Os esteróides anabólico-androgênicos (EAAs) são derivados sintéticos da testosterona utilizados de maneira abusiva por indivíduos que procuram ganho de força física ou apenas efeitos estéticos. Doses suprafisiológicas destes compostos têm sido associadas a possíveis danos em tecido nervoso, a efeitos emocionais e comportamentais adversos, como alteração nas respostas de ansiedade ou agressividade. Considerando o desconhecimento dos aspectos neurais envolvidos nestas alterações comportamentais, e os resultados de trabalhos que apontam para um possível efeito deletério dos EAAs no Sistema nervoso central (SNC), investigamos a integridade do número de neurônios da amígdala basolateral (ABL) e do núcleo póstero-ventral da amígdala medial (MePV) de camundongos machos e fêmeas. Os animais receberam injeções intraperitoneais de cipionato de testosterona (Deposteron®) e estanozolol (Winstrol Depot ®) em doses suprafisiológicas, duas vezes por semana, no período de 33 dias. Assim como um grupo controle recebeu solução salina estéril a 0,9% nos mesmos dias. Foi realizada a análise numérica de perfis de corpos celulares de neurônios para a quantificação dos mesmos e testes comportamentais. Os animais tratados apresentaram respostas ansiogênicas no teste do labirinto em cruz elevado (LCE). No entanto, não foram observadas alterações na atividade motora geral em campo aberto (CA) e nos parâmetros de agressividade no teste de modelo residente-intruso. Os dois EAAs foram capazes de reduzir significantemente a quantidade de corpos celulares de neurônios nas duas áreas analisadas, sugerindo um processo de morte neuronal induzido pelos EAAs. / The androgenic-anabolic steroids (AAS) are synthetic derivatives of testosterone abusively used by individuals looking to gain physical strength or aesthetic purposes. Supraphysiological doses of these compounds have been associated with possible damages to nervous tissue, emotional and behavioral adverse effects, such as changes in anxious or aggressive responses. Considering the lack of knowledge about the neural aspects involved in these behavioral changes, and researchs that point to a possible deleterious effect of AAS in the central nervous system (CNS), we investigated the integrity of the number of cell bodies of neurons of the basolateral amygdala (BLA) and the posteroventral medial amygdala nucleus (MePV) of male and female mice. The animals received intraperitoneal injections of testosterone cypionate (Deposteron ®) and stanozolol (Winstrol Depot ®) supraphysiological doses, twice a week in the period of 33 days. As a control group received 0.9% sterile saline solution on the same days. For quantification and behavioral tests, analyses on the number of cell bodies of neurons was performed. The treated mice showed an increase in anxiety-related behaviors in the elevated plus maze test, and no changes were observed in the general motor activity in the open field and parameters of aggressiveness in the resident-intruder test model. The two AAS were able to significantly reduce the number of neuronal cell bodies in both analyzed areas, suggesting a process of neuronal death due to apoptosis induced by the AAS. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Nas últimas décadas os Esteroides Anabólicos Androgênicos (EAAs) vêm sendo utilizados por atletas de elite, em maior parte, aqueles envolvidos em esportes de força e velocidade, para melhora do desempenho físico nas competições. Porém, o abuso destes produtos passou a ser feito por frequentadores de academias, mais interessados nas alterações provocadas na composição corporal, observados com o aumento da massa magra e na redução da gordura subcutânea. Pouco se sabe sobre a atuação dos EAA no cérebro humano, havendo alterações no comportamento agressivo, ansiedade e depressão. Resolvemos então estudar a perda neuronal pelo uso e abuso de Esteróides Anabolizantes em camundongos. Para isso utilizamos 60 camundongos da linhagem Swiss, sendo 30 machos e 30 fêmeas, vindos do Biotério Central da Universidade Federal de Alfenas. Um grupo de 20 animais foi tratado com Deposteron® (Cipionato de Testosterona); outro grupo de 20 animais foi tratado com Winstrol Depot® (stanozolol); e um último grupo de 20 animais foi tratado com salina para o grupo controle. Todos foram submetidos à natação por 15 minutos. Após a fase de tratamento, os animais foram submetidos a três testes comportamentais: análise de ansiedade, memória e reconhecimento de objetos e atividade motora em campo aberto. Finalizado o tratamento e os testes, os animais foram sacrificados através do método de inalação de Alotano®. Retiramos os encéfalos e estes foram armazenados em solução de formaldeído a 4% por 24 horas. De cada encéfalo foram retiradas amostras homotípicas da região média do cérebro em cortes frontais para que possamos avaliar as áreas então estabelecidas para este estudo. Os resultados das análises da estimativa dos perfis celulares de corpos de neurônios mostraram que houve uma diminuição do número de perfis no núcleo pálido dos animais tratados com Wintrol Depot®. As análises dos testes comportamentais mostraram que a administração de EAAs nos animais gerou um quadro de ansiedade e apatia, e também uma diminuição da capacidade de reconhecimento de objetos. Por outro lado, não alterou a capacidade motora e nem a memória recente desses animais tratados. Em conjunto, esses resultados nos permite inferir que o uso inadequado e sem orientação médica de EAAs pode levar a degenerações celulares, perda das atividades cerebrais e alterações comportamentais graves ao usuário de tal fármaco. / In the last decades, Anabolic-Androgenic Steroids (AAS) or Anabolic Steroids have been used mostly by elite athletes involved in sports that require strength and speed in order to improve their physical performance in competitions. Nevertheless, the abuse of these drugs has been also expanded to gym customers interested in body composition alterations seen by means of lean body mass increase and subcutaneous fat reduction. Few are known about AAS action in human brain, but there are evidences of changes in aggressive behavior, anxiety and depression. Thus, we aimed to study the neuronal loss by the use and abuse of AAS in mice. For doing so, we used 60 Swiss mice, 30 males and 30 females, proceeding from the Central Biotery of the Alfenas Federal University. A group of 20 animals was treated with testosterone cypionate (Deposteron®); another group of other 20 animals was treated with stanozolol (Winstrol Depot®); and a control group involving other 20 animals was treated with saline solution. All animals of the three groups were put under daily 15-minute swimming exercise during 30 days of treatment in an attempt to generate the same stress conditions that a physical exercise. After treatment, all animals were submitted to three behavioral tests: anxiety analysis, memory and recognition of objects and motor activity in the open field. Ending treatment and tests, the specimens were euthanized by halothane inhalation. Their brains were withdrawn and stored in 4% formaldehyde solution for three weeks. From each brain we took homotypic transverse section samples from its middle area to evaluate the areas proposed for our study. The results of estimated profile analyses of neuron cell bodies showed that there was a decrease of their number in pallidum of animals treated with Wintrol Depot®. Besides that, behavioral tests analyses confirmed that AAS administration in these animals caused anxiety and apathy and a decrease in the ability of recognizing objects; on the other hand, we do not observed change in motor ability nor in recent memory of animals so treated. Such results allowed to conclude that the abuse of AAS, without medical orientation, can lead us to cell degeneration, cerebral and cognitive activity loss and severe behavioral changes.

Nesta pesquisa, os aspectos macroestruturais, microestruturas e histoquímicos do complexo ganglionar celíaco foram investigados em 6 cães domésticos saudáveis e 6 cães domésticos acometidos pela diabetes mellitus, com o objetivo de identificar possíveis diferenças estruturais, morfométricas e quantitativas nos neurônios ganglionares celíacos. desta forma, observamos o gânglio celíaco esquerdo originou-se junto à origem da artéria celíaca esquerda e apresentava um formato irregular, seu aspecto era nodular, caracterizando um complexo ganglionar. Em relação a histoquímica, foram encontrados neurônios NADPH-diaphorase positivos, apresentando reação visível. A positividade da reação permitiu-nos concluir que há neurônios potencialmente nitrérgicos no gânglio celíaco de animais sadios e diabéticos. No entanto, não podemos afirmar se estes neurônios são efetivamente nitrérgicos, porque exige a combinação de outras reações imunohistoquímicas. O tamanho do corpo celular do neurônio do gânglio celíaco, representado pela sua área seccional, aumentou significativamente nos animais do grupo diabético quando comparado aos do grupo controle, tendo um fator de aumento de 1,3x. O aumento na área seccional do núcleo no grupo diabético foi de 1,39x maior que no grupo controle, sendo este aumento significativo. Em termos práticos isto significa que nos animais diabéticos, o núcleo e o corpo celular neuronal aumentam em proporções muito próximas. / In this research, the macrostructural, microstructural and histochemical aspects were investigated in 6 clinacally health dogs and 6 diabetic dogs aiming to identify the possible alterations on the strucutre, morphometric and qualitative parameteres of neurons of the celiac ganglionar complex. Our observations revealed that the celiac ganglion was originated close to the origin of the celiac artery and showed a irregular aspect, being caractherized as a complex. Histochemically, neurons NADPH-diaphorase reactives were identified. This positive reaction, on both health and diabetic animals, led us to conclude this neurons were potentially nitrergic, besides, to confirm the nitrergic aspect for this neurons it is necessary to combine immunohistochemical method. Neurons celular body size of the celiac ganglion, represented by its sectional area, increased significantly, at 1.3x rate, on the diabetic animals when compared to the health animals. The increase on the nuclear sectional area of the diabetic animals were significant, at 1.39x rate larger than the other group. These results mean that on the diabetic animals, nuclear and neuronal body celular raise rate increases proportionally.

O envelhecimento é caracterizado por um progressivo declínio na função neuronal envolvendo tanto o sistema nervoso central como o periférico. O aumento da idade é verificado por alterações no número e no tamanho dos neurônios. Contudo, estes dados são controversos e pouco conhecidos nos gânglios periféricos. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo estudar o gânglio mesentérico caudal (GMC) de cães em dois períodos distintos do desenvolvimento (maturação e envelhecimento) a procura de alterações microestruturais no gânglio e alterações quantitativas e morfométricas nos neurônios presentes neste. A importância do GMC está ligada à inervação simpática do intestino grosso, esfíncter anal interno e parcialmente do aparelho urogenital. Para o estudo foram utilizados nove cães domésticos, sem raça definida e machos, provenientes do Hospital Veterinário da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo. Estes animais foram divididos em três grupos etários com idades bem definidas (1-2 meses, 1-3 anos e 5-10 anos). Os gânglios foram processados para o estudo da microscopia de luz e as análises morfométrica e estereológica foram, respectivamente, realizadas utilizando o software de análise morfométrica KS 400 ZEISS® e o método estereológico do disector físico. O aumento da idade foi caracterizado por uma maior quantidade de tecido não neuronal entre os neurônios e um aumento no volume do gânglio. O tamanho dos neurônios, expresso pela sua área seccional, também aumentou com a progressão da idade, encontrando nos animais mais velhos a presença de grânulos de lipofucsina no interior destes. A relação núcleo-citoplasma dos neurônios do GMC tende a diminuir com o envelhecimento. Quanto às alterações quantitativas, o número total de neurônios no GMC aumenta com a idade em cães adultos e senis, diferentemente da densidade neuronal (neurônios/mm3) que diminui com a progressão da idade. Através do peso corpóreo do cão foi possível predizer os valores das diferentes variáveis estereológicas verificadas neste trabalho, sendo os valores obtidos muito próximos aos reais. / The aging is characterized by a progressive decline of neuronal function that involves both the central and the peripheral nervous system. Aging process is accompanied by changes in the number and size of neurons. However, these data are controversial and poorly known in the peripheral ganglia. In this way, the present investigation aimed to study the dog\'s caudal mesenteric ganglion (CMG) in different phases of aging, looking for qualitative, quantitative and morphometric alterations in these neurons. The importance of the CMG is associated with the innervation of the lower large intestine, internal anal sphincter and partially the urogenital system. To the study, was used nine males, mongrel, domestic dogs from the Veterinary Hospital of the Veterinary and Zoöthecny College of the São Paulo University. They were divided into three different well defined aged groups (1-2 months old; 1-3 years old; 5-10 years old). The ganglia were processed for the light microscopy study. The morphometric and stereological analyses were, respectively, done using morphometric analyses software KS 400 Zeiss® and the stereological physical disector method. The increase of age was caractherized by a major amount of the non-neuronal tissue between the neurons and a increase of ganglion volume. The size of the neurons, represented by their sectional area, also increased with the age, being frequent, the presence of lipofucsin granules in old animals. The nucleus-citoplasmic relation of neurons of the CMG tend to decrease with the age. Referring to the quantitative changes, the total number of neurons in the CMG increased by aging in adults and elder dogs, differently of the neuronal density (neurons/mm3) which decreased with the aging. Through the body weight of the dog, it was possible to predict the values of the different stereological variables represented in this paper, where, the obtained values were close to the normal rates.

Orientador: Rafael Ribeiro Dias Vilela de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Matemática, 2014

Esta tese introduz um conjunto de novos métodos para análise de formas bidimensionais (2D) dentro do contexto da resolução de problemas de visão computacional e analise de formas neurais ou neuromorfometria. Mais especificamente, este trabalho apresenta o desenvolvimento de conceitos e algoritmos para a representação e analise multi-escala de contornos de objetos em imagens digitais. Assim, o contorno dos objetos e representado por um sinal que assume valores complexos e que pode ser subseqüentemente analisado por uma transformada multi-escala. Nesse sentido, os desenvolvimentos apresentados nesta tese valeram-se matematicamente de ferramentas desenvolvidas na área de processamento de sinais e de imagens, bem como em outras áreas da matemática como a geometria diferencial. Técnicas de analise de contornos através da curvatura multi-escala e das transformadas de Gabor e em wavelets são introduzidas, incluindo algoritmos específicos para a detecção de vértices, caracterização de escalas naturais, analise fractal de curvas deterministicamente auto-similares e extração de vetores de características associadas a diferentes aspectos de formas como complexidade e retangularidade. Particularmente em relação aos métodos de analise multi-escala de curvatura, esta tese apresenta um novo esquema de estimação digital de curvatura baseado em propriedades da transformada de Fourier e novas abordagens para a prevenção a contração dos contornos devido a filtragem gaussiana. Esse novo esquema de estimação de curvatura foi testado exaustivamente, incluindo uma avaliação da precisão do método através de uma analise de erro entre valores da curvatura analítica e a estimada baseada em curvas B-splines. O novo esquema apresentou resultados encorajadores em todas as avaliações, corroborando sua eficiência. Em relação a parte especifica de analise de formas neurais, as contribuições desta tese residem em duas áreas. Inicialmente, novas medidas de formas, correspondentes as energias multi-escala, foram introduzidas para a caracterização e classificação automática de neurônios baseada na complexidade das formas; experimentos de classificação estatística de celulas ganglionares (gato) são relatados. Finalmente, descreve-se uma nova técnica para a criação semi-automática de dendrogramas, os quais são estruturas de dados abstratas que descrevem células neurais. Todas as técnicas foram extensivamente testadas em imagens reais e sintéticas e os respectivos resultados, que corroboram a eficiência dos algoritmos, são incluídos ao longo da tese / This thesis introduces a set of new methods for two-dimensional shape analysis for computer vision and neural shape analysis applications. More specifically, this work develops concepts and algorithms for multiscale contour representation and analysis of objects present in digital images. Therefore the object contour is represented by a complex-valued signal that can be subsequently analyzed by a multiscale transform. Different mathematical tools from signal and image processing fields, as well as differential geometry, underlie the developments in this work. Techniques for contour analysis through multi scale curvature and the Gabor and wavelet transforms are introduced. The new techniques include specific algorithms for comer detection, natural scales characterization, fractal analysis of self-similar curves and feature vector extraction associated with different shape aspects such as complexity and rectangularity. As far as the multiscale curvature analysis methods are concerned, this thesis presents a new framework for digital curvature estimation based on Fourier transform properties and new approaches for contour shrinking prevention due to Gaussian filtering. The new framework of curvature estimation has been extensively evaluated, including precision assessment of the error of the estimation based on B-spline curves. The new framework has performed successfully in all assessment experiments, which corroborates its efficiency. As far as the neural shape analysis is concerned, the contributions of this thesis are twofold. On one hand, some new shape measures, corresponding to the multiscale energies, have been devised for characterization and classification of neural cells based on shape complexity; statistical pattern recognition experiments using retinal ganglion cells (cat) are reported. On the other hand, a new technique for semi-automated dendrogram generation, i.e. abstract data structures that represent different neural cell features, is described. All the techniques have been extensively assessed using both real and computer-generated images and some of the respective results, which corroborate the robustness of the algorithms, are included throughout the thesis

Esta tese introduz um conjunto de novos métodos para análise de formas bidimensionais (2D) dentro do contexto da resolução de problemas de visão computacional e analise de formas neurais ou neuromorfometria. Mais especificamente, este trabalho apresenta o desenvolvimento de conceitos e algoritmos para a representação e analise multi-escala de contornos de objetos em imagens digitais. Assim, o contorno dos objetos e representado por um sinal que assume valores complexos e que pode ser subseqüentemente analisado por uma transformada multi-escala. Nesse sentido, os desenvolvimentos apresentados nesta tese valeram-se matematicamente de ferramentas desenvolvidas na área de processamento de sinais e de imagens, bem como em outras áreas da matemática como a geometria diferencial. Técnicas de analise de contornos através da curvatura multi-escala e das transformadas de Gabor e em wavelets são introduzidas, incluindo algoritmos específicos para a detecção de vértices, caracterização de escalas naturais, analise fractal de curvas deterministicamente auto-similares e extração de vetores de características associadas a diferentes aspectos de formas como complexidade e retangularidade. Particularmente em relação aos métodos de analise multi-escala de curvatura, esta tese apresenta um novo esquema de estimação digital de curvatura baseado em propriedades da transformada de Fourier e novas abordagens para a prevenção a contração dos contornos devido a filtragem gaussiana. Esse novo esquema de estimação de curvatura foi testado exaustivamente, incluindo uma avaliação da precisão do método através de uma analise de erro entre valores da curvatura analítica e a estimada baseada em curvas B-splines. O novo esquema apresentou resultados encorajadores em todas as avaliações, corroborando sua eficiência. Em relação a parte especifica de analise de formas neurais, as contribuições desta tese residem em duas áreas. Inicialmente, novas medidas de formas, correspondentes as energias multi-escala, foram introduzidas para a caracterização e classificação automática de neurônios baseada na complexidade das formas; experimentos de classificação estatística de celulas ganglionares (gato) são relatados. Finalmente, descreve-se uma nova técnica para a criação semi-automática de dendrogramas, os quais são estruturas de dados abstratas que descrevem células neurais. Todas as técnicas foram extensivamente testadas em imagens reais e sintéticas e os respectivos resultados, que corroboram a eficiência dos algoritmos, são incluídos ao longo da tese / This thesis introduces a set of new methods for two-dimensional shape analysis for computer vision and neural shape analysis applications. More specifically, this work develops concepts and algorithms for multiscale contour representation and analysis of objects present in digital images. Therefore the object contour is represented by a complex-valued signal that can be subsequently analyzed by a multiscale transform. Different mathematical tools from signal and image processing fields, as well as differential geometry, underlie the developments in this work. Techniques for contour analysis through multi scale curvature and the Gabor and wavelet transforms are introduced. The new techniques include specific algorithms for comer detection, natural scales characterization, fractal analysis of self-similar curves and feature vector extraction associated with different shape aspects such as complexity and rectangularity. As far as the multiscale curvature analysis methods are concerned, this thesis presents a new framework for digital curvature estimation based on Fourier transform properties and new approaches for contour shrinking prevention due to Gaussian filtering. The new framework of curvature estimation has been extensively evaluated, including precision assessment of the error of the estimation based on B-spline curves. The new framework has performed successfully in all assessment experiments, which corroborates its efficiency. As far as the neural shape analysis is concerned, the contributions of this thesis are twofold. On one hand, some new shape measures, corresponding to the multiscale energies, have been devised for characterization and classification of neural cells based on shape complexity; statistical pattern recognition experiments using retinal ganglion cells (cat) are reported. On the other hand, a new technique for semi-automated dendrogram generation, i.e. abstract data structures that represent different neural cell features, is described. All the techniques have been extensively assessed using both real and computer-generated images and some of the respective results, which corroborate the robustness of the algorithms, are included throughout the thesis

A Doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa caracterizada por um declínio cognitivo global, incluindo uma perda progressiva de memória, orientação e raciocínio, associada com a degeneração especifica de neurônios colinérgicos. As alterações histopatológicas que definem a DA são protéicos de β-amilóide e tau hiperfosforilada em placas senis e emaranhados neurofibrilares, respectivamente. Porém, os mecanismos moleculares que levam a DA não estão bem caracterizados e ainda não há nenhum tratamento eficaz para prevenir ou reverter os seus sintomas. Parte dessa dificuldade se deve à escassez de modelos experimentais adequados. Previamente nosso grupo estabeleceu condições experimentais para a diferenciação do neuroblastoma humano SH-SY5Y em neurônios dopaminérgicos a partir da adição de ácido retinóico (AR). Alguns estudos sugerem que esta linhagem, quando tratada com AR e fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), apresenta uma mudança para um fenótipo colinérgico. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo caracterizar a diferenciação colinérgica desta linhagem e estabelecer as melhores condições de tratamento com ácido ocadáico (AO), que promove a hiperfosforilação e deposição da proteína tau, em combinação com oligômeros solúveis de β-amilóide (Aβ1-42), para uso como modelo in vitro ao estudo da DA. As células proliferativas foram cultivadas em meio DMEM/F12 com 10% de soro fetal ( FB). A diferenciação foi induzida com 10μM de AR em meio a cultura com 1% de SFB durante sete dias, sendo o BDNF (10 nM) acrescentado a partir do quarto dia. Determinamos a atividade da Acetilcolinesterase (AChE), da Colina Acetiltransferase (ChAT) e o imunoconteúdo de ChAT como marcadores colinérgicos. O co-tratamento com BDNF resultou em células com notável morfologia neuronal, apresentando aumento na densidade e comprimento de neuritos e nos marcadores colinérgicos. Após o estabelecimento do modelo colinérgico, as células diferenciadas da linhagem de neuroblastoma SH-SY5Y foram desafiadas com uma curva de dose das neurotoxinas Aβ1-42 ou AO, e a neurotoxicidade foi avaliada pelo ensaio do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2il)-2,5-difeniltetrazolium (MTT) em combinação com a densidade de neuritos. A partir desses resultados, doses subletais das toxinas foram selecionadas para estabelecer o modelo in vitro da Doença de Alzheimer. Esses resultados fazem dessa linhagem celular uma ferramenta útil no campo da neurociência, podendo torná-la um modelo adequado para o estudo da Doença de Alzheimer. / Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by a global cognitive decline, including progressive loss of memory, orientation and reasoning associated with a specific degeneration of cholinergic neurons. Histopathological changes that define AD are amyloid-β hyperphosphorylated tau deposits in senile plaques and neurofibrillary tangles, respectively. However, the leading molecular mechanisms are not well elucidated and still there is no effective treatment to prevent or reverse the symptoms. Part of this difficulty is due to the lack of suitable experimental models. Our group previously established experimental conditions for the differentiation of human neuroblastoma SH-SY5Y cells into dopaminergic neurons-like with retinoic acid (RA) addition. Some studies suggested that when treated with RA and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) this cell line has a shift to a cholinergic like phenotype. Thus, this study aims to characterize the cholinergic differentiation of SH-SY5Y cell line and to determine the best conditions for okadaic acid (OA) treatment, which promotes the deposition and hyperphosphorylation of tau protein, in combination with solubleoligomers of β- myl (Aβ - 42). Thereby we established a suitable AD in vitro model. Exponentially growing SH-SY5Y cells were maintained in DMEM / F12 medium with 10% fetal bovine serum (FBS). Differentiation was triggered by the combination of 10 μM of RA plus medium with 1% of FBS during 7 days, BDNF was added on 4th day. We determined Acetylcholinesterase (AChE) and Choline Acetyltransferase (ChAT) enzymatic activities and the ChAT immunocontent as cholinergic markers. Once the cholinergic like in vitro model was established, the differentiated SH- Y5Y cells were challeng with of Aβ -42 or AO dose curve, and neurotoxicity was evaluated by an 3-(4,5-dimethylthiazol-2il)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay in combination with neurite density. Hence, sublethal doses of neurotoxins were selected to determine the in vitro model of Alzheimer's disease. Taken together, these results suggested SH-SY5Y cell line as a useful and suitable model in Alzheimer's disease research.

Várias propriedades do cérebro, como a aprendizagem e a memória, dependem da característica plástica das suas sinapses que lhe dá a capacidade de se adaptar de acordo com diferentes percepções do ambiente. Estudos recentes tem desenvolvido regras fenomenológicas para descrever a modificação das conexões químicas entre neurônios e entender as suas propriedades e efeitos em rede. Em particular, ainda foram pouco explorados sobre uma rede de neurônios recorrente, que possui apenas uma camada conectada a si mesma. É preciso um arranjo delicado das suas sinapses para que ela possa apresentar uma atividade transiente que tenha relação com o seu estímulo inicial. Após o ajuste de modelos matemáticos para simular a rede, conseguimos que esse sistema controlado fosse construído a partir duas regras de plasticidade de origem experimental, o escalonamento homeostático e a plasticidade dependente dos tempos de disparo. Quando treinada com a indução repetitiva de um padrão de potenciais de ação, a rede se auto-organiza para produzir uma resposta com frequência de disparos fixada pelas regras. Formulamos uma medida de correlação para quantificar a eficiência do reconhecimento e da separação de diferentes padrões apresentados, com relação à recuperação dos intervalos temporais, e analisamos diferentes aspectos que a influenciam. Os resultados deste trabalho serão apresentados após uma breve revisão da literatura. / Many of the brain properties, such as learning and memory, rely on the plastic nature of its synapses, which yields the capacity to adapt accordingly to the changes in the enviroment. Recent studies have worked in the development of phenomenological rules to describe the morphing of chemical connections between neurons and to understand its net effects. Most particularly, these are yet not much explored on a recurrent network architecture, which consists of a single layer connected within itself. A very delicate arrangement of the synapses is needed in order to the network to present a transient activity that still relates to the initial stimulus. We managed to adjust the mathematical models in order to get the controlled system to be built on top of two experimentally derived plasticity rules, the homeostatic scaling and the spike-timing-dependent plasticity. Trained by a repetitive exposure to an action potential pattern, the network organizes itself to produce a response with a firing frequency that has been determined by the rules. We created a correlation measure to quantify the efficience of recognition and separation of the presented pattern by comparing the time interval recovery, and analyzed the influence of diverse network aspects on it. The results of this work will be presented after a brief review of the literature.

Este trabalho propõe uma metodologia onde usamos experimentos numéricos para determinar os parâmetros de um modelo neural mais simples e, a partir deste modelo assim ajustado, tentamos estudar suas propriedades dinâmicas com a intenção de achar leis mais gerais que possam ser aplicadas a modelos mais complexos. Para este fim, os experimentos que medem a resistência, a corrente de reobase do neurônio e o decaimento do potencial de SAG se apresentam como bons candidatos para ajustar os parâmetros do modelo a dados experimentais, onde a consistência desse ajuste pode ser testada usando tanto o experimento de ressonância do potencial da membrana, como a frequência de oscilações subliminares induzidas por ruído, comparando os resultados obtidos com resultados experimentais. / This work proposes a methodology where we use numerical experiments to determine the parameters of a simple neural model, and from this model thus adjusted, try to study its dynamic properties with the intention of nding the most general laws that can be applied to more complex models. To this end, experiments measuring resistance, rheobase current and the SAG potential decay are good candidates to adjust the parameters of the model to experimental data, where the consistency of the adjustment can be tested using both the experiment of resonance membrane potential and the frequency of subthreshold oscillations induced by noise, by comparing the results with experimental results.