INTRODUÇÃO: A presença e extensão da perda neuronal no encéfalo dos idosos ainda é controversa. A substância negra (SN) é uma região localizada no mesencéfalo e caracterizada macroscopicamente pela coloração escura, devido à presença neuromelanina. O envelhecimento da SN ainda é um mistério, mas existem grandes quantidades de estudos relativos às modificações sofridas por essa região com o passar dos anos. Alguns estudos detectaram perda neuronal na SN durante o envelhecimento, enquanto outros afirmam que não há alteração significativa durante esse processo. OBJETIVO: Caracterizar as alterações que ocorrem na SN durante o envelhecimento humano, em indivíduos sem sintomas da doença de Parkinson, do ponto de vista citoarquitetônico em 3D. CASUÍSTICA E METODOLOGIA:O presente projeto faz parte do Projeto Envelhecimento Cerebral (PEC) do Grupo de Estudos em Envelhecimento Cerebral (GEEC) da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP). Foram utilizados 18 casos, classificados em quatro faixas etárias. Quinze casos foram analisados estereológicamente e recontruídos tridimensionalmente. Para estes, foram determinados número de neurônios, volume da SN e densidade neuronal e submetidos à testes estatísticos não paramétricos. Três casos foram imunocorados com quatro diferentes anticorpos: anti tirosina-hidroxilase (TH), anti proteína tau hiperfosforilada, anti proteína alfa-sinucleína e anti calbindina D28k (Calb) e analisados qualitativamente. RESULTADOS: As lâminas imunocoradas com anticorpo anti -sinucleína e anti-tau, foram negativas. As lâminas imunocoradas com anticorpo anti- TH e anti-Calb D28k foram positivas. Dos quinze casos analisados estereologicamente, Para o número de neurônios, encontrou-se: mediana de 504.575 células, valor mínimo de 348.662 células e valor máximo de 672.172 células. Para o volume, encontrou-se mediana de 190,8mm3; valor mínimo de 134,1 mm3 e valor máximo de 267,3mm3. Para a densidade total média, encontrou-se a mediana de 2.517,4 cel/mm3, valor mínimo de 1.603,1 cel/mm3 e valor máximo de 5.015,7 cel/mm3. Realizou-se o teste de correlação de Spearman para as três variáveis neuronais, correlacionando hemisfério direito e esquerdo, encontrou-se uma correlação moderada para número de neurônios e volume, e correlação forte para densidade. Com o mesmo teste, realizou-se análise das variáveis neuronais em função da idade, e não houve alteração estatisticamente significativa. Apenas uma tendência à diminuição no volume total da SN em relação à idade. Também verificou-se a relação entre as variáveis neuronais, por gênero em função da idade e não houve alteração estatisticamente significativa. Nas reconstruções tridimensionais, verificou-se uma grande variabilidade interpessoal entre as 15 SN reconstruídas. DISCUSSÃO: Diversos estudos estereológicos foram feitos, mas poucos deles com análise estereológica sem viés e a maior parte deles demonstra diminuição no número de neurônios, discordando dos achados atuais. A reconstrução tridimensional também não descreve alterações decorrentes do envelhecimento, mas aparentemente modificações interpessoais. CONCLUSÃO: As características da substância negra se mantém ao longo dos anos, porém, ainda devem ser muito mais estudadas / INTRODUTION: Some aspects about maco and micro braischanges are suffering modifications along the years. The presence and extension of neuronal lost in elderly still a big and polemic issue. The SUBSTANTIA NIGRA (SN) is located at the midbrain and characterized by the dark color due to the pigmented neurons, which contain neuromelanin. The SNs aging is still a mystery, nevertheless, there are great researches related to these changes suffered in this region by the years. Some of the researches noticed that neuronal lost in SN during the aging, while others claim that there are no significant modifications through this process.OBJECTIVE: Describing SN changes during the human aging in individuals with no Parkinsons disease symptoms, from the 3D cytoarchitectonic point of view. METHODS: This project is part of the Brain Aging Project of Brain Aging Study Group, in University of São Paulo Medical School. Eighteen cases had been analyzed and classified into four ages groups. Fifteen cases had been analyzed with stereological methos and 3D reconstructed. During the stereological analysis, were determinate the neuronal number, SN volume, neuronal density and submitted to nonparametric statistics test. Three cases had been immunostained with 4 different antibodies anti tyrosine-hydroxylase (TH), anti hyperphosphorylated tau (anti-tau), anti alfa-synuclein (alpha-syn) e anti calbindin D28k (Calb) and qualitatively analyzed. RESULTS: The immunostained slices with the anti alpha-syn and anti-tau antibodies were negative. The immunostained slices with anti TH and anti calb D28K antibodies were positive. From the 15 cases estereologically analyzed, 53,3% were female and 46,7% male. Had been analyzed neuron numbers, SN volume and neuronal density. For the neural numbers were found median of 504.575 cells, minimum value of 348.662 cells and maximum value of 672.172 cells. For the volume were found median of 190,8mm³; minimum value of 134,1mm³ and maximum value of 267,3mm³. For the total density, was found median of de 2.517,4 cel/mm³, minimum value of 1603,1 cel/mm³ , maximum value of 5015,7 cel/mm³. The Spearmans correlation test had been done to the three neuronal variable correlating the right and left hemispheres and was a moderated correlation between neuron numbers and neuron volume and strong correlation to density. Using the same test, the rate neuron by the age analysis had been concluded and there was no significant change.There was noticed just one trend to the reduction in the SN total volume related to aging. It was also checked the relation between the neurons variety by gender considering aging and there was no significant changes. In the 3D reconstruction, was possible to notice a great interpersonal variability between the 15 SN rebuilt. DISCUSSION: Many stereological researches had been done, however, a few of them used the unbiased stereological analysis and most of them show a reduction in the neuron number, disagreeing from the current conclusions. The 3D reconstruction also dont describe changes as aging result, but apparently interpersonal changes. CONCLUSION: The Substantia Nigra maintain the same characteristics along the years, however, it must be much more explored

Orientadores: Inacio Maria Dal Fabbro, Adilson Machado Enes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-24T11:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fracarolli_JulianaAparecida_D.pdf: 5319280 bytes, checksum: 4488936faca98d4c091c7703b2fd0ca0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Técnicas ópticas vêm sendo utilizadas para diversas finalidades técnicas e científicas. Algumas técnicas ópticas se caracterizam como métodos robustos, de baixo custo, não invasivos e não destrutivos para avaliação de materiais diversos, como produtos agrícolas, havendo aplicações desde a engenharia até a área da saúde humana e animal. Neste trabalho propõem-se a avaliação de frutos através da combinação de duas técnicas ópticas cujos estudos vêm comprovando suas aplicabilidades como métodos alternativos e inovadores, os quais empregam equipamentos de baixo custo na aquisição dos dados, permitindo automação de processos de seleção e classificação de produtos. Uma dessas técnicas é conhecida como Biospeckle, a qual fornece informações referentes à qualidade do material biológico em nível de estruturas celulares e a outra é o escaneamento com linha laser, que permite a obtenção de geometria do objeto nos eixos Xi (i = 1,2,3). O objetivo é proceder a um levantamento topográfico digital de materiais biológicos combinando o posicionamento geométrico dos pontos da imagem com informações referentes à atividade biológica. Foi realizada ainda a diferenciação entre frutos de formato variado, a classificação de frutos por formato, classe, coloração e defeitos por meio de processamento de imagens. Dessa forma é possível observar frutos com irregularidades superficiais, maturidade, danos mecânicos e latentes, entre outros. Esta pode se tornar a base para a seleção automática de produtos agrícolas. Foram utilizados um emissor de linha laser de diodo com 632 nm de comprimento de onda, luz branca difusa, câmera CCD, computador, mesa óptica, mamões, peras, tomates e esferas de isopor, bem como softwares ImageJ, Octave, Matlab. Foram desenvolvidos cinco programas computacionais para processamento das imagens. Foram realizados cinco experimentos, a saber: (1) Avaliação da Maturidade de Frutos; (2) Reconstrução Tridimensional e Mapeamento da Bioatividade; (3) Detecção de Formato Variado; (4) Mapeamento por Formato, Classe e Coloração; (5) Detecção de Defeitos. Na Avaliação da Maturidade foram correlacionados índices de maturidade tradicionais (parâmetros de Hunter L a b, pH, Sólidos Solúveis Totais (SST), a relação Sólidos Solúveis Totais e Acidez Total Titulável (SST/ATT), Módulo de Elasticidade, massa e diâmetro) e a técnica óptica Biospeckle, pelo cálculo do Momento de Inércia (MI). Para a Reconstrução Tridimensional os frutos foram rotacionados através de um motor de passo. A cada passo do motor, o fruto foi iluminado pela linha laser projetada e fotografado para obtenção dos dados de geometria e Biospeckle pelo método LASCA (Laser Speckle Contrast Analysis). Foi analisada a correlação entre os índices de maturidade tradicionais e os valores de MI na avaliação da maturidade. Esta tese mostra que é possível avaliar a maturidade dos frutos através do Biospeckle. Obteve-se um mapa tridimensional que integra as informações de topografia e bioatividade do fruto. Obteve-se, ainda, a detecção de formato variado, a classificação de frutos por mapeamento por formato, classe e coloração e detecção de defeitos através de software / Abstract: Optical techniques have been used for both technical and scientific purposes. Optical techniques are usually characterized as being robust, inexpensive, non-invasive and non-destructive methods in to evaluate a diversity of materials which include agricultural derived products. It also shows applications ranging from engineering to human and animal health. In this doctoral dissertation, a new technique to evaluate some fruit properties is proposed. It combines two optical techniques (i.e. Biospeckle and Scan-line laser) whose applicability has been demonstrated as being alternative and innovative. The new proposed technique allows low-cost data acquisition, automation of the entire process, and a proper selection and classification method of vegetable bodies (e.g. fruits). Biospeckle allows obtaining information regarding the quality level of biological material into cellular structures. Scan-line laser enables the attainment of the object geometry on the axes Xi (i=1,2,3). The main purpose of this doctoral dissertation is to obtain a digital survey of biological materials (i.e. papaya, pear and tomato) integrating both geometric positioning and information concerning to its biological activity. The differentiation between different fruit shapes, fruit sorting by size, class, color and defects through image processing was also carried out. Thus it was also possible to observe fruits with surface irregularities, maturity, and mechanical damage, among others. This is the basis proposed for the automatic selection of agricultural products. The following materials were employed in the tests: a line-emitting diode laser with a wavelength of 632 nm, diffuse white light, CCD camera, computer, optical table, papaya, pear and tomato fruits and polystyrene spheres. The softwares utilized were: ImageJ, Octave, Matlab. A total of five computer programs were developed for the image processing procedures. Five experiments were performed: (1) Maturity Assessment of Fruits; (2) Three Dimensional Reconstruction and Mapping of Bioactivity; (3) Miscellaneous Format Detection; (4) Mapping Format, Class and Coloration; (5) Defect Detection. In Maturity Assessment there were correlated traditional methods to verify the maturity (the Hunter parameters L a b, pH, Total Soluble Solids (TSS), the relationship between Total Soluble Solids and Titratable Acidity (TSS/TA), Modulus of Elasticity, weight and diameter) and the optical technique Biospeckle by calculating the Moment of Inertia (MI). For the Three Dimensional Reconstruction the fruits were rotated by a stepper motor. At every step of the motor, the fruit was illuminated by the projected laser line and photographed in order to obtain both geometric and biospeckle data by the LASCA (Laser Speckle Contrast Analysis) method. The correlation between traditional methods for the maturity assessment and values of MI was analyzed. This doctoral dissertation shows that it is possible to evaluate the maturity of fruits through Biospeckle. A three-dimensional map that includes topographical information and bioactivity of the fruit was generated. Also a software can now detect variations in size, classify fruit shapes, color and class as well as defect detection efficiently. / Doutorado / Maquinas Agricolas / Doutora em Engenharia Agrícola

A microtomografia computadorizada (computed microtomography - μCT) permite uma análise não destrutiva de amostras, além de possibilitar sua reutilização. A μCT permite também a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de suas seções transversais que são obtidas interceptando a amostra através de planos paralelos. Equipamentos de μCT oferecem ao usuário diversas opções de configurações que alteram a qualidade das imagens obtidas afetando, dessa forma, o resultado esperado. Nesta tese foi realizada a caracterização e análise de imagens de μCT geradas pelo microtomógrafo SkyScan1174 Compact Micro-CT. A base desta caracterização é o processamento de imagens. Foram aplicadas técnicas de realce (brilho, saturação, equalização do histograma e filtro de mediana) nas imagens originais gerando novas imagens e em seguida a quantificação de ambos os conjuntos, utilizando descritores de textura (probabilidade máxima, momento de diferença, momento inverso de diferença, entropia e uniformidade). Os resultados mostram que, comparadas às originais, as imagens que passaram por técnicas de realce apresentaram melhoras quando gerados seus modelos tridimensionais. / X-ray Computed Microtomography (μCT) allows a non destructive analysis of samples besides making it possible to reuse them. μCT also allows the reconstruction of tridimensional objects from its transverse sections obtained intersecting the sample through parallel planes. μCT devices offer the user several configuration options which alter the quality of the images obtained affecting, this way, the results expected. In this study, the characterization and analysis of μCT images generated by the X-ray tomograph scannerSkyScan1174 Compact Micro-CT was performed. The basis of this characterization is the processing of images. Enhancement techniques were applied (brightness, saturation, histogram equalization and median filter) in the original images creating new images. Next, the quantification of both sets was performed, using texture descriptors (maximum likelihood, moment of difference, inverse difference moment , entropy and uniformity). The results show that, compared to the originals, the images which went through enhancement techniques had improved when their three-dimensional models were generated.

A microtomografia computadorizada (computed microtomography - μCT) permite uma análise não destrutiva de amostras, além de possibilitar sua reutilização. A μCT permite também a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de suas seções transversais que são obtidas interceptando a amostra através de planos paralelos. Equipamentos de μCT oferecem ao usuário diversas opções de configurações que alteram a qualidade das imagens obtidas afetando, dessa forma, o resultado esperado. Nesta tese foi realizada a caracterização e análise de imagens de μCT geradas pelo microtomógrafo SkyScan1174 Compact Micro-CT. A base desta caracterização é o processamento de imagens. Foram aplicadas técnicas de realce (brilho, saturação, equalização do histograma e filtro de mediana) nas imagens originais gerando novas imagens e em seguida a quantificação de ambos os conjuntos, utilizando descritores de textura (probabilidade máxima, momento de diferença, momento inverso de diferença, entropia e uniformidade). Os resultados mostram que, comparadas às originais, as imagens que passaram por técnicas de realce apresentaram melhoras quando gerados seus modelos tridimensionais. / X-ray Computed Microtomography (μCT) allows a non destructive analysis of samples besides making it possible to reuse them. μCT also allows the reconstruction of tridimensional objects from its transverse sections obtained intersecting the sample through parallel planes. μCT devices offer the user several configuration options which alter the quality of the images obtained affecting, this way, the results expected. In this study, the characterization and analysis of μCT images generated by the X-ray tomograph scannerSkyScan1174 Compact Micro-CT was performed. The basis of this characterization is the processing of images. Enhancement techniques were applied (brightness, saturation, histogram equalization and median filter) in the original images creating new images. Next, the quantification of both sets was performed, using texture descriptors (maximum likelihood, moment of difference, inverse difference moment , entropy and uniformity). The results show that, compared to the originals, the images which went through enhancement techniques had improved when their three-dimensional models were generated.