Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Tendo em vista o papel que as chuvas exercem sobre águas continentais e a consequente disponibilidade hídrica para abastecimento, geração de energia, produção de alimentos e a dinâmica climatológica regional, o estudo de periodicidades nas variações em séries temporais pluviométricas têm impactos relevantes para o planejamento dos recursos hídricos. A precipitação, enquanto elemento do sistema climático, está em função de fatores internos e forçantes extraterrestres. Dentre estas, a força da gravidade da lua tem papel significativo como motor das marés oceânicas e sua influência na distribuição da massa e calor em escala global. Com o objetivo de identificar longos períodos de variação hidroclimática, esse trabalho investigou ciclos em escala decenal na variabilidade de seis séries longas de precipitação na região hidrográfica do Paraná no Sudeste Brasileiro, e sua potencial relação com o ciclo nodal de 18,6 anos. Para alcançar esse objetivo, além das análises estatísticas clássicas de dados, foi utilizado o filtro HP com o intuito de separar componentes de cíclicas e de longo prazo. Foi utilizada a metodologia de análise espectral de dados, como Fourier e a transformada em wavelet, que determina o poder das componentes dentro de uma série temporal. As análises estatísticas e o filtro HP foram importantes na visualização e detecção de períodos persistentes de desvios em relação aos valores médios. A ferramenta de transformada em wavelet apontou para robusta presença de periodicidades decenais em todas as séries, sendo as mais significativas 9 anos e 19 anos para todas as séries, com significância superior a 95%. Os resultados sugerem uma aparente anticorrelação, ou seja, o mínimo do ciclo nodal coincide com um incremento nos totais pluviométricos na região. Assim, essas informações da influência podem aprimorar a previsibilidade de condições hidrológicas interdecenais médias e aquelas variáveis socioeconômicas que são sensíveis à precipitação. / Considering the role of rainfall on continental waters and resulting water availability for water supply, energy generation, food production and regional climatological dynamics, the study of periodicities in variations in rainfall time series has a relevant impact on resource planning Water resources. Precipitation, as an element of the climate system, is a function of internal factors and extraterrestrial forcing. Among these, the force of gravity of the moon plays a significant role as the motor of the ocean tides and its influence on the distribution of mass and energy on a global scale. In order to identify long periods of hydroclimatic variation, this work investigated decadal scale cycles in the variability of six long series of precipitation in the Paraná hydrographic region in southeastern Brazil, and its potential relation with the nodal cycle of 18.6 years. To achieve this goal, in addition to the classic statistical data analysis, the HP filter was used in order to separate components from cyclical/random and long term. We use the spectral data analysis methodology, such as Fourier and the wavelet transform, which determines the power of the components within a time series. Statistical analyzes and the HP filter were important in visualizing and detecting persistent periods of deviations from mean values. The wavelet transform analysis pointed to robust presence of decadal periodicities in all series, being the most significant 9 years and 19 years for all series, with significance higher than 95%. The results suggest an apparent anticorrelation, that is, the minimum of the nodal cycle coincides with an increase in the total rainfall in the region. Thus, this influence information can enhance the predictability of medium interdecadal hydrological conditions and those socioeconomic variables that are sensitive to precipitation.

O nó sinoatrial (NSA) é responsável pela geração dos impulsos nervosos determinantes da contração cardíaca, sendo seu suprimento sangüíneo feito pela artéria do nó sinoatrial - ANSA. Neste trabalho, objetivou-se estudar a vascularização arterial da região do NSA, em corações humanos normais, por meio de técnicas macroscópicas, procurando enfocar a terminação da ANSA, sua origem e trajeto, atentando para a presença ou não da chamada "rede arterial perisinusal". Vinte e cinco (25) corações, de indivíduos adultos, de ambos os sexos, sem doenças cardíacas, obtidos no "Serviço de Verificação de Óbitos da Capital (SVOC) da Universidade de São Paulo", tiveram os óstios coronários canulados para injeção de resina vinílica corada. As peças foram fixadas em solução aquosa de formol 10% (48 horas), seguindo-se a dissecação da circulação atrial. As metades direita e esquerda dos átrios apresentaram número equivalente de artérias (62 e 63, respectivamente), o que não ocorreu para as metades anterior e posterior (77 e 48, respectivamente). A ANSA originou-se da artéria coronária direita, em 15 casos (60%): em onze (11) da artéria atrial direita anterior medial (AADAM), dois (2) da direita intermédia (AADAI) e dois (2) da direita lateral (AADAL). Em oito casos (32%), originava-se da artéria coronária esquerda: três (3) da artéria atrial esquerda posterior lateral (AASPL), dois (2) da esquerda anterior intermédia (AASAI) e três (3) da anterior medial (AASAM). Em 8% dos casos (2) a distribuição era peculiar - em um AASAM e artéria atrial esquerda anterior lateral (AASAL) estavam em continuidade, até alcançarem e penetrarem a região do nó, e, no segundo caso, a AASAM unia-se com a artéria atrial direita posterior lateral (AADPL), com trajeto em forma "U", circundando a base da veia cava superior. Em oito corações, identificou-se intensa ramificação na região perinodal, indicativo da ocorrência da "rede arterial perisinusal". A diversidade do trajeto da ANSA ora observada e a indicada pela literatura reitera a necessidade de maiores estudos sobre este trajeto, de modo a contribuir para a higidez do NSA nas cirurgias envolvendo manipulação atrial. / The sinoatrial node (NSA) is responsible for the production of the nervous impulses, which determine the cardiac contraction and its blood supply is provided by the sinoatrial node artery - ANSA. In this research we aimed to study the arterial vascularization of the NSA area in normal human hearts, with macroscopic techniques intending to identify the origin of the sinoatrial node artery, its termination, attempting to the presence or not of the so called "arterial perisinusal network". Twenty five (25) hearts, without diseases, obtained from the "Serviço de Verificação de Óbitos da Capital (SVOC) da Universidade de São Paulo" were canulated by the coronary ostium following injected with colored resin. They were fixed in 10% watery formaldehyde solution (48 hours) an afterwards the atrial circulation was dissected. The left and right atrial halves demonstrating equivalence of arteries (62 and 63 respectively), which was not observed in the anterior and posterior halves of the heart (77 and 48 arteries respectively). The ANSA was originated from de right coronary artery in fifteen cases (60%): eleven by the right anterior medial atrial artery (AADAM), two by the right anterior intermedial atrial artery (AADAI) and two by the right anterior lateral atrial artery (AADAL). In eight cases (32%) was originated from the left coronary artery: three by the left posterior lateral atrial artery (AASPL), two by the left anterior intermedial atrial artery (AASAI) and three by left anterior medial atrial artery (AASAM). In 8% of the cases, the vascular distribution was peculiar - in one of them, the AASAM and left anterior lateral atrial artery (AASAL) were in continuous, reaching and penetrating the node area. In the second case, the AASAM artery joined to the right posterior lateral atrial artery (AADPL) forming a continuous "U" shape surrounding the base of the VCS. In eight hearts, the arterial distribution showed intense ramification in the perinodal area, which could indicate the occurrence of the "perisinusal arterial network". The diversity of the ANSA´s traject, indicated by the literature, shows the necessarily others studies about it to contribute to the integrity of the NSA in surgical procedures that involves the atrial walls.

The Hill's equation is the Schrodinger equation $$-y'+qy=la y$$ with a periodic one-dimensional potential function $q$ and coupled with periodic boundary conditions $y(0)=y(1)$, $y'(0)=y'(1)$ or anti-periodic boundary conditions $y(0)=-y(1)$, $y'(0)=-y'(1)$. We study the inverse nodal problem for Hill's equation, in particular the reconstruction problem. Namely, we want to reconstruct the potential function using only nodal data ( zeros of eigenfunctions ). In this thesis, we give a reconstruction formula for $q$ using the periodic nodal data or using anti-periodic nodal data We show that the convergence is pointwise for all $x in (0,1)$ where $q$ is continuous; and pointwise for $a.e.$ $x in (0,1)$ as well as $L^1$ convergence when $qin L^1(0,1)$. We do this by making a translation so that the problem becomes a Dirichlet problem. The idea comes from the work of Coskun and Harris.

O nó sinoatrial (NSA) é responsável pela geração dos impulsos nervosos determinantes da contração cardíaca, sendo seu suprimento sangüíneo feito pela artéria do nó sinoatrial - ANSA. Neste trabalho, objetivou-se estudar a vascularização arterial da região do NSA, em corações humanos normais, por meio de técnicas macroscópicas, procurando enfocar a terminação da ANSA, sua origem e trajeto, atentando para a presença ou não da chamada "rede arterial perisinusal". Vinte e cinco (25) corações, de indivíduos adultos, de ambos os sexos, sem doenças cardíacas, obtidos no "Serviço de Verificação de Óbitos da Capital (SVOC) da Universidade de São Paulo", tiveram os óstios coronários canulados para injeção de resina vinílica corada. As peças foram fixadas em solução aquosa de formol 10% (48 horas), seguindo-se a dissecação da circulação atrial. As metades direita e esquerda dos átrios apresentaram número equivalente de artérias (62 e 63, respectivamente), o que não ocorreu para as metades anterior e posterior (77 e 48, respectivamente). A ANSA originou-se da artéria coronária direita, em 15 casos (60%): em onze (11) da artéria atrial direita anterior medial (AADAM), dois (2) da direita intermédia (AADAI) e dois (2) da direita lateral (AADAL). Em oito casos (32%), originava-se da artéria coronária esquerda: três (3) da artéria atrial esquerda posterior lateral (AASPL), dois (2) da esquerda anterior intermédia (AASAI) e três (3) da anterior medial (AASAM). Em 8% dos casos (2) a distribuição era peculiar - em um AASAM e artéria atrial esquerda anterior lateral (AASAL) estavam em continuidade, até alcançarem e penetrarem a região do nó, e, no segundo caso, a AASAM unia-se com a artéria atrial direita posterior lateral (AADPL), com trajeto em forma "U", circundando a base da veia cava superior. Em oito corações, identificou-se intensa ramificação na região perinodal, indicativo da ocorrência da "rede arterial perisinusal". A diversidade do trajeto da ANSA ora observada e a indicada pela literatura reitera a necessidade de maiores estudos sobre este trajeto, de modo a contribuir para a higidez do NSA nas cirurgias envolvendo manipulação atrial. / The sinoatrial node (NSA) is responsible for the production of the nervous impulses, which determine the cardiac contraction and its blood supply is provided by the sinoatrial node artery - ANSA. In this research we aimed to study the arterial vascularization of the NSA area in normal human hearts, with macroscopic techniques intending to identify the origin of the sinoatrial node artery, its termination, attempting to the presence or not of the so called "arterial perisinusal network". Twenty five (25) hearts, without diseases, obtained from the "Serviço de Verificação de Óbitos da Capital (SVOC) da Universidade de São Paulo" were canulated by the coronary ostium following injected with colored resin. They were fixed in 10% watery formaldehyde solution (48 hours) an afterwards the atrial circulation was dissected. The left and right atrial halves demonstrating equivalence of arteries (62 and 63 respectively), which was not observed in the anterior and posterior halves of the heart (77 and 48 arteries respectively). The ANSA was originated from de right coronary artery in fifteen cases (60%): eleven by the right anterior medial atrial artery (AADAM), two by the right anterior intermedial atrial artery (AADAI) and two by the right anterior lateral atrial artery (AADAL). In eight cases (32%) was originated from the left coronary artery: three by the left posterior lateral atrial artery (AASPL), two by the left anterior intermedial atrial artery (AASAI) and three by left anterior medial atrial artery (AASAM). In 8% of the cases, the vascular distribution was peculiar - in one of them, the AASAM and left anterior lateral atrial artery (AASAL) were in continuous, reaching and penetrating the node area. In the second case, the AASAM artery joined to the right posterior lateral atrial artery (AADPL) forming a continuous "U" shape surrounding the base of the VCS. In eight hearts, the arterial distribution showed intense ramification in the perinodal area, which could indicate the occurrence of the "perisinusal arterial network". The diversity of the ANSA´s traject, indicated by the literature, shows the necessarily others studies about it to contribute to the integrity of the NSA in surgical procedures that involves the atrial walls.

Tendo em vista o papel que as chuvas exercem sobre águas continentais e a consequente disponibilidade hídrica para abastecimento, geração de energia, produção de alimentos e a dinâmica climatológica regional, o estudo de periodicidades nas variações em séries temporais pluviométricas têm impactos relevantes para o planejamento dos recursos hídricos. A precipitação, enquanto elemento do sistema climático, está em função de fatores internos e forçantes extraterrestres. Dentre estas, a força da gravidade da lua tem papel significativo como motor das marés oceânicas e sua influência na distribuição da massa e calor em escala global. Com o objetivo de identificar longos períodos de variação hidroclimática, esse trabalho investigou ciclos em escala decenal na variabilidade de seis séries longas de precipitação na região hidrográfica do Paraná no Sudeste Brasileiro, e sua potencial relação com o ciclo nodal de 18,6 anos. Para alcançar esse objetivo, além das análises estatísticas clássicas de dados, foi utilizado o filtro HP com o intuito de separar componentes de cíclicas e de longo prazo. Foi utilizada a metodologia de análise espectral de dados, como Fourier e a transformada em wavelet, que determina o poder das componentes dentro de uma série temporal. As análises estatísticas e o filtro HP foram importantes na visualização e detecção de períodos persistentes de desvios em relação aos valores médios. A ferramenta de transformada em wavelet apontou para robusta presença de periodicidades decenais em todas as séries, sendo as mais significativas 9 anos e 19 anos para todas as séries, com significância superior a 95%. Os resultados sugerem uma aparente anticorrelação, ou seja, o mínimo do ciclo nodal coincide com um incremento nos totais pluviométricos na região. Assim, essas informações da influência podem aprimorar a previsibilidade de condições hidrológicas interdecenais médias e aquelas variáveis socioeconômicas que são sensíveis à precipitação. / Considering the role of rainfall on continental waters and resulting water availability for water supply, energy generation, food production and regional climatological dynamics, the study of periodicities in variations in rainfall time series has a relevant impact on resource planning Water resources. Precipitation, as an element of the climate system, is a function of internal factors and extraterrestrial forcing. Among these, the force of gravity of the moon plays a significant role as the motor of the ocean tides and its influence on the distribution of mass and energy on a global scale. In order to identify long periods of hydroclimatic variation, this work investigated decadal scale cycles in the variability of six long series of precipitation in the Paraná hydrographic region in southeastern Brazil, and its potential relation with the nodal cycle of 18.6 years. To achieve this goal, in addition to the classic statistical data analysis, the HP filter was used in order to separate components from cyclical/random and long term. We use the spectral data analysis methodology, such as Fourier and the wavelet transform, which determines the power of the components within a time series. Statistical analyzes and the HP filter were important in visualizing and detecting persistent periods of deviations from mean values. The wavelet transform analysis pointed to robust presence of decadal periodicities in all series, being the most significant 9 years and 19 years for all series, with significance higher than 95%. The results suggest an apparent anticorrelation, that is, the minimum of the nodal cycle coincides with an increase in the total rainfall in the region. Thus, this influence information can enhance the predictability of medium interdecadal hydrological conditions and those socioeconomic variables that are sensitive to precipitation.

Neste trabalho, um estudo preliminar sobre o uso de técnicas nucleares na prospecção e monitoramento de poços de petróleo é reportado. Em particular, a modelagem da avaliação da intensidade de radiação emitida de fontes nucleares presentes em sondas usadas para obtenção de dados dos poços, é discutida. Tal modelagem se fundamenta na utilização e solução da equação de transporte de partículas. Apesar de o problema ser inerentemente tridimensional, a abordagem do modelo matemático, uma equação íntegro-diferencial, é muito complexa neste caso. Neste sentido, um esquema conhecido como nodal, usualmente utilizado no tratamento de problemas multidimensionais, é aqui investigado para casos unidimensionais. Duas formas de tratamento do problema unidimensional nodal são aqui apresentadas: uma baseada em procedimentos analíticos e outra em procedimentos numéricos que envolvem esquemas iterativos. Resultados numéricos são apresentados e discutidos, para casos onde soluções explícitas conhecidas podem ser usadas para comparação. / In this work, a preliminary study on nuclear techniques applied to the petroleum industry, is reported. In particular, the evaluation of the radiation intensity emitted from the radiation sources present in nuclear tools is discussed. The modeling is based on the particle transport equation. Although three-dimensional cases are the one related to real problems, its solution is of high difficulty, due to the complexity of the mathematical model, an integro-differential equation. In this sense, a so-called nodal scheme usually applied to the treatment of multidimensional problems, is here investigated for the one-dimensional case. Two nodal approaches are described here: a first one based on analytical techniques and the second one based on numerical schemes which involve iterative processes. Numerical results are presented and discussed for problems where explicit solutions are available in the literature.

Tese de Mestrado Integrado. Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnia e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Vertebrate wnt8a occupies a position at a crossroads linking anteroposterior and dorsoventral axis patterning. While functional aspects of wnt8a are beginning to be understood, the regulation of wnt8a expression and its relationship to mesoderm induction and maintenance pathways are unclear. Three inputs that control wnt8a expression in the zebrafish embryonic margin have been identified: the Brachyury-related T-box transcription factors No tail a (Ntla) and No tail b (Ntlb, previously called Bra) and the maternal zinc-finger transcription factor Zbtb4 (previously called Kzp) are known direct regulators, and Nodal signaling is genetically upstream of wnt8a expression. The transcriptional mechanisms by which the wnt8a locus integrates these diverse temporal inputs are not yet known. We have generated zebrafish transgenic for a modified genomic PAC clone that expresses EGFP from the wnt8a locus. The EGFP reporter transgene is expressed in a pattern nearly identical to wnt8a, including maternal deposition, expression in the ventrolateral mesoderm and in the yolk syncytial layer. Using this transgenic line, we identified two phases of wnt8a transcriptional regulation in zebrafish: phase I comprises Nodal-dependent activation during early gastrulation and phase II comprises No tail (Ntl)-dependent regulation from mid to late gastrula stages onwards. These phases mirror the transition from Nodal-dependent mesoderm induction to Ntl-dependent mesoderm maintenance. To further understand how the wnt8a locus integrates these signals to achieve its transcriptional output, we analyzed upstream cis-regulatory regions through transgenic reporter assays. We identified three promoters in the bicistronic wnt8a locus, two of which drive expression of the upstream coding region (wnt8a.1). We identified two regulatory regions, proximal and distal: the proximal regulatory region contains a mesodermal enhancer with potential binding sites for FoxH1 and Ntl that is required for both the Nodal and Ntl responses. Phase I expression requires Nodal signaling through the mesoderm enhancer in combination with the distal regulatory region, which bears a Zbtb4 consensus binding site. Phase II expression requires Ntl regulation of the mesoderm enhancer in the context of the proximal regulatory region. The distal regulatory region negatively impacts phase II expression driven by the proximal regulatory region, indicating a complex relationship of regulatory elements.

Gastrulation is one of the most critical events of embryogenesis, generating the three primary germ layers (definitive endoderm, mesoderm, and ectoderm) and establishing the embryonic body plan. The definitive endoderm, which generates the lungs, liver, pancreas, and digestive tract, has become a tissue of particular interest in recent years. Understanding definitive endoderm formation and patterning will greatly aid progress in the in vitro differentiation of embryonic stem cells to definitive endoderm for use in treatment of diseases such as diabetes and hepatitis as an alternative for whole organ replacement. Gene targeting studies have demonstrated a critical role for the Nodal signaling pathway and the forkhead transcription factors Foxh1 and Foxa2 in specification of a group of cells referred to as the anterior primitive streak (APS). However, the transcriptional targets of Foxh1 and/or Foxa2 other than Nodal that regulate specification of this group of cells are currently unknown. Fate mapping and lineage tracing experiments have shown the APS to be the source of the definitive endoderm. However, many questions regarding specification and patterning of the definitive endoderm remain. The study of this tissue has been hampered by the lack of genetic markers specific for the definitive endoderm as many of the current markers, including Cerl, Foxa2, and Sox17, are also expressed in the visceral endoderm, an extraembryonic tissue. To further investigate the role of Foxh1 in specification of the anterior primitive streak and to address the lack of genetic markers for the definitive endoderm we performed expression profiling on post-implantation mouse embryos using Affymetrix™ GeneChips®. From this analysis we identified and characterized a novel marker of the mouse definitive endoderm. Examination of this, and other, novel endoderm markers in Foxh1 and Foxa2 deficient mouse embryos revealed that contrary to current models of definitive endoderm formation, we find some definitive endoderm is formed in these mutants. Specifically, specification of the midgut and hindgut definitive endoderm is largely unaffected, while foregut formation is severely affected. These results suggest that the formation of the midgut and hindgut definitive endoderm populations is independent of the anterior primitive streak and separate from the foregut definitive endoderm. This represents a major insight into the mechanisms regulating endoderm formation and patterning.