagens com 31 e 45% de proporção de habitat. Dentre as variáveis de conectividade, as que representam conectividade por corredores foram particularmente importantes, seguidas pelas de pequenos cruzamentos pela matriz (20 m). Modelos que levaram em consideração cruzamentos de 40 m pela matriz foram bem menos plausíveis que os demais. Os modelos para abundância das 29 espécies também resultaram em um padrão similar ao observado para a comunidade. No entanto, a importância relativa do tamanho do fragmento e da conectividade mudou em função da proporção de habitat, de acordo com a espécie abordada. Os resultados aqui apresentados são importantes para o embasamento de políticas de manejo para a conservação, e ressaltam a influência relativa das variáveis de configuração ao longo do gradiente de quantidade de hábitat, e devem ser consideradas quando na seleção de áreas para conservação, restauração ou qualquer forma de manejo voltado para a conservação. / Landscape aspects such as habitat amount, fragment size and connectivity, have been suggested as key features for maintaining species in altered landscapes, and thus are essential to be modeled and comprehended for management and conservation purposes. To test their effects on understory Atlantic forest bird species, we built models with variables representing fragment size and functional connectivity in 3 landscapes with different proportions of forest (14, 31 and 45%), and confronted with data from more than 4,818 individuals captured in 53 fragments of different sizes (2.06 to 158.45 ha) and connectivitys (connected by corridors, or by short distances), and then we ranked under a model selection approach (AIC). A total of 117 species were recorded, and the landscape with higher amount of forest was richer (87) than the two others which presented a similar lower richness (62 and 70), what suggests a threshold amount of habitat between 32 to 44%. Configuration aspects were important in all cases; however, different characteristics influenced species richness and abundance in each landscape. Patch size was important in determining species richness and abundance in the landscape with low amount of habitat, while connectivity aspects were crucial in the landscapes with higher amounts of habitat. Within the connectivity models, particularly the ones that take in to account the connectivity by corridors, but also the ones that consider short movements through the matrix are far better supported, then the ones by longer distances gaps. Moreover, specieslevel analyses yielded results similar to the pattern found for the whole assemblage, and the configuration variable influence varied along the habitat conversion gradient. The results presented here are important for management planning towards conservation, and should be considered in site selection for conservation, restoration or any other kind of management.

Esta dissertação desenvolve e aplica métodos para caracterizar regiões cerebrais durante o estado de repouso. Utilizam-se grafos para representar a inter-dependência temporal de sinais de ressonância magnética funcional provenientes de regiões cerebrais distintas. Vértices representam regiões cerebrais e arestas representam a conectividade funcional. Buscando superar os problemas de visualização e interpretação desta forma de representação, elaboram-se métodos quantitativos para caracterizar padrões de conectividade entre regiões cerebrais. Para cada sujeito analisado: 1) Faz-se a redução da dimensionalidade espacial das imagens de ressonância magnética funcional respeitando os limites anatômicos das regiões cerebrais. 2) Estima-se a rede de conectividade funcional pela coerência direcionada entre pares de regiões distintas. 3) Constrói-se um grafo direcionado e pesado pela medida de conectividade. 4) Quantificam-se os vértices por índices e faz-se o registro destes valores no espaço comum MNI. 5) Avalia-se a consistência de cada índice pelo teste não paramétrico de Friedman seguido de análises de múltiplas comparações. A análise de 198 imagens de sujeitos sadios produziu resultados consistentes e biologicamente plausíveis. Em sua maioria, revelou regiões associadas a conceitos anatômicos de conectividade e integração cerebral. Embora de implementação simples, o método proporciona informações de natureza dinâmica sobre as relações entre diferentes regiões cerebrais e pode ser utilizado futuramente para estudar e entender desordens psiquiátricas/neurológicas. / This dissertation develops and applies methods to characterize brain regions during resting state. Graphs are used to represent functional MRI connectivity from different brain regions. Vertices represent brain regions and edges represent connectivity. To overcome the visualization and interpretation problems of this form of representation, we developed quantitative methods to characterize its patterns. Methods: For each subject: 1) The reduction of spatial dimensionality of functional magnetic resonance imaging is carried out taking into account the anatomic limits of the brain regions. 2) The network is estimated by directed coherence between pairs of separate regions. 3) A directed graph with weights on its edges is constructed using the later connectivity measure. 4) The vertices are quantified by indexes that are registered in the MNI common space. 5) The consistency of each index is evaluated by the nonparametric Friedman followed by Post-Hoc analysis. Results: The analysis of 198 images of healthy subjects produced consistent and biologically plausible results. They revealed anatomical regions involved in brain integration. Conclusion: The method provides information about the dynamic nature of the relationships between different brain regions and can be used in future clinical studies to understand psychiatric and neurological disorders.

A esquizofrenia é um transtorno psiquiátrico incapacitante que afeta estimadamente 1% da população mundial. Delírios, alucinações, desorganização de pensamento e prejuízo cognitivo são as principais marcas da Esquizofrenia. Fisiologicamente, além de anormalidades funcionais e estruturais, alterações na atividade neuronal são reportadas. Como a atividade neuronal possui uma relação direta com o fluxo sanguíneo cerebral (CBF, Cerebral Blood Flow), a técnica de Imagens por Ressonância Magnética, denominada Marcação dos Spins Arteriais (ASL, Arterial Spin Labeling), que permite a obtenção de mapa quantitativo de CBF, é uma ferramenta útil na avaliação funcional cerebral. Além disso, a ASL pode ser usada na avaliação da conectividade funcional, que é eficiente na investigação de rupturas funcionais entre as regiões do cérebro. Comparando com um grupo de sujeitos saudáveis, os pacientes com esquizofrenia, recrutados no Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto (HCFMRP), apresentaram redução de CBF em regiões bilaterais do polo frontal e giro frontal superior, giro frontal medial direito, partes triangular e opercular do giro frontal inferior direito, divisão posterior do giro supramarginal esquerdo, divisão superior e inferior do córtex occipital lateral esquerdo e polo occipital. A conectividade funcional, avaliada por três diferentes métodos (baseado em semente, análise de componentes independentes e teoria dos grafos), se apresentou prejudicada em regiões envolvendo funções motoras, sensoriais e cognitivas dos pacientes. Portanto, utilizando uma técnica de imagem completamente não invasiva, foi possível observar déficits de CBF e alterações na organização funcional do cérebro de pacientes com esquizofrenia, relacionados com os sintomas e características da psicopatologia. / Schizophrenia is a disabling psychiatric disorder that affects around 1% of the population worldwide. Delusions, hallucinations, disorganized thought, and cognitive deficits are the main features of schizophrenia. Physiologically, in addition to functional and structural abnormalities, changes in neuronal activity are reported. Since the Cerebral Blood Flow (CBF) is directly related with neuronal activity, the Magnetic Resonance Imaging (MRI) technique called Arterial Spin Labeling (ASL), which allows the quantification of CBF, is a useful tool in brain functional evaluation. In addition, ASL can be used to assess functional connectivity, which is efficient in investigating functional impairment between regions of the brain. Patients with Schizophrenia, recruited at the Clinical Hospital (HCFMRP), presented a reduction of CBF in bilateral regions of the frontal pole and superior frontal gyrus, right medial frontal gyrus, triangular and opercular parts of the right inferior frontal gyrus, posterior division of left supramarginal gyrus, superior and inferior division of left lateral occipital cortex and occipital pole. Functional connectivity, assessed by three different methods (seed-based, independent component analysis and graph theory), was impaired in regions involving patients\' motor, sensory and cognitive functions. Therefore, using a noninvasive imaging technique, it was possible to observe CBF deficits and alterations in the functional organization of the brain of schizophrenia patients, related to the symptoms and characteristics of the psychopathology.

Os efeitos deletérios da perda e fragmentação de habitat são considerados a maior ameaça à manutenção da biodiversidade do planeta. Uma das maneiras de evitar a perda de espécies em paisagens fragmentadas é a restauração ecológica, que propicia tanto o aumento da quantidade quanto a melhoria da qualidade do habitat remanescente. Além de influenciar a persistência de espécies, as condições da paisagem são reconhecidas como importantes para o sucesso das ações de restauração. Entretanto, as diretrizes para incorporação das características da paisagem no planejamento da restauração são ainda ambíguas, não facilitando o processo de tomada de decisão. O presente trabalho teve como objetivo contribuir para o avanço do uso de análises espacialmente explícitas da estrutura da paisagem para o planejamento de ações de restauração. Para isso, foram elaboradas propostas metodológicas embasadas no atual conhecimento da ecologia de paisagens e foram realizadas simulações para comparar os potenciais benefícios para a biodiversidade resultantes de diferentes estratégias para seleção de áreas para restauração. A primeira proposta, apresentada no capítulo 2, utiliza análises de paisagens em múltiplas escalas, baseadas na teoria dos grafos, para estimar a resiliência das paisagens, entendida neste trabalho como a capacidade das paisagens de reverterem extinções locais por processos de migração. Em seguida, as paisagens com condições ideais para restauração são classificadas segundo sua importância como corredores biológicos e gargalos de conectividade. Essa proposta metodológica é aplicada no caso da Mata Atlântica (capítulo 3), a fim de estabelecer diferentes níveis de prioridade para restauração no conjunto deste bioma. No quarto capítulo, é apresentada uma segunda proposta metodológica, também baseada em análises de conectividade com o uso da teoria dos grafos, mas desta vez voltada para a identificação de áreas prioritárias para restauração em escala local. Essa proposta permite ainda a comparação de prioridades entre áreas situadas em paisagens com diferentes condições de cobertura e conectividade de habitat. Por fim, no quinto capítulo, foi realizado um conjunto de simulações de restauração para comparar os efeitos das características da paisagem (e.g. a cobertura e configuração florestal), das espécies (e.g. a capacidade de dispersão) e da estratégia de restauração (e.g. o tamanho das áreas restauradas e a ordem temporal da restauração) no aumento da disponibilidade de habitat em três paisagens reais da Mata Atlântica. Os resultados desta tese permitiram estabelecer prioridades de restauração tanto em escala regional quanto em escala local, reduzindo as áreas a serem visitadas em campo e possibilitando a otimização dos esforços de restauração. Também foi possível concluir que a adoção de estratégias espaciais para a seleção de áreas para restauração deve ser feita considerando tanto as características das espécies quanto as características das paisagens e a forma de implementação da restauração. Na ausência de informações detalhadas sobre a capacidade de dispersão das espécies, abordagens baseadas em múltiplas capacidades de dispersão são recomendadas. O embasamento teórico da ecologia de paisagens e as ferramentas atuais de tratamento e integração de dados espacializados permitem a definição das melhores estratégias de restauração a partir de simulações em computador, reduzindo substancialmente os custos da restauração e aumentando a sua eficácia para a conservação das espécies em paisagens fragmentadas / The deleterious effects of habitat loss and fragmentation are considered the main threats to biodiversity. To avoid species loss due to these deleterious effects, there is an urgent need to conduct restoration actions to increase the quantity and quality of the remaining habitat. Besides influencing species persistence, the landscape structure also influences the results of restoration actions. However, guidelines to adopt a landscape approach during restoration planning are not always consistent, nor easy to apply. The objective of this study was to contribute to advances in the use of spatially explicit landscape analysis during restoration planning. To achieve this goal we developed methodological frameworks based on landscape ecology theory to set priority areas for restoration. We also adopted a simulation approach to analyze the potential benefits of different restoration strategies for biodiversity conservation. The methodological proposal presented in chapter 2 consists in multi-scale landscape analyses, based on graph theory, to estimate landscape resilience. We considered landscape resilience as the capacity to revert local species extinctions through recolonization processes. Then, those landscapes considered ideal targets to restoration actions were classified according to their importance as corridors or bottlenecks for biological flow. In chapter 3, the methodological proposal presented in chapter 2 was applied to the Atlantic Forest Biome to set restoration priorities. Chapter 4 consists in a methodological proposal, also based on graph theory, to set restoration priorities in local scale. This methodological proposal also allows the comparison of local restoration priority between landscapes with different amount and configuration of habitat cover. Finally, in the fith chapter we adopted a simulation approach to analyze the improvement of habitat availability, in three Atlantic Forest landscapes, due to different restoration strategies considering: (i) different species dispersal capabilities, (ii) initial habitat amount in the landscape, (iii) the dynamics of landscapes during restoration implementation, i.e., the changes in habitat availability as new areas were restored, and (iv) size of restored areas. The results of this study allowed us to establish local and regional restoration priorities, thus reducing field visits and optimizing restoration efforts. It was also possible to conclude that spatial strategies to set restoration priorities should be conceived based on species dispersal capacities, landscape structure and also considering the strategies to implement restoration actions. If data on species dispersal characteristics is not available, a multi species approach to set restoration priorities is also recommended. The theoretical background of landscape ecology and the available tools to manage spatial data allow identifying the best restoration strategies, reducing the costs and optimizing the benefits to conserve biodiversity in fragmented landscapes

O processo de envelhecimento é acompanhado por um declínio nas funções cognitivas, principalmente, de funções fluidas ou de processamento. Essas diminuições são pelo menos, em parte, devido a alterações estruturais e funcionais do sistema nervoso central. Uma abordagem para estudar as mudanças funcionais é a medição da utilização metabólica regional da glicose, ou, alternativamente, um parâmetro físico correlacionado ao metabolismo cerebral e à atividade funcional local, como o fluxo sanguíneo cerebral (CBF). Neste contexto, em Imagens por Ressonância Magnética (IRM), a técnica de Marcação dos Spins Arteriais (ASL) surge como uma importante ferramenta não invasiva para análises perfusionais. Seu uso não só permite avaliar a perfusão sanguínea cerebral, gerando mapas quantitativos de CBF, mas também fornecer uma alternativa para estudar a conectividade funcional (FC), um parâmetro importante para descrição da topologia e funcionalidade cerebral. Sessenta e três indivíduos saudáveis, na faixa etária entre dezoito à setenta e dois anos, foram recrutados para participar deste estudo. Análises estatísticas mostram uma diminuição de CBF em várias regiões cerebrais, especialmente nos lobos frontal e temporal, que acompanham o processo de envelhecimento. As medidas de FC foram obtidas em análises por regiões de interesse e teoria de grafos; estas também demostraram uma diminuição, com o avanço da idade, em regiões presentes nos lobos frontal e temporal, mas também relataram um maior número de regiões prejudicadas no lobo parietal. Portanto, usando uma técnica de imagem não invasiva, foi possível observar déficits de CBF além de alterações de aspectos da organização funcional, oferecendo valores quantitativos que podem ajudar na melhor descrição dos efeitos do envelhecimento na hemodinâmica cerebral. / Aging process is accompanied by a decline in cognitive functions foremost comprise fluid or processing-based functions. These decreases are at least partly due to structural and functional deteriorating changes of the central nervous system. One approach to study these functional changes is the measurement of the regional metabolic utilization of glucose, or, alternatively, a physical quantity correlated to cerebral metabolism and local functional activity, such as the cerebral blood flow (CBF). In this context, Arterial spin labeling (ASL) emerges as a noninvasive Magnetic Resonance Imaging (MRI) perfusion technique. Its use not only allows assessing cerebral perfusion, by generating CBF values, but also can provide an alternative to study functional connectivity (FC), which is an important parameter that describes the brain topology and functionality. Sixty-three healthy subjects, from age eighteen to seventy-two years, were recruited to participate in this study. ASL-CBF maps showed a decrease in several brain regions, especially in frontal and temporal lobes that follows aging process. FC measures were assessed with regions of interest (ROI-to-ROI) and graph theory analysis, also showing a decrease in regions present in frontal and temporal lobes, and also more impaired regions in the parietal lobe. Therefore, using a noninvasive imaging technique it was possible to observe CBF deficits besides alteration in aspects on functional organization, offering quantitative values that can help to describe better the aging effects on cerebral hemodynamics.