Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-06Bitstream added on 2014-06-13T19:49:04Z : No. of bitstreams: 1 arias_mrs_me_rcla.pdf: 422723 bytes, checksum: d736e056289a511d09f4b677ecf2ba20 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A deterioração do equilíbrio postural, avaliada pelas oscilações corporais, está relacionada ao processo de envelhecimento e diminui com a participação do sistema visual. Na doença de Parkinson (DP), a restrição visual pode gerar mudanças no comportamento oscilatório do corpo em relação a idosos sadios? Esse comportamento oscilatório, em condições de restrição visual, relaciona-se com medidas clínicas e funcionais? Esta pesquisa objetivou conhecer os efeitos da restrição visual sobre as oscilações corporais na postura ereta quase estática dos idosos com DP, compará-los com idosos sadios e conhecer as contribuições da amplitude de movimento articular (ADM) ativa nos membros inferiores, dos tipos de alinhamento postural, do desempenho em equilíbrio funcional nas oscilações corporais quando são considerados o comprometimento e o estágio clínico da doença. A análise cinemática bidimensional das oscilações corporais de dez idosos sadios e dez idosos com DP, na postura ereta quase estática, nas direções ântero-posterior (ap) e médio-lateral (ml) em condições de olhos abertos (oa) e olhos fechados (of) foi realizada. Teste de ADM ativa no tornozelo, joelho e quadril, escala de Berg, teste de alinhamento postural, Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS) e escala de Hoehn & Yahr (HY) foram utilizados. O efeito da restrição visual sobre a oscilação corporal ap foi mais forte nos idosos sadios. Em todos os idosos, a maioria das associações e predições ocorreu em função da restrição visual. / The postural equilibrium deterioration measured by body oscillations is related to the aging process and decrease with the visual system participation. In Parkinson’s disease (PD), can the visual constraint change the oscillatory behavior in relation to the healthy elderly? Is this oscillatory behavior related to the clinical and functional measurements under visual constraint conditions? This study aimed to know the effects of visual constraints on the body oscillations in quiet standing posture of PD patients, to compare them with healthy elderly and to know the contributions of active range of motion (ROM) of the lower limbs, the types of body alignment, and the functional balance performance on body oscillations when the clinical stage and the compromising evolution of the PD are considered. Two-dimensional kinematic analyses of the body oscillations of 10 healthy and 10 PD elderly in quiet standing in anterior-posterior (ap) and medium-lateral (ml) directions under eyes open (eo) and eyes closed (ec) conditions were performed. The active ROM of ankle, knee and hip, berg’s scale, postural alignment test, Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS), and Hoehn & Yahr (HY) scale were utilized. The effect of visual constraint on the body oscillation AP was stronger in healthy elderly. In all the participants, the majority of associations and predictions occurred as a function of the visual constraint. In the PD patients, the active ROM of hip hyperextension was the predicted variable of body oscillation in the ap direction and in ec condition. In healthy elderly, in the ap direction, the active ROM of ankle dorsiflexion was the predicted variable of body oscillations on both conditions eo and ec; in ml direction, the active ROM of hip abduction was the predicted variable under eo condition.

Orientador: Ricardo Egydio de Carvalho / Banca: Elbert Einstein Nehrer Macau / Banca: José Manoel Balthazar / Resumo: Este trabalho tem como objetivo entender e desenvolver estudos relacionados à sincronização de fase em sistemas dinâmicos discretos. Foi utilizado um modelo simples de osciladores não-lineares denominado mapa circular. Inicialmente é apresentado um estudo extensivo do mapa circular e suas propriedades dinâmicas. É apresentado também a transição de movimento quase-periódico para movimento caótico em uma rota quase-periódica para o caos do mapa circular. Em seguida, foram acoplados dois mapas circulares através de um acoplamento bidirecional não linear. O efeito de transição para o estado síncrono é induzido por uma crise interior, através do surgimento de um atrator caótico, o qual induz periodicidade oscilatória no sistema. É mostrado que a sincronização de dois mapas circulares acoplados é influenciada pela diferença do número de rotação e a intensidade do parâmetro de não linearidade. A transição para o estado não síncrono é induzida por uma crise interior, através da expansão do atrator caótico até perder sua periodicidade. Posteriormente, foi introduzido um ruído branco gaussiano no acoplamento e um ruído aditivo em dois sistemas diferentes de dois mapas circulares acoplados. Os resultados obtidos para o primeiro sistema mostraram que no espaço de fases, a ação de um ruído branco gaussiano no acoplamento e aditivo destroem o atrator caótico, e o sistema perde sincronização de fase perfeita e imperfeita. Os resultados obtidos para o segundo sistema mostraram que no espaço de fases, a ação de um ruído branco gaussiano no acoplamento destrói o atrator caótico, e o sistema perde sincronização de fase perfeita e imperfeita. No entanto, a ação de um ruído branco gaussiano aditivo induz um efeito de segunda ordem, no qual ocorre a dessincronização de fase imperfeita... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This reach has as objective to understand and to develop studies related to the phase synchronization in discreet dynamical systems. A simple model of oscillators non-linear denominated circle map was studied. Initially an extensive study of the chaotic dynamics of the circle map is presented. It is also presented the transition of quasi-periodic behavior for chaotic behavior in a quasi-periodic route to chaos in the circle map. Soon after, was introduced a non-linear bidirectional coupling in two circle maps, and studied the transition effects to phase synchronization, induced by interior crisis, through appearance of a chaotic attractor, which induce oscillatory periodicity in the system. It is shown that the phase synchronization of two coupled circle maps is influenced by the difference of the winding number and the intensity of the non-linear parameter. The transition for the nonsynchronization is induced by interior crisis, through of expansion of chaotic attractor. Later on, a gaussian white noise was introduced in the coupling and an addictive noise in two different systems of two coupled circle maps. The results for the first system show that a additive and coupling gaussian white noise induce the expansion of the chaotic attractor, and consequently, induce a loss of perfect and imperfect phase synchronization. The results for the second system show that a coupling gaussian white noise induce the loss of perfect and imperfect phase synchronization. However, the additive gaussian white noise induce an effect of second order, in which occur the loss of imperfect phase synchronization, but the perfect phase synchronization stay in system / Mestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A análise sísmica de ~ 3000 km de dados sísmicos sparker de reflexão monocanal permitiu a proposição de um arcabouço estratigráfico englobando a seção rasa (~300 milisegundos) da plataforma continental sul da Bacia de Campos. Cinco sequências sísmicas foram reconhecidas (Sq1-Sq5), limitadas por superfícies erosivas de escala plataformal (superfícies S1-S5), interpretadas como sequências deposicionais formadas por oscilações glacioeustáticas e limites de sequências (discordâncias regionais) esculpidos durante longos períodos de exposição subaérea e total da plataforma, indicando condições de diminuição de nível de base e destruição parcial de espaço de acomodação sedimentar. As sequências Sq1-Sq4 são dominantemente regressivas, compostas principalmente por prismas de regressão forçada de borda de plataforma/talude superior. A sequência superficial Sq5 é constituída essencialmente de unidades retrogradantes restritas à plataforma continental, interpretadas como compondo uma sequência eminentemente transgressiva. A correlação entre dados sísmicos e cronoestratigráficos de um poço exploratório disponível na área permitiu posicionar a deposição desta sucessão estratigráfica entre o Pleistoceno Médio- Holoceno (últimos ~500 ka). Além disso, a correlação entre a base de dados com curvas globais de variações eustáticas, baseadas nas razões isotópicas de 18O (estágios isotópicos marinhos), permitiu ainda sugerir que a sucessão estratigráfica Sq1-Sq4 registra sequências regressivas de quarta ordem, refletindo deposição durante ciclos glacioeustáticos de ~ 100 -120 ka de duração e de alta amplitude de oscilação eustática (100-145m), que caracterizam o sinal eustático nos últimos ~500 ka. A sequência Sq5 seria uma sequência ainda em formação, constituída por depósitos transgressivos e de mar alto formados durante o Pleistoceno Tardio-Holoceno. / Seismic analysis of about 3000 km of sparker seismic lines allowed us to address a first order stratigraphic and stratal architecture scenario encompassing the shallow sedimentary record (~300 miliseconds) of the southern continental shelf of Campos Basin, Brazil. Five major seismic sequences were identified (sequences Sq1 to Sq5), bounded by large margin-scale unconformities (horizons S1-S5). These seismic sequences were interpreted as a succession of depositional sequences induced by repeated glacio eustatic cycles limited by seismic horizons interpreted as master sequence boundaries, representing diachronous periods of erosion originated at times of deepest sea-level lowstands, related to periods of most extensive subaerial exposure of the shelf. These surfaces were reworked during subsequent times of sea level rise. Sequences Sq1-Sq4 are essentially composed of seaward-thickening stacks of forced-regression wedges, implying periods of declining accommodation space for sediments; whereas sequence Sq5 exhibit architectural elements of mostly transgressive units. Comparison between seismic lines and available chronostratigraphic data from the oil industry?s exploratory wells made it possible to place the stratigraphic sequences Sq1-Sq5 within the Middle Pleistocene-Holocene interval (last ~500 kyr). Correlation of chronostratigraphic data and -derived information on glaciation-related global sea level variations (Marine Isotope Stages, MIS), also supports the hypothesis that sequences Sq1-Sq4 are fourth-order forced-regression sequences that record 100-120 kyr glacioeustatic cycles and high amplitude sea-level variations (100-145m) for the last ~500 kyr, while deposits labeled as Sq5 are mostly represented by Latest Pleistocene-Holocene transgressive and highstand units.

O crescimento do percentual de idosos na população ocorre mundialmente tornando necessário conhecer o impacto do processo de envelhecimento, neste contexto, do sistema respiratório. O desconhecimento do impacto do envelhecimento associado a diferentes graus de exposição a poluentes e a presença de comorbidade(s) dificulta a diagnose das pneumopatias acarretando aos idosos piora da qualidade de vida. São vantagens da Técnica de Oscilações Forçadas (FOT): alto potencial de aplicação em idosos, fácil realização, análise detalhada da mecânica respiratória, desempenho de papel complementar, bem como de alternativa na impossibilidade de realização dos exames tradicionais. Foi realizado um estudo experimental comparativo que objetivou investigar o impacto do envelhecimento no sistema respiratório pela FOT e pela espirometria entre grupos de diferentes faixas etárias, sendo a idade a variável independente e as variáveis dependentes, os parâmetros oscilométricos resistência em regime contínuo (R0) e das vias aéreas centrais (Rm), inclinação da resistência (S), frequência de ressonância (fr), reatância média (Xm), complacência dinâmica (Cdin,sr) e os parâmetros espirométricos (VEF1, CVF, VEF1/CVF e FEF/CVF). Foram realizados entrevista, exame clínico, radiografia torácica, avaliação da mecânica respiratória pela FOT e da função pulmonar pela espirometria. 255 indivíduos com idades entre 20 e 86 anos foram entrevistados. Destes, 175 foram excluídos, restando os 80 voluntários analisados, que foram divididos em 6 grupos de acordo com a faixa etária (A: 20 a 29 anos; B: 30 a 39 anos; C: 40 a 49 anos; D: 50 a 59 anos; E: 60 a 69 anos; F: 70 anos ou mais). Foram utilizados os testes de Shapiro-Wilkins, na avaliação da normalidade dos dados biométricos em cada grupo, Oneway ANOVA, na comparação entre os grupos, e Tukey HSD na comparação entre as classes subjacentes. A análise da associação entre duas variáveis foi realizada inicialmente pela regressão univariada entre os parâmetros oscilométricos, a idade e a altura. A regressão múltipla entre os parâmetros oscilométricos, idade e altura foi realizada em conjunto. Foi realizada a análise de confundimento ou modificação de efeito sobre o parâmetro altura na relação entre a idade e os parâmetros oscilométricos. A correção pelo fator altura foi realizada quando sua análise apresentava fator de confundimento. Quanto aos parâmetros resistivos, não foram observadas alterações em R0 e Rm com o envelhecimento enquanto que o declínio observado em S é discreto e não-significativo. Em relação aos parâmetros reativos, verificouse que Cdin,sr e Xm diminuem enquanto que fr aumenta com o processo de envelhecimento. Todas estas alterações são significativas. Todavia, a diminuição da Cdin,sr não apresenta relação com a idade e sim com a altura, que constituiu modificação do efeito. Nos demais parâmetros oscilométricos, a altura constituiu fator de confundimento. Quanto à espirometria, observou-se declínio significativo do VEF1, do VEF1/CVF e da CVF. O índice FEF/CVF apresentou declínio nãosignificativo. Concluindo, a resistência do sistema respiratório e a complacência dinâmica não se modificam enquanto a homogeneidade do sistema respiratório diminui com o processo de envelhecimento. / The increase in the elderly percentage in the population occurs worldwide. To know the impact of the aging process, in this context, on the respiratory system, is crucial. The unawareness of the impact of aging, with different exposure degrees to pollution and the presence of commorbities introduces difficulty in the pneumopathies diagnosis make worsen the elderlys quality of life. The Forced Oscillation Technique (FOT) has as advantages a high application potential in elderly people, detailed analysis of the respiratory mechanics, plays complementary role and alternative in the impossibility to perform the traditional exams, as well. A comparative experimental study was done with the purpose of analyze the impact of aging in the respiratory system by FOT and spirometry between groups of different ages. Age is the independent variable and the dependent variables are the oscillometric parameters continuum regime resistance (R0), central airways resistance (Rm), slope of resistance (S), resonant frequency (fr), average reactance (Xm), dynamic compliance (Cdin,sr) and the spirometry parameters (FEV1, FVC, FEV1/CVF and FEF/FVC). Interviews, clinical examination, thoracic roentgenograms, mensuration of the respiratory mechanics by FOT and of the pulmonary function by spirometry were performed. 255 individuals aged from 20 to 86 years were interviewed. From these, 175 were excluded and the 80 remaining volunteers were analyzed and divided into six groups according to age (A: 20-29 years old; B: 30-39 years old; C: 40-49 years old; D: 50-59 years old; E: 60-69 years old; F: 70 or more years old). The Shapiro-Wilkins test was used in the analysis of the normality of the biometric data in each group. Oneway ANOVA was used in the comparison between groups and the Tukey HSD test was used in the comparison between the underlying classes. The analysis of the association between two variables was done initially between the oscilometric parameters, age and height. Multiple regressions between oscilometric parameters, age and height was performed in conjunction. Confounding analysis or effect modification over height and oscilometric parameters was done. The correction by the height factor was done when its analysis presented confounding factor. There were not changes in the resistive parameters R0 and Rm with age while the decrease seen in S is slight and not significant. In the reactive parameters, it was found that Cdin,sr and Xm decrease while fr increases with the aging process. All of these changes are significant. However, the decrease in Cdin,sr is not related to the aging process but with height, which was a confounding factor. It was found that the spirometric parameters FEV1, FVC and CVF presented a significant decrease and the index FEF/CVF presented a not significant decrease. Concluding, the resistance and the dynamic compliance of the respiratory system do not change while the homogeneity of the respiratory system decreases with the aging process.

O termo silicose refere-se ao processo de fibrose pulmonar causado pela inalação de poeira contendo sílica. É uma doença ocupacional, incurável, que se inicia nas vias aéreas distais e pode progredir independente do término da exposição. Os testes de função pulmonar, apesar de não serem utilizados como ferramenta diagnóstica para silicose, são amplamente empregados para acompanhar longitudinalmente esses indivíduos. Estudos recentes sugerem que a Técnicas de Oscilações Forçadas (FOT) pode ser aplicada para detecção de alterações pulmonares precoces em indivíduos com silicose. Contudo, existem poucos estudos descrevendo as alterações de mecância respiratória associada com a silicose através da FOT. Neste contexto, os objetivos deste estudo são: (1) analisar as alterações de mecânica respiratória de indivíduos portadores de silicose com diferentes graus de obstrução e (2) avaliar a capacidade da FOT em detectar alterações na função pulmonar decorrentes da silicose. Trata-se de um estudo transversal controlado com avaliação de casos prevalentes, tendo como unidade de avaliação o indivíduo. Os exames realizados incluíram medidas de espirometria e FOT. Foi selecionado um total de 67 indivíduos, 46 portadores de silicose e 21 sadios, caracterizando o grupo controle. Os indivíduos com diagnóstico de silicose foram divididos em três grupos classificados de acordo com o nível de obstrução sugerido pela espirometria. Essa classificação resultou em três categorias: Indivíduos normais ao exame espirométrico (NE), n= 12; com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (DVOL), n=22; com distúrbio ventilatório obstrutivo moderado ou acentuado (DVOMA), n= 12. Todos os indivíduos realizaram exames da FOT para análise das propriedades resistivas e reativas do sistema respiratório. Posteriormente aos exames da FOT os indivíduos foram submetidos à espirometria. Considerando os grupos divididos a partir da espirometria, os parâmetros resistivos e reativos e a impedância do sistema respiratório em 4Hz (Z4Hz) se modificaram significativamente com a progressão da distúrbio obstrutivo. Na análise do poder diagnóstico da FOT os parâmetros R0, Rm, Rsr4 e |Z4Hz| mostraram-se precisos para identificar as modificações de mecânica respiratória em pacientes com silicose apresentando distúrbio ventilatório obstrutivo leve. Para distúrbio ventilatório obstrutivo moderado e acentuado todos os parâmetros analisados apresentaram habilidade para identificar essas alterações. Na análise entre o grupo controle e normal ao exame, nenhum parâmetro da FOT apresentou valor de acurácia adequado para uso clínico. Esses resultados são coerentes com as alterações fisiopatológicas relacionadas à silicose, confirmando o potencial da FOT na avaliação das modificações de mecânica respiratória em doentes com silicose. / The term silicosis is the name given to the pulmonary fibrosis caused by inhalation of dust containing crystalline silica. Is a typical occupational disease, chronic, incurable, starting in the peripheral airways and that can progress independently of the end of exposure. The pulmonary function tests, although not used as a diagnostic tool for silicosis, are widely employed to follow these individuals. Recent works suggests that the Forced Oscilation Technique (FOT) may be applied in the detection of early respiratory changes in silicosis. However, few studies have been analyzing the changes on respiratory mechanics associated with silicosis through the FOT. In this context, the aims of this study were (1) to analyze changes respiratory mechanics in subjects with silicosis with different degrees of obstruction by FOT, and (2) to evaluate the potential of the FOT to detect alterations in the lung function resulting from silicosis. This is a sectional study evaluation of prevalent cases, with the evaluation unit the individual. The examinations included measurement of FOT and spirometry. Sixty-seven volunteers were analyzed: 21 healthy subjects and 46 with silicosis. Spirometry was used to classify airway obstruction in the silicosis groups. This classification resulted in three categories: normal spirometric exam (n = 12); mild obstruction (n = 22); moderate or severe obstruction (n = 12.). All subjects performed FOT exam for the analysis of resistive and reactive properties of the respiratory system. The order of the examinations was FOT, followed by spirometry. Considering the groups classified according to the spirometry, the resistive and reactive the parameters and the impedance of the respiratory system at 4Hz (|Z4Hz|), have changed significantly with the progression of obstructive. The analysis of the diagnostic power of FOT parameters R0, Rm, and Rsr4 |Z4Hz| showed to be accurate to identify the changes of respiratory mechanics in silicosis patients with mild obstructive lung disease. To the moderate and severe obstructions, all the parameters analyzed showed adequate to identify these changes. In the analysis between the control and normal exam, no parameters of the FOT showed adequate measure to use to correctly identify these subjects. The FOT parameters adequately described the pathophysiological changes associated with silicosis and presented adequate accuracy for clinical use, indicating that this technique can be helpful in the evaluation respiratory mechanics in this disease.

Plataformas semi-submersíveis, utilizadas como estruturas flutuantes na prospecção e exploração de petróleo em águas profundas, têm sua geometria composta basicamente por elementos horizontais totalmente submersos (pontoons), pelo convés, e por elementos verticais que cruzam a superfície livre (colunas), estes últimos ligando os pontoons ao convés. Tal geometria é eficaz para manter reduzidas as oscilações sob a ação de ondas, mormente o heave, bem como para prover flutuação, área de convés e estabilidade estática compatíveis com a missão. Neste trabalho aplicam-se modelos bastante simplificados para representação de características geométricas e dos atributos acima mencionados. De fato, pontoons e colunas são representados por trechos de cilindros, enquanto que as oscilações sob ondas são determinadas a partir de formulação semelhante à Equação de Morison. Tais modelos compõem um processo de otimização para determinar dimensões principais e proporções que satisfaçam certos requisitos quanto ao peso, à área de convés, à estabilidade estática e ao heave. Resultados numéricos para as oscilações sob ondas são confrontados com dados experimentais obtidos para plataformas em escala reduzida ensaiadas no canal de ondas do Laboratório de Engenharia Naval e Oceânica da EPUSP, observando-se boa aproximação. O processo de otimização é aplicado a situações descritas na literatura, chegando-se a resultados compatíveis com aqueles publicados, com a vantagem da simplicidade dos modelos analítico-numéricos aqui adotados. / Semi-submersible platforms, which are used as floating structures for oil production and exploration in deep waters, have their geometry composed basically of totally submerged horizontal elements (pontoons), the deck, and vertical elements that cross the free surface, these latter linking the pontoons to the deck. This geometry is efficient for keeping the oscillations due to wave excitation at small levels, specially the heave, as well to provide floatation, deck area and static stability compatible to the platform?s mission. In the present work, rather simplified models are applied for the representation of the geometric characteristics and of the other above mentioned attributes. In fact, pontoons and columns are represented by cylinders, and oscillations due to waves are determined by a formulation similar to Morison?s equation. These models take part in an optimization process for the determination of the main dimensions and proportions that satisfy certain requirements concerning weight, deck area, static stability and the heave. Numerical results for the oscillations due to waves are compared to experimental data obtained for scaled platforms tested in the wave channel of the Naval and Oceanic Engineering Laboratory of EPUSP, leading to reasonable approximations. The optimization process is applied to some cases described in the Literature, leading to results compatible with the published ones, but with the advantage of the simplicity of the analytic-numerical models here adopted.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-03-08T13:00:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_LeonardoDallaPorta.pdf: 4244662 bytes, checksum: 214ab17f2ee3583441af553e0a0a7931 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-08T13:00:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_LeonardoDallaPorta.pdf: 4244662 bytes, checksum: 214ab17f2ee3583441af553e0a0a7931 (MD5) Previous issue date: 2016-10-06 / FACEPE / Avalanches neuronais, assim como oscilações e sincronização, são padrões de atividade espontânea observados em redes neuronais. O conceito de avalanches neuronais foi concebido na última década. Esse padrão de atividade tem distribuições de tamanhos P(s) e durações P(d) invariantes por escala, i.e., obedecem relações do tipo lei de potência P(s) ∼ s −τ, com expoente τ ≃ 3/2, e P(d) ∼ d−τt, com expoente τt ≃ 2, respectivamente. Essas propriedades são compatíveis com a ideia de que o cérebro opera em um regime crítico. A partir dessas constatações, muitos estudos teóricos e experimentais reportaram os potenciais benefícios de um cérebro operando na criticalidade, como por exemplo a máxima sensibilidade aos estímulos sensoriais, máxima capacidade de informação e transmissão e uma ótima capacidade computacional. Modelos da classe de universalidade de percolação direcionada (DP) têm sido amplamente utilizados para explicar a estatística invariante por escala das avalanches neuronais. Porém estes modelos não levam em consideração a dinâmica dos neurônios inibitórios e, além disso, como apresentam uma transição de fase entre um estado absorvente e uma fase ativa, torna-se difícil conciliar o modelo com correlações temporais de longo alcance que são observadas experimentalmente em diferentes escalas espaciais. Neste contexto, um novo modelo computacional (CROs, do original em inglês Critical Oscillations) surgiu na literatura (Poil et al., J. Neurosci., 32 9817, 2012), incluindo neurônios inibitórios e buscando conciliar correlações temporais com avalanches neuronais. Neste modelo não há uma fase absorvente, e uma suposta transição de fases ocorre entre uma fase ativa e outra com oscilações coletivas. Devido à ausência de uma fase absorvente, avalanches neuronais são definidas comparando-se a atividade instantânea da rede com um limiar que depende da mediana da atividade total. Justamente na linha crítica do espaço de parâmetros, quando há uma balanço entre excitação e inibição neuronal, avalanches neuronais invariantes por escala são observadas juntamente com correlações temporais de longo alcance (ruído 1/ f). No presente trabalho, um estudo mais profundo a respeito dos resultados reportados para o modelo CROs foi realizado. As oscilações neuronais mostraram-se robustas para diferentes tamanhos de rede, e observamos que a dinâmica local reflete a dinâmica oscilatória global da rede. Correlações temporais de longo alcance foram observadas (num intervalo de escalas temporais) através da técnica de Detrended Fluctuation Analysis, sendo robustas perante modificações no tamanho da rede. O resultado foi confirmado pela análise direta do espectro, que apresentou decaimento do tipo 1/ f numa determinada faixa de frequências. O diagrama de fases do modelo mostrou-se robusto em relação ao tamanho da rede, mantendo-se o alcance das interações locais. Entretanto, os resultados mostraram-se fortemente dependentes do limiar utilizado para detecção das avalanches neuronais. Por fim, mostramos que distribuições de durações de avalanches são do tipo lei de potência, com expoente τt ≃ 2. Este resultado é inédito e o valor encontrado coincide com o expoente crítico da classe de universalidade de DP na dimensão crítica superior. Em conjunto, nossos resultados fornecem mais evidências de que o modelo CROs de fato apresenta uma transição de fases. / Neuronal avalanches, as well as waves and synchronization, are types of spontaneous activity experimentally observed in neuronal networks. The concept of neuronal avalanches was conceived in the past decade. This pattern of activity has distributions of size P(s) and duration P(d) which are scale invariant, i.e., follow power-law relations P(s) ∼ s−τ, with exponent τ ≃ 3/2, and P(d) ∼ d−τd, with exponent τt ≃ 2, respectively. These properties are compatible with the idea that the brain operates in a critical regime. From these findings, many theoretical and experimental studies have reported the potential benefits of a brain operating at criticality, such as maximum sensitivity to sensory stimuli, maximum information capacity and transmission and an optimal computational capabilities. Models belonging to the directed percolation universality class (DP) have been widely used to explain the scale invariant statistic of neuronal avalanches. However, these models do not take into account the dynamics of inhibitory neurons and, since as they present a phase transition between an absorbing state and an active phase, it is difficult to reconcile the model with long-range temporal correlations that are observed experimentally at different spatial scales. In this context, a new computational model (CROs, Critical Oscillations) appeared in the literature (Poil et al., J. Neurosci., 32 9817, 2012), including inhibitory neurons and seeking to reconcile temporal correlations with neuronal avalanches. In this model there is no absorbing phase, and a supposed phase transition occurs between an active phase and another with collective oscillations. Due to the lack of an absorbing phase, neuronal avalanches are defined comparing by the instant network activity with a threshold that depends of the total activity median. Precisely at the critical line in parameter space, when a balance between neuronal excitation and inhibition occurs, scale invariant neuronal avalanches are observed with long-range temporal correlations (1/ f-like noise). In the present work, a deeper study about the results reported for the CROs model was performed. Neuronal oscillations have been shown to be robust to increasing network sizes, and it was observed that local dynamic reflects the oscillatory global dynamic of the network. Long-range temporal correlations were observed (in a range of time scales) via Detrended Fluctuation Analysis, being robust against changes in network size. The result was confirmed by direct analysis of the spectrum, which showed a decay like 1/ f in a given frequency band. The phase diagram of the model was robust with respect to the network size, as long as the range of local interactions was kept. However, the results were dependent of the threshold used to detect neuronal avalanches. Finally, we have shown that the distributions of avalanches duration follows a power-law with exponent τt ≃ 2. This result is unprecedented and the value obtained coincides with the critical exponent of the DP universality class in the upper critical dimension. Together, our results provide further evidence that in fact the CROs model presents a phase transition.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-07-20T20:41:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Leonardo Vieira Bruto da Costa.pdf: 4554476 bytes, checksum: e6e812b2934160c3c154d2456daa9036 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-23T17:27:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Leonardo Vieira Bruto da Costa.pdf: 4554476 bytes, checksum: e6e812b2934160c3c154d2456daa9036 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-23T17:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Leonardo Vieira Bruto da Costa.pdf: 4554476 bytes, checksum: e6e812b2934160c3c154d2456daa9036 (MD5) Previous issue date: 2017-03-14 / O oceano Atlântico é um dos principais sistemas responsáveis pela absorção de CO₂ atmosférico. Entretanto, sua região tropical se caracteriza como fonte de CO₂ atmosférico. Neste trabalho utilizamos dados coletados a partir de um cruzeiro oceanográfico envolvendo a região da pluma do Rio Amazonas (Camadas Finas III – CF3, Outubro 2012), e de um sistema de boia fundeada (PIRATA 8ºN-38ºW, 20082011), para analisar a variabilidade espaço-temporal do fluxo de CO₂ (FCO₂) na borda oeste do Atlântico tropical. Com relação à variabilidade espacial, o cálculo da fCO₂sw, a partir dos dados de alcalinidade total (1450 <TA< 2394 µmol.kg⁻¹) e de carbono inorgânico dissolvido (1303 <DIC< 2062 µmol.kg⁻¹), amostrados ao longo do trajeto do cruzeiro CF3, resultou num valor médio de 407,8 µatm com um FCO₂ variando entre -8,6 e +8,4 mmol.m⁻².d⁻¹. Espacialmente, a região foi caracterizada como fonte de CO₂ para atmosfera (75% das amostras), entretanto a região inicial de influência da pluma do Rio Amazonas, onde foram verificados baixos valores de SSS, funciona como um sumidouro de CO₂ atmosférico. Temporalmente, as análises dos dados de vento, chuva, temperatura e salinidade da boia PIRATA 8ºN-38ºW permitiram evidenciar dois períodos sazonais. Um primeiro período (janeiro a julho) apresentou uma fCO₂sw média de 378,9 µatm, sendo caracterizado por baixas variações de salinidade na região da boia. Nesses meses a variabilidade de fCO₂sw pôde ser expressa em função das variações de SST (fCO₂sw = 24,4*SST - 281,1 com r² = 0,8). No segundo período, de agosto a dezembro, a fCO₂sw média registrada foi de 421,9 µatm com variabilidade interanual. Nestes outros meses a região se encontra submetida à ação simultânea de diferentes forçantes meteoceanográficas, tais como: (a) precipitação induzida pela presença da Zona de vertical de águas subsuperficiais ricas em CO₂, decorrentes do bombeamento de Ekman. Os dados analisados evidenciaram ainda a existência de oscilações de alta frequência de fCO₂2sw (períodos inferiores a 24 horas), que foram associadas a dois mecanismos distintos: (a) oscilações positivas de fCO₂sw associadas a rápidos aumentos da SST, resultantes por sua vez da variação da radiação solar associada a reduções bruscas de cisalhamento do vento e de perda de calor latente por evaporação (mecanismo WES: Wind-Evaporation-SST); (b) oscilações negativas de fCO₂sw associadas a altas precipitações e/ou advecção oceânica horizontal, que reduzem a SSS. Temporalmente, a região da boia PIRATA 8ºN-38ºW apresentou-se com fonte de CO₂ para atmosfera durante todo o ano, podendo atuar como sumidouro no primeiro período (e.g. 2009). FCO₂ resultou numa defasagem de 10% ao utilizar dados diários e de 30% com dados mensais quando comparado aos dados horários. No balanço anual para o ano de 2008, o uso de dados mensais resultou numa diferença maior que 50% em relação aos dados horários. Demonstrando a necessidade da utilização de dados de alta frequência para real estimativa do balanço de CO₂ na borda oeste do Atlântico Tropical Norte. / The Atlantic Ocean is one of the major systems responsible for the absorption of atmospheric CO₂. However, the tropical region is characterized as a source of CO₂. In this work, we used data collected from an oceanographic cruise involving the region of the Amazon River plume (Camadas Finas III - CF3, October 2012), and a float system (PIRATA 8ºN-38ºW, 2008-2011), for analyzed the space-time variability of the CO₂ flux (FCO₂) on the western edge of the tropical Atlantic. For the spatial variability, the fCO₂sw was calculated from the total alkalinity (1450 <TA< 2394 µmol.kg⁻¹) and dissolved inorganic carbon (1303 <DIC< 2062 µmol.kg⁻¹) sampled along the track of the CF3 cruise and showed a mean value of 407.8 µatm which resulted in a FCO₂ ranged between -8.6 to +8.4 mmol.m⁻².d⁻¹. Spatially, the region was characterized as a source of CO₂ to the atmosphere (75% of the sampled); however the initial region of influence of the Amazon River plume, where low salinity values were verified, fuctions as a sink of atmosphere CO₂. For the temporal variability, the analysis of wind, rain, SST and SSS data of the PIRATA buoy 8ºN38ºW showed two seasonal periods. A first period (January to July) presented an average fCO₂sw of 378.9 μatm, with low salinity variations on all the years analyzed. In those months the variability of fCO₂ could be expressed as a function of the variations of SST (fCO₂sw = 24.4 * SST - 281.1 with r² = 0.8). In the second period, from August to December, the mean fCO₂ recorded was 421.9 μatm with interannual variability. In these other months the which were associated to two distinct mechanisms: (a) positive oscillations of fCO₂sw associated with rapid increases in SST, resulted from the variation of the solar radiation associated to abrupt reductions of wind shear and latent heat loss by evaporation (positive WES: Wind-Evaporation-SST feedback mechanism); (b) negative oscillations of fCO₂sw associated with high precipitation and / or horizontal ocean advection, which reduced SSS. Temporally, the region of the PIRATA buoy 8ºN-38ºW showed as a source of CO₂ to the atmosphere during all the year with possibility act as a sink of atmosphere CO₂ only in the first period (e.g. 2009). The FCO₂ bias was 10% less using daily data and 30% less with monthly data compared the hourly data. The annual CO₂ balance for the year 2008 resulted in a difference greater than 50% using hourly data as monthly data. So, for real estimate of the CO₂ balance at the west edge of the Tropical North Atlantic it is necessary to use high frequency data.

Made available in DSpace on 2018-06-27T19:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Harnye del Nero.pdf: 1146492 bytes, checksum: 96753070e3b386b8be416d70c0975988 (MD5) Harnye del Nero.pdf.jpg: 3748 bytes, checksum: 586fce95b2a67da032cbde82e6716744 (MD5) Previous issue date: 2007-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / One of the most challenging point on the Physics Learning studies are to make the students fascinating and critical in front of phenomenon and techniques related with their quotidian. Besides that, we have a high stalemate with the theory and the process involved to understand the Physics laws associated with these techniques. In this way, the method of resolution problems is considered an interesting strategy to approximate the Physics contents with the student s reality. Than, we present a communication of the experience about the development and application of didactic lessons with the methodology of the problem resolution on the Secondary School associated with the oscillation and waves themes. We develop didactic lessons related with equipments or physics phenomenon near the quotidian of the students. These lessons also present Internet pages, previously selected, with multimedia texts, virtual simulations and videos. This proposal was applied in four (04) classes of the Second year of the Secondary School of Sant´Anna of Santa Maria RS, with a total of 156 students. In each class, the didactic activities are differentiated with the aim to evaluate the involvement and the behavior of the student in front of this methodology. Than, we verify that the methodology of resolution problems associated with oscillation and waves generate several questions and discussions related with the Physics laws present on the activities. The students change their behavior, looking for new knowledge additional what were exposed on the class. And, finally, some students became able to do connections with the contents and your quotidian. / Tornar o aluno crítico e fascinado pelos fenômenos e técnicas do seu cotidiano é um dos grandes desafios do Ensino de Física. No entanto, temos um grande impasse nos prérequisitos e processos envolvidos para o entendimento das leis físicas associadas a estes fenômenos. Desta forma, o método de resolução de problemas é visto como uma das estratégias para aproximar os conteúdos abordados com a realidade do aluno. Nesse sentido, apresentamos um relato de experiência sobre a aplicação da metodologia da resolução de problemas no Ensino Médio associado aos temas de oscilações e ondas. Desenvolvemos um módulo didático referente aos conteúdos a serem abordados com questões relacionadas a fenômenos ou equipamentos do dia-a-dia do aluno. Apresentamos também neste módulo algumas páginas da internet, previamente selecionadas, com textos multimídias, simulações virtuais e vídeos que foram usadas como suporte para a aplicação dessa metodologia. A proposta de trabalho foi aplicada em quatro (04) turmas do Segundo Ano do Ensino Médio da Escola Sant´Anna de Santa Maria RS totalizando 156 alunos. Aplicamos atividades diferenciadas em cada uma destas turmas avaliando o envolvimento e o comportamento dos alunos frente a esta metodologia. Podemos ressaltar que a resolução de problemas gerou questionamentos e discussões aprofundadas em relação aos fenômenos envolvidos nas atividades. Notamos uma mudança de atitude nos alunos quanto à busca por conhecimento adicional ao que é proposto em sala de aula. E, finalmente, observamos que os alunos conseguiram relacionar alguns fenômenos baseados em oscilações e ondas com acontecimentos do seu dia-a-dia.

Orientadores: Marcelo Moraes Guzzo, Pedro Cunha de Holanda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-16T08:24:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torres_FernandoRossi_D.pdf: 6051875 bytes, checksum: 56888c02ccce0616320cd185ab5d3267 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neutrinos de supernova são ferramentas fundamentais, tanto para se entender o mecanismo de explosão de supernovas e formação de núcleos pesados além do ferro, assim como para determinar propriedades ainda desconhecidas e especulativas na física de oscilação de neutrinos, como a existência de neutrinos estéreis e neutrinos com massa variável, modelo este usado como uma das possíveis explicações para o fenômeno de expansão do universo. Outra informação valiosa, que podemos extrair dos neutrinos de supernova, é o limite imposto na massa absoluta dos neutrinos. Para atingir tais objetivos é fundamental termos uma eficiente detecção e também fazermos uma análise estatística mais completa através de uma verossimilhança correta dos próximos eventos de neutrinos de uma futura explosão galática de supernova para que possamos testar modelos de emissão de neutrinos associados ao mecanismo de explosão / Abstract: Supernova neutrinos are fundamental tools both to understand the mechanism of supernova explosion and formation of heavy nuclei beyond iron, as well as to determine yet unknown and speculative properties in the physics of neutrino oscillation, as the existence of sterile neutrinos and neutrinos with variable mass, which is used as a possible explanation for the phenomenona of expansion of the universe. Another valuable information that we can draw from the supernova neutrinos is the limit imposed on the absolute mass of neutrinos. To achieve these goals is essential to have an efficient detection of upcoming neutrino events from a future galactic supernova explosion and also do a more complete statistical analysis through a correct likelihood, testing, for example, models of neutrino emission associated with the explosion mechanism / Doutorado / Física das Particulas Elementares e Campos / Doutor em Ciências