Introdução: A osteoartrite de joelhos (KOA) apresenta alta prevalência, principalmente em mulheres. Com o envelhecimento da população esta prevalência irá aumentar. Os tratamentos conservadores apresentam limitada eficácia em expressivo número de pacientes no curso do tratamento . A cirurgia de protetização apresenta altos custos, possibilidade de complicações pós-operatórias graves e ainda que a correção anatômica seja perfeita, em torno de 20% dos pacientes persistem com dor crônica pós-operatória. Portanto, é preciso avançar no conhecimento dos mecanismos fisiopatológicos e estudar novas abordagens terapêuticas para agregar às existentes, visando melhor manejo da dor e para restabelecer a função de maneira mais efetiva. Estas questões motivaram três questões centrais que origiram os três estudos que compõem esta tese. Estudo I: No primeiro estudo avaliamos os mecanismos pelos quais há perpetuação da dor na KOA. Para responder a esta questão buscou respostas aos seguintes objetivos: I) Comparar se a função da via da dor inibitório descendente está associada com o estado de inibição no sistema corticospinal, indexado pelo potencial evocado motor (MEP) e o período de silêncio cortical (CSP) em pacientes com KOA e controles saudáveis. II) Determinar se há correlação entre as medidas de inibição intracortical (CSP, MEP) com alterações na escala de dor numérica (NPS 0-10) na KOA durante a tarefa de modulação condicionada de dor (CPM-task) considerando o efeito da capacidade funcional auto-relatada avaliada pelo Western Ontário and McMaster Universities Index (WOMAC) e uso de analgésicos. Métodos: Estudo transversal, foram incluídas 21 pacientes femininas com KOA e 10 controles saudáveis com idade entre 19 a 75 anos. Os parâmetros de excitabilidade do córtex motor (MEP e CSP) foram avaliados utilizando a estimulação magnética trasncraniana (EMT). Avaliação de dor e a incapacidade pelo WOMAC e a NPS (0-10) durante a CPM-task. Resultados: A média ajustada (DP) do CSP observada em pacientes com OA foi 23,43% menor do que em indivíduos saudáveis [54,54 (16,10) vs. 70,94 (22,87)], respectivamente (P = 0,01). A função do sistema modulador descendente de dor avaliado pela alteração do NPS (0-10) durante o CPM-task foi negativamente correlacionada com o parâmetro de excitabilidade cortical indexado pelo CSP (P = 0,001). O CSP foi negativamente correlacionado com a dor e incapacidade avaliada pelo índice WOMAC. Conclusão: Foi observado um sistema inibitório descendente de dor enfraquecido, corroborando com os achados em outras patologias de dor crônica. Estudo II O segundo estudo buscou determinar se na KOA, uma sessão de IMS (eletroestimulação intramuscular) ativa comparada com sham promove um efeito nos parâmetros de excitabilidade do córtex motor [MEP, inibição intracortical curta - SICI, facilitação intracortical (ICF) e CSP] e nas medidas de dor [limiar de dor a pressão (PPT); escala visual analógica de dor (VAS) e mudança na escala de dor numérica (NPS0-10) durante a CPM-task]. Esse estudo também se propôs a determinar se o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) sérico medeia o efeito desta estimulação no sistema cortico-espinhal, tal como avaliado pelo MEP e pelo PPT. Métodos: Foram incluídas 26 mulheres com KOA, com idade entre 50 a 75 anos. Elas foram divididas randomicamente para receber uma sessão de 30 minutos de IMS ativa (n = 13) ou IMS sham (n = 13) por meio de eletroestimulação com frequência de 2 Hz. As agulhas foram inseridas paravertebrais em nível da saída das raízes lombares de L1 a S2 e nos músculos cuja inervação corresponde a essas raízes e que sustentam a articulação do joelho (vasto medial, reto anterior, vasto lateral, tibial anterior e inserção da pata anserina). Os desfechos foram as medidas de dor (VAS, PPT, NPS durante CPM-task) e parâmetros de excitabilidade (MEP, CSP, SICI, ICF) realizados antes e imediatamente após a intervenção. Resultados: a IMS ativa comparado com sham diminuiu o MEP em 31,61% [intervalo de confiança (IC) 95%, 2,34-60,98]. Para os resultados secundários, IMS reduziu o ICF e aumentou o CSP. A IMS melhorou a dor relatada no VAS, o PPT e a pontuação do NPS (0-10) durante a CPM-task. O BDNF foi negativamente correlacionado com o PPT (r = 20,56). Conclusão: Obtivemos resultados demonstrando melhora da dor e reforço do sistema cortico-espinhal inibitório comparado ao tratamento sham com IMS. Estudo III O terceiro estudo buscou: 1) Avaliar se a utilização da ETCC (estimulação transcraniana de corrente contínua) combinada a IMS pode promover um resultado melhor de modulação da via cortico-espinhal de dor através da potenciação dos efeitos dos dois tratamentos; comparado a cada um deles isoladamente e ao tratamento sham. 2) Avaliar a capacidade da ETCC em reforçar o sistema inibitório descendente de dor e modular a excitabilidade neuronal através da VAS, PPT e NPS durante CPM-task. Além disso, avaliamos se o BDNF sérico poderia prever o efeito da terapia no final do tratamento. Métodos: 60 mulheres de 50 a 75 anos. Randomizadas em um de quatro grupos: ETCC+IMS, ETCC+IMS sham, ETCC sham+IMS, ETCC sham+IMS sham. Receberam 5 sessões de tratamento: ETCC anodal, lado contrário ao joelho acometido, 2mA, 30 min. IMS: estimulação com freqüência de 2Hz, 30 min; agulhas colocadas a 2cm de L1 á S2, nos músculos vasto medial, vasto lateral, reto anterior, tibial anterior e na inserção da pata anserina. Resultados: O a-tDCS + a-IMS mostrou os melhores resultados com diferença significativa na dor (VAS) [média (DP) relacionadas ao tratamento (pós e pré): 0.46 (0.04) vs. 6.32 (1.97); 95%CI -5.42 (-8.24 to -4.36), p=.003] e funcionalidade. Esse resultado iniciou na primeira sessão e manteve-se ao longo do estudo. A-tDCS+a-IMS foi o único capaz de modificar o sistema inibitório descendente de dor. Conclusão: Obtivemos melhora da dor e capacidade funcional com IMS, ETCC e ETCC+IMS. Mas somente o grupo de tratamento ETCC+IMS demonstrou capacidade de modificação do sistema inibitório descendente de dor. / Background: Knee osteoarthritis (KOA) has a high prevalence, especially in women. With the aging of the population this prevalence will increase. Conservative treatments have limited efficacy in expressive number of patients in the course of the treatment. The total knee replacement surgery presents high costs, possibility of serious postoperative complications and although the anatomical correction is perfect, around 20% persist with chronic postoperative pain. Therefore, it’s necessary to advance in the knowledge of pathophysiological mechanisms and to study new therapeutic approaches to add to the existing ones, aiming to better manage pain and to restore function more effectively. These questions motivated three central questions that originated the three studies that compose this thesis. Study I In the first study we evaluated the mechanisms by which there is perpetuation of pain in knee osteoarthritis and to answer this question sought to answer the following objectives: I) To compare if the function of the descending inhibitory pain pathway is associated with the state of inhibition in the corticospinal system, indexed by the motor evoked potential (MEP) and the cortical silent period (CSP) in patients with KOA and healthy controls. II) To determine if there is a correlation between the intracortical inhibition measures (CSP, MEP) with changes in the numerical pain scale (NPS 0-10) in the KOA during the task of conditioned pain modulation (CPM-task) considering the effect of the self-reported function evaluated by the Western Ontario and McMaster Universities Index (WOMAC) and the use of analgesics. Methods: A cross-sectional study included 21 female patients with KOA and 10 healthy controls aged 19-75 years old. Motor cortex excitability parameters (MEP and CSP) were assessed using transcranial magnetic stimulation (TMS). Pain assessment and disability by WOMAC and NPS (0-10) during the CPM-task. Results: The adjusted mean (SD) of CSP observed in patients with OA was 23.43% lower than in healthy subjects [54,54 (16,10) vs 70.94 (22.87)], respectively (P = 0.01). The function of the descending pain modulatory system evaluated by the NPS (0-10) change during the CPM-task was negatively correlated with the cortical excitability parameter indexed by CSP (P = 0.001). CSP was negatively correlated with pain and disability assessed by the WOMAC index. Conclusion: It was observed a descending pain inhibitory system weakened, corroborating the findings of other chronic pain conditions. Study II The second study sought to determine if one active IMS session compared to sham promoted an effect on motor cortex excitability (MEP, short intracortical inhibition - SICI, intracortical facilitation (ICF) and CSP and in the pain measures [pressure pain threshold (PPT); Visual analogue pain scale (VAS) and numerical pain scale change (NPS0-10) during the CPM-task]. This study also aimed to determine whether serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mediates the effect of this stimulation on the cortico-spinal system, as assessed by MEP and PPT. Methods: Twenty-six women with KOA, aged 50-75 years old, were included. They were randomly divided to receive a 30-minute session of active IMS (n = 13) or IMS sham (n = 13) by electrostimulation with a frequency of 2 Hz. The needles were inserted paravertebral at the level of the lumbar roots exit from L1 to S2 and in the muscles whose innervation corresponds to these roots and which support the knee joint (vastus medialis, rectus anterior, vastus lateral, tibialis anterior and insertion of the anserine paw). The outcomes were pain measures (VAS, PPT, NPS during CPM-task) and excitability parameters (MEP, CSP, SICI, ICF) performed before and immediately after the intervention. Results: the active IMS compared with sham decreased the MEP by 31.61% [confidence interval (CI) 95%, 2.34-60.98]. For the secondary outcomes, IMS reduced ICF and increased CSP. IMS improved pain reported in VAS, PPT, and NPS score (0-10) during the CPM-task. BDNF was negatively correlated with PPT (r = 20.56). Conclusion: We obtained results demonstrating improvement of pain and enhancement of the inhibitory corticospinal system compared to sham treatment with IMS. Study III The third study aimed to: 1) Evaluate if the use of the combined tDCS (transcranial direct current stimulation) to IMS can promote a better result of modulation of the corticospinal pain pathway through the potentiation of the effects of the two treatments; compared to each of them alone, and with the sham treatment. 2) To evaluate the ability of the tDCS to strengthen the descending inhibitory pain system and to modulate neuronal excitability through VAS, PPT and NPS during CPM-task. In addition, we evaluated whether serum BDNF could predict the effect of therapy at the end of treatment. Methods: 60 women aged 50 to 75 years old. Randomized in one of four groups: tDCS + IMS, tDCS + IMS sham, tDCS sham + IMS, tDCS sham + IMS sham. They received 5 sessions of treatment: anodal tDCS, opposite side to affected knee, 2mA, 30 min. IMS: stimulation with frequency of 2Hz, 30 min; needles placed at 2 cm from L1 to S2, in the vastus medialis, vastus lateralis, rectus anterior, tibialis anterior and insertion of the anserine paw. Results: a-tDCS + a-IMS showed the best results with significant difference in pain (VAS) [mean (SD) related to treatment (post and pre): 0.46 (0.04) vs. 6.32 (1.97); 95% CI -5.42 (-8.24 to -4.36), p = .003] and functionality. This result started in the first session and was maintained throughout the study. A-tDCS + a-IMS was the only one able to modify the descending inhibitory pain system. Conclusion: We achieved improved pain and functional capacity with IMS, tDCS and tDCS + IMS. But only the tDCS + IMS treatment group demonstrated ability to modify the descending inhibitory pain system.

Recentes evidências sugerem que a dor lombar crônica está associada a alterações plásticas no cérebro, que podem ser modificadas por estratégias de neuromodulação. Neste ensaio clínico investigamos a eficácia analgésica de 12 sessões não consecutivas de estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), estimulação elétrica periférica (EEP), ETCC+EEP e estimulação simulada (sham) em 92 pacientes com dor lombar crônica inespecífica. A intensidade, aspecto sensorial e afetivo da dor, incapacidade e percepção global de recuperação foram avaliadas antes do tratamento e quatro semanas, três e seis meses pós-randomização. Efeitos adversos, satisfação do paciente com o tratamento e fatores de confusão como ansiedade e depressão também foram avaliados. Os resultados demonstraram efeitos analgésicos clinicamente importantes da ETCC+EEP (MD = -2,6 IC95% = -4,4 a -0,9) e EEP isolada (MD = -2,2 IC95% = -3,9 a -0,4) comparada ao grupo sham, mas não da ETCC isolada (MD = -1,7 IC95% = -3,4 a -0,0). Além da manutenção do efeito analgésico por até três meses a ETCC+EEP obteve maior proporção de respondedores em diferentes pontos de corte. Os resultados sugerem que tanto a ETCC+EEP quanto EEP isolada são eficazes em curto prazo para o alívio da dor lombar crônica inespecífica. No entanto o efeito analgésico mais duradouro aliado a maior proporção de respondedores indicam um possível efeito aditivo e sinérgico da ETCC+EEP no alívio da dor em pacientes com dor lombar crônica não específica. Os nossos resultados não apoiam o uso da ETCC no regime de tratamento utilizado / Recent evidence suggests that chronic low back pain is associated with plastic changes in the brain that can be modified by neuromodulation strategies. In this clinical trial we have investigated the analgesic efficacy of 12 non-consecutive sessions of transcranial direct current stimulation (tDCS), peripheral electrical stimulation (PES), tDCS+PES and sham stimulation in 92 patients with chronic nonspecific low back pain. Intensity, the sensory and affective aspect of pain, disability, and overall perception of recovery were assessed before treatment and four weeks, three and six months post-randomization. Adverse effects, patient satisfaction with treatment and confounding factors such as anxiety and depression were also evaluated. The results showed clinically significant analgesic effects of tDCS+PES (Mean Reduction (MR) = -2.6; CI95% = -4.4 to - 0.9) and PES alone (MD = -2.2, CI95% = -3.9 to -0.4) compared to sham group, but not tDCS alone (MD = -1.7, CI95% = -3.4 to -0.0). In addition to maintaining the analgesic effect for up to three months, tDCS+PES treatment had a higher proportion of responders in different cutoff points. The results suggest that both tDCS+PES and PES alone are effective in relieving chronic nonspecific low back pain in the short term. However the most lasting analgesic effect, combined with a higher proportion of responders, indicates a possible additive and synergistic effect of tDCS+PES in relieving low back pain. Our findings do not support the use of tDCS alone in this condition

Ao buscar alternativas para interligação entre importantes centros de geração de energia elétrica localizados no Norte do Brasil e centros consumidores no Nordeste e Sudeste, o setor elétrico brasileiro se depara com o desafio de transpor distâncias superiores a 2000 km. A alternativa em corrente contínua já é bastante utilizada, com desempenho satisfatório. Já a transmissão em meia-onda, ainda não utilizada comercialmente em país algum do mundo, é uma alternativa sugerida por alguns artigos como adequada a esse propósito. Este trabalho se propõe a apresentar uma metodologia de comparação econômica entre alternativas de transmissão e aplicá-la à comparação entre a meia-onda e a corrente contínua, utilizando um cenário muito próximo ao brasileiro. Para possibilitar esta comparação, são apresentados detalhes do funcionamento da linha de meia-onda, já que pouco foi publicado sobre o assunto. São mencionados alguns aspectos adversos de seu comportamento transitório e também são descritas etapas de definição de alternativas de transmissão a serem avaliadas. / In order to connect important power generation plants located in Northern region to the major load centers in the Northeast and Southeast parts of the country, the Brazilian electric sector should deal with the challenge of planning transmission systems to cover distances of more than 2000 km. The HVDC transmission alternative, which has shown satisfactory response and performance to also carry bulk power over long distances, is already used in many countries. Still, the half-wavelength power transmission line (HWLL), not yet commercially used in any country, is an alternative suggested by some papers as suitable for this purpose. Thus, the objective of this work is to present a methodology for the economic comparison amongst the transmission alternatives present today, to thereafter apply it to the HWLL and HVDC transmission technologies. To do so, a closest scenario to that of the Brazilian case will be used. In order to perform this comparison, some details of the HWLL operation are explored, since little was published on this subject. Also, some adverse aspects of the HWLL transient behavior as well as the steps for defining the transmission alternatives to be evaluated are presented.

Introdução: A osteoartrite de joelhos (KOA) apresenta alta prevalência, principalmente em mulheres. Com o envelhecimento da população esta prevalência irá aumentar. Os tratamentos conservadores apresentam limitada eficácia em expressivo número de pacientes no curso do tratamento . A cirurgia de protetização apresenta altos custos, possibilidade de complicações pós-operatórias graves e ainda que a correção anatômica seja perfeita, em torno de 20% dos pacientes persistem com dor crônica pós-operatória. Portanto, é preciso avançar no conhecimento dos mecanismos fisiopatológicos e estudar novas abordagens terapêuticas para agregar às existentes, visando melhor manejo da dor e para restabelecer a função de maneira mais efetiva. Estas questões motivaram três questões centrais que origiram os três estudos que compõem esta tese. Estudo I: No primeiro estudo avaliamos os mecanismos pelos quais há perpetuação da dor na KOA. Para responder a esta questão buscou respostas aos seguintes objetivos: I) Comparar se a função da via da dor inibitório descendente está associada com o estado de inibição no sistema corticospinal, indexado pelo potencial evocado motor (MEP) e o período de silêncio cortical (CSP) em pacientes com KOA e controles saudáveis. II) Determinar se há correlação entre as medidas de inibição intracortical (CSP, MEP) com alterações na escala de dor numérica (NPS 0-10) na KOA durante a tarefa de modulação condicionada de dor (CPM-task) considerando o efeito da capacidade funcional auto-relatada avaliada pelo Western Ontário and McMaster Universities Index (WOMAC) e uso de analgésicos. Métodos: Estudo transversal, foram incluídas 21 pacientes femininas com KOA e 10 controles saudáveis com idade entre 19 a 75 anos. Os parâmetros de excitabilidade do córtex motor (MEP e CSP) foram avaliados utilizando a estimulação magnética trasncraniana (EMT). Avaliação de dor e a incapacidade pelo WOMAC e a NPS (0-10) durante a CPM-task. Resultados: A média ajustada (DP) do CSP observada em pacientes com OA foi 23,43% menor do que em indivíduos saudáveis [54,54 (16,10) vs. 70,94 (22,87)], respectivamente (P = 0,01). A função do sistema modulador descendente de dor avaliado pela alteração do NPS (0-10) durante o CPM-task foi negativamente correlacionada com o parâmetro de excitabilidade cortical indexado pelo CSP (P = 0,001). O CSP foi negativamente correlacionado com a dor e incapacidade avaliada pelo índice WOMAC. Conclusão: Foi observado um sistema inibitório descendente de dor enfraquecido, corroborando com os achados em outras patologias de dor crônica. Estudo II O segundo estudo buscou determinar se na KOA, uma sessão de IMS (eletroestimulação intramuscular) ativa comparada com sham promove um efeito nos parâmetros de excitabilidade do córtex motor [MEP, inibição intracortical curta - SICI, facilitação intracortical (ICF) e CSP] e nas medidas de dor [limiar de dor a pressão (PPT); escala visual analógica de dor (VAS) e mudança na escala de dor numérica (NPS0-10) durante a CPM-task]. Esse estudo também se propôs a determinar se o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) sérico medeia o efeito desta estimulação no sistema cortico-espinhal, tal como avaliado pelo MEP e pelo PPT. Métodos: Foram incluídas 26 mulheres com KOA, com idade entre 50 a 75 anos. Elas foram divididas randomicamente para receber uma sessão de 30 minutos de IMS ativa (n = 13) ou IMS sham (n = 13) por meio de eletroestimulação com frequência de 2 Hz. As agulhas foram inseridas paravertebrais em nível da saída das raízes lombares de L1 a S2 e nos músculos cuja inervação corresponde a essas raízes e que sustentam a articulação do joelho (vasto medial, reto anterior, vasto lateral, tibial anterior e inserção da pata anserina). Os desfechos foram as medidas de dor (VAS, PPT, NPS durante CPM-task) e parâmetros de excitabilidade (MEP, CSP, SICI, ICF) realizados antes e imediatamente após a intervenção. Resultados: a IMS ativa comparado com sham diminuiu o MEP em 31,61% [intervalo de confiança (IC) 95%, 2,34-60,98]. Para os resultados secundários, IMS reduziu o ICF e aumentou o CSP. A IMS melhorou a dor relatada no VAS, o PPT e a pontuação do NPS (0-10) durante a CPM-task. O BDNF foi negativamente correlacionado com o PPT (r = 20,56). Conclusão: Obtivemos resultados demonstrando melhora da dor e reforço do sistema cortico-espinhal inibitório comparado ao tratamento sham com IMS. Estudo III O terceiro estudo buscou: 1) Avaliar se a utilização da ETCC (estimulação transcraniana de corrente contínua) combinada a IMS pode promover um resultado melhor de modulação da via cortico-espinhal de dor através da potenciação dos efeitos dos dois tratamentos; comparado a cada um deles isoladamente e ao tratamento sham. 2) Avaliar a capacidade da ETCC em reforçar o sistema inibitório descendente de dor e modular a excitabilidade neuronal através da VAS, PPT e NPS durante CPM-task. Além disso, avaliamos se o BDNF sérico poderia prever o efeito da terapia no final do tratamento. Métodos: 60 mulheres de 50 a 75 anos. Randomizadas em um de quatro grupos: ETCC+IMS, ETCC+IMS sham, ETCC sham+IMS, ETCC sham+IMS sham. Receberam 5 sessões de tratamento: ETCC anodal, lado contrário ao joelho acometido, 2mA, 30 min. IMS: estimulação com freqüência de 2Hz, 30 min; agulhas colocadas a 2cm de L1 á S2, nos músculos vasto medial, vasto lateral, reto anterior, tibial anterior e na inserção da pata anserina. Resultados: O a-tDCS + a-IMS mostrou os melhores resultados com diferença significativa na dor (VAS) [média (DP) relacionadas ao tratamento (pós e pré): 0.46 (0.04) vs. 6.32 (1.97); 95%CI -5.42 (-8.24 to -4.36), p=.003] e funcionalidade. Esse resultado iniciou na primeira sessão e manteve-se ao longo do estudo. A-tDCS+a-IMS foi o único capaz de modificar o sistema inibitório descendente de dor. Conclusão: Obtivemos melhora da dor e capacidade funcional com IMS, ETCC e ETCC+IMS. Mas somente o grupo de tratamento ETCC+IMS demonstrou capacidade de modificação do sistema inibitório descendente de dor. / Background: Knee osteoarthritis (KOA) has a high prevalence, especially in women. With the aging of the population this prevalence will increase. Conservative treatments have limited efficacy in expressive number of patients in the course of the treatment. The total knee replacement surgery presents high costs, possibility of serious postoperative complications and although the anatomical correction is perfect, around 20% persist with chronic postoperative pain. Therefore, it’s necessary to advance in the knowledge of pathophysiological mechanisms and to study new therapeutic approaches to add to the existing ones, aiming to better manage pain and to restore function more effectively. These questions motivated three central questions that originated the three studies that compose this thesis. Study I In the first study we evaluated the mechanisms by which there is perpetuation of pain in knee osteoarthritis and to answer this question sought to answer the following objectives: I) To compare if the function of the descending inhibitory pain pathway is associated with the state of inhibition in the corticospinal system, indexed by the motor evoked potential (MEP) and the cortical silent period (CSP) in patients with KOA and healthy controls. II) To determine if there is a correlation between the intracortical inhibition measures (CSP, MEP) with changes in the numerical pain scale (NPS 0-10) in the KOA during the task of conditioned pain modulation (CPM-task) considering the effect of the self-reported function evaluated by the Western Ontario and McMaster Universities Index (WOMAC) and the use of analgesics. Methods: A cross-sectional study included 21 female patients with KOA and 10 healthy controls aged 19-75 years old. Motor cortex excitability parameters (MEP and CSP) were assessed using transcranial magnetic stimulation (TMS). Pain assessment and disability by WOMAC and NPS (0-10) during the CPM-task. Results: The adjusted mean (SD) of CSP observed in patients with OA was 23.43% lower than in healthy subjects [54,54 (16,10) vs 70.94 (22.87)], respectively (P = 0.01). The function of the descending pain modulatory system evaluated by the NPS (0-10) change during the CPM-task was negatively correlated with the cortical excitability parameter indexed by CSP (P = 0.001). CSP was negatively correlated with pain and disability assessed by the WOMAC index. Conclusion: It was observed a descending pain inhibitory system weakened, corroborating the findings of other chronic pain conditions. Study II The second study sought to determine if one active IMS session compared to sham promoted an effect on motor cortex excitability (MEP, short intracortical inhibition - SICI, intracortical facilitation (ICF) and CSP and in the pain measures [pressure pain threshold (PPT); Visual analogue pain scale (VAS) and numerical pain scale change (NPS0-10) during the CPM-task]. This study also aimed to determine whether serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mediates the effect of this stimulation on the cortico-spinal system, as assessed by MEP and PPT. Methods: Twenty-six women with KOA, aged 50-75 years old, were included. They were randomly divided to receive a 30-minute session of active IMS (n = 13) or IMS sham (n = 13) by electrostimulation with a frequency of 2 Hz. The needles were inserted paravertebral at the level of the lumbar roots exit from L1 to S2 and in the muscles whose innervation corresponds to these roots and which support the knee joint (vastus medialis, rectus anterior, vastus lateral, tibialis anterior and insertion of the anserine paw). The outcomes were pain measures (VAS, PPT, NPS during CPM-task) and excitability parameters (MEP, CSP, SICI, ICF) performed before and immediately after the intervention. Results: the active IMS compared with sham decreased the MEP by 31.61% [confidence interval (CI) 95%, 2.34-60.98]. For the secondary outcomes, IMS reduced ICF and increased CSP. IMS improved pain reported in VAS, PPT, and NPS score (0-10) during the CPM-task. BDNF was negatively correlated with PPT (r = 20.56). Conclusion: We obtained results demonstrating improvement of pain and enhancement of the inhibitory corticospinal system compared to sham treatment with IMS. Study III The third study aimed to: 1) Evaluate if the use of the combined tDCS (transcranial direct current stimulation) to IMS can promote a better result of modulation of the corticospinal pain pathway through the potentiation of the effects of the two treatments; compared to each of them alone, and with the sham treatment. 2) To evaluate the ability of the tDCS to strengthen the descending inhibitory pain system and to modulate neuronal excitability through VAS, PPT and NPS during CPM-task. In addition, we evaluated whether serum BDNF could predict the effect of therapy at the end of treatment. Methods: 60 women aged 50 to 75 years old. Randomized in one of four groups: tDCS + IMS, tDCS + IMS sham, tDCS sham + IMS, tDCS sham + IMS sham. They received 5 sessions of treatment: anodal tDCS, opposite side to affected knee, 2mA, 30 min. IMS: stimulation with frequency of 2Hz, 30 min; needles placed at 2 cm from L1 to S2, in the vastus medialis, vastus lateralis, rectus anterior, tibialis anterior and insertion of the anserine paw. Results: a-tDCS + a-IMS showed the best results with significant difference in pain (VAS) [mean (SD) related to treatment (post and pre): 0.46 (0.04) vs. 6.32 (1.97); 95% CI -5.42 (-8.24 to -4.36), p = .003] and functionality. This result started in the first session and was maintained throughout the study. A-tDCS + a-IMS was the only one able to modify the descending inhibitory pain system. Conclusion: We achieved improved pain and functional capacity with IMS, tDCS and tDCS + IMS. But only the tDCS + IMS treatment group demonstrated ability to modify the descending inhibitory pain system.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdllerOG_DISSERT.pdf: 1624176 bytes, checksum: b3a8115396f3b1d6c0110178978f22e3 (MD5) Previous issue date: 2013-12-27 / The versatility of direct current machines combined with the relative simplicity of their drive systems ensures its continued use in a wide variety of applications in industrial electrical systems, more specifically in applications that requiring a wide range of speed and position control of the rotor. In this work, a new method for tuning Proportional-Integral-Derivative (PID) controllers with disturbance rejection using Genetic Algorithm (GA) is proposed. The proportional, integral and derivative gains, designed to control the rotor position of DC motor are optimized using GA in group with Ziegler - Nichols technique, and the rejection of disturbances is obtained from the implementation of feedforward control in the algorithm. Preliminary results show that the proposed GA gave a satisfactory response, both in transitional regime as at steady state, and shows good performance in disturbance rejection. To validate this technique, the results obtained were compared with other methods in literature / A versatilidade das máquinas de corrente contínua, combinada com a relativa simplicidade dos seus respectivos sistemas de acionamento, assegura a sua contínua utilização numa ampla variedade de aplicações em sistemas elétricos industriais, mais especificamente, em aplicações que exigem uma vasta gama de controle da velocidade e posição do rotor. Neste trabalho, um novo método de sintonia de controladores Proporcional-Integral-Derivativo (PID) com rejeição a distúrbios usando Algoritmo Genético (AG) é proposto. Os ganhos proporcional, integral e derivativo, projetados para controlar a posição do rotor do motor CC, são otimizados utilizando AG em conjunto com a técnica de Ziegler-Nichols, e a rejeição a distúrbios é obtida a partir da implementação no algoritmo do controle por ação Feedforward. Resultados preliminares mostram que o AG proposto, apresentou desempenho satisfatório da resposta, tanto em regime transitório quanto no estado estacionário, além de apresentar boa performance na rejeição a distúrbios. Para validar a técnica utilizada, os resultados obtidos foram comparados com outros métodos publicados na literatura

Introdução: A osteoartrite de joelhos (KOA) apresenta alta prevalência, principalmente em mulheres. Com o envelhecimento da população esta prevalência irá aumentar. Os tratamentos conservadores apresentam limitada eficácia em expressivo número de pacientes no curso do tratamento . A cirurgia de protetização apresenta altos custos, possibilidade de complicações pós-operatórias graves e ainda que a correção anatômica seja perfeita, em torno de 20% dos pacientes persistem com dor crônica pós-operatória. Portanto, é preciso avançar no conhecimento dos mecanismos fisiopatológicos e estudar novas abordagens terapêuticas para agregar às existentes, visando melhor manejo da dor e para restabelecer a função de maneira mais efetiva. Estas questões motivaram três questões centrais que origiram os três estudos que compõem esta tese. Estudo I: No primeiro estudo avaliamos os mecanismos pelos quais há perpetuação da dor na KOA. Para responder a esta questão buscou respostas aos seguintes objetivos: I) Comparar se a função da via da dor inibitório descendente está associada com o estado de inibição no sistema corticospinal, indexado pelo potencial evocado motor (MEP) e o período de silêncio cortical (CSP) em pacientes com KOA e controles saudáveis. II) Determinar se há correlação entre as medidas de inibição intracortical (CSP, MEP) com alterações na escala de dor numérica (NPS 0-10) na KOA durante a tarefa de modulação condicionada de dor (CPM-task) considerando o efeito da capacidade funcional auto-relatada avaliada pelo Western Ontário and McMaster Universities Index (WOMAC) e uso de analgésicos. Métodos: Estudo transversal, foram incluídas 21 pacientes femininas com KOA e 10 controles saudáveis com idade entre 19 a 75 anos. Os parâmetros de excitabilidade do córtex motor (MEP e CSP) foram avaliados utilizando a estimulação magnética trasncraniana (EMT). Avaliação de dor e a incapacidade pelo WOMAC e a NPS (0-10) durante a CPM-task. Resultados: A média ajustada (DP) do CSP observada em pacientes com OA foi 23,43% menor do que em indivíduos saudáveis [54,54 (16,10) vs. 70,94 (22,87)], respectivamente (P = 0,01). A função do sistema modulador descendente de dor avaliado pela alteração do NPS (0-10) durante o CPM-task foi negativamente correlacionada com o parâmetro de excitabilidade cortical indexado pelo CSP (P = 0,001). O CSP foi negativamente correlacionado com a dor e incapacidade avaliada pelo índice WOMAC. Conclusão: Foi observado um sistema inibitório descendente de dor enfraquecido, corroborando com os achados em outras patologias de dor crônica. Estudo II O segundo estudo buscou determinar se na KOA, uma sessão de IMS (eletroestimulação intramuscular) ativa comparada com sham promove um efeito nos parâmetros de excitabilidade do córtex motor [MEP, inibição intracortical curta - SICI, facilitação intracortical (ICF) e CSP] e nas medidas de dor [limiar de dor a pressão (PPT); escala visual analógica de dor (VAS) e mudança na escala de dor numérica (NPS0-10) durante a CPM-task]. Esse estudo também se propôs a determinar se o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) sérico medeia o efeito desta estimulação no sistema cortico-espinhal, tal como avaliado pelo MEP e pelo PPT. Métodos: Foram incluídas 26 mulheres com KOA, com idade entre 50 a 75 anos. Elas foram divididas randomicamente para receber uma sessão de 30 minutos de IMS ativa (n = 13) ou IMS sham (n = 13) por meio de eletroestimulação com frequência de 2 Hz. As agulhas foram inseridas paravertebrais em nível da saída das raízes lombares de L1 a S2 e nos músculos cuja inervação corresponde a essas raízes e que sustentam a articulação do joelho (vasto medial, reto anterior, vasto lateral, tibial anterior e inserção da pata anserina). Os desfechos foram as medidas de dor (VAS, PPT, NPS durante CPM-task) e parâmetros de excitabilidade (MEP, CSP, SICI, ICF) realizados antes e imediatamente após a intervenção. Resultados: a IMS ativa comparado com sham diminuiu o MEP em 31,61% [intervalo de confiança (IC) 95%, 2,34-60,98]. Para os resultados secundários, IMS reduziu o ICF e aumentou o CSP. A IMS melhorou a dor relatada no VAS, o PPT e a pontuação do NPS (0-10) durante a CPM-task. O BDNF foi negativamente correlacionado com o PPT (r = 20,56). Conclusão: Obtivemos resultados demonstrando melhora da dor e reforço do sistema cortico-espinhal inibitório comparado ao tratamento sham com IMS. Estudo III O terceiro estudo buscou: 1) Avaliar se a utilização da ETCC (estimulação transcraniana de corrente contínua) combinada a IMS pode promover um resultado melhor de modulação da via cortico-espinhal de dor através da potenciação dos efeitos dos dois tratamentos; comparado a cada um deles isoladamente e ao tratamento sham. 2) Avaliar a capacidade da ETCC em reforçar o sistema inibitório descendente de dor e modular a excitabilidade neuronal através da VAS, PPT e NPS durante CPM-task. Além disso, avaliamos se o BDNF sérico poderia prever o efeito da terapia no final do tratamento. Métodos: 60 mulheres de 50 a 75 anos. Randomizadas em um de quatro grupos: ETCC+IMS, ETCC+IMS sham, ETCC sham+IMS, ETCC sham+IMS sham. Receberam 5 sessões de tratamento: ETCC anodal, lado contrário ao joelho acometido, 2mA, 30 min. IMS: estimulação com freqüência de 2Hz, 30 min; agulhas colocadas a 2cm de L1 á S2, nos músculos vasto medial, vasto lateral, reto anterior, tibial anterior e na inserção da pata anserina. Resultados: O a-tDCS + a-IMS mostrou os melhores resultados com diferença significativa na dor (VAS) [média (DP) relacionadas ao tratamento (pós e pré): 0.46 (0.04) vs. 6.32 (1.97); 95%CI -5.42 (-8.24 to -4.36), p=.003] e funcionalidade. Esse resultado iniciou na primeira sessão e manteve-se ao longo do estudo. A-tDCS+a-IMS foi o único capaz de modificar o sistema inibitório descendente de dor. Conclusão: Obtivemos melhora da dor e capacidade funcional com IMS, ETCC e ETCC+IMS. Mas somente o grupo de tratamento ETCC+IMS demonstrou capacidade de modificação do sistema inibitório descendente de dor. / Background: Knee osteoarthritis (KOA) has a high prevalence, especially in women. With the aging of the population this prevalence will increase. Conservative treatments have limited efficacy in expressive number of patients in the course of the treatment. The total knee replacement surgery presents high costs, possibility of serious postoperative complications and although the anatomical correction is perfect, around 20% persist with chronic postoperative pain. Therefore, it’s necessary to advance in the knowledge of pathophysiological mechanisms and to study new therapeutic approaches to add to the existing ones, aiming to better manage pain and to restore function more effectively. These questions motivated three central questions that originated the three studies that compose this thesis. Study I In the first study we evaluated the mechanisms by which there is perpetuation of pain in knee osteoarthritis and to answer this question sought to answer the following objectives: I) To compare if the function of the descending inhibitory pain pathway is associated with the state of inhibition in the corticospinal system, indexed by the motor evoked potential (MEP) and the cortical silent period (CSP) in patients with KOA and healthy controls. II) To determine if there is a correlation between the intracortical inhibition measures (CSP, MEP) with changes in the numerical pain scale (NPS 0-10) in the KOA during the task of conditioned pain modulation (CPM-task) considering the effect of the self-reported function evaluated by the Western Ontario and McMaster Universities Index (WOMAC) and the use of analgesics. Methods: A cross-sectional study included 21 female patients with KOA and 10 healthy controls aged 19-75 years old. Motor cortex excitability parameters (MEP and CSP) were assessed using transcranial magnetic stimulation (TMS). Pain assessment and disability by WOMAC and NPS (0-10) during the CPM-task. Results: The adjusted mean (SD) of CSP observed in patients with OA was 23.43% lower than in healthy subjects [54,54 (16,10) vs 70.94 (22.87)], respectively (P = 0.01). The function of the descending pain modulatory system evaluated by the NPS (0-10) change during the CPM-task was negatively correlated with the cortical excitability parameter indexed by CSP (P = 0.001). CSP was negatively correlated with pain and disability assessed by the WOMAC index. Conclusion: It was observed a descending pain inhibitory system weakened, corroborating the findings of other chronic pain conditions. Study II The second study sought to determine if one active IMS session compared to sham promoted an effect on motor cortex excitability (MEP, short intracortical inhibition - SICI, intracortical facilitation (ICF) and CSP and in the pain measures [pressure pain threshold (PPT); Visual analogue pain scale (VAS) and numerical pain scale change (NPS0-10) during the CPM-task]. This study also aimed to determine whether serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mediates the effect of this stimulation on the cortico-spinal system, as assessed by MEP and PPT. Methods: Twenty-six women with KOA, aged 50-75 years old, were included. They were randomly divided to receive a 30-minute session of active IMS (n = 13) or IMS sham (n = 13) by electrostimulation with a frequency of 2 Hz. The needles were inserted paravertebral at the level of the lumbar roots exit from L1 to S2 and in the muscles whose innervation corresponds to these roots and which support the knee joint (vastus medialis, rectus anterior, vastus lateral, tibialis anterior and insertion of the anserine paw). The outcomes were pain measures (VAS, PPT, NPS during CPM-task) and excitability parameters (MEP, CSP, SICI, ICF) performed before and immediately after the intervention. Results: the active IMS compared with sham decreased the MEP by 31.61% [confidence interval (CI) 95%, 2.34-60.98]. For the secondary outcomes, IMS reduced ICF and increased CSP. IMS improved pain reported in VAS, PPT, and NPS score (0-10) during the CPM-task. BDNF was negatively correlated with PPT (r = 20.56). Conclusion: We obtained results demonstrating improvement of pain and enhancement of the inhibitory corticospinal system compared to sham treatment with IMS. Study III The third study aimed to: 1) Evaluate if the use of the combined tDCS (transcranial direct current stimulation) to IMS can promote a better result of modulation of the corticospinal pain pathway through the potentiation of the effects of the two treatments; compared to each of them alone, and with the sham treatment. 2) To evaluate the ability of the tDCS to strengthen the descending inhibitory pain system and to modulate neuronal excitability through VAS, PPT and NPS during CPM-task. In addition, we evaluated whether serum BDNF could predict the effect of therapy at the end of treatment. Methods: 60 women aged 50 to 75 years old. Randomized in one of four groups: tDCS + IMS, tDCS + IMS sham, tDCS sham + IMS, tDCS sham + IMS sham. They received 5 sessions of treatment: anodal tDCS, opposite side to affected knee, 2mA, 30 min. IMS: stimulation with frequency of 2Hz, 30 min; needles placed at 2 cm from L1 to S2, in the vastus medialis, vastus lateralis, rectus anterior, tibialis anterior and insertion of the anserine paw. Results: a-tDCS + a-IMS showed the best results with significant difference in pain (VAS) [mean (SD) related to treatment (post and pre): 0.46 (0.04) vs. 6.32 (1.97); 95% CI -5.42 (-8.24 to -4.36), p = .003] and functionality. This result started in the first session and was maintained throughout the study. A-tDCS + a-IMS was the only one able to modify the descending inhibitory pain system. Conclusion: We achieved improved pain and functional capacity with IMS, tDCS and tDCS + IMS. But only the tDCS + IMS treatment group demonstrated ability to modify the descending inhibitory pain system.

A depressão pós Acidente Vascular Cerebral (AVC) é uma condição desabilitante que ocorre em um terço dos casos. Há uma dificuldade no tratamento farmacológico devido a efeitos adversos e eficácia limitada. Recentemente, a estimulação trasncraniana por corrente contínua (ETCC) tem demonstrado eficácia no tratamento da depressão unipolar, apesar dos seus efeitos em depressões secundárias serem desconhecidos. O objetivo do estudo foi avaliar a eficácia e segurança da ETCC, uma intervenção não farmacológica, para depressão pós AVC (DPA), através de um ensaio clínico, randomizado, duplo-cego, sham-controlado. Foram incluídos quarenta e oito pacientes sem uso de antidepressivos com DPA foram igualmente divididos em 2 grupos que não diferiram em gênero, idade, gravidade do AVC ou da depressão e nem em outras variáveis clínicas. Foram realiadas 12 sessões de 30 minutos de ETCC com 2mA de corrente com ânodo à esquerda e cátodo à direita em córtex pré-frontal dorsolateral. Para a ETCC sham foi feita um minuto de estimulação somente, seguida por desligamento da máquina até um total de 30 minutos. Foi feita uma análise por intenção de tratamento, na qual o desfecho primário foi mudança na Hamilton Depression Rating Scale na sexta-semana (final). Resposta clínica e remissão foram desfechos secundários. Segurança foi avaliada usando um questionário de efeitos adversos, avaliação da cognição e a escala de mania de Young. A ETCC ativa foi significantemente superior a sham no desfecho final (diferença de médias de 4.7 pontos, IC95% de 2.1 a 7.3, P < 0.001). Taxas de resposta e remissão também foram estatisticamente maior no grupo ativo (37.5% e 20.8%, respectivamente) em relação ao grupo sham (4.1% e 0). O número necessário para tratar para resposta e remissão foi, respectivamente, 3 e 5. A região ou lado do AVC não predisse resposta. Nenhum efeito adverso grave foi relatado e a frequência dos efeitos adversos foi semelhante em ambos grupos. Pacientes e avaliadores foram cegados de forma efetiva. Este é o primeiro estudo controlado que mostra a eficácia da ETCC na DPA. Dessa forma, a ETCC pode ser uma opção terapêutica para esses pacientes / Depression after a stroke is a disabling condition that occurs in up to one-third of cases. Pharmacological treatment is challenging due to adverse effects and presents limited efficacy. Recently, transcranial direct current stimulation (tDCS) has shown efficacy in the treatment of unipolar depression, although its antidepressant effects in secondary depressions are unknown. The objective of the study was to assess the efficacy and safety of tDCS, a nonpharmacological intervention, for post-stroke depression (PSD) in a prospective, randomized, double blind, sham-controlled trial. Forty-eight antidepressant-free patients with PSD were equally divided in two groups that did not differ in gender, age, stroke and depression severity and other clinical variables. Twelve 30-minute sessions of 2-mA anodal left/cathodal right dorsolateral prefrontal tDCS applied over 6 weeks. For sham tDCS we performed 1-min of stimulation only, followed by no stimulation during the remaining period. Intention-to-treat analysis, in which the primary outcome measure was the change in Hamilton Depression Rating scale score at 6 weeks (endpoint). Clinical response and remission were secondary outcomes. Safety was assessed using an adverse effects questionnaire, cognitive assessment and the Young mania rating scale. Active tDCS was significantly superior to sham at endpoint (mean difference, 4.7 points; 95% CI, 2.1 to 7.3; P <.001). Response and remission rates were also statistically higher in active (37.5% and 20.8%, respectively) vs. sham (4.1% and 0) groups. The number needed to treat for response and remission was, respectively, 3 and 5. Stroke region or side did not predict response. No serious adverse effects were reported and the frequency of common adverse effects was similar in both groups. Patients and raters were effectively blinded. This is the first controlled study that demonstrates the safety and clinically meaningful efficacy of tDCS in patients with PSD. Therefore, tDCS could be an option for the treatment of these patients

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-11T10:37:14Z No. of bitstreams: 1 leandroalmeidavasconcelos.pdf: 2921811 bytes, checksum: acf68048e9da96cbcc9355d4ebc70813 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T11:53:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 leandroalmeidavasconcelos.pdf: 2921811 bytes, checksum: acf68048e9da96cbcc9355d4ebc70813 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T11:53:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leandroalmeidavasconcelos.pdf: 2921811 bytes, checksum: acf68048e9da96cbcc9355d4ebc70813 (MD5) Previous issue date: 2014-10-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A tecnologia HVDC (High Voltage Direct Current) possui características que a tornam especialmente atrativa para determinadas aplicações em transmissão de energia elétrica. Além disso, pode-se verificar a partir do estudo de utilização desse tipo de tecnologia no mundo que existe uma tendência e perspectiva de utilização crescente nos Sistemas Elétricos de Potência. Desta forma, torna-se cada vez mais importante dispor de técnicas que possibilitem a inclusão dos modelos destes equipamentos em programas de análise de redes de forma eficiente, principalmente no fluxo de potência, com a finalidade de permitir a correta modelagem da rede como um todo nos estudos de planejamento da expansão e operação. A transmissão em corrente contínua vem se tornando amplamente reconhecida no que tange as suas vantagens no transporte de grandes blocos de energia a grandes distâncias, no transporte de potência entre parques eólicos offshore para terra, na interconexão de sistemas com frequências não compatíveis, em travessias subaquáticas, dentre outras questões que a tornam técnica e economicamente viável em algumas situações. Nesse contexto, este trabalho tem por principal objetivo desenvolver e implementar uma metodologia genérica para a representação de Sistemas de Transmissão HVDC Multiterminais no problema de fluxo de potência. Neste sentido, tal metodologia é baseada na solução simultânea de um sistema de equações não lineares composto pelas representações em regime permanente das redes C.C. e C.A., utilizando-se o método de Newton-Raphson para sua solução. A partir deste contexto, são apresentadas as equações que representam a resposta de regime permanente dos conversores, da rede C.C. e das estratégias de controle aplicáveis a esses sistemas. Além disso, são apresentadas as principais configurações existentes de conversores HVDC, suas características e como é feita sua modelagem em regime permanente e no problema de Fluxo de Potência. A metodologia proposta é validada através do estudo de sistemas tutoriais e sistemas teste encontrados como referência na literatura especializada. Os resultados apresentados demonstram que a metodologia proposta é capaz de representar de forma satisfatória os modelos de sistemas HVDC Multiterminais nos estudos de regime permanente em Sistemas Elétricos de Potência. / High Voltage Direct Current (HVDC) technology has characteristics that make it especially attractive for certain transmission applications. Furthermore, it is possible to notice that there is a trend and prospect of increased use of this technology in Electric Power Systems around the world. In this context, it has been increasingly important to have techniques that efficiently include these equipment models in network analysis programs, especially in power flow, in order to allow a correct modeling of the network in studies of expansion planning and operation. The direct current transmission is becoming widely recognized by their advantages in transporting large blocks of power over long distances, to transport power from offshore wind farms to land, in asynchronous interconnection of systems, in underwater crossings, and other issues that make it technically and economically feasible in some situations. In this context, this thesis has the objective to develop and implement a generic methodology for the representation of HVDC Multi-Terminal Systems in the power flow problem. In this sense, this methodology is based on the simultaneous solution of a system of nonlinear equations that represent, in steady state studies, the DC and AC networks, using the Newton-Raphson method to solve the problem. Equations that represent the steady state response of the converters, the DC network and control strategies are presented. In addition, it will be presented the main settings of HVDC converters, their characteristics and how their modelling are set forth in the Power Flow problem. The proposed methodology is validated by studying tutorial and test systems found in the literature. The results show that the proposed methodology is able to represent satisfactorily models of HVDC Multi-Terminal Systems in studies of steady state in Electric Power Systems.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:39:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Olivia Morgan Lapenta.pdf: 1151745 bytes, checksum: 91e51a2bad20664489c6aae6c59924b6 (MD5) Previous issue date: 2012-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Mental Simulation theory suggests activation of the motor network during imagery and execution of movements, similarly to the activation during observation and execution of actions, which is mediated by the Mirror Neuron System. This activation can be measured using eletroencefalography register of Mu rhythm suppression. It is propose that motor network activation and therefore increase of cortical excitability at primary motor cortex and Mu dessynchronization are due to premotor Miror-Neuron System inputs. Transcranial direct current stimulation is a neuromodulation technique that induce facilitation and inhibition of neural firing leading to enhance or decrease in cortical excitability, respectively. Thus, we propose to evaluate the polarity dependent effects of this technique in the Mu rhythm during biological and non-biological movements observation and imagery tasks. Therefore we applied anodal, cathodal and sham stimulation in 21 male subjects (mean age 23.8+3,06), over left primary motor cortex (2mA for 20min) and immediately after we registered the electroencephalography considering the electrodes C3, C4 and surrounding C3 and C4 and Cz. Analyses of C3 and C4 showed significant effects according to Movement (p=0.005), and also for the interactions between type of stimulation and hemisphere (p=0.04) and type of stimulation, movement and hemisphere (p=0.02). Surrounding electrodes analyses revealed significant effect for the interaction between stimulation type, task condition and movement type (p=0.03). Thus, the main findings of this study were i. Mu suppression for biological movement (in both imagery and observation) of the hand region in the contralateral hemisphere after sham stimulation, ii. reverse effect for the surrounding electrodes during imagery condition and iii. polarity-dependent neuromodulation of the Mu rhythm. The results are discussed considering focal ERD/ surrounding ERS according to the type of task. We concluded that there are contralateral focal Mu dessynchronization during observation and imagery of biological movements together with syncronizarion of the motor areas not involved in the task only for the imagery condition and that transcranial direct current stimulation has a significant effect under the entire electrode and according to the applied polarity. The use of transcranial direct current stimulation followed by observation and imagery tasks might be an interesting intervention strategy for disturbances involving motor ability impairment as well as deficits related to imitation and comprehension of other s actions. / A teoria de simulação mental sugere ativação da rede neural motora durante mentalização e execução de movimentos, de maneira análoga à ativação em observação e execução de ações, o que é mediado pelo Sistema de Neurônios-Espelho. Esta ativação pode ser mensurada por supressão do ritmo Mu registrado por eletroencefalografia. É proposto que a ativação de áreas motoras e, portanto, o aumento de excitabilidade cortical em cortex motor primário e a dessincronização do ritmo Mu ocorram em consequência de insumo proveniente do Sistema Neurônios-Espelho pré-motor. A estimulação transcraniana por corrente contínua consiste numa técnica de neuromodulação por facilitação e inibição de disparo neuronal levando a aumento e redução de excitabilidade cortical, respectivamente. Assim, foi proposto avaliar os efeitos polaridade dependentes desta técnica sobre ritmo Mu durante tarefas de observação e mentalização de movimentos biológicos e não biológicos. Para tal, aplicamos estimulação anódica, catódica e placebo em 21 homens destros (idade média de 23.8+3,06), sobre córtex motor primário esquerdo (2mA por 20min) e, em seguida foi feito o registro eletroencefalográfico considerando os eletrodos C3, C4 e entorno de C3 e C4 e Cz. A análise de C3 e C4 apresentou efeitos significativos quanto ao tipo de Movimento (p=0.005) e ainda quanto as interações entre tipo de estimulação e hemisfério (p=0.04) e tipo de estimulação, de movimento e hemisfério (p=0.02). A análise dos eletrodos do entorno revelou efeito significativo para a interação entre tipo de estimulação, condição da tarefa e tipo de movimento (p=0.03). Assim, os principais achados do estudo foram i. supressão de Mu para movimento biológico (em mentalização e observação) da região da mão em hemisfério contralateral após estimulação placebo, ii. efeitos inversos para eletrodos de entorno em condição de mentalização e iii. neuromodulação polaridade dependente de ritmo Mu. Os resultados de oscilação de Mu são discutidos considerando ERD focal/ ERS entorno de acordo com o tipo de tarefa. Concluímos que há dessincronização contralateral focal de Mu durante observação e mentalização de movimentos biológicos, acompanhada por sincronização de áreas motoras não envolvidas na tarefa apenas na condição de mentalização e que a estimulação transcraniana por corrente contínua tem efeito sob toda a superfície do eletrodo e difere de acordo com a polaridade aplicada. O uso da estimulação transcraniana por corrente contínua combinada com tarefas de observação e mentalização pode conferir uma estratégia interessante de intervenção em distúrbios envolvendo comprometimento das habilidades motoras bem como comprometimento de habilidades de imitação e compreensão das ações do outro.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:40:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nathalia Ishikawa Baptista.pdf: 1435875 bytes, checksum: 8415993ce2a61757efe0d96f926c9095 (MD5) Previous issue date: 2014-08-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Verbal irony is a figurative form of communication between human beings, to understand it a specific ability to infer and predict the ironist intention is essential called Theory of Mind. Currently researches using spatial correlation techniques showed activation of the Medial Prefrontal Cortex (MPFC) on irony comprehension tasks. Thus, this thesis aimed to investigate the role of this area irony comprehension. Therefore the Transcranial direct current stimulation (tDCS) was used, i.e. the induction of low intensity electric current on specific cortical structures. The effects of stimulation depend on the current polarity, and thus, it is possible to investigate how the modulation of target area affects the performance in a cognitive task. Thus, 60 participants were recruited; they were all right handed and match the inclusion criteria. They were allocated to one of three groups of stimulation (anode, cathode or placebo), and received the tDCS for twenty minutes over the MPFC. After, the participants performed a test of verbal irony comprehension, with 204 stories visually presented. This phase was conducted during the EEG recording of the participants. Thus, the effects of tDCS over MPFC were accessed by: i. the behavioral test performance (measured by total score and average reaction time); ii. the brain activity underlying the task (measured by event-related evoked potentials - ERP - N400 and P600). The results indicate the involvement of the MPFC in semantic integration of affective aspects of figurative language. The increased cortical excitability of the area (anodal stimulation) resulted in a decrease of cognitive demand to integrate these aspects; in addition, it decreased the reaction time for the semantic incongruences. Thus, our results indicate that irony comprehension depends on the integration of information: cognitive and affective. Hence for a true appreciation of it s meaning is necessary to develop language skills as well the Theory of Mind. / A ironia verbal é uma forma figurada de comunicação entre seres humanos, para compreendê-la é fundamental a habilidade de inferir e predizer a intenção daquele que emite a ironia a chamada Teoria da Mente. Atualmente as pesquisas com técnicas de correlação espacial evidenciaram a ativação do Córtex Pré-frontal Medial (CPFM) na compreensão de ironia. Sendo assim, a presente dissertação teve como objetivo investigar o papel dessa estrutura na compreensão da ironia. Para isso, foi utilizada a técnica de Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), ou seja, a indução de corrente elétrica de baixa intensidade sobre estruturas corticais específicas. Os efeitos dessa estimulação dependem da polaridade da corrente, e desta forma, é possível verificar como a modulação da área-alvo interfere no desempenho em uma tarefa cognitiva. Sendo assim, foram recrutados 60 participantes de pesquisa, que deveriam ser destros e estarem de acordo com os critérios de inclusão. Eles foram alocados em um dos três grupos de estimulação (anódica, catódica ou placebo), e receberam a ETCC por vinte minutos em CPFM. Após esta fase, os participantes realizaram um teste de compreensão de ironia verbal, com 204 histórias apresentadas visualmente. Esta fase foi realizada durante o registro eletroencefalográfico (EEG) dos participantes. Desta forma, os efeitos da ETCC em CPFM foram verificados: i. no desempenho comportamental no teste (mensurado pelo total de acertos e média de tempo de reação/resposta); ii. assim como na atividade cerebral subjacente a tarefa (mensurada pelos Potenciais evocados relacionados a evento ERP N400 e P600). Os resultados indicam o envolvimento do CPFM na integração semântica de aspectos afetivos da linguagem figurada. O aumento da excitabilidade cortical desta área (estimulação anódica) resultou em uma menor demanda cognitiva para integrar estes aspectos, além disso, diminuiu o tempo de resposta para as incongruências semânticas. Desta forma, entende-se que a compreensão da ironia depende da integração de informações: cognitivas e afetivas. E para que haja a verdadeira apreciação de seu significado é necessário o desenvolvimento de habilidades linguísticas e de Teoria da Mente.