A capacidade de um sistema sensorial detectar estímulos eficientemente é tradicionalmente dimensionada pela faixa dinâmica, que é simplesmente uma medida da extensão do intervalo de intensidades de estímulo para as quais a rede é suficientemente sensível. Muitas vezes, sistemas biológicos exibem largas faixas dinâmicas, que abrangem diversas ordens de magnitude. A compreensão desse fenômeno não é trivial, haja vista que todos os neurônios apresentam janelas de sensibilidade muito estreitas. Tentativas de explicação baseadas em argumentos de recrutamento sequencial dos neurônios sensoriais, com efeitos essencialmente aditivos, simplesmente não são realísticas, haja vista que seria preciso que os limiares de ativação das unidades também apresentassem um escalonamento por várias ordens de magnitude, para cobrir a faixa dinâmica empiricamente observada em nível macroscópico. Notavelmente, o modelo Kinouchi-Copelli (KC), que carrega o nome de seus idealizadores, mostrou que aquele comportamento pode ser um efeito coletivo (não aditivo) do conjunto de neurônios sensoriais. O modelo KC é uma rede de unidades excitáveis com dinâmicas estocásticas e acoplados segundo uma topologia de grafo aleatório. Kinouchi e Copelli mostraram que a taxa espontânea de disparo dos neurônios (ou atividade média) sinaliza uma transição de fase fora do equilíbrio do tipo ordem-desordem, e que exatamente no ponto crítico desta transição (em termos de um parâmetro ligado às características estruturais da rede) a sensibilidade a estímulos externos é máxima, ou seja, a faixa dinâmica exibe uma otimização crítica. Neste trabalho, investigamos como o ponto crítico depende da topologia, utilizando os modelos mais comuns das chamadas redes complexas. Além disso, estudamos computacionalmente os padrões de atividade (avalanches neuronais) exibidos pelo modelo, com especial atenção às mudanças qualitativas de comportamento devido às mudanças de topologia. Comentaremos também a relação desses resultados com experimentos recentes de monitoramento de dinâmicas neurais. / The capacity of a sensory system in efficiently detecting stimuli is usually given by the dynamic range, a simple measure of the range of stimulus intensity over which the network is sensible enough. Many times biological systems exhibit large dynamic ranges, covering many orders of magnitude. There is no easy explanation for that, since individual neurons present very short dynamic ranges isolatedly. Arguments based on sequential recruitment are doomed to failure since the corresponding arrangement of the limiar thresholds of the units over many orders of magnitude is unrealistic. Notably the so-called Kinouchi-Copelli (KC) model strongly suggested that large dynamic range should be a collective effect of the sensory neurons. The KC model is a network of stochastic excitable elements coupled as a random graph. KC showed the spontaneous activity of the network signals an order-disorder nonequilibrium phase transition and that the dynamic range exhibits an optimum precisely at the critical point (in terms of a control parameter related to structural properties of the network). In this work, we investigate how the critical point depends on the topology, considering the alternatives among the standard complex networks. We also study the burts of activity (neuronal avalanches) exhibited by the model, focusing on the qualitative changes due to alternative topologies. Finally we comment on possible connections among our results and recent observations of neural dynamics.

O dito popular afirma que quando uma pessoa perde um dos sentidos há uma compensação por parte dos outros sentidos para suprir a perda. Através de três experimentos psicofísicos baseados no modelo de Posner (Inibição de Retorno) e técnicas de Ressonância Magnética Funcional, surdos congênitos foram comparados a pessoas ouvintes com o objetivo de verificar se os surdos possuem processos atencionais diferentes dos ouvintes, e se as mesmas áreas corticais como a área de Wernicke, Broca e Córtex auditivo - eram ativadas em ambos os grupos. A tarefa consistia em pressionar um botão todas as vezes que os sujeitos detectassem a presença de um quadrado maior (alvo) apresentado em uma tela, enquanto também eram apresentados quadrados menores (pista) ora do mesmo lado, ora do lado oposto ao alvo. Através do Experimento I se pôde verificar que ambos os grupos apresentaram os fenômenos clássicos do Paradigma de Posner: Facilitação ou Inibição de Retorno, o que denotou a possibilidade de mecanismos atencionais semelhantes para ambos os grupos. Foi observado, porém, que os ouvintes eram mais rápidos que os surdos para responder à tarefa quando o intervalo temporal entre pista e alvo era longo (800ms), comparado ao tempo que levavam para responder quando o intervalo entre pista e alvo era curto (100 ms). O Experimento I suscitou a hipótese de que os surdos possivelmente apresentassem uma diferença de processamento temporal. No Experimento I todas as condições eram apresentadas de forma randômica. O Experimento II foi elaborado com o objetivo de por em evidência a 22 diferença dos TRM para intervalos curtos e longos, portanto os intervalos entre pista e alvo passaram a ser apresentados de forma fixa. Ao comparar os resultados do Experimento I com os do Experimento II (Intervalos Temporais Fixos), se pode verificar que os ouvintes apresentaram Tempos de Reação Manual mais lentos, enquanto os surdos apresentaram as mesmas médias a despeito da vantagem temporal, o que levou a sugerir a hipótese de que os surdos apresentem um déficit no processamento temporal. O experimento III consistiu na utilização do Paradigma de Posner enquanto os sujeitos eram submetidos ao exame de Ressonância Magnética Funcional com o objetivo de investigar se as regiões corticais ativadas poderiam ser semelhantes nos dois grupos. As imagens por Ressonância Magnética Funcional (RMF) demonstraram ativações nas áreas de Wernickie, Broca, e córtex auditivo em ambos os grupos enquanto executavam a tarefa, que embora não possuísse nenhum contexto semântico explícito, possuía o tempo como o principal parâmetro físico no qual os sujeitos pudessem se basear para melhorar o desempenho na tarefa. O tempo é um dos parâmetros físicos primários da língua oral, diferente da língua de sinais que possui o parâmetro visual e espacial como primário. Os resultados sugerem que as ativações corticais nos centros de audição e fala podem indicar uma plasticidade cruzada no grupo de surdos. Ainda, a participação do córtex auditivo no processamento da elaboração de estratégias para responder a uma tarefa que não contenha um contexto semântico explicito possivelmente indica sua participação no processamento de linguagem. / It is popularly said that when a person loses one sense, there is a compensation by the other remaining senses to suppress the loss. Throughout three Phsycophysic Experiments based on Inhibition of Return Posners Paradigm and Functional Magnetic Resonance (fMRI) Techniques, congenital deaf people were compared to normal hearing people in order to check if deaf people possess different attentional pattern compared to normal hearing people, and if the same cortical areas Wernicke and Brocas area and Hearing Cortex were activated in both groups. Experiment I consisted on pressing a button every time the presence of a big square (target) was detected by subjects while non-predictive small squares (cue) were also presented at the same or opposite side of the target. At Experiment I it was observed that both groups presented Posners Paradigm classical phenomena: Facilitation or Inhibition of Return, what suggested the possibility that attentional pattern may be similar to both groups. Therefore, it was observed that normal hearing people were faster than deaf people to respond to the task when time interval between cue and target was long (800 ms) when compared to the time they spent to respond when time interval between cue and target as short (100 ms). 24 Experiment I raised the hypotheses that possibly deaf people may present a temporal processing difference. At Experiment I every condition was randomly presented. Experiment II was elaborated to highlight MRT differences between short and long time intervals, so every time interval was presented on a fixed order. Comparison of Experiment I and II (Fixed Time Intervals) showed that normal hearing people presented shorter Manual Reaction Times (MRT), while deaf people kept the same averages despite the temporal advantage, what suggested that deaf people may present a deficit on temporal processing. Experiment III used Posners Paradigm while subjects were submitted to fMRI scanning in order to check if activated cortical regions could be similar in both groups. fMRI images demonstrate Wernicke and Brocas area and hearing cortex activations in both groups while executing the task, which, although did not have any explicit semantic content, had time as the main physical parameter on which subjects could be based to increase performance to respond to the task. Time is one of the oral language primary physical parameter, different of signed language which has visual and spatial parameters as primaries. Results suggest that cortical audition center activations may indicate a cross-modal plasticity at the deaf group. Yet, participation of hearing cortex on strategy elaboration to respond to a task which does not have any explicit semantic content possibly indicates the participation of hearing cortex on language processing.

O objetivo geral deste estudo foi escalonar os diferentes tipos de dor, comparativamente entre si, por meio de diferentes métodos psicofísicos e diferentes amostras. Os objetivos específicos foram: comparar o escalonamento dos diferentes tipos de dor entre as diferentes amostras; comparar as escalas derivadas de julgamentos ordinais com as escalas derivadas dos julgamentos de razão; verificar por meio da comparação entre as estimativas de magnitudes e as estimativas de categorias se o contínuo intensidade de dor tem características protéticas ou metatéticas; verificar se a variabilidade das estimativas de magnitudes, de categorias e de comprimento de linhas, é uma função linear das médias geométricas dessas estimativas, ou seja, seguem a Lei de Ekman; validar a escala de razão derivada para o contínuo não métrico de intensidade dos diferentes tipos de dor por meio do método de emparelhamento intermodal; verificar se a variabilidade das estimativas de categorias expandidas aumenta linearmente em função do aumento das estimativas de categorias, tal como ocorre com as estimativas de magnitude; verificar se as ordenações dos diferentes tipos de dor derivadas dos respectivos métodos psicofísicos são similares entre si. Para atingir os objetivos foram realizados 3 experimentos, cada experimento utilizou diferentes métodos psicofísicos: Experimento 1 - Comparação entre os métodos psicofísicos escalares de estimação de magnitude, estimação de categorias e estimação de postos; Experimento 2 - Validação da escala de razão dos diferentes tipos de dor por meio do método de estimação de magnitude e de emparelhamento intermodal com a modalidade de resposta comprimento de linhas; Experimento 3 - Comparação entre os métodos psicofísicos escalares de estimação de magnitude e estimação de categorias expandidas. Participaram do estudo 90 pacientes ambulatoriais de diferentes clínicas, 90 médicos e 90 enfermeiros, sendo 30 de cada grupo que participaram de cada Experimento. Os participantes avaliaram, de acordo com cada método psicofísico, o grau de intensidade de dor, comparativamente entre 20 diferentes tipos de dor. Os resultados foram: 1)A Dor no Câncer, a Dor por Infarto do Miocárdio, a Dor por Cólica Renal, a Dor por Queimadura e a Dor no Parto foram considerados os tipos de dor de maior intensidade, independente do método psicofísico utilizado ou da amostra estudada; 2) Há divergências na percepção das intensidades de alguns tipos de dor, estas divergências foram observadas principalmente entre profissionais e pacientes (médicos-pacientes, enfermeiros-pacientes); 3)As ordenações de posições da intensidade dos diferentes tipos de dor, comparando os diferentes métodos psicofísicos utilizados, resultaram em níveis de concordância significativa; 4)O contínuo não métrico de intensidade dos diferentes tipos de dor, possui características protéticas, ou seja, a percepção da intensidade de um tipo de dor aumenta à medida que se percebe esta com maior intensidade; 5)A variabilidade das respostas dos sujeitos (estimação de magnitudes) foi maior quanto mais intenso foram julgados os diferentes tipos de dor, ou seja, segue a Lei de Ekman; 6)A relação entre as estimativas de magnitudes e as estimativas de emparelhamento de comprimento de linhas é uma função de potência e a escala dos diferentes tipos de dor é válida, estável e consistente. / The general aim of this study was to scale the different types of pain comparatively, by means of various psychophysical methods and different samples. The specific aims were: to compare the scaling of the different types of pain between the different samples; to compare the derived scales of ordinal judgments with the derived scales of ratio judgments; to verify them by comparing between the magnitude estimates and the category estimates whether the continual pain intensity had prothetic or metathetic characteristics; to verify the variability of the magnitude estimates, line-length categories and the linear functions of the geometric means of these estimates, or rather, according to Ekman\'s Law; to validate the ratio scale derived from the non-metric continual of the different types of pain intensities by means of the cross-modal matching; to verify whether the variability of the expanded category estimates increases linearly in function of the increase of the category estimates, as it occurs with the magnitude estimates; to verify whether the rank order of the different types of pain derived from the respective psychophysical methods are similar to each other. In order to achieve these goals three experiments were performed, each utilizing different psychophysical methods: Experiment 1 - Comparison among the psychophysical scaling methods of magnitude estimations, category estimations and rank order estimations; Experiment 2 - The ratio scale validation for the different types of pain utilizing line-lengths response modality; Experiment 3 - A comparison between the psychophysical scaling methods of magnitude estimations and expanded category estimations. The study was comprised of 90 outpatients from various specialty clinics, 90 physicians and 90 nurses, in which there were 30 subjects in each group for each of the experiments. The participants assessed the degree of pain intensity among the 20 different types according to each psychophysical method. The results were: 1) A Cancer Pain, Myocardium Infarct Pain, Renal Colic, Burn Injury Pain, and Childbirth Labor Pain were regarded as the pains of greater intensity, regardless of the psychophysical method utilized or the studied sample; 2) it has divergences in the perception of the intensities of some types of pain, these divergences had been mainly evidenced between professionals and patients (doctors-patients, nurses-patients); 3)A the rank order of pain intensity for the different types of pain, comparing the different psychophysical methods used resulted in levels of significant concordance; 4) A the non-metric continual of the pain intensity for the different types possesses prothetic characteristics, that is, the perception of one type of pain intensity increases as it is perceived with greater intensity; 5) A the variability of the subjects\' responses (magnitude estimations) was greater, the more the different types of pain were judged, or rather, it fallows Ekman\'s Law; 6) A the relation between the magnitude estimates and the cross modal matching estimates of the line-lengths is a power function, and the scale for the different types of pain is valid, stable and consistent.

A distrofina é uma das proteínas que formam o complexo glicoproteico necessário para a integridade da fibra muscular e sua disfunção causa uma doença genética letal para os seres humanos, a distrofia muscular de Duchenne (DMD). Além do papel fundamental no tecido muscular, a distrofina é necessária para a fisiologia da retina e, portanto, para o processamento da informação visual. Estudos anteriores mostraram prejuízo assimétrico no eletrorretinograma (ERG), maior para aumento da luminância (via ON) que para diminuição (via OFF). Além disso, prejuízos na visão de cores e contrastes eram mais frequentes e severos em pacientes com alterações genéticas que comprometem a expressão da isoforma Dp260. O objetivo do presente estudo foi verificar através de protocolos eletrofisiológicos e psicofísicos se existiam diferenças nas respostas mediadas pelas vias visuais ON e OFF em jovens com DMD e como estas se relacionavam com o genótipo. Foram avaliados 19 jovens com DMD (idade média = 15,2 ± 3,4 anos) cujos resultados foram comparados com os de sujeitos controles pareados por idade. Os métodos utilizados foram o ERG de campo total e medidas psicofísicas de sensibilidade ao contraste (SC) espacial e temporal de luminância. Protocolos tradicionalmente empregados foram associados a protocolos cujos estímulos visuais ativam, preferencialmente, a via ON ou a via OFF. Para o ERG de campo total foram utilizados seis protocolos: 1. ERG escotópico, 2. ERG fotópico, 3 e 4. ERG mesópico ON e OFF, 5 e 6. ERG fotópico ON e OFF. Para os quatro últimos foram utilizados estímulos intermitentes com modulação da luminância em dente de serra, com aumento rápido de luminância e diminuição gradual (ON) e o contrário (OFF). Para a avaliação psicofísica foi determinada: 1. SC para grades senoidais e SC temporal, e 2. SC a estímulos de tabuleiro de xadrez com aumento (ON) ou diminuição (OFF) da luminância média relativa ao fundo, apresentados com duração curta (sistema magnocelular) ou longa (sistema parvocelular). Os resultados mostraram redução da amplitude da onda-b dos ERGs escotópico e fotópico e prejuízos na SC espacial e temporal de luminância, concordando com a literatura. A contribuição inédita do presente estudo foi mostrar alteração nos ERGs ON e OFF para atividade dos bastonetes e no ERG ON para atividade exclusiva dos cones. Na avaliação psicofísica, houve redução da SC para os protocolos ON sem diferença entre magnocelular e parvocelular. Em conclusão, as alterações encontradas estão principalmente relacionadas com a atividade ON da retina. A alteração psicofísica da SC espacial de luminância de jovens com DMD deve estar relacionada, ao menos em parte, com prejuízos retinianos devidos à ausência da Dp260 ou da própria distrofina total (Dp427). Estudos futuros devem aprofundar a investigação utilizando protocolos do ERG que estimulam, preferencialmente, as vias magnocelular e parvocelular, e ampliar o número de pacientes avaliados para se obter as correlações entre as alterações genéticas e os prejuízos visuais / The dystrophin is one of the proteins that form the glycoprotein complex necessary for the integrity of the muscular fibers. Its dysfunction causes a genetic disease called the Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) which is lethal for humans. Besides its fundamental role in the muscle tissues the dystrophin is also necessary in the physiology of the retina, in the processing of visual information. Previous studies have demonstrated asymmetric deviations in the electroretinogram (ERG) of DMDs with bigger changes to stimuli with increasing (ON pathway) than to decreasing (OFF pathway) luminance. Moreover deficiencies in color vision and contrast sensitivity have been more frequent and severe in patients having genetic alterations related to the expression of the Dp260 isoform. The aim of the present study was to apply electrophysiological and psychophysical protocols to verify the suspected alterations in DMD patients regarding the ON and OFF visual pathways and relate the results to their genotypes. 19 DMD patients (mean age = 15.2 ± 3.4 years) were tested and their results were compared to that of an age-matched control group. Fullfield ERG and spatial and temporal luminance contrast sensitivity tests were used during the examinations. Classical protocols were applied together with the ones preferentially stimulating the ON and the OFF visual pathways. The full-field ERG test consisted of six protocols: 1. Scotopic ERG, 2. Photopic ERG, 3. and 4. Mesopic ON and OFF ERG, 5. and 6. Photopic ON and OFF ERG. For the latter four protocols flicker stimuli were used with sawtooth modulation of rapid increase and slower decrease in luminance (ON) and rapid decrease and slower increase in luminance (OFF). The psychophysical evaluation comprised 1. Spatial contrast sensitivity test with sinusoidal gratings and temporal contrast sensitivity test, and 2. Contrast sensitivity tests with checkerboard stimuli with increasing (ON) and decreasing (OFF) luminance relative to the background. These latter were presented for both short (magnocellular system) and long (parvocellular system) durations. In agreement with the literature the results show reduced amplitudes in the ERGs scotopic and photopic b-waves and also impairment in the spatial and temporal contrast sensitivities. This studys novel contribution was the presentation of the alterations in both rod driven ON and OFF ERGs and solely in the cone driven ON ERG. The psychophysical analysis showed reduced contrast sensitivity in the ON protocol similar for both magno- and parvocellular oriented stimuli. In summary the encountered alterations suggest damages in the ON mechanism of the retina. The changes in spatial luminance contrast sensitivity of DMD patients are related, at least partially, to the lack of Dp260 or to the loss of the entire dystrophin (Dp427). Future studies shall investigate this in more details applying ERG protocols to stimulate magno- and parvocellular activities, and increase the number of patients to be able to determine correlations between visual dysfunctions and genetic mutations

Objetivos: Avaliar a integridade das vias magnocelular (M) e parvocelular (P) atraves da percepcao de contraste e avaliar a sensibilidade no campo visual e respostas no ERG multifocal, em pacientes com esclerose multipla. Métodos e Resultados: Foram avaliados 29 pacientes (20F; 9M; idade media = 35,76 }10,91 anos) com diagnostico de esclerose multipla (15 com historico de neurite optica). Todos os pacientes apresentavam acuidade visual entre 0 e 0,1 logMAR. A percepcao de contraste foi avaliada atraves da funcao de sensibilidade ao contraste (programa PSYCHO; Cambridge Research System), com os limiares medidos em 0.2, 0.5, 1.0, 1.9, 5.3, 9.7 e 19.4 ciclos por grau; e do teste do Pedestal (Pokorny & Smith, 1997). O campo visual foi medido com o Campimetro Automatico de Humphrey, algoritmo SITA, estrategia central 24-2. O ERGmf foi registrado, utilizando o sistema VERIS, com 103 hexagonos. A analise foi baseada nos valores de amplitude e latencia de N1 e P1 das respostas de seis regioes predeterminadas de acordo com o mapa sugerido por Garway-Heath et al (2000), para os kernels de primeira e segunda ordem. Os pacientes foram divididos em 2 grupos: NO (antecedente de neurite optica) e SNO (sem antecedente de neurite optica). Resultados: O grupo NO nao diferiu do grupo SNO em nenhum dos testes, exceto nas medidas de amplitude do kernel de segunda ordem no ERGmf (Tukey HSD Test, PostHoc). Todos os pacientes mostraram uma reducao na percepcao de contraste, quando comparados ao grupo controle. Os resultados diferiram significativamente do grupo controle em todas as frequencias espaciais avaliadas na funcao de sensibilidade ao contraste (p < 0.001; ANOVA), e nos dois paradigmas avaliados pelo teste do Pedestal (p <0.05 ANOVA de medidas repetidas). As respostas do kernel de primeira ordem do ERGmf para ambos os grupos, quando comparados com o grupo controle, nao apresentaram diferenca estatistica significativa para as regioes analisadas (p > 0.05; ANOVA de medidas repetidas). As respostas de amplitude dos pacientes, para o kernel de segunda ordem apresentaram-se diferentes do grupo controle, com significancia estatistica para as areas 2, 3, 4, 5 e 6 (p < 0.05; ANOVA de medidas repetidas). Os resultados do campo visual mostraram reducao de sensibilidade nos pacientes em estudo, comparados ao grupo controle, com diferenca estatisticamente significante para todas as regioes (p <0.05; ANOVA de medidas repetidas). Conclusões: Aumento nos limiares de deteccao de contraste foram encontrados nos pacientes com esclerose multipla, em ambos os testes. O padrao de perda nas varias frequencias espaciais e em ambos os paradigmas analisados no teste do Pedestal, sugere um comprometimento nao seletivo das vias visuais, afetando tanto a via parvo como a magnocelular. As alteracoes nas respostas do ERG multifocal detectadas apenas no kernel de segunda ordem poderiam estar relacionadas a danos retrogrados a camada de fibras nervosas da retina causados pela desmielinizacao. Nao foram encontradas correlacoes com as perdas de sensibilidade no campo visual / Purpose: To assess the integrity of the magnocellular (M) and parvocellular (P) pathways by measuring contrast perception and to evaluate the visual field and multifocal ERG responses in patients with multiple sclerosis. Methods: 29 patients (20F, 9M, mean age = 35.76 } 10.91 years) diagnosed with multiple sclerosis were evaluated (15 with optic neuritis). All patients had visual acuity between 0 and 0.1 logMAR. The contrast perception was assessed by the measurement of contrast sensitivity function (program PSYCHO, Cambridge Research System) using spatial frequencies 0.2, 0.5, 1.0, 1.9, 5.3, 9.7 and 19.4 cycles per degree and the pedestal test (Pokorny & Smith, 1997). The visual field was measured using the central 24-2 SITA algorithm of the Humphrey Field Analyzer. The mfERG was recorded using the Veris system with 103 hexagons in which N1 and P1 amplitude and latency values of six predetermined areas according to the map suggested by Garway-Heath et al (2000) were used (first and second order kernels). Patients were divided into two groups: NO (with optic neuritis) and SNO (without optic neuritis). Results: The NO group did not differ from the SNO in any of the tests except for the second order kernel amplitudes in the mfERG (Tukey HSD posthoc test). All patients showed a reduction in contrast perception compared to the control group. The patients results were significantly different from the control groups at all spatial frequencies tested (p <0.001, ANOVA), and for the two paradigms of the pedestal test (p <0.05, ANOVA). The first order kernel responses in the mfERG showed no significant difference for both patient groups when compared with the control group (p> 0.05, ANOVA). The second order kernel amplitudes were different between patients and controls, with statistical significance for areas 2, 3, 4, 5 and 6 (p <0.05, ANOVA). The visual field results showed sensitivity reductions in the patients compared to controls, which was statistically significant for all regions (p <0.05, ANOVA). Conclusions: Increased thresholds for contrast detection were found in patients with multiple sclerosis in both tests. The pattern of loss in the various spatial frequencies and in both test paradigms of the Pedestal suggests a non-selective impairment of the visual pathways affecting both the parvo and magnocellular pathways. Changes in multifocal ERG responses found only in the second order kernel may be related to retrograde damage of the nerve fiber layer of the retina caused by demyelization. No significant correlation with the visual field losses was found

A visão de cores é possível devido aos diferentes tipos de fotorreceptores e ao processamento pós-receptoral da informação gerada após ativação destas células pela luz. Análises genéticas, funcionais e morfológicas podem ser utilizadas no estudo da visão de cores. Neste trabalho, foram estudadas a genética dos pigmentos visuais de macacos do gênero Cebus e a genética e a psicofísica da visão de cores de humanos com e sem discromatopsias hereditárias. O sequenciamento dos genes que expressam as opsinas presentes nos cones L e M foi realizado em dois grupos de macacos-prego mantidos na UFRJ e na UFPA. Treze animais do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da UFRJ e vinte animais da Escola de Primatas da UFPA tiveram o sangue coletado, o material genético extraído e os éxons 3 e 5 dos genes que codificam as opsinas L/M sequenciados após amplificação por PCR. Os aminoácidos localizados nas posições 180, 277 e 285 das opsinas foram identificados e com este resultado foi determinada a curva de absorção espectral das opsinas. O resultado foi a caracterização de seis machos dicromatas, quatro fêmeas tricromatas e três fêmeas dicromatas entre os animais da UFRJ. Entre os animais da UFPA, dezesseis machos eram dicromatas, uma fêmea era tricromata e três fêmeas eram dicromatas. Entre os alelos encontrados nesses grupos, a combinação SFT, cujo pico de absorção espectral da opsina é de 546-553, foi descrita pela primeira vez no gênero Cebus. A variedade de alelos encontrada entre os dois grupos é devida às diferentes condições ambientais nos locais de origem dos animais. No estudo com humanos, a visão de cores de 19 sujeitos controles (5 homens e 14 mulheres) e 16 sujeitos daltônicos (14 homens e 1 mulher), moradores no estado de São Paulo (SP) foi avaliada através de quatro testes psicofísicos e análises genéticas dos pigmentos visuais. Estes resultados foram comparados com os dados descritos por Gonçalves (2006) em sujeitos daltônicos do estado do Pará (PA). Na correlação entre o fenótipo e o genótipo dos sujeitos estudados neste trabalho, foi observada uma correspondência de 100% entre a classificação da discromatopsia obtida com as análises genéticas e os testes psicofísicos / Color vision is possible due to different types of photoreceptors and to the post receptoral processing of the information generated after cell activation by the light. Genetic, functional and morphological analysis can be used as tools in the color vision studies. In the present work the genetic of the visual pigments from Cebus sp and the genetic and the psychophysics of normal and defective human color vision were evaluated. The sequencing of the L and M genes of 33 capuchin monkeys was performed. Blood samples were collected from 13 monkeys from Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho (UFRJ) and 20 monkeys from Escola de Primatas (UFPA), the DNA was extracted and exons 3 and 5 from L/M genes were sequenced after PCR amplification. For each animal the 180, 277 and 285 aminoacids were identified and the spectral absorbance curve was estimated based on their sequence. In the UFRJ group, six males and three females were identified as dichromats and four females were identified as thrichromats. In the UFPA group sixteen males and three females were dichromats and one female was thrichromat. The SFT aminoacid combination was described for the first time in the Cebus genera. The allelic diversity described in these animals is probably due to the distinct environmental conditions from the place of birth of the animals. In the human study 19 control subjects (5 men and 14 women) and sixteen daltonic subjects (14 men and 1 woman), all from São Paulo city, had the colour vision evaluated with 4 colour vision tests and with the visual pigment genetics. The results were compared to the data described by Gonçalves (2006) in daltonic subjects from Pará state. The correlation between phenotype and genotype of the subjects from SP had a 100% of correspondence in the genetic and psychophysical classifications of dischromatopsia

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Investigamos, no Experimento, se o estímulo precedente, que captura a atenção quando existem demarcações, deixa de capturar a atenção na ausência de demarcações por ter seu processamento filtrado precocemente. Além disso, investigamos, nos experimentos 2, 3 e 4, se alterações no fundo da tela, que gerassem maior competição no processamento dos estímulos presentes na cena visual, poderiam levar à captura da atenção, mesmo sem a presença das demarcações classicamente utilizadas. Observamos que quando a intensidade dos estímulos competidores presentes na tela era alta, o estímulo precedente passou a capturar a atenção. Explicamos esse resultado com a hipótese de que as demarcações são importantes por adicionarem ruído ao processamento dos estímulos apresentados, influenciando a representação desses estímulos e, portanto, a possibilidade de um estímulo capturar a atenção. Por fim, no Experimento 5, investigamos se os resultados da tarefa de escolha de local seriam replicados em uma tarefa de discriminação de forma. / In Experiment 1 we investigated if a peripheral stimulus, which is able to capture attention when there are placeholders on the screen, is no longer able to capture attention in the absence of placeholders because is early filtered. In Experimento 2, 3 and 4 we investigated if changes on screen background, which would generate stronger processing competition between stimuli, could lead to attentional capture even in absence of placeholders. Accorging to our results the peripheral stimuli is able to capture attention when competing stimuli of high intensity are presented togueter on screen. Our explanation is that placeholders are important because they add noise to stimuli processing, affecting stimuli representation and, therefore, the probability that a stimulus will capture attention. Lastly, in Experimento 5 we investigated if similar results would be obtained in a form discrimination task.

O dito popular afirma que quando uma pessoa perde um dos sentidos há uma compensação por parte dos outros sentidos para suprir a perda. Através de três experimentos psicofísicos baseados no modelo de Posner (Inibição de Retorno) e técnicas de Ressonância Magnética Funcional, surdos congênitos foram comparados a pessoas ouvintes com o objetivo de verificar se os surdos possuem processos atencionais diferentes dos ouvintes, e se as mesmas áreas corticais como a área de Wernicke, Broca e Córtex auditivo - eram ativadas em ambos os grupos. A tarefa consistia em pressionar um botão todas as vezes que os sujeitos detectassem a presença de um quadrado maior (alvo) apresentado em uma tela, enquanto também eram apresentados quadrados menores (pista) ora do mesmo lado, ora do lado oposto ao alvo. Através do Experimento I se pôde verificar que ambos os grupos apresentaram os fenômenos clássicos do Paradigma de Posner: Facilitação ou Inibição de Retorno, o que denotou a possibilidade de mecanismos atencionais semelhantes para ambos os grupos. Foi observado, porém, que os ouvintes eram mais rápidos que os surdos para responder à tarefa quando o intervalo temporal entre pista e alvo era longo (800ms), comparado ao tempo que levavam para responder quando o intervalo entre pista e alvo era curto (100 ms). O Experimento I suscitou a hipótese de que os surdos possivelmente apresentassem uma diferença de processamento temporal. No Experimento I todas as condições eram apresentadas de forma randômica. O Experimento II foi elaborado com o objetivo de por em evidência a 22 diferença dos TRM para intervalos curtos e longos, portanto os intervalos entre pista e alvo passaram a ser apresentados de forma fixa. Ao comparar os resultados do Experimento I com os do Experimento II (Intervalos Temporais Fixos), se pode verificar que os ouvintes apresentaram Tempos de Reação Manual mais lentos, enquanto os surdos apresentaram as mesmas médias a despeito da vantagem temporal, o que levou a sugerir a hipótese de que os surdos apresentem um déficit no processamento temporal. O experimento III consistiu na utilização do Paradigma de Posner enquanto os sujeitos eram submetidos ao exame de Ressonância Magnética Funcional com o objetivo de investigar se as regiões corticais ativadas poderiam ser semelhantes nos dois grupos. As imagens por Ressonância Magnética Funcional (RMF) demonstraram ativações nas áreas de Wernickie, Broca, e córtex auditivo em ambos os grupos enquanto executavam a tarefa, que embora não possuísse nenhum contexto semântico explícito, possuía o tempo como o principal parâmetro físico no qual os sujeitos pudessem se basear para melhorar o desempenho na tarefa. O tempo é um dos parâmetros físicos primários da língua oral, diferente da língua de sinais que possui o parâmetro visual e espacial como primário. Os resultados sugerem que as ativações corticais nos centros de audição e fala podem indicar uma plasticidade cruzada no grupo de surdos. Ainda, a participação do córtex auditivo no processamento da elaboração de estratégias para responder a uma tarefa que não contenha um contexto semântico explicito possivelmente indica sua participação no processamento de linguagem. / It is popularly said that when a person loses one sense, there is a compensation by the other remaining senses to suppress the loss. Throughout three Phsycophysic Experiments based on Inhibition of Return Posners Paradigm and Functional Magnetic Resonance (fMRI) Techniques, congenital deaf people were compared to normal hearing people in order to check if deaf people possess different attentional pattern compared to normal hearing people, and if the same cortical areas Wernicke and Brocas area and Hearing Cortex were activated in both groups. Experiment I consisted on pressing a button every time the presence of a big square (target) was detected by subjects while non-predictive small squares (cue) were also presented at the same or opposite side of the target. At Experiment I it was observed that both groups presented Posners Paradigm classical phenomena: Facilitation or Inhibition of Return, what suggested the possibility that attentional pattern may be similar to both groups. Therefore, it was observed that normal hearing people were faster than deaf people to respond to the task when time interval between cue and target was long (800 ms) when compared to the time they spent to respond when time interval between cue and target as short (100 ms). 24 Experiment I raised the hypotheses that possibly deaf people may present a temporal processing difference. At Experiment I every condition was randomly presented. Experiment II was elaborated to highlight MRT differences between short and long time intervals, so every time interval was presented on a fixed order. Comparison of Experiment I and II (Fixed Time Intervals) showed that normal hearing people presented shorter Manual Reaction Times (MRT), while deaf people kept the same averages despite the temporal advantage, what suggested that deaf people may present a deficit on temporal processing. Experiment III used Posners Paradigm while subjects were submitted to fMRI scanning in order to check if activated cortical regions could be similar in both groups. fMRI images demonstrate Wernicke and Brocas area and hearing cortex activations in both groups while executing the task, which, although did not have any explicit semantic content, had time as the main physical parameter on which subjects could be based to increase performance to respond to the task. Time is one of the oral language primary physical parameter, different of signed language which has visual and spatial parameters as primaries. Results suggest that cortical audition center activations may indicate a cross-modal plasticity at the deaf group. Yet, participation of hearing cortex on strategy elaboration to respond to a task which does not have any explicit semantic content possibly indicates the participation of hearing cortex on language processing.

A capacidade de um sistema sensorial detectar estímulos eficientemente é tradicionalmente dimensionada pela faixa dinâmica, que é simplesmente uma medida da extensão do intervalo de intensidades de estímulo para as quais a rede é suficientemente sensível. Muitas vezes, sistemas biológicos exibem largas faixas dinâmicas, que abrangem diversas ordens de magnitude. A compreensão desse fenômeno não é trivial, haja vista que todos os neurônios apresentam janelas de sensibilidade muito estreitas. Tentativas de explicação baseadas em argumentos de recrutamento sequencial dos neurônios sensoriais, com efeitos essencialmente aditivos, simplesmente não são realísticas, haja vista que seria preciso que os limiares de ativação das unidades também apresentassem um escalonamento por várias ordens de magnitude, para cobrir a faixa dinâmica empiricamente observada em nível macroscópico. Notavelmente, o modelo Kinouchi-Copelli (KC), que carrega o nome de seus idealizadores, mostrou que aquele comportamento pode ser um efeito coletivo (não aditivo) do conjunto de neurônios sensoriais. O modelo KC é uma rede de unidades excitáveis com dinâmicas estocásticas e acoplados segundo uma topologia de grafo aleatório. Kinouchi e Copelli mostraram que a taxa espontânea de disparo dos neurônios (ou atividade média) sinaliza uma transição de fase fora do equilíbrio do tipo ordem-desordem, e que exatamente no ponto crítico desta transição (em termos de um parâmetro ligado às características estruturais da rede) a sensibilidade a estímulos externos é máxima, ou seja, a faixa dinâmica exibe uma otimização crítica. Neste trabalho, investigamos como o ponto crítico depende da topologia, utilizando os modelos mais comuns das chamadas redes complexas. Além disso, estudamos computacionalmente os padrões de atividade (avalanches neuronais) exibidos pelo modelo, com especial atenção às mudanças qualitativas de comportamento devido às mudanças de topologia. Comentaremos também a relação desses resultados com experimentos recentes de monitoramento de dinâmicas neurais. / The capacity of a sensory system in efficiently detecting stimuli is usually given by the dynamic range, a simple measure of the range of stimulus intensity over which the network is sensible enough. Many times biological systems exhibit large dynamic ranges, covering many orders of magnitude. There is no easy explanation for that, since individual neurons present very short dynamic ranges isolatedly. Arguments based on sequential recruitment are doomed to failure since the corresponding arrangement of the limiar thresholds of the units over many orders of magnitude is unrealistic. Notably the so-called Kinouchi-Copelli (KC) model strongly suggested that large dynamic range should be a collective effect of the sensory neurons. The KC model is a network of stochastic excitable elements coupled as a random graph. KC showed the spontaneous activity of the network signals an order-disorder nonequilibrium phase transition and that the dynamic range exhibits an optimum precisely at the critical point (in terms of a control parameter related to structural properties of the network). In this work, we investigate how the critical point depends on the topology, considering the alternatives among the standard complex networks. We also study the burts of activity (neuronal avalanches) exhibited by the model, focusing on the qualitative changes due to alternative topologies. Finally we comment on possible connections among our results and recent observations of neural dynamics.