Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4353.pdf: 2550869 bytes, checksum: f526a8acdbd92c4cb70c18e42ff66a55 (MD5) Previous issue date: 2012-04-25 / Universidade Federal de Minas Gerais / This study aimed to evaluate the effect of visual occlusion of the preferred arm on its frequency of use and kinematics in spontaneous reaching of static objects in 5-month-old infants. Participated in this study 30 infants, with half of them submitted to visual occlusion of the preferred arm and the other half having full vision while reaching a toy. A possible cumulative effect of visual occlusion was assessed through increasing periods in which the preferred arm was not visible by the infant. Analysis of manual preference indicated that occlusion of the preferred arm led to increased use of the contralateral arm for reaching, an effect more evident in infants showing weak manual preference. No effect of cumulative occlusion was detected, with similar indices of manual preference across the periods of occlusion. Results from kinematic analysis revealed straighter movements to the target when visually oriented. These results suggest that visual information can modulate manual preference and guide reaching control. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da oclusão visual do braço preferido sobre a preferência manual e sobre variáveis cinemáticas em movimentos espontâneos de alcançar objetos estáticos em bebês de cinco meses de idade. Participaram desse estudo 30 bebês, com metade deles sendo submetidos à oclusão visual do braço preferido e a outra metade tendo visão plena na ação de agarrar um brinquedo. O possível efeito cumulativo de oclusão visual foi avaliado por meio de períodos seguidos em que os bebês não tinham visibilidade do braço preferido. A análise da preferência manual indicou que a oclusão visual do braço preferido induziu maior frequência de alcances com o braço contralateral, efeito que foi mais evidente em bebês com fraca preferência manual. Não foi observado efeito cumulativo de oclusão, com índices de preferência manual semelhantes entre os períodos de oclusão. Os resultados da análise cinemática revelaram movimentos mais retilíneos em direção ao alvo de alcance quando visualmente orientados. Estes resultados sugerem que a informação visual pode modular a preferência manual e orientar o movimento de alcance.

Em humanos, uma série de estudos vem sugerindo que o hemisfério esquerdo é particularmente importante no controle e execução de movimentos. De modo geral, lesões no hemisfério esquerdo promovem déficits motores mais pronunciados que lesões semelhantes no hemisfério direito. Neste trabalho utilizamos a hemisferectomia unilateral para avaliar a contribuição de cada hemisfério na função motora em camundongos. Camundongos Suíços adultos foram submetidos a hemisferectomia unilateral direita (HD) ou esquerda (HE) ou aos procedimentos de controle. Quinze dias após cirurgia, a coordenação motora de cada animal foi avaliada no teste da locomoção forçada em cilindro giratório (Rotarod). A latência para a queda do grupo controle foi significativamente maior que a do grupo HD e não diferiu da do grupo HE. Para auxiliar a interpretação dos resultados obtidos no ROTAROD, uma parte dos animais foi submetida a uma bateria adicional de testes comportamentais na seguinte seqüência: teste de campo aberto, avaliação qualitativa da assimetria sensório-motora, teste da grade elevada e teste de suspensão pela cauda. De modo interessante, no teste da grade elevada, enquanto o grupo HD apresentou o desempenho da pata traseira esquerda (contralateral à lesão) significativamente pior que o da direita, os grupos Controle e HE não apresentaram diferenças entre as duas patas traseiras. De modo análogo ao observado em humanos, nossos resultados sugerem uma ação assimétrica dos hemisférios cerebrais no controle da função motora em camundongos. / A series of studies in humans have suggested that the planning and the control of movements are asymmetrically performed by the hemispheres. In general, lesions in the left hemisphere promote motor deficits that are more pronounced than similar lesions in the right hemisphere. In the present work, we used unilateral hemispherectomy to study the relative importance of each hemisphere in the control of movement in mice. Adult Swiss mice were submitted to right unilateral hemispherectomy (RH) or left unilateral hemispherectomy (LH) and sham surgery. Fifteen days after surgery, the motor coordination of each mouse was evaluated in the forced locomotion in rotating cylinder test (Rotarod). The latency to fall was significantly lower in right-hemispherectomized group as compared to control and did not differ from the left-hemispherectomized group. To help the interpretation of results obtained in the Rotarod test, a part of the sample was subjected to a additional battery of behavioral tests in the following sequence: open field test, qualitative assessment of sensory-motor asymmetry, foot fault test and tail suspension test. Interestingly, in the foot fault test, while the RH group showed significantly worse performance with the left hind limb (contralateral to the lesion) than with the right, the control group and the LH group showed no differences between both hind limbs. Similarly to what is observed in humans, our results suggest that the two hemispheres contribute asymmetrically to control of movement in mice.

Introdução: A esclerose mesial temporal (EMT) é a principal causa de epilepsia resistente ao tratamento medicamentoso. Pacientes com EMT apresentam dificuldades no processamento semântico e fonológico de linguagem e maior incidência de reorganização cerebral da linguagem (bilateral ou à direita) em relação à população geral. A ressonância magnética funcional (RMf) permite avaliar a reorganização cerebral das redes de linguagem, comparando padrões de ativação cerebral entre diversas regiões cerebrais. Objetivo: Investigar o desempenho linguístico de pacientes com EMT unilateral esquerda e direita e a ocorrência de reorganização das redes de linguagem com RMf para avaliar se a reorganização foi benéfica para a linguagem nestes pacientes. Métodos: Utilizamos provas clínicas de linguagem e paradigmas de nomeação visual e responsiva para RMf, desenvolvidos para este estudo. Foram avaliados 24 pacientes com EMTe, 22 pacientes com EMTd e 24 controles saudáveis, submetidos a provas de linguagem (fluência semântica e fonológica, nomeação de objetos, verbos, nomes próprios e responsiva, e compreensão de palavras) e a três paradigmas de linguagem por RMf [nomeação por confrontação visual (NCV), nomeação responsiva à leitura (NRL) e geração de palavras (GP)]. Seis regiões cerebrais de interesse (ROI) foram selecionadas (giro frontal inferior, giro frontal médio, giro frontal superior, giro temporal inferior, giro temporal médio e giro temporal superior). Índices de Lateralidade (ILs) foram calculados com dois métodos: bootstrap, do programa LI-Toolbox, independe de limiar, e PSC, que indica a intensidade da ativação cerebral de cada voxel. Cada grupo de pacientes (EMTe e EMTd) foi dividido em dois subgrupos, de acordo com o desempenho em relação aos controles na avaliação clinica de linguagem. O <= -1,5 foi utilizado como nota de corte para dividir os grupos em pacientes com bom e com mau desempenho de linguagem. Em seguida, comparou-se o desempenho linguístico dos subgrupos ao índices IL-boot. Resultados: Pacientes com EMT esquerda e direita mostraram pior desempenho que controles nas provas clínicas de nomeação de verbos, nomeação de nomes próprios, nomeação responsiva e fluência verbal. Os mapas de ativação cerebral por RMf mostraram efeito BOLD em regiões frontais e temporoparietais de linguagem. Os mapas de comparação de ativação cerebral entre os grupos revelaram que pacientes com EMT esquerda e direita apresentam maior ativação em regiões homólogas do hemisfério direito em relação aos controles. Os ILs corroboraram estes resultados, mostrando valores médios menores para os pacientes em relação aos controles e, portanto, maior simetria na representação da linguagem. A comparação entre o IL-boot e o desempenho nas provas clínicas de linguagem indicou que, no paradigma de nomeação responsiva à leitura, a reorganização funcional no giro temporal médio, e possivelmente, nos giros temporal inferior e superior associou-se a desempenho preservado em provas de nomeação. Conclusão: Pacientes com EMT direita e esquerda apresentam comprometimento de nomeação e fluência verbal e reorganização da rede cerebral de linguagem. A reorganização funcional de linguagem em regiões temporais, especialmente o giro temporal médio associou-se a desempenho preservado em provas de nomeação em pacientes com EMT esquerda no paradigma de RMf de nomeação responsiva à leitura / Introduction: Mesial temporal sclerosis (MTS) is the commonest cause of drug resistant epilepsy. MTS patients experience phonological and semantic processing difficulties, and increased prevalence of atypical (bilateral or right hemisphere) language dominance compared to the general population. Language reorganization can be studied with functional magnetic resonance imaging (fMRI), which allows comparison of brain activation patterns in different brain regions. Objective: To investigate performance on language tasks in patients with unilateral left and right MTS, and occurrence of atypical language dominance to determine if reorganization of language networks is beneficial to \' f . : W w y-four left MTS, 22 right MTS patients and 24 healthy controls. Subjects underwent language tasks (semantic and phonological fluency, object, verb, proper noun, and responsive naming, and word comprehension), and fMRI language paradigms [visual confrontation naming (VCN), reading responsive reading (RRN) and word generation (WG)]. Six regions of interest (ROI) (inferior frontal, middle frontal, superior frontal, inferior temporal, middle temporal and superior temporal gyri) were defined. Two language lateralization indexes (LI) were obtained for each ROI, one with a threshold-independent method using a bootstrap algorithm (LI-boot), and one that measures brain activation intensity in each voxel (Percentage Signal Change - PSC). Each patient group (left MTS and right MTS) was divided into two subgroups according to performance relative to controls in the language tasks. Z- <= -1.5 was used as a cut-off to divide patients in good and poor language performance groups. LI-boot indexes were compared between language performance subgroups. Left and right MTS patients showed worse performance than controls in verb, proper noun, and responsive naming, and verbal fluency language tasks. fMRI activation maps showed increased BOLD signal in frontal and temporoparietal language regions. Group comparison activation maps revealed that left and right MTS patients showed increased activation in homologous right hemisphere regions compared to controls. These results were corroborated by lower LI mean values for patients compared to controls, indicating greater hemispheric language representation symmetry. Comparison between LI-boot indexes and performance in language tasks showed that functional reorganization in the middle temporal, and, possibly, inferior and superior temporal gyri was associated with preserved naming performance. Conclusion: Left and right MTS patients display impaired naming and verbal fluency, as well as reorganization of the language network. Language network reorganization in the temporal regions, specially middle temporal gyrus, was associated with preserved naming in left MTS patients, in the responsive reading naming fMRI paradigm

A inferência do curso temporal da atividade neural a partir do efeito BOLD é um importante problema, ainda em aberto. A forma da curva BOLD não reflete diretamente as características temporais da atividade eletrofisiológica dos neurônios. Nessa tese, é introduzido o conceito de tempo de processamento neural (TPN) como um dos parâmetros do modelo biofísico da função de resposta hemodinâmica (HRF). O objetivo da introdução desse conceito é obter estimativas mais acuradas da duração da atividade neural a partir do efeito BOLD, que possui auto grau de nãolinearidade. Duas formas de estimar os parâmetros do modelo do efeito BOLD foram desenvolvidas. A validade e aplicabilidade do conceito de TPN e das rotinas de estimação foram avaliadas por simulações computacionais e análise de séries temporais experimentais. Os resultados das simulações e da aplicação foram comparados com medidas da forma da HRF. O experimento analisado consistiu em um paradigma de tomada de decisão na presença de distratores emocionais. Esperase que o TPN em áreas sensoriais primárias seja equivalente ao tempo de apresentação de estímulos. Por outro lado, o TPN em áreas relacionadas com a tomada de decisão deve ser menor que a duração dos estímulos. Além disso, o TPN deve depender da condição experimental em áreas relacionadas ao controle de distratores emocionais. Como predito, o valores estimados do TPN no giro fusiforme foram equivalentes à duração dos estímulos e o TPN no giro do cíngulo dorsal variou com a presença de distrator emocional. Observou-se ainda lateralidade do TPN no córtex pré-frontal dorsolateral. As medidas da forma da HRF obtidas por um método convencional não dectectaram as variações observadas no TPN / The extraction of information about neural activity dynamics related to the BOLD signal is a challenging task. The temporal evolution of the BOLD signal does not directly reflect the temporal characteristics of electrical activity of neurons. In this work, we introduce the concept of neural processing time (NPT) as a parameter of the biophysical model of the hemodynamic response function (HRF). Through this new concept we aim to infer more accurately the duration of neuronal response from the highly nonlinear BOLD effect. We describe two routines to estimate the parameters of the HRF model. The face validity and applicability of the concept of NPT and the estimation procedures are evaluated through simulations and analysis of experimental time series. The results of both simulation and application were compared with summary measures of HRF shape. We analysed an experiment based on a decision-making paradigm with simultaneous emotional distracters. We hypothesize that the NPT in primary sensory areas is approximately the stimulus presentation duration. On the other hand, the NPT in brain areas related to decisionmaking processes should be less than the stimulus duration. Moreover, in areas related to processing of an emotional distracter, the NPT should depend on the experimental condition. As predicted, the NPT in fusiform gyrus is close to the stimulus duration and the NPT in dorsal anterior cingulate gyrus depends on the presence of an emotional distracter. Interestingly, the estimated NPTs in the dorsolateral prefrontal cortex indicate functional laterality of this region. The analysis using standard measures of HRF did not detect the variations observed in our method (NPT)

A inferência do curso temporal da atividade neural a partir do efeito BOLD é um importante problema, ainda em aberto. A forma da curva BOLD não reflete diretamente as características temporais da atividade eletrofisiológica dos neurônios. Nessa tese, é introduzido o conceito de tempo de processamento neural (TPN) como um dos parâmetros do modelo biofísico da função de resposta hemodinâmica (HRF). O objetivo da introdução desse conceito é obter estimativas mais acuradas da duração da atividade neural a partir do efeito BOLD, que possui auto grau de nãolinearidade. Duas formas de estimar os parâmetros do modelo do efeito BOLD foram desenvolvidas. A validade e aplicabilidade do conceito de TPN e das rotinas de estimação foram avaliadas por simulações computacionais e análise de séries temporais experimentais. Os resultados das simulações e da aplicação foram comparados com medidas da forma da HRF. O experimento analisado consistiu em um paradigma de tomada de decisão na presença de distratores emocionais. Esperase que o TPN em áreas sensoriais primárias seja equivalente ao tempo de apresentação de estímulos. Por outro lado, o TPN em áreas relacionadas com a tomada de decisão deve ser menor que a duração dos estímulos. Além disso, o TPN deve depender da condição experimental em áreas relacionadas ao controle de distratores emocionais. Como predito, o valores estimados do TPN no giro fusiforme foram equivalentes à duração dos estímulos e o TPN no giro do cíngulo dorsal variou com a presença de distrator emocional. Observou-se ainda lateralidade do TPN no córtex pré-frontal dorsolateral. As medidas da forma da HRF obtidas por um método convencional não dectectaram as variações observadas no TPN / The extraction of information about neural activity dynamics related to the BOLD signal is a challenging task. The temporal evolution of the BOLD signal does not directly reflect the temporal characteristics of electrical activity of neurons. In this work, we introduce the concept of neural processing time (NPT) as a parameter of the biophysical model of the hemodynamic response function (HRF). Through this new concept we aim to infer more accurately the duration of neuronal response from the highly nonlinear BOLD effect. We describe two routines to estimate the parameters of the HRF model. The face validity and applicability of the concept of NPT and the estimation procedures are evaluated through simulations and analysis of experimental time series. The results of both simulation and application were compared with summary measures of HRF shape. We analysed an experiment based on a decision-making paradigm with simultaneous emotional distracters. We hypothesize that the NPT in primary sensory areas is approximately the stimulus presentation duration. On the other hand, the NPT in brain areas related to decisionmaking processes should be less than the stimulus duration. Moreover, in areas related to processing of an emotional distracter, the NPT should depend on the experimental condition. As predicted, the NPT in fusiform gyrus is close to the stimulus duration and the NPT in dorsal anterior cingulate gyrus depends on the presence of an emotional distracter. Interestingly, the estimated NPTs in the dorsolateral prefrontal cortex indicate functional laterality of this region. The analysis using standard measures of HRF did not detect the variations observed in our method (NPT)