京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第23420号 / 医博第4765号 / 新制||医||1053(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 髙橋 良輔, 教授 林 康紀, 教授 福田 和彦 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-17T14:23:09Z No. of bitstreams: 1 Walter Santos.pdf: 5031272 bytes, checksum: 3d2990a03fd5d064b37a30e3665f9ecf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T14:23:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Walter Santos.pdf: 5031272 bytes, checksum: 3d2990a03fd5d064b37a30e3665f9ecf (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / The Cortical Spreading Depression (CSD) was described as a wave of electric cortical activity suppression in reply to cortical stimulation. In this work we investigate the dynamics of the cerebral activity, registered in the electrocorticogram (ECoG), from the fractal dimension of the space of phase and the coefficient of Hurst (parameter that indicates the memory presence) of the ECoG. ECoG' s had been extracellularly recorded in the cerebral cortex of nourished and malnourished rats and analysed with a PC-compatible microcomputer. In the signal of the ECoG can be observed that after the stimulation occurred an increase, during few milliseconds, of the cortical electric activity (called avalanche phenomenon), followed of a depression of this electric activity for levels lower than normal electric activity of the cortex (called cortical spreading depression - CSD phenomenon). After some minutes the cortical electric activity returns to its level of normality, that one observed before the cortical stimulation. To carry through an analysis statistics of the time series of the cortical electric activity (ECoG), two parameters had been used: (i) the fractal dimension (D)of the space of phase of ECoG and (ii) coefficient H of R/S analysis of Hurst, parameter that identifies long-range correlation (memory) in time series. During the phenomenon of the avalanche the values of the fractal dimension of the space of phase (D =1,34 ± 0,06, n= 30, for nourished animals and D= 1,31 ± 0.07, n= 32, in animals malnourished) and of the memory (H =0,52 ± 0,13, n= 30, in nourished animals and H= 0,61±0,21, n= 32, in animals malnourished) were significantly different of the values of those parameters as before (D = 1,27 ± 0,10, n= 41 and H = 0,32 ± 0,07, n= 41, for nourished animals and D= 1,18 ± 0,14, n=29 and H = 0,44 ± 0,13, n= 29 , in animals malnourished) as after the CSD (D = 1,28 ± 0,10, n= 39 and H = 0,35 ± 0,10, n= 39, for nourished animals and D= 1,15 ± 0,15, n= 30 and H = 0,43 ± 0,13, n= 30, in animals malnourished). The Shapiro-Wilks test discloses that the parameters D and H do not follow a normal distribution. Thus a non-parametric test of Kruskal-Wallis and the post-hoc test of Dunn were used in the statistic analysis. That analysis showed that in nourished animals the fractal dimension of the space of phase of the ECoG in the avalanche is different of the fractal dimension (before and after the CSD), with equal levels of significance, p≤ 0,01. The coefficientH of the ECoG in the avalanche differs also from the H´s (before of the CSD andafter the CSD), with equal levels of significance, p≤ 0,001. For the malnourished animals the parameters D and H in avalanche differs significantly from values also before and after the CSD. When animals nourished and malnourished were compared, significant differences had been observed between the values of the parameters D and H only before of the CSD. In conclusion, the electric activity of the cerebral cortex of rats nourished and malnourished during the phenomenon of the spreading depression is a chaotic, reversible process and presents memory. / A Depressão Alastrante (DA) foi descrita como uma onda de supressão da atividade elétrica do córtex em resposta a estímulos corticais. Neste trabalho investigamos a dinâmica da atividade cerebral registrada no eletrocorticograma (ECoG) a partir da dimensão fractal do espaço de fase e do coeficiente de Hurst (parâmetro que indica a presença de memória) do ECoG. Os ECoG’s foram obtidos através de registros extracelulares na região cortical de ratos nutridos e desnutridos e digitalizados num microcomputador PC compatível. No sinal do ECoG pode-se observar que após o estímulo ocorreu um aumento, durante poucos milissegundos, da atividade elétrica cortical (fenômeno denominado de avalanche) seguido de uma depressão dessa atividade elétrica a nível mais baixo que da atividade elétrica normal do córtex (fenômeno denominado depressão alastrante - DA). Após alguns minutos a atividade elétrica cortical retorna ao seu nível de normalidade, aquele observado antes da estimulação cortical. Para realizar uma análise estatística da série temporal da atividade elétrica cortical (ECoG) dois parâmetros foram utilizados:i) a dimensão fractal (D) do espaço de fase do ECoG, e ii) o coeficiente H da análise R/S de Hurst, parâmetro que identifica correlação de longo alcance (memória) emséries temporais. Durante o fenômeno da avalanche os valores da dimensão fractal do espaço de fase (D =1,34 ± 0,06, n= 30, para animais nutridos e D= 1,31 ± 0,07, n= 32, em animais desnutridos) e da memória (H = 0,52 ± 0,13, n= 30, em animais nutridos e H= 0,61±0,21, n= 32, em animais desnutridos) foram significativamente diferentes dos valores dos parâmetros tanto de antes da DA (D = 1,27 ± 0,10, n= 41 e H = 0,32 ± 0,07, n= 41, para animais nutridos e D= 1,18 ± 0,14, n= 29 e H = 0,44 ± 0,13, n= 29, em animais desnutridos) como de depois da DA (D = 1,28 ± 0,10, n= 39 e H = 0,35 ± 0,10, n= 39, para animais nutridos e D= 1,15 ± 0,15, n= 30 e H = 0,43 ± 0,13, n= 30, em animais desnutridos). Um teste de normalidade de Shapiro- Wilks mostrou que os parâmetros D e H não seguem distribuições normais. Por esta razão, um teste não paramétrico de Kruskal-Wallis e um teste post-hoc de Dunn foram usados na análise estatística. Esta análise mostra que em animais nutridos a dimensão fractal do espaço de fase do ECoG na avalanche é diferente das dimensões fractais (anterior e posterior a DA) com níveis de significância inferiores a 1%. O coeficiente H do ECoG na avalanche também difere dos H´s (antes da DA e após a DA) com níveis de significância inferiores a 0,1%. Para os animaisdesnutridos os parâmetros D e H na avalanche também diferiram significativamente dos seus valores antes e depois da DA. Quando animais nutridos e desnutridos foram comparados, diferenças significativas foram observadas entre os valores dos parâmetros D e H somente antes da DA. Concluindo assim, que a atividade elétrica do córtex cerebral de ratos nutridos e desnutridos durante o fenômeno da depressão alastrante é um processo caótico, reversível e apresenta memória.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-05-31T12:48:57Z No. of bitstreams: 1 Daniella Tavares Pessoa.pdf: 1486789 bytes, checksum: a6f7a6497263d8419ed731a88dac28b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-31T12:48:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniella Tavares Pessoa.pdf: 1486789 bytes, checksum: a6f7a6497263d8419ed731a88dac28b8 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The increased consumption of hyperlipidic diet has been an increase in obesity rates and levels of serum cholesterol and triglycerides in a large part of the population, as well as, has been linked with the development of neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's disease. On the other hand, several studies demonstrated the importance of lipids in brain structure and activity. Epilepsy is a pathology related to the brain activity disorder, with high rate of refractoriness to conventional therapeutics, in these cases hyperlipidic diet has been used such an alternative treatment. Therefore, the investigation of possible interference from hyperlipidemic diets in TLE can add new perspectives in understanding the behavior and treatment of this pathology. In the present study we used mathematical computational methods to analyze electrographic patterns of rats in status epilepticus induced by pilocarpine fed with hyperlipidic diet. These rats were analyzed through electrographic parameters using ECoG records and determining: energies of power spectrum in the frequency of delta, theta, alpha and beta waves; Lempel-Ziv complexity; and fractal dimension of phase space. Status epilepticus induced changes in the encephalographic pattern measured by distribution of main brain waves using power spectrum, Lempel-Ziv complexity and fractal dimension of phase space. Hyperlipidic diet in normal rats also changed the values of brain waves energy in power spectrum and Lempel-Ziv complexity; however, fractal dimension of phase space showed no significant differences due to hyperlipidic diet treatment. Despite the hyperlipidic diet reduced brain activity before pilocarpine administration, the nutritional status did not change the encephalographic pattern during status epilepticus. In conclusion, hyperlipidic diet induced slower brain waves and decreased the complexity of brain activity, opposite effects of status epilepticus. Therefore, the mathematical methods were effective to detect brain hyperactivity caused by status epilepticus and reduced brain activity induced by hyperlipidic diet. / O aumento do consumo de dietas hiperlipídicas vem elevando os índices de obesidade e os níveis de colesterol e triglicerídeos de grande parte da população, além de estar relacionado ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer. Por outro lado muitas pesquisas têm comprovado a importância dos lipídeos na estrutura e atividade do cérebro. A epilepsia é uma patologia relacionada à desordem da atividade cerebral, com alto índice de refratariedade a medicamentos convencionais, nesses casos, o consumo de dietas hiperlipídica vem sendo utilizado como uma terapia alternativa. A investigação de possíveis interferências de dietas hiperlipídicas na ELT pode acrescentar novas perspectivas na compreensão do comportamento e tratamento desta condição patológica. Nesse trabalho foram analisados ratos em status epilepticus induzido pela pilocarpina submetidos à dieta hiperlipídica. Esses ratos foram analisados através de parâmetros eletrográficos utilizando os registros de ECoG e determinando as energias do seu espectro de potência nas freqüências das ondas delta, teta, alfa e beta; a complexidade de Lempel-Ziv e a dimensão fractal do espaço de fase. O status epilepticus induziu alterações no padrão encefalográfico mensuradas pela distribuição de energia das principais ondas cerebrais utilizando o espectro de potência, a complexidade de Lempel-Ziv e a dimensão fractal do espaço de fase. A dieta hiperlipídica, em ratos normais, também alterou os valores da energia das ondas cerebrais no espectro de potência e na complexidade de Lempel-Ziv; entretanto, a dimensão fractal do espaço de fase não revelou diferenças significativas devido ao tratamento com a dieta hiperlipídica. Apesar da dieta hiperlipídica ter reduzido a atividade cerebral antes da administração da pilocarpina, a condição nutricional não influenciou o padrão encefalográfico durante o status epilepticus. Em conclusão, a dieta hiperlipídica causou uma desaceleração das ondas cerebrais e diminuição da complexidade da atividade cerebral, efeitos contrários aos do status epilepticus. Portanto, os métodos matemáticos utilizados foram eficientes na detecção da hiperatividade cerebral causada pelo status epilepticus e redução da atividade cerebral induzida pela dieta hiperlipídica.