Desenvolvemos um protocolo experimental para estudar a codificação do movimento horizontal pelo neurônio H1 de moscas varejeiras Chrysomya megacephala durante o voo. Tradicionalmente, o neurônio H1 é considerado puramente sensorial, e a maioria dos trabalhos tem utilizado o trem de potenciais de ação deste neurônio para explorar o código neural visual da mosca enquanto esta se encontra imobilizada (cabeça, asas, patas) e observa passivamente uma imagem que se move de maneira controlada. Nosso laboratório já dispunha de um aparato para registrar de maneira adequada a atividade do H1, enquanto a mosca imobilizada observava um padrão de barras verticais se movendo de acordo com uma sequência de velocidades previamente escolhidas pelo experimentador. Por meio de um novo suporte, especialmente desenvolvido neste trabalho, pudemos obter as medidas eletrofisiológicas quando apenas parte do corpo do inseto se encontra fixo. Além disso, conseguimos encontrar uma maneira de estimular a mosca para que esta apresentasse períodos de atividade, com batimentos de asa, similares ao voo. Utilizamos estes períodos de atividade de voo para registrar a atividade dos músculos que controlam a direção do voo. Também utilizamos microfones que captam pequenas diferenças de pressão do batimento das asas para inferir quando a mosca quer mudar a direção do voo e validamos estas medidas com o auxílio de um pequeno acelerômetro adaptado à haste de fixação da mosca. Mostramos que a taxa média de disparo do H1 é mais alta quando a mosca está voando do que quando está com as asas paradas. Além disso, a resposta ao estímulo visual é mais rápida e mais intensa quando a mosca está voando. Estes resultados são evidências de que a codificação da informação visual é diferente nos dois casos. Nossos experimentos com registro da atividade de controle motor do voo através de microfones permitiram encontrar padrões que podem ser usados para inferir a tentativa do inseto de mudar a direção do voo, em um intervalo de poucas batidas de asas e de maneira não invasiva. Esta informação poderá ser utilizada no futuro para produzir um equipamento em que a própria mosca controle o movimento da imagem em tempo real. / We developed a protocol do address the movement information coding in flying Chrysomya Megacephala by the horizontal sensitive H1neuron. H1 is traditionally considered a purely sensory neuron and his sequence of action potentials is used to explore the visual neural code while an immobilized fly passively watch a movie generated by the experimenter. We improved an apparatus to perform such experiments, that was already working in our laboratory, by developing a new holder for the fly and electrode that allowed to record from H1 while only part of the fly was fixed, keeping wings and legs free to move. Moreover we found a protocol to stimulate the fly to present long periods of wing beating activity, very similar to the insect flying. During these flying periods of activity, we also recorded from the steering muscles that control fly direction as well as from small microphones sensitive to subtle pressure variations of the beating wings when the fly try to change direction. These recordings were validated by using an accelerometer adapted to the fly fixation rod. According to our results, the firing rate of H1 increases during the flying periods. Moreover, the response to visual stimuli is faster and more intense during the flying than the response when the wings are not beating. These are evidences that the information coding is different in both cases. We could also find some patterns in the time series of the microphones recordings that allowed us to infer, in a small number of wing beatings, when the insect tries to turn and what is the turning direction. This information can be useful to perform new experiments in the future, were the fly controls in real-time the image movement.

Nas cirurgias de ressecção de tumores do ângulo pontocerebelar, a preservação do nervo facial está entre os seus principais objetivos. Diversas técnicas neurofisiológicas vêm sendo empregadas com o objetivo de predizer déficit imediato do nervo facial no pós-operatório, como a eletromiografia contínua para registro de atividade neurotônica tipo A, a estimulação direta do nervo facial no sítio tumoral e a estimulação elétrica transcraniana com captação em músculos de face. Analisamos 23 pacientes de forma prospectiva, submetidos à cranectomia retrossigmoide para ressecção de tumores em fossa posterior no período de janeiro de 2008 a março de 2010. Os pacientes foram avaliados clinicamente de acordo com a gradação de House-Brackmann para a função do nervo facial. Foram observadas a ocorrência de atividade neurotônica do tipo A, também chamada de atividade irritativa, a queda da amplitude do potencial motor do nervo facial obtido com a estimulação elétrica transcraniana e o aumento na intensidade do estímulo elétrico da estimulação elétrica transcraniana para a obtenção desse potencial. Esses dados foram relacionados à condição clínica do nervo facial no pós-operatório imediato e na última data de acompanhamento. Observamos que a queda da amplitude do nervo facial acima de 60% do seu valor inicial basal foi a variável mais sensível (89%) e com maior valor preditivo positivo (92%) para a piora clínica do nervo facial. A ocorrência de atividade irritativa isolada foi a variável menos sensível (7%) e com valor preditivo positivo de apenas 25%. O aumento na intensidade da estimulação elétrica transcraniana não mostrou significância estatística (p = 0,287). Concluímos que das variáveis estudadas, a queda na amplitude do potencial evocado motor do 7º nervo craniano acima de 60% foi a melhor na predição de piora clínica imediata do nervo facial / The preservation of facial nerve function is one of the most important goals of the cerebellopontine angle tumor resection surgeries. Valuable neurophysiologic techniques have been used to predict the facial nerve outcome, such as continuous electromyography to identify neurotonic activity type A, direct facial nerve stimulation in the vicinity of the tumor and transcranial motor evoked potential recording in face muscles. We analyzed 23 patients undergoing retrossigmoidectomy approaches for posterior fossa tumor resection between January 2008 and March 2010. Their facial nerve function was evaluated using the House-Brackmann score. We correlated the occurrence of type A neurotonic activity, facial nerve motor evoked potential amplitude obtained with transcranial electrical stimulation and increase in the electric stimulus threshold to the immediate and last follow-up facial nerve outcome. In this series, the increase in electric stimulus threshold showed no statistical significance (p = 0,287). The drop of the facial nerve motor evoked potential amplitude equal or above 60% was the most sensitive (89%) and with the highest positive predictive value (92%) in identifying poor facial nerve outcome. The occurrence of neurotonic activity type A showed to be the least sensitive (7%) and with the poorest positive predictive value (25%) of them. We conclude that among the used parameters, the drop of the final 7º nerve motor evoked potential amplitude equal or above 60% of basal recording was the best one in predicting poor facial nerve outcome

Procuramos mostrar como a primeira das teses doutorais de Merleau-Ponty, A Estrutura do Comportamento, torna possível o retorno ao problema clássico da união do corpo e da alma, uma vez que, ao mesmo tempo em que faz a crítica do empirismo mecanicista que embasa as tentativas científicas (da neurofisiologia e da psicologia) de dar conta da vida orgânica e do comportamento, descobre nas descrições destes fenômenos um meio original em relação ao para-si suposto pelo criticismo como explicação e fundamentação última do conhecimento e limite para o que se pode dizer sobre o ser. Procuramos ademais sugerir as limitações do quadro conceitual em que o corpo e suas realizações, dentre as quais especialmente a percepção, podem voltar a desempenhar um papel decisivo na interrogação filosófica, em especial pela ênfase, a nosso ver excessiva, que o autor faz recair sobre a articulação entre símbolo e verdade e pela falta de descrição positiva da articulação entre as formas chamadas inferiores do comportamento ligadas ao instinto, à vida orgânica e a uma temporalidade circular - e o nível simbólico remetido à verdade, à liberdade e à História / We try to show how Merleau-Ponty\'s first doctoral thesis, The Structure of Behavior, allows for a comeback of the classical problem of the union of body and soul, once it criticizes the mechanicist empirism founding the scientific attempts (from neurophysiology and psychology) to explain the organic life and behavior, while unearthing in those fenomena a milieu that differs from the transcendental self embedded in criticism as a final explanation and foundation of knowledge, and as the limit to what one can say about being. We also try to point out to the limits of such conceptual framework, in which body and its performances, specially perception, may again play a crucial role in philosophical investigation, in particular because of excessive emphasis placed upon the connection between symbol and truth, and for a lack of positive description of the articulation between the so-called inferior forms of behavior connected to instincts, organic life and circular time and the symbolic level related to truth, freedom and History

A manutenção do equilíbrio depende da ativação sinérgica de músculos dos dois hemicorpos, e há evidências de que essa coordenação é mediada por circuitos medulares, que estão sob controle supra-segmentar. O objetivo desse trabalho é descrever mecanismos neurofisiológicos e biomecânicos envolvidos no controle postural de sujeitos saudáveis frente a uma perturbação provocada por uma contração reflexa, enfatizando-se os mecanismos associados à coordenação entre membros. A perturbação postural ocorreu em resposta a um estímulo elétrico unilateral no nervo tibial. Devido a restrições em estudos anteriores, utilizou-se uma ampla abordagem (múltiplos músculos, reflexos cruzados) e estimulação precisamente controlada. Os resultados mostraram um complexo padrão de ativação dos músculos dos membros inferiores bilateralmente. Logo após o estímulo, foram encontradas respostas de curta e média latência em músculos da perna e da coxa. Posteriormente, foram observadas algumas ações musculares de longa latência nos músculos mais distais, que provavelmente foram ativadas em resposta às oscilações posturais. As respostas musculares iniciais sugerem que as informações aferentes e os reflexos medulares possuem uma função muito importante na regulação da coordenação entre membros, durante a manutenção da postura ereta quieta. / Balance depends on the synergic activation of muscles bilaterally, and there is evidence that this coordination is mediated by spinal circuits, which are under supra-spinal control. The objective of this study is to describe neurophysiologic and biomechanical mechanisms involved in the postural control of healthy subjects submitted to a disturbance provoked by a muscular reflex contraction. The postural perturbation was caused by a unilateral electric stimulation to the popliteal fossa. The analysis emphasizes the mechanisms associated with interlimb coordination. In this work, methodological approaches expanded those of previous work, the recordings being done bilaterally and the stimulus being precisely controlled. The results showed a complex pattern of bilateral muscular activation. Short and medium latency responses were found in the leg and thigh muscles. These were followed by some muscular activity at longer latencies, probably occurring due to the postural oscillations. The initial muscular responses suggest that the afferent inflow and the spinal cord reflexes have an important function in the between-limb coordination during the standing posture.

Made available in DSpace on 2016-04-25T19:20:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roberto Serafim Simoes.pdf: 656619 bytes, checksum: f4c52ac9c62f93df72256c354fd8ad34 (MD5) Previous issue date: 2011-08-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present study aims at the heuristic value of Physiology of Religion, through a discussion of the physiology in this supernatural in religious doctrines and practices of Yoga. The paper began by defining religion, spirituality and religiosity second Pargament and Hill, but in particular by using the Theory of Religion by Stark and Bainbridge. After a brief review of three major religious scriptures of Yoga (Yoga Sutras, Hatha Yoga Pradipika and Gheranda Samhita) that, respectively, are succeeding in Classical and Medieval periods, we could identify that the offer of salvation required a transformation physiological or supernatural subtle for its adherents. Then a cut was made showing the latest concepts of modern physiology and neuroscience, which are used by yogis in their current doctrines, practices and contemporary religious organizations in order to monopolize the religious power of Yoga. Finally, we could identify in the discourse of religious experts of Modern Yoga, several elements of empirical physiology West which forced them to revisit, to create, maintain and exchange compensators, giving new meaning to their doctrines, adjusting their practices and reinterpreting their religious experience through a language borrowed from physiology, neuroscience and biomedicine empirical. This event is one of the most striking particulars Yoga in its contemporary period, which led to an ambivalence that has generated tensions between their organizations, the popularization and winning new fans through the empirical findings of its practices, and the desecration of due to their religious secularism that leads his mystical practices to the condition of therapeutic techniques in hospitals, colleges and research laboratories / O presente estudo buscou evidenciar o valor heurístico da Fisiologia da Religião, por meio de uma discussão da fisiologia sobrenatural presente nas práticas e nas doutrinas religiosas do Yoga. A dissertação começou por definir a religião, a espiritualidade e a religiosidade segundo Pargament e Hill, também indicando a Teoria da Religião de Stark e Bainbridge. Após uma breve revisão de três importantes escrituras religiosas do Yoga (Yoga Sutras, Hatha-Yoga Pradipika e Gheranda Samhita) que, respetivamente, se sucedem nos períodos Clássicos e Medievais, foi possível identificar que a sua proposta salvífica necessitava de uma transformação fisiológica sobrenatural ou sutil para seus adeptos. A seguir foi feito um recorte apresentando os conceitos mais recentes da fisiologia e da neurociência modernas, os quais são utilizados pelos yogues atuais nas suas doutrinas, práticas e organizações religiosas contemporâneas, a fim de monopolizarem o poder religioso do Yoga. Por fim, foi possível identificar, no discurso dos especialistas religiosos do Yoga Moderno, vários elementos da fisiologia empírica ocidental que obrigou estes a revisitarem, a criarem, a manterem e a trocarem os compensadores, ressignificando as suas doutrinas, ajustando as suas práticas e reinterpretando suas experiências religiosas por meio de uma linguagem emprestada da fisiologia, da neurociência e da biomedicina empírica. Este acontecimento é uma das características mais marcantes do Yoga no seu período contemporâneo, que o conduziu a uma ambivalência que gerou tensões entre as suas organizações, à popularização e à conquista de novos adeptos por meio das descobertas empíricas das suas práticas, e à profanação da sua religiosidade devido à secularização que conduz suas práticas místicas à condição de técnicas terapêuticas em hospitais, academias e laboratórios de pesquisa

To increase fitness for survival, organisms not only passively react to environmental changes but also actively predict future events to prepare for potential hazards within their environment. Accumulating evidence indicates that the human brain is a remarkable predictive machine which constantly models causal relationships and predicts future events. This ‘predictive processing' framework, a prediction-based form of Bayesian inference, states that the brain continuously generates and updates predictions about incoming sensory signals. This framework has been showing notable explanatory power in understanding the mechanisms behind both human behaviour and neurophysiological data and elegantly specifies the underlying computational principles of the neural system. However, even though predictive processing has the potential to provide a unified theory of the brain (Karl Friston, 2010), we still have a limited understanding about fundamental aspects of this model, such as how it deals with different types of information, learns statistical regularities and perhaps most fundamentally of all what its relationship to conscious experience is. This thesis aims to investigate the major gaps in our current understanding of the predictive processing framework via a series of studies. Study 1 investigated the fundamental relationship between unconscious statistical inference reflected by predictive processing and conscious access. It demonstrated that predictions that are in line with sensory evidence accelerate conscious access. Study 2 investigated how low level information within the sensory hierarchy is dealt with by predictive processing and regularity learning mechanisms through “perceptual echo” in which the cross-correlation between a sequence of randomly fluctuating luminance values and occipital electrophysiological (EEG) signals exhibits a long-lasting periodic (~100ms cycle) reverberation of the input stimulus. This study identified a new form of regularity learning and the results demonstrate that the perceptual echo may reflect an iterative learning process, governed by predictive processing. Study 3 investigated how supra-modal predictive processing is capable of learning regularities of temporal duration and also temporal predictions about future events. This study revealed a supramodal temporal prediction mechanism which processes auditory and visual temporal information and integrates information from the duration and rhythmic structures of events. Together these studies provide a global picture of predictive processing and regularity learning across differing types of predictive information.

PrPc é uma glicoproteína de 35 KDa, bastante conservada entre as espécies e essencial no processo de transmissão e patogênese de várias doenças neurodegenerativas como a encefalopatia espongiforme bovina e a doença de Creutzfeldt-Jacob (PRUSINER, 1991). Embora sua função fisiológica ainda seja desconhecida, sabe-se que a patogênese das doenças priônicas requer a sua expressão e é freqüentemente acompanhada do acúmulo no cérebro de uma isoforma anormal de PrPc, designada PrPsc (GABIZON e cols., 1997). Interessado nos possíveis papéis fisiológicos da proteína PrPc, nosso grupo tem se dedicado a estudar as interações que PrPc realiza com outras moléculas. Identificamos e caracterizamos duas interações nas quais PrPc está envolvido: com uma proteína ligante de 66 KDa, recém-identificada como sendo a proteína STI1 (ZANATA e cols., 2002) e com a principal proteína não colagênica da matriz extracelular, a laminina (GRANER e cols., 2000). No presente trabalho, procuramos investigar as vias de sinalização deflagradas por cada uma dessas interações, como também o seu papel nos mecanismos de morte celular programada e memória. Os resultados apresentados nesse trabalho demonstram que a interação PrPc-p66 desencadeia uma resposta neuroprotetora na camada neuroblástica da retina de roedores em desenvolvimento via cAMP/PKA. Além disso, verificamos que a interação PrPc-laminina desempenha um importante papel na formação da memória de curta duração através da ativação da via cAMP-PKA-MAPK, e na memória de longa duração ativando somente a via cAMP/PKA. / PrPc is an extremely conserved 35 KDa glycoprotein which seems to be essential during the transmission and pathogenesis of several neurodegenerative diseases like bovine spongiform encephalopathy or Creutzfeldt-Jacob disease (PRUSINER, 1991). Although the physiological function of this protein remains unclear, it is well established that prion diseases require PrPc expression and are often characterized by deposition of an abnormal PrPc isoform, named PrPsc (GABIZON et. al., 1997). Interested in the normal fuction of PrPc, our group has been dedicated to study the interations that PrPc could entertain with other molecules. We have identified and characterized two interactions in which PrPc is involved: with a 66 KDa ligand protein, recently identified as the STI1 protein (ZANATA et. al., 2002) and with laminin (GRANER et. al., 2000). In this work, we have investigated the signaling pathways triggered by these interactions, as well as their relevance in programmed cell death and memory formation mechanisms. We show in this work that PrPc-p66 interaction transduces neuroprotective signals through a cAMP/PKA-dependent pathway in the neuroblastic layer of rodents\' retina. Moreover, we demonstrated that PrPc-laminin interaction has an important role for short-term memory formation through the activation of cAMP-PKA-MAPK pathways and for long-term memory with the activation of the cAMP/PKA pathway only.

A parestesia é um distúrbio neurosensitivo causado por uma lesão no tecido nervoso. Ela tem uma incidência pouco freqüente após as cirurgias de terceiros molares inferiores; no entanto para o cirurgião dentista é de grande relevância. A literatura comenta sobre os tipos de lesão nervosa, causas e alternativas de tratamento não conservadores ligados à neuromicrocirurgia que são relacionados nesses casos. Nesse trabalho procurou-se estabelecer a classificação da lesão ao nervo alveolar inferior que ocorre nas exodontias de terceiros molares inferiores, entender os mecanismos fisiológicos, as causas principais que levam à ocorrência desse distúrbio e estudar as técnicas de neuromicrocirurgia, com suas indicações e contra-indicações para os tipos de lesão nervosa. / Paresthesia consists of a neurosentitive disturb resulting from nerve tissue injury. It is less likely to occur following lower third molar surgeries, despite being highly relevant for dentists. The literature comments on the types of nerve injuries, its causes and related non-conservative treatment procedures involving neuromicrosurgery in such cases. This essay is an attempt to establish the types of nerve injury classification that occur following lower third molar surgery involving the inferior alveolar nerve, understand the physiological mechanisms, the main causes that result in such disturbance, and study the neuromicrosurgery procedures, their indications and non-indications concerning types of nerve injury.

Des niveaux d'automatisation élevés sont intégrés dans les environnements critiques pour satisfaire la demande croissante de systèmes plus sûrs. Cette philosophie déplace les opérateurs vers un rôle de supervision et crée de nouveaux problèmes appelés problèmes de performance liés à la sortie de boucle (SDB). L'émergence de pensées sans lien avec ici et maintenant, ou divagation attentionnelle (DA), pourrait affecter les opérateurs dans des situations de SDB par le biais du découplage perceptuel induit. Cette thèse a étudié la dynamique de la DA dans les situations de SDB et son influence sur les opérateurs. Nous avons en premier lieu examiné les preuves dans la littérature pointant vers un lien entre le problème de performance lié à la SDB et la DA. Nous avons complété cette analyse théorique en rapportant la tendance des pilotes (collectée avec un questionnaire) à rencontrer plus de problèmes avec leur pilote automatique pour ceux ayant une plus grande propension au MW non lié à la tâche. Nous avons ensuite mené trois expériences dans des conditions de SDB. Nous avons observé une augmentation significative des épisodes de DA dans les situations de SDB quelle que soit la fiabilité du système, par rapport aux conditions manuelles. Les épisodes de DA étaient également accompagnés d'un découplage perceptuel vis-à-vis de la tâche créé par la DA non lié à la tâche. Ce découplage était visible sur des rapports de demande mentale ainsi que les signaux oculométriques et encéphalographiques. Dans l'ensemble, nos résultats démontrent la possibilité d'utiliser des marqueurs physiologiques de la DA dans des environnements de SDB complexes. Nous discutons de nouvelles perspectives d'utilisation des marqueurs de la DA pour caractériser les problèmes de performance liés à la SDB. Sans vouloir arrêter aveuglément l'émergence de la DA, qui pourrait être bénéfique pour les opérateurs, les recherches futures devraient se concentrer sur la conception de systèmes capables de gérer la DA et d'identifier les informations nécessaires pour faciliter la rentrée de l'opérateur dans la boucle de contrôle. / Higher levels of automation are progressively integrated in critical environments to satisfy the increasing demand for safer systems. Such philosophy moves operators to a supervisory role, also called out-of-the-loop (OOTL) situations. Unfortunately, OOTL situations also create a new kind of human-machine interaction issues, called OOTL performance problem. The dramatic consequences of OOTL performance problem stress the need to identify which mechanisms could influence their appearance. The emergence of thoughts unrelated to the here and now, labeled mind wandering (MW), could affect operators in OOTL situations through the perceptual decoupling induced. This thesis investigates MW dynamic in OOTL situations and its influence on operators. We firstly reviewed the evidences in the literature underlining a link between OOTL performance problem and MW. We completed theoretical insights by reporting pilots' tendency (collected with a questionnaire) to encounter more problems with autopilots when experiencing more task-unrelated MW. Then, we conducted three experiments in OOTL conditions using an obstacle avoidance task. With non-expert population and sessions longer than 45 minutes, we observed a significant increase of MW in OOTL situations compared to manual conditions, independently of system reliability. MW episodes were also accompanied by a perceptual decoupling from the task induced by task-unrelated MW. This decoupling was visible on reports of mental demand as well as oculometric (pupil size, blinks) and encephalographic (N1 component, alpha activity) signals. Overall, our results demonstrate the possibility to use physiological markers of MW in complex OOTL environments. We discuss new perspectives towards the use of MW markers to characterize the OOTL performance problem. Instead of blindly stopping MW episodes, which could have benefits for operators, future research should focus on designing systems able to cope with MW and identify information needed to facilitate the reentry in the control loop when needed.

Les connaissances actuelles de la physiopathologie de la migraine ne permettent pas encore de déterminer avec exactitude le processus pathologique à lorigine de lactivation du système trigémino-vasculaire conduisant à la céphalée migraineuse. Certains arguments sont en faveur danomalies fonctionnelles du cortex cérébral à même denclencher le processus de la crise de migraine. Parmi ces anomalies, une hypersensibilité sensorielle a été décrite de longue date et a conduit à un important travail en neurophysiologie clinique. Ainsi lutilisation des techniques de potentiels évoqués a abouti à divers résultats dont le plus reproductible consiste en un déficit dhabituation des réponses évoquées corticales lors de stimulations sensorielles répétées chez les migraineux en période intercritique. Comprendre lorigine du déficit dhabituation retrouvé chez les migraineux devrait permettre de préciser le rôle du cortex cérébral dans la cascade dactivation menant à la crise de migraine. Nous avons utilisé la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr) chez les migraineux afin de moduler lexcitabilité des cortex visuel et moteur, en enregistrant ses effets respectivement sur les potentiels évoqués visuels et moteurs. La SMTr a ainsi permis détudier lorigine du déficit dhabituation des potentiels évoqués corticaux retrouvé en période intercritique chez les migraineux. Ce déficit dhabituation des réponses corticales semble provenir dun niveau réduit de préactivation corticale mais également dune activité réduite des interneurones inhibiteurs corticaux. Par ailleurs, ce déficit dhabituation ne semble pas être un élément pathogénique prépondérant dans la mesure où sa seule présence chez les sujets sains ne permet pas den faire des migraineux. Il pourrait correspondre soit à un épiphénomène, soit à un des éléments étiopathogéniques de la migraine, au même titre que la prédisposition génétique, les troubles du métabolisme mitochondrial, Il est vraisemblable que le poids relatif de chacun de ces éléments étiopathogéniques participe à lhétérogénéité des migraines.