Thesis (M.C.S.)--Carleton University, 2001. / CD-ROM contains copies of the thesis (pdf and postscript) and the code the author wrote to do the research. Includes bibliographical references (p. 117-120). Also available in electronic format on the Internet.

Thesis (M.S.)--University of Wisconsin--Madison, 1983. / Typescript. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 66-74).

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Gutta-percha cones are the most widely used material for root canal filling. They are composed of gutta-percha rubber (trans 1,4-polyisoprene), ZnO, BaSO4 and wax or resins. Gel permeation chromatography (GPC), Infrared spectroscopy (IR), nuclear magnetic resonance (NMR), atomic absorption spectroscopy and thermogravimetric analysis were used in the characterization of purified gutta-percha polymer and in the study of the in vitro and in vivo aging. The in vitro thermal degradation of purified gutta-percha polymer was monitored by IR spectroscopy. The increase of bands due to hydroxyl (OH; 3430-3440 cm-1) and carbonyl groups (C=O; 1720-1730 cm-1) were detected, probably due to products of degradation such as alcohols, carboxylic acid, hydroperoxide, aldehyde, ketone, ether or ester. A decrease on the band at 840 cm-1 due to =C-H was also detected. The effect of some components of cones (ZnO, BaSO4 and wax) in the in vitro thermal oxidation of gutta-percha polymer was carried out by IR spectroscopy through the evolution of hydroxyl band, carbonyl band and the decrease of =C-H band, assumed as related to the cleavage of isoprene double bond. The induction time (ti) and the apparent rate constants during early step of degradation were determined. The ti values for gutta-percha polymer was smaller than the observed for natural rubber (cis-isomer). Addition of ZnO to the gutta-percha anticipated the beginning of film degradation, while the addition of BaSO4 delayed it. Wax addition did not change the nduction time. The in vivo aging process of gutta-percha cones was monitored by GPC after the extraction of remaining cones during the retreatment followed by the polymer isolation. The molar mass of polyisoprene decreased with time, but in a slow rate. In tooth with caries and periodontal fection, the decrease in molar mass was higher than in healthy root canal. IR analysis of the in vivo aged gutta-percha showed the production of carbonyl and hydroxyl groups indicating that the process is oxidative. 1H-NMR analysis confirmed the formation of hydroperoxide during in vivo aging. It was also observed that the ZnO content in the cones decreases with increasing of aging time, due the contact with tissue fluids. Experiment with non aged cones in contact with artificial saliva and water also showed the decrease of cone mass with time due to the release of ZnO. Eight brands of gutta-percha cones available in Brazil were also characterized. The average composition was similar to other brands investigated. Differential scanning calorimetric study showed that gutta-percha polymer possess two crystalline phases (a and b). The changes in crystalline phase occur during thermal heating. / Cones de guta-percha sÃo os materiais mais utilizados para obturaÃÃo de canais em endodontia. Eles sÃo compostos de borracha de guta-percha (trans 1,4-poliisopreno), ZnO, BaSO4 e graxas ou resinas. Cromatografia de permeaÃÃo em gel (GPC), espectroscopia na regiÃo de infravermelho (IV), ressonÃncia magnÃtica nuclear (RMN), espectroscopia de absorÃÃo atÃmica e anÃlise termogravimÃtrica foram usadas na caracterizaÃÃo do polÃmero purificado e no estudo do envelhecimento in vitro e in vivo da guta-percha. A degradaÃÃo tÃrmica in vitro do polÃmero guta-percha purificado foi monitorado por espectroscopia de IV. O aumento das bandas devido a grupos hidroxilas (OH; 3430-3440 cm-1) e carbonilas (C=O; 1720-1730 cm-1) foram detectados, provavelmente devido a produtos de degradaÃÃo tais como Ãlcoois, Ãcidos carboxilicos, hidroperÃxidos, aldeidos, cetonas, Ãteres e Ãsteres. Um decrÃscimo na banda de 840 cm-1 devido à quebra =C-H tambÃm foi detectado. O efeito de alguns componentes dos cones (ZnO, BaSO4 e graxas) na oxidaÃÃo tÃrmica in vitro do polÃmero guta-percha foi analisado por espectroscopia IV com a evoluÃÃo das bandas de hidroxila, bandas de carbonila e decrÃscimo da banda de =C-H, assumindo como quebra da ligaÃÃo dupla do isopreno. O tempo de induÃÃo (ti) e as constantes aparentes de velocidade para a degradaÃÃo foram determinados. Os valores de ti para o polÃmero guta-percha foram menores do que o observado para a borracha natural (isÃmero-cis). A adiÃÃo de ZnO ao filme de guta-percha antecipa o inÃcio da degradaÃÃo, enquanto a adiÃÃo de BaSO4 o retarda. A adiÃÃo de cera nÃo mudou o tempo de induÃÃo. O processo de envelhecimento in vivo do cone guta-percha foi monitorado por GPC apÃs a extraÃÃo dos cones durante o retratamento seguido pela separaÃÃo do polÃmero remanescente. A massa molar do poliisopreno decresce com o tempo, mas em uma taxa lenta. No dente com cÃrie e infecÃÃo periapical, a diminuiÃÃo na massa molar foi mais elevada do que no dente de raiz saudÃvel. As anÃlises de IV no envelhecimento in vivo da guta-percha mostrou a produÃÃo de grupos carbonilas e hidroxilas indicando que o processo à oxidativo. As anÃlises 1H-RMN confirmaram a formaÃÃo de hidriperÃxidos durante o envelhecimento in vivo. Observou-se tambÃm que ZnO contidos nos cones diminui com o tempo de envelhecimento, devido ao contato com fluidos tissulares. Experimentos com cones nÃo envelhecidos em contato com saliva artificial e Ãgua tambÃm mostraram a diminuiÃÃo da massa do cone com o tempo devido a liberaÃÃo de ZnO. Oito marcas de cones de guta-percha disponÃveis no Brasil foram tambÃm caracterizadas. A composiÃÃo mÃdia foi similar a outras marcas investigadas. O estudo de calorimetria exploratÃria diferencial (DSC) mostrou que o polÃmero guta-percha possui duas fases cristalinas (a e b). As mudanÃas na fase cristalina ocorrem durante o aquecimento tÃrmico.

Aims: The electroretinogram (ERG) can be used to independently assess the function of rod and cone photoreceptors within the human retina. The work in this thesis sought to investigate an alternative method of recording the ERG, using the silent substitution paradigm (Estevez and Spekreijse 1982). The aims are separated into two parts, firstly, the isolation and characterisation of the non-dark adapted rod photoreceptor response, and secondly, characterising the ERG response from L-, M- and S-cones. Methods: Rod, L-, M- and S-cone isolating as well as non-isolating sinusoidal flicker and transient square-wave stimuli were generated on a 4 primary LED ganzfeld stimulator to elicit ERGs from non-dark adapted participants with normal and compromised rod or cone function. Results: The results from the rod experiments showed that ERGs elicited by rod isolating silent substitution stimuli exhibit low-pass temporal frequency response characteristics with an upper response limit of 30Hz and saturate beyond 1000ph Td. Responses are optimal between 5 – 8 Hz and between 10-100 photopic Td. There is a significant correlation between the response amplitudes obtained with the silent substitution method and current standard clinical protocols. The results from the cone experiments showed that the L-, M- and S-cone stimulation produced ERGs with very different morphologies. L- and M-cone stimulation is of limited use as an objective measure of colour vision deficiency. Conclusion: Silent substitution provides an effective method for the isolation of human rod and cone photoreceptor function in subjects when stimuli are used within appropriate parameter ranges.

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Although introductory courses in special relativity give an introduction to the causal structure of Minkowski space, it is common for causal structure in general space- times to be regarded as an advanced topic, and omitted from introductory courses in general relativity, although the related topic of gravitational lensing is often included. Here a numerical approach to visualizing the light cones in exterior Schwarzschild space taking advantage of the symmetries of Schwarzschild space and the conformal invariance of null geodesics is formulated, and used to make some of these ideas more accessible. By means of the Matlab software developed, a user is able to produce figures showing how light cones develop in Schwarzschild space, starting from an arbitrary point and developing for any length of time. The user can then interact with the figure, changing their point of view, or zooming in or out, to investigate them. This approach is then generalised, using the symbolic manipulation facility of Matlab, to allow the user to specify a metric as well as an initial point and time of development. Finally, the software is demonstrated with a selection of metrics.

A retinopatia da prematuridade é uma doença ocular do desenvolvimento associada a um crescimento vascular retiniano anormal e ocorre somente em recém-nascidos com menos de 32 semanas de gestação e submetidos a longos períodos em incubadoras, tipicamente ricas em oxigênio. A doença possui duas fases: (1) a inibição do desenvolvimento normal de vasos na retina, decorrente da hiperóxia induzida pelo ambiente da incubadora; (2) neovascularização retiniana devido ao aumento de fatores de crescimento desencadeados pela pouca disponibilidade de oxigênio fora da incubadora. O objetivo deste trabalho é avaliar a função visual em um modelo animal de retinopatia da prematuridade, comparando-o a animais sadios. Eletrorretinogramas (ERGs) de campo total foram realizados em camundongos (Mus musculus) controle e camundongos submetidos hiperoxigenação em câmara hiperbárica (75% de oxigênio) durante o desenvolvimento retiniano pós-natal para entender as perdas visuais que ocorrem na retinopatia da prematuridade. Foram utilizados 122 animais, divididos em dois grupos: no grupo controle¸ ERGs foram realizados em P17 (n = 32), P30 (n = 26) e P60 (n = 44) com estimulação em comprimentos de onda distintos (LEDs com pico de emissão em 365 nm, 459 nm, 525 nm e 635 nm) para avaliação da atividade funcional da retina ao longo do desenvolvimento, não passando por nenhuma manipulação experimental adicional; no grupo experimental, os animais foram submetidos à hiperoxigenação de P7 a P12 para indução da angiogênese e avaliados com ERGs com estimulação em 459 nm em P17 (n = 7), P30 (n = 6) e P60 (n = 7), para acompanhar o desenvolvimento retiniano. Todos os animais foram adaptados ao escuro por pelo menos duas horas antes da realização dos experimentos. Em sessão de 40 a 60 minutos de duração, os animais foram submetidos a flashes de luz em intensidades crescentes. Amplitudes e latências das ondas a, b e potenciais oscilatórios foram medidas, e relações intensidade-resposta ajustadas com modelos matemáticos diferentes para comparação entre indivíduos e entre grupos. Os parâmetros obtidos com os ajustes foram comparados através de ANOVA e testes T de Student com as devidas correções de Bonferroni. Nos níveis luminosos testados, a onda b do ERG murino é majoritariamente dominada pela atividade dos bastonetes e a onda a majoritariamente dominada pelos cones. Os registros em animais em P17 e P30 do grupo controle foram similares aos realizados em P60 quanto à latência e amplitude de resposta, bem como quanto à sensibilidade e grau de cooperação entre os distintos elementos do ERG. Entretanto, as amplitudes máximas de resposta foram ligeiramente maiores em P30 para todos os comprimentos de onda e houve ligeira redução da sensibilidade absoluta ao longo do desenvolvimento. Para o grupo experimental, os animais em P17 sofreram as maiores perdas, com diminuições nas amplitudes de todos os componentes do ERG, sem prejuízo das latências ou sensibilidade. Também houve uma sucessiva recuperação das respostas ao longo do desenvolvimento animal. Esses achados indicam que o modelo de ROP em camundongos reproduz aspectos essenciais ao quadro patológico severo humano / The retinopathy of prematurity is an ocular developmental disorder associated with abnormal retinal vascular growth and occurs only in neonates younger than 32 weeks of gestation and undergoing long periods in incubators, typically rich in oxygen. The disease has two phases: (1) the inhibition of the normal development of vessels in the retina, due to the hyperoxia induced by the incubator environment; (2) retinal neovascularization due to the increase in growth factors triggered by the low availability of oxygen outside the incubator. The objective of this study is to evaluate the visual function in an animal model of retinopathy of prematurity, comparing it to healthy animals. Full-field electroretinogram (ERGs) were performed on control mice (Mus musculus) and that were exposed to a hyperbaric chamber (75% oxygen) during post-natal retinal development to understand the visual losses that occur in retinopathy of prematurity. We used 122 animals, divided into two groups: in the control group, ERGs were performed at P17 (n = 32), P30 (n = 26) and P60 (n = 44) with stimulation at different wavelengths (LEDs with peak of emission at 365 nm, 459 nm, 525 nm and 635 nm) for evaluation of the functional activity of the retina throughout the development, without any additional experimental manipulation; in the experimental group, animals were submitted to hyperoxogenation of P7 to P12 for induction of angiogenesis and evaluated with ERGs with stimulation at 459 nm in P17 (n = 7), P30 (n = 6) and P60 (n = 7) to follow up retinal development. All animals were dark adapted for at least two hours prior to the experiments. In sessions with 40 to 60 minutes, the animals were subjected to flashes of light at increasing intensities. Amplitudes and latencies of a-waves, b-waves and oscillatory potentials were measured, and intensity-response relationships adjusted with different mathematical models for comparison between individuals and between groups. The parameters obtained with the adjustments were compared through ANOVA and Student\'s T tests with the appropriate Bonferroni correction. In the light levels tested, the murine ERG b-wave is dominated by rod activity and the a-wave is dominated by the cones. The records in animals at P17 and P30 of the control group were similar to those performed at P60 regarding the latency and amplitude of response, as well as the sensitivity and degree of cooperation between the different ERG elements. However, the maximum response amplitudes were slightly higher at P30 at all wavelengths and there was slight reduction of absolute sensitivity throughout development. For the experimental group, the animals at P17 suffered the greatest losses, with decreases in the amplitudes of all the components of the ERG, without prejudice to the latencies or sensitivity. There was also a successive recovery of responses throughout animal development. These findings indicate that the ROP model in mice reproduces aspects essential to the severe human pathology

Estudos prévios do nosso laboratório têm mostrado a presença e importância das GTPases Rho, proteínas de baixo peso molecular que são ativadas por diversos sinais extracelulares, em neurônios da retina adulta, durante o desenvolvimento e na degeneração induzida por luz. O objetivo deste trabalho foi determinar por meio de imunocitoquímica a distribuição de alguns membros desta família (RhoA, Rac1 e Cdc42) nos fotorreceptores da retina de camundongos BalbC em situações normais e de adaptação ao claro e ao escuro. Os resultados mostraram que Rac1, Cdc42 e RhoA são expressos principalmente no segmento interno e nas possíveis terminações de cones e bastonetes na camada plexiforme externa. Em condições diferentes de estimulação não ocorreu translocação das GTPases, como ocorre com outras proteínas envolvidas na fototransdução. Os resultados sugerem que elas possam desempenhar papéis importantes na reorganização do citoesqueleto ou no processo de fototransdução, regulando outras proteínas e/ou protegendo contra danos induzidos pela luz. / Previous studies from our laboratory have shown the presence and importance of the Rho family of small GTPases, proteins that are activated by different extracellular signals, in neurons of the adult retina, during development and light-induce degeneration. The aim of the present work was to determine by immunocytochemistry the distribution of RhoA, Rac1 and Cdc42 in photoreceptors of the BalbC mice retina in different conditions of light/dark adaptation. Our results showed that Rac1, RhoA and Cdc42 are mainly expressed in the inner segments and presumptive axon terminals of cones and rods in the outer plexiform layer. In addition, there was no evidence of Rho GTPases translocation under different conditions of stimulation, as shown for some phototransduction proteins. The results suggest that Rho GTPases may play important roles in the reorganization of the cytoskeleton or in the phototransduction process, regulating other proteins and/ or protecting against light-induced damage.

A retinopatia da prematuridade é uma doença ocular do desenvolvimento associada a um crescimento vascular retiniano anormal e ocorre somente em recém-nascidos com menos de 32 semanas de gestação e submetidos a longos períodos em incubadoras, tipicamente ricas em oxigênio. A doença possui duas fases: (1) a inibição do desenvolvimento normal de vasos na retina, decorrente da hiperóxia induzida pelo ambiente da incubadora; (2) neovascularização retiniana devido ao aumento de fatores de crescimento desencadeados pela pouca disponibilidade de oxigênio fora da incubadora. O objetivo deste trabalho é avaliar a função visual em um modelo animal de retinopatia da prematuridade, comparando-o a animais sadios. Eletrorretinogramas (ERGs) de campo total foram realizados em camundongos (Mus musculus) controle e camundongos submetidos hiperoxigenação em câmara hiperbárica (75% de oxigênio) durante o desenvolvimento retiniano pós-natal para entender as perdas visuais que ocorrem na retinopatia da prematuridade. Foram utilizados 122 animais, divididos em dois grupos: no grupo controle¸ ERGs foram realizados em P17 (n = 32), P30 (n = 26) e P60 (n = 44) com estimulação em comprimentos de onda distintos (LEDs com pico de emissão em 365 nm, 459 nm, 525 nm e 635 nm) para avaliação da atividade funcional da retina ao longo do desenvolvimento, não passando por nenhuma manipulação experimental adicional; no grupo experimental, os animais foram submetidos à hiperoxigenação de P7 a P12 para indução da angiogênese e avaliados com ERGs com estimulação em 459 nm em P17 (n = 7), P30 (n = 6) e P60 (n = 7), para acompanhar o desenvolvimento retiniano. Todos os animais foram adaptados ao escuro por pelo menos duas horas antes da realização dos experimentos. Em sessão de 40 a 60 minutos de duração, os animais foram submetidos a flashes de luz em intensidades crescentes. Amplitudes e latências das ondas a, b e potenciais oscilatórios foram medidas, e relações intensidade-resposta ajustadas com modelos matemáticos diferentes para comparação entre indivíduos e entre grupos. Os parâmetros obtidos com os ajustes foram comparados através de ANOVA e testes T de Student com as devidas correções de Bonferroni. Nos níveis luminosos testados, a onda b do ERG murino é majoritariamente dominada pela atividade dos bastonetes e a onda a majoritariamente dominada pelos cones. Os registros em animais em P17 e P30 do grupo controle foram similares aos realizados em P60 quanto à latência e amplitude de resposta, bem como quanto à sensibilidade e grau de cooperação entre os distintos elementos do ERG. Entretanto, as amplitudes máximas de resposta foram ligeiramente maiores em P30 para todos os comprimentos de onda e houve ligeira redução da sensibilidade absoluta ao longo do desenvolvimento. Para o grupo experimental, os animais em P17 sofreram as maiores perdas, com diminuições nas amplitudes de todos os componentes do ERG, sem prejuízo das latências ou sensibilidade. Também houve uma sucessiva recuperação das respostas ao longo do desenvolvimento animal. Esses achados indicam que o modelo de ROP em camundongos reproduz aspectos essenciais ao quadro patológico severo humano / The retinopathy of prematurity is an ocular developmental disorder associated with abnormal retinal vascular growth and occurs only in neonates younger than 32 weeks of gestation and undergoing long periods in incubators, typically rich in oxygen. The disease has two phases: (1) the inhibition of the normal development of vessels in the retina, due to the hyperoxia induced by the incubator environment; (2) retinal neovascularization due to the increase in growth factors triggered by the low availability of oxygen outside the incubator. The objective of this study is to evaluate the visual function in an animal model of retinopathy of prematurity, comparing it to healthy animals. Full-field electroretinogram (ERGs) were performed on control mice (Mus musculus) and that were exposed to a hyperbaric chamber (75% oxygen) during post-natal retinal development to understand the visual losses that occur in retinopathy of prematurity. We used 122 animals, divided into two groups: in the control group, ERGs were performed at P17 (n = 32), P30 (n = 26) and P60 (n = 44) with stimulation at different wavelengths (LEDs with peak of emission at 365 nm, 459 nm, 525 nm and 635 nm) for evaluation of the functional activity of the retina throughout the development, without any additional experimental manipulation; in the experimental group, animals were submitted to hyperoxogenation of P7 to P12 for induction of angiogenesis and evaluated with ERGs with stimulation at 459 nm in P17 (n = 7), P30 (n = 6) and P60 (n = 7) to follow up retinal development. All animals were dark adapted for at least two hours prior to the experiments. In sessions with 40 to 60 minutes, the animals were subjected to flashes of light at increasing intensities. Amplitudes and latencies of a-waves, b-waves and oscillatory potentials were measured, and intensity-response relationships adjusted with different mathematical models for comparison between individuals and between groups. The parameters obtained with the adjustments were compared through ANOVA and Student\'s T tests with the appropriate Bonferroni correction. In the light levels tested, the murine ERG b-wave is dominated by rod activity and the a-wave is dominated by the cones. The records in animals at P17 and P30 of the control group were similar to those performed at P60 regarding the latency and amplitude of response, as well as the sensitivity and degree of cooperation between the different ERG elements. However, the maximum response amplitudes were slightly higher at P30 at all wavelengths and there was slight reduction of absolute sensitivity throughout development. For the experimental group, the animals at P17 suffered the greatest losses, with decreases in the amplitudes of all the components of the ERG, without prejudice to the latencies or sensitivity. There was also a successive recovery of responses throughout animal development. These findings indicate that the ROP model in mice reproduces aspects essential to the severe human pathology

A visãao é o sentido humano mais complexo e importante para os processos de cognição e de interação de um indivíduo com o mundo. Neurofiisiologistas buscam identificar e compreender como funcionam os mecanismos celulares envolvidos neste processo. O sistema visual recebe os sinais de imagens captadas pelos olhos e, por meio de transformações e processamento diversos, integra esses sinais em representações de objetos internos perceptuais. O projeto Olho Virtual consegue reconstruir, em três dimensões, modelos de olhos utilizando córneas reais ou simuladas em computador, reproduzindo suas propriedades ópticas captando imagens de maneira satisfatória. Este trabalho introduz, no projeto Olho Virtual, um modelo computacional de retina baseado no modelo biológico, capaz de reproduzir as propriedades das células cones e bastonetes em suas distribuições radiais e também em suas funcionalidades em particular. Além dessa, é apresentado uma modelagem para reprodução dos campos receptivos das células ganglionares presentes na retina, gerando sinais de saída nos sistemas parvo e magno. Por fim são feitas simulações de experimentos psicofísicos com propósito de verificar a validade da modelagem proposta / The vision is the human sense more complex and important in cognitive processes and the interaction of an individual with the world. Neurophysiologists seek to identify and understand how the cellular mechanisms involved in this process work. The visual system receives the image signals captured by the eyes and, through several transformations and processing, integrate those signals into internal representations of perceptual objects. The project Virtual Eye can reconstruct three-dimensional models of eye corneas using real or simulated on the computer, playing their optical properties capturing images satisfactorily. This work introduces the Virtual Eye project, a computational model of retina-based biological model, able to reproduce the properties of rod and cone cells in their radial distributions and also in its functionality in particular. Besides this, a model is presented for reproduction of the receptive fields of ganglion cells present in the retina, generating output signals in the parvo and magno systems. Finally, simulations are made with psychophysical experiments in order to verify the accuracy of the proposed model