Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-08T11:17:37Z No. of bitstreams: 1 ricardosilvacampos.pdf: 8528381 bytes, checksum: 29e3f07b2a4b4215d4e42d012e0f5df3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T13:24:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ricardosilvacampos.pdf: 8528381 bytes, checksum: 29e3f07b2a4b4215d4e42d012e0f5df3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T13:24:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ricardosilvacampos.pdf: 8528381 bytes, checksum: 29e3f07b2a4b4215d4e42d012e0f5df3 (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho apresenta o simulador FisioPacer, que é um simulador que reproduz a propagação do pulso elétrico pelo tecido cardíaco e a sua deformação mecânica. Foi utilizado um autômato celular acoplado a um sistema massa-mola para que as simulações sejam realizadas rapidamente. Foi também utilizado um algoritmo genético para automaticamente determinar parâmetros do modelo de forma a reproduzir outros experimentos in silico e o comportamento de um ventrículo real. Com intuito de validar o modelo foram feitos setenta e dois experimentos e os resultados foram comparados com outro simulador robusto, baseado em equações diferenciais. As comparações mostraram que o FisioPacer reproduziu satisfatoriamente o comportamento do tecido, sendo até quinze mil vezes mais rápido. Além disto, foram simuladas as funcionalidades eletromecânicas de um ventrículo esquerdo a partir de dados de um paciente, obtidos via ressonância magnética. / This work proposes a computational heart model named FisioPacer, which aims to reproduce the electrical pulse propagation over the cardiac tissue and its mechanical deformation. In order to perform fast simulations, it was used a cellular automaton coupled with a mass-spring system. A genetic algorithm was also used to automatically adjust model parameters, in order to reproduce in silico experiments and a real left ventricle behavior. For the model validation, seventy two experiments were performed and the results were compared to another robust simulator, based on partial differential equations. The comparisons showed that the FisioPacer simulator could reproduce cardiac tissue electromechanics, with up to 15000-fold improvement in computational time. Furthermore, a real patient left ventricle was simulated, with data obtained via MRI.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-02-24T12:24:27Z No. of bitstreams: 1 brunogouveadebarros.pdf: 4637517 bytes, checksum: 0db5f859f17bd37484772dd26a331ce5 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-02-24T15:33:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brunogouveadebarros.pdf: 4637517 bytes, checksum: 0db5f859f17bd37484772dd26a331ce5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-24T15:33:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brunogouveadebarros.pdf: 4637517 bytes, checksum: 0db5f859f17bd37484772dd26a331ce5 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Os modelos computacionais tornaram-se ferramentas valiosas para o estudo e compreensão dos fenômenos da eletrofisiologia cardíaca. No entanto, a elevada complexidade dos processos biofísicos e o nível microscópico de detalhes exigem complexos modelos computacionais. Aspectos-chave da eletrofisiologia cardíaca, tais como condução lenta e bloqueio de condução tem sido tema de pesquisa de muitos estudos, uma vez que estão fortemente relacionados à arritmia cardíaca. No entanto, ao reproduzir estes fenômenos os modelos necessitam de uma discretização sub-celular para a solução das equações diferenciais e uma condutividade eléctrica do tecido não uniforme e heterogênea. Devido aos elevados custos computacionais de simulações que reproduzem a microestrutura fina do tecido cardíaco, estudos prévios têm considerado experimentos de tecido de pequenas dimensões e têm utilizados modelos simples de células cardíacas. Neste trabalho, desenvolvemos um modelo (modelo microscópico) da eletrofisiologia cardíaca que capta a microestrutura do tecido cardíaco usando uma discretização espacial muito fina (8µm) e utilizamos um modelo celular moderno e complexo baseado em Cadeias de Markov para a caracterização da estrutura e dinâmica dos canais iônicos. Para lidar com os desafios computacionais, o modelo foi paralelizado usando uma abordagem híbrida: a computação em cluster e GPGPUs (General-purpose computing on Graphics Processing Units). Nossa implementação paralela deste modelo, utilizando uma plataforma multi-GPU, foi capaz de reduzir os tempos de execução das simulações de mais de 6 dias (em um único processador) para 21 minutos (em um pequeno cluster de 8 nós equipado com 16 GPUs). Além disso, para diminuir ainda mais o custo computacional, foi desenvolvido um modelo discreto equivalente ao modelo microscópico. Este novo modelo foi paralelizado usando a mesma abordagem do modelo microscópico e foi capaz de executar simulações que demoravam 21 minutos em apenas 65 segundos. Acreditamos que esta nova implementação paralela abre caminho para a investigação de muitas questões em aberto associadas à natureza complexa e discreta da propagação dos potenciais de ação no tecido cardíaco. / Computer models have become valuable tools for the study and comprehension of the complex phenomena of cardiac electrophysiology. However, the high complexity of the biophysical processes and the microscopic level of details demand complex mathematical and computational models. Key aspects of cardiac electrophysiology, such as slow conduction, conduction block and saltatory effects have been the research topic of many studies since they are strongly related to cardiac arrhythmia. However, to reproduce these phenomena the numerical models need to use sub-cellular discretization for the solution of the PDEs and nonuniform, heterogeneous tissue electric conductivity. Due to the high computational costs of simulations that reproduce the fine microstructure of cardiac tissue, previous studies have considered tissue experiments of small or moderate sizes and used simple cardiac cell models. In this work we develop a cardiac electrophysiology model (microscopic model) that captures the microstructure of cardiac tissue by using a very fine spatial discretization (8µm) and uses a very modern and complex cell model based on Markov Chains for the characterization of ion channel's structure and dynamics. To cope with the computational challenges, the model was parallelized using a hybrid approach: cluster computing and GPGPUs (General-purpose computing on graphics processing units). Our parallel implementation of this model using a Multi-GPU platform was able to reduce the execution times of the simulations from more than 6 days (on a single processor) to 21 minutes (on a small 8-node cluster equipped with 16 GPUs). Furthermore, in order to decrease further the computational cost we have developed a discrete model equivalent to the microscopic one. This new model was also parallelized using the same approach as the microscopic model and was able to perform simulations that took 21 minutes to be executed in just 65 seconds. We believe that this new parallel implementation paves the way for the investigation of many open questions associated

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-03T13:09:08Z No. of bitstreams: 1 bernardolinodeoliveira.pdf: 2207336 bytes, checksum: 11a9525b863f45bfd41eb505e9f25791 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:07:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bernardolinodeoliveira.pdf: 2207336 bytes, checksum: 11a9525b863f45bfd41eb505e9f25791 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:07:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bernardolinodeoliveira.pdf: 2207336 bytes, checksum: 11a9525b863f45bfd41eb505e9f25791 (MD5) Previous issue date: 2011-01-17 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Doenças cardiovasculares estão relacionadas com um alto índice de mortalidade no mundo. Tendo isto em vista, a modelagem computacional cardíaca tornou-se uma ferramenta importante no suporte ao teste de novas drogas e no desenvolvimento de novos equipamentos e técnicas de diagnóstico. O objetivo deste trabalho é o estudo e desenvolvimento de novos modelos para o acoplamento eletromecânico de células e tecidos cardíacos, em especial do ventrículo esquerdo, que é a principal estrutura responsável pelo bombeamento do sangue para o corpo. Este trabalho foi dividido em duas principais etapas: 1) Desenvolvimento de um novo modelo para a eletromecânica dos cardiomiócitos do ventrículo esquerdo humano, a partir do acoplamento de dois modelos preexistentes, um para a eletrofisiologia e outro para a geração de força ativa nos miofilamentos. No desenvolvimento do modelo, técnicas de otimização como algoritmos genéticos foram utilizadas para o ajuste de parâmetros de forma que o modelo reproduzisse os escassos dados experimentais para humanos encontrados na literatura. 2) A incorporação deste modelo em simulações de maior escala, em nível de tecido. Tratamos neste trabalho os problemas numéricos e metodológicos que esta incorporação acarreta. Além disso, analisamos a influência da deformação mecânica em características eletrofisiológicas, como a forma da onda de eletrogramas ventriculares. / Cardiac diseases are associated with high mortality rates around the globe. With this in mind, cardiac computational modeling has become an important tool to support the test of new drugs, the development of new devices and of diagnostic techniques. The objective of this work is the study and development of new models for the electromechanical coupling of heart cells and tissues, in particular the left ventricle, which is the main structure responsible for pumping blood to the body. This work can be divided in two main steps: 1) The development of a new model for the electromechanics of human left ventricle cardiac myocytes, based on the coupling of two existing models, one for the electrophysiology and another for the myofilament active force generation. On the development of this model optimization techniques like genetic algorithms where used for the parameter adjustment to reproduce the few experimental data available in the literature. 2) This model was embedded in larger scale electromechanical simulations, i.e. tissue level. This work treats the numerical and methodological problems that this coupling brings. Furthermore, we analyze the influence of the mechanical deformation in important eletrophysiological features, such as the waveform of ventricular electrograms.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-06T14:57:14Z No. of bitstreams: 1 gustavomontesnovaes.pdf: 4933394 bytes, checksum: d1148020d41a74584cee8821c8f26603 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:25:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gustavomontesnovaes.pdf: 4933394 bytes, checksum: d1148020d41a74584cee8821c8f26603 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gustavomontesnovaes.pdf: 4933394 bytes, checksum: d1148020d41a74584cee8821c8f26603 (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A hipertensão é uma doença crônica que está relacionada com o aumento da pressão exercida pelo sangue nas paredes dos vasos sanguíneos. Seu surgimento está relacionado a síndromes metabólicas e, frequentemente, á obesidade. Entre o período de 2000 e 2011, esta patologia foi considerada a maior causa de morte no mundo devido à complicações inerentes a sua disfunção, como por exemplo acidente vascular cerebral e o infarto do miocárdio. Diversos estudos vêm sendo realizados com o objetivo de compreender melhor os mecanismos que estão relacionados ao surgimento da hipertensão bem como as disfunções causadas pela doença. Dentre estas disfunções, existem as alterações fisiológicas que ocorrem no coração sendo que as principais alterações ocorrem na atividade elétrica e mecânica do órgão cardíaco. A modelagem computacional se mostra como uma ferramenta muito eficaz no auxílio de tais estudos. A possibilidade de simular as disfunções causadas pela hipertensão no coração permitiria realizar experimentos prévios com baixo custo e em um pequeno intervalo de tempo. Assim este trabalho tem por principal objetivo apresentar modelos computacionais capazes de reproduzir a atividade eletromecânica transmural do miócito de ratos normotensos e hipertensos. Para isto, é proposto um novo modelo matemático/computacional resultado de um acoplamento de outros dois presentes na literatura. O modelo computacional proposto obteve resultados bastante satisfatórios visto que foi capaz de reproduzir as alterações fisiológicas ocorridas em miócitos de ratos, tanto para células de origem do epicárdio quanto para células de origem do endocárdio, nas principais variáveis associadas ao batimento cardíaco: potencial de ação, transiente intracelular de cálcio e o encurtamento do sarcômero. / The hypertension is a chronic disease that is related to an increased in the pressure exerted by the blood on the walls of blood vessels. Its appearance is related to the metabolic syndrome and often with obesity. Between the years 2000 and 2011, this condition was considered the leading cause of death worldwide due to the complications inherent to its dysfunction, such as stroke and myocardial infarction. Several studies have been conducted in order to better understand the mechanisms that are related to the onset of hypertension and the dysfunctions caused by this disease. Among these disorders, there are the physiological changes that occur in the heart with the main changes occuring in electrical and mechanical activity of the heart organ. The Computational modeling can become a very effective tool in aid of such studies. The possibility of simulating the dysfunctions caused by hypertension in the heart would results in a possibility to do previous in silico experiments with low cost and in a short period of time. So this work is primarily engaged to present computational models capable of reproducing the transmural electromechanical activity of myocyte of normotensive and hypertensive rats. For this, a new mathematical / computational model was proposed resulted from a coupling of two others models presented in the literature. The proposed computational model obtained satisfactory results since it was able to reproduce the physiological changes in myocytes of rats, both for epicardial origin of cells and for endocardial cells of origin, the main variables associated with the heartbeat: the action potential, calcium intracellular transient and the shortening of the sarcomere.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-03-27T18:40:16Z No. of bitstreams: 1 lucasarantesberg.pdf: 3559702 bytes, checksum: 8d9fe16ad120323abea361847f6073ee (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-03-28T16:27:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lucasarantesberg.pdf: 3559702 bytes, checksum: 8d9fe16ad120323abea361847f6073ee (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-28T16:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lucasarantesberg.pdf: 3559702 bytes, checksum: 8d9fe16ad120323abea361847f6073ee (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As fibras de Purkinje são estruturas fundamentais no processo de propagação do estímulo elétrico do coração. Para que ocorra a contração dos músculos dos ventrículos é necessário que estas fibras estimulem o miocárdio de maneira sincronizada. Porém, certas alterações nas propriedades das células que compõem estas fibras podem proporcionar uma dessincronização do ritmo cardíaco. Isto pode ocorrer através de falhas na propagação do estímulo elétrico devido a bloqueios que ocorrem nas junções que ligam as fibras de Purkinje com o músculo do ventrículo, de modo que esta condição é considerada um estado de risco para arritmias cardíacas. No entanto, a obtenção da estrutura das fibras de Purkinje a partir de um paciente específico é uma tarefa difícil e ela é mandatória para que sejam realizados estudos envolvendo a atividade elétrica do coração. Grande parte destas dificuldades decorre do fato da velocidade de propagação nas fibras de Purkinje ser extremamente rápida, da ordem de 2 a 4 m/s, tornando assim as medições experimentais um desafio. Este trabalho tem por objetivo investigar e analisar quais propriedades podem afetar a velocidade de propagação e o tempo de ativação nas fibras de Purkinje, tais como a geometria das células, a sua condutividade, o acoplamento das fibras com o tecido ventricular e o número de bifurcações existentes na rede. Com intuito de atingir este objetivo, diversas redes de Purkinje foram geradas variando estes parâmetros a fim de se realizar uma análise de sensibilidade. Para a implementação do modelo computacional foi utilizada a equação do monodomínio para descrever matematicamente o fenômeno. Foram utilizados dois modelos celulares específicos para células de Purkinje a fim de modelar as correntes iônicas. A solução numérica foi calculada através do Método dos Volumes Finitos. Os resultados do presente trabalho se mostraram de acordo com os obtidos na literatura, de modo que o modelo foi capaz de validar de maneira satisfatória determinados comportamentos que ocorrem na condução do estímulo elétrico através das fibras de Purkinje, como a velocidade de propagação e o tempo de ativação nestas estruturas. Além disso, o modelo foi capaz de reproduzir o atraso característico na propagação que acontece nas Junções-Músculo-Purkinje. / Purkinje fibers are fundamental structures in the process of propagation of the electrical stimulus of the heart. In order for contraction of the muscles of the ventricles to occur, these fibers need to stimulate the myocardium in a synchronized manner. However, certain changes in the properties of the cells composing these fibers may provide a desynchronization of the heart rate. This can occur through failures in the propagation of the electrical stimulus due to blockages occurring at the junctions that attach the Purkinje fibers to the ventricle muscle, so that this condition is considered a risk state for cardiac arrhythmias. However, obtaining the structure of Purkinje fibers from a specific patient is a difficult task and it is mandatory for studies involving the electrical activity of the heart. Most of these difficulties arise from the fact that the propagation velocity in the Purkinje fibers is extremely fast, ranging from 2 to 4 m/s, thus making experimental measurements a challenge. This work aims to investigate and analyze which properties may affect the propagation velocity and activation time in Purkinje fibers, such as cell geometry, conductivity, coupling of fibers with ventricular tissue and number of bifurcations in the network. In order to reach this goal, several Purkinje networks were generated by varying these parameters in order to perform a sensitivity analysis. For the implementation of the computational model was used the monodomain equations to describe mathematically the phenomenon. Two specific cellular models for Purkinje cells were used to model the ionic currents. The numerical solution was calculated using the Finite Volume Method. The results of the present work were in accordance with those obtained in the literature, so that the model was able to validate in a satisfactory way certain behaviors that occur in the conduction velocity and the activation time of the Purkinje fibers. In addition, the model was able to reproduce the characteristic delay on the propagation that occur at the Purkinje-Muscle-Junctions.

Orientador: Lea Rodrigues Simioni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T13:45:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Floriano_RafaelStuani_D.pdf: 3786286 bytes, checksum: a2855e3dd5b20280b1bf65e08007ab09 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho, nós examinamos a atividade neuromuscular do veneno de Bothriopsis bilineata smaragdina (serpente de floresta) e de sua toxina Bbil-TX (fosfolipase A2 Asp49) em preparações nervo-músculo isoladas de vertebrados. Em preparações BC, o veneno causou bloqueio neuromuscular concentração-dependente (0,1-30 ?g/mL) que não foi reversível por lavagem, com 50% de bloqueio ocorrendo em 90-15 min. Contratura muscular em resposta à ACh exógena e ao KCl não foram afetadas pelo veneno, mas houve um discreto aumento na liberação de CK após 60 min [UI/mL: de 80 ± 15 (basal) para 113 ± 22; n = 6; p > 0,05]. Em preparações NFD, o veneno (1, 10 e 30 ?g/mL) produziu marcante facilitação da neurotransmissão (~120% de aumento acima do basal) com a maior concentração seguida por bloqueio neuromuscular completo após 120 min; os efeitos com as menores concentrações foram considerados menos marcantes. O veneno aumentou o conteúdo quântico após 15 e 30 min de incubação seguido por significativa inibição ?90 min. No entanto, o veneno não alterou o potencial de membrana muscular ou a resposta despolarizante ao carbacol. Em ambas as preparações, incubação a 22-24 °C ao invés de 37 °C atrasou o início do bloqueio, como fez também a inibição da atividade PLA2 do veneno. Em preparações NFD curarizadas, o veneno produziu apenas uma discreta facilitação muscular. Estes resultados indicam que o veneno de B. b. smaragdina causa bloqueio neuromuscular in vitro por um mecanismo pré-sináptico envolvendo PLA2. Também foi investigada a atividade neuromuscular de Bbil-TX, uma PLA2 com atividade catalítica isolada do veneno de B. b. smaragdina, em preparações BC e NFD. Em preparações BC, Bbil-TX (35-702 nM) causou bloqueio tempo- e concentração-dependente que não foi reversível por lavagem; os tempos para causar 50% de bloqueio foram 87 ± 7, 41 ± 7 e 19 ± 2 min (média ± EPM; n = 4-6) para 70, 351 and 702 nM, respectivamente. Contraturas musculares à ACh exógena e KCl não foram alteradas. A toxina (702 nM) também não alterou as respostas contráteis de preparações BC curarizadas (d-Tc; 14,8 ?M) e diretamente estimuladas. No entanto, Bbil-TX (702 nM) produziu moderada alteração morfológica (fibras edemaciadas e/ou hipercrômicas) em BC; houve também uma progressiva liberação de CK [UI/mL: de 116 ± 17 (basal) para 961 ± 48 após 60 min; n = 6; p < 0,05]. O bloqueio neuromuscular induzido por Bbil-TX (351 nM) foi significativamente inibido a 22-24 °C e o pré-tratamento com p-BPB aboliu seu bloqueio. Bbil-TX (210 nM, 702 nM e 2 ?M; n = 4-6) causou bloqueio parcial tempo- e concentração-dependente em preparações NFD (52 ± 2% com a maior concentração). Bbil-TX (2 ?M) também reduziu significativamente a frequência de PsPTM/min [de 26 ± 2,5 (basal) para 10 ± 1 após 60 min; n = 5; p < 0,05] e o conteúdo quântico [de 94 ± 14 (basal) para 24 ± 3 após 60 min; n = 5; p < 0,05] de preparações NFD, mas causou apenas uma discreta alteração do potencial de membrana em repouso [de -80 ± 1 mV (basal) para -66 ± 2 mV após 120 min; n = 5; p < 0,05], com nenhuma alteração significativa na resposta despolarizante ao carbacol. Estes resultados mostram que Bbil-TX é uma PLA2 pré-sináptica que contribui para o bloqueio neuromuscular causado pelo veneno de B. b. smaragdina. A atividade neuromuscular do veneno de B. b. smaragdina e o mecanismo de ação de Bbil-TX no sistema nervoso periférico foi examinado também em outras preparações neuromusculares isoladas de camundongo. Em preparações NFD mantidas em solução fisiológica com baixo Ca2+, o veneno de B. b. smaragdina (3 ?g/mL) produziu uma alteração trifásica nas respostas contráteis enquanto que a maior concentração (10 ?g/mL) produziu uma abrupta e marcante contratura inicial a qual foi seguida por facilitação neuromuscular, oscilações rítmicas das contrações evocadas, alterações na linha de base e progressivo bloqueio neuromuscular. O veneno também atrasou a fase de relaxamento da resposta contrátil aumentando o tempo de decaimento constante. Em condições de baixo Ca2+, Bbil-TX (210 nM) causou um progressivo aumento na amplitude das respostas contráteis (83 ± 19 % acima dos valores basais após 120 min) em preparações NFD; não houve alteração no tempo de decaimento constante após tratamento com a toxina. O veneno de B. b. smaragdina (10 ?g/mL) e Bbil-TX (210 nM) causaram discreta alteração na amplitude do potencial de ação composto registrado em preparações NC de camundongo (veneno: 20 ± 2,1% e toxina: 17 ± 2,4% de redução abaixo dos valores basais; n = 3; p < 0,05) e nenhum efeito significativo sobre o tempo de subida e a latência; Tetrodotoxina (3,1 nM) bloqueou os potenciais no final dos experimentos. Em preparações TSn-m, veneno (10 ?g/mL) e Bbil-TX (210 nM) causaram significativa redução na forma de onda perineural associada à corrente K+ (veneno: 35 ± 7,2% e toxina: 26 ± 1,4% de redução abaixo dos valores basais; p < 0,05; n = 3-5) enquanto que a amplitude da corrente de Na+ não foi significativamente afetada (veneno: 18 ± 3,3% e toxina: 15 ± 2,4% de redução abaixo dos valores basais; p > 0,05; n = 3-5). Bbil-TX (210 nM) causou aumento nos valores de conteúdo quântico de preparações TSn-m mantidas em baixo Ca2+ [de 9,6 ± 1,1 (t0) para 31,4 ± 7,7 (t60), p < 0,05; n = 4]. O veneno (3 ?g/mL) e toxina (210 nM) induziram aumento na fluorescência ao cálcio em células SK-N-SH marcadas com indicador sensível ao Ca2+ Fluo3 AM (4 ?M) e mantidas em solução fisiológica com normais condições de Ca2+ ou com baixo Ca2+. Em células mantidas em Ca2+ normal, o aumento na amplitude de fluorescência foi acompanhado por irregular e frequente movimento de Ca2+. Em preparações TSn-m marcadas com Fluo4 AM (4 ?M), o veneno de B. b. smaragdina causou imediato aumento na concentração de Ca2+ intracelular de fibras musculares seguido por frequente oscilação na fluorescência e contratura muscular; Bbil-TX não induziu nenhuma alteração na fluorescência ao cálcio em fibras musculares de preparações TSn-m. Secções de preparações NFD pré-tratadas com Bbil-TX (210 nM) destinadas à imunohistoquímica foram marcadas positivamente para receptores juncionais de ACh mas houve perda de marcação para as proteínas pré-sináptica sinaptofisina e SNAP25. Juntos, estes dados indicam que Bbil-TX tem alta seletividade de ação sobre a região pré-sináptica semelhantemente a outras neurotoxinas PLA2 modulando a atividade neuromuscular do veneno de B. b. smaragdina / Abstract: In this work, we examined the neuromuscular activity of Bothriopsis bilineata smaragdina (forest viper) venom and its toxin Bbil-TX (Asp49 phospholipase A2) in vertebrate isolated nerve-muscle preparations. In chick biventer cervicis preparations (BC) the venom caused concentration-dependent (0.1-30 ?g/ml) neuromuscular blockade that was not reversed by washing, with 50% blockade occurring in 15-90 min. Muscle contractures to exogenous acetylcholine and KCl were unaffected by the venom, but there was a slight increase in creatine kinase release after 60 min [IU/ml: from 80 ± 15 (basal) to 113 ± 22; n = 6; p > 0.05]. In mouse phrenic nerve-diaphragm preparations (PND), the venom (1, 10 and 30 ?g/ml) produced marked facilitation (~120% increase above basal) at the highest concentration followed by neuromuscular blockade; the effects at lower concentrations were considerably less marked. The venom increased quantal content values after 15 and 30 min followed by significant inhibition at ?90 min. However, the venom did not alter the muscle membrane resting potential or the response to exogenous carbachol. In both preparations, incubation at 22 °C instead of 37 °C delayed the onset of blockade, as did inhibition of venom PLA2 activity. In curarized mouse preparations, the venom produced only muscle facilitation. These results indicate that B. b. smaragdina venom causes neuromuscular blockade in vitro by a presynaptic mechanism involving PLA2. It was also investigated the neuromuscular activity of Bbil-TX, a PLA2 with catalytic activity isolated from B. b. smaragdina venom, in BC and PND preparations. In BC preparations, Bbil-TX (35-702 nM) caused time- and concentration-dependent blockade that was not reversed by washing; the times for 50% blockade were 87 ± 7, 41 ± 7 and 19 ± 2 min (mean ± SEM; n = 4-6) for 70, 351 and 702 nM, respectively. Muscle contractures to exogenous ACh and KCl were unaffected. The toxin (702 nM) also did not affect the twitch-tension of directly stimulated, curarized (d-Tc, 14.8 ?M) BC preparations. However, Bbil-TX (702 nM) produced mild morphological alterations (edematous and/or hyperchromic fibers) in BC; there was also a progressive release of CK [IU/ml: from 116 ± 17 (basal) to 961 ± 48 after 60 min; n = 6; p < 0.05]. Bbil-TX (351 nM)-induced blockade was markedly inhibited at 22-24 °C and pretreatment with p-BPB abolished the neuromuscular blockade. Bbil-TX (210 nM, 702 nM and 2 ?M; n = 4-6) caused partial time- and concentration-dependent blockade in PND preparations (52 ± 2% at the highest concentration). Bbil-TX (2 ?M) markedly reduced the MEPPs frequency/min [from 26 ± 2.5 (basal) to 10 ± 1 after 60 min; n = 5; p < 0.05] and the quantal content [from 94 ± 14 (basal) to 24 ± 3 after 60 min; n = 5; p < 0.05] of PND preparations, but caused only minor depolarization of the membrane resting potential [from -80 ± 1 mV (basal) to -66 ± 2 mV after 120 min; n = 5; p < 0.05], with no significant change in the depolarizing response to exogenous carbachol. These results show that Bbil-TX is a presynaptic PLA2 that contributes to the neuromuscular blockade caused by B. b. smaragdina venom. The neuromuscular activity of B. b. smaragdina venom and the mechanism of action of Bbil-TX on peripheral nervous system have been further examined in mouse nerve-muscle preparations in vitro. In PND preparations maintained in low Ca2+ physiological salt solution (PSS), B. b. smaragdina venom (3 ?g/ml) caused a triphasic change in twitch height while the xv highest concentration (10 ?g/ml) produced an abrupt and marked initial contracture which was followed by neuromuscular facilitation, rhythmic oscillation of nerve evoked twitch, alteration in base line and progressive blockade. The venom also slowed the relaxation phase of the muscle twitch increasing the constant decay time. Under low Ca2+ conditions, Bbil-TX caused a progressive increase in twitch amplitude (83 ± 19 % above basal values after 120 min) in PND preparations; there was no change in the constant decay time after treatment with toxin. B. b. smaragdina venom (10 ?g/ml) and Bbil-TX (210 nM) caused minor changes in the amplitude of the compound action potential (CAP) recorded from SN preparations (venom: 20 ± 2.1 % and toxin: 17 ± 2.4 % of reduction below basal values; n = 3; p < 0.05) and no significant effect on rise time and latency; tetrodotoxin (3.1 M) blocked the CAP at the end of the experiments. In TSn-m preparations, both venom (10 ?g/ml) and Bbil-TX (210 nM) caused significant reduction in the perineural waveform associated with the outward K+ current (venom: 35 ± 7.2 % and toxin: 26 ± 1.4 % of reduction below basal values; p < 0.05; n = 3-5) while the amplitude of the inward Na+ current was not significantly affected (venom: 18 ± 3.3 % and toxin: 15 ± 2.4 % of reduction below basal values; p > 0.05; n = 3-5). Bbil-TX (210 nM) caused progressive increase in quantal content in TSn-m preparations maintained in low Ca2+ PSS [from 9.6 ± 1.1 (t0) to 31.4 ± 7.7 (t60), p < 0.05; n = 4]. Venom (3 ?g/ml) and toxin (210 nM) induced increase in calcium fluorescence in neuroblastoma cell line SK-N-SH loaded with calcium sensitive indicator Fluo3 AM (4 ?M) and maintained in low Ca2+ or normal Ca2+ PSS. In those cells maintained in normal Ca2+ PSS, the increase in fluorescence amplitude was accompanied by irregular and frequent calcium transients. In TSn-m preparations loaded with Fluo4 AM (4 ?M), B. b. smaragdina venom (10 ?g/ml) caused immediate increase in Ca2+ intracellular of muscle fibres followed by frequent oscillation in fluorescence and muscle contracture; Bbil-TX did not induce any change in calcium fluorescence in TSn-m preparations. Immunohistochemical sections of PND preparations pretreated with Bbil-TX (210 nM) were labeled positively for junctional ACh receptors but there was loss of labeling for presynaptic proteins synaptophysin and SNAP25. Together, these data indicate that Bbil-TX has high selectivity of action under the presynaptic region similarly as other PLA2 neurotoxins modulating the neuromuscular activity of B. b. smaragdina venom / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Orientadores: Antônio Fernando Ribeiro, Jose Dirceu Ribeiro, Francisco Ubaldo Vieira Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T21:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Servidoni_MariadeFatimaCorreaPimenta_D.pdf: 12508528 bytes, checksum: b3b02333b5c69daaf09a90ff457cc849 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A Fibrose Cística (FC) é uma doença genética autossômica recessiva, comum em caucasianos. Tem incidência de 1: 2.500 a 1: 6.000 nascidos vivos e 1: 25 em portadores sãos na Europa e EUA e no Brasil a incidência estimada é de 1:10.000 nascidos vivos. É causada pela presença de dois genes CFTR (do inglês Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) mutados, que codificam uma proteína também denominada CFTR. A CFTR é o principal canal de Cloro (Cl-), é expressa na membrana apical das células epiteliais dos tratos respiratório e digestório (pâncreas, fígado e intestino), nas glândulas sudoríparas e salivares, e no aparelho reprodutor masculino. Regula o transporte de iôns e de água. O comprometimento ou a ausência da função da CFTR promove a desidratação das mucosas com produção de um muco viscoso com consequente obstrução das vias respiratórias e ductos das glândulas exócrinas determinando o fenótipo da FC. O grau de função da CFTR será determinante da gravidade da doença. Até à data, já foram descritas cerca de 2000 mutações no gene CFTR. A F508del é a mutação mais prevalente, está presente em 85% dos pacientes a nível mundial e em 65% no Brasil. As mutações podem ser classificadas em 6 grupos de acordo com o defeito molecular e celular e determina o fenótipo da FC. Pode ser classificado em: clássico e não-clássico. O clássico é o mais conhecido e frequente e apresenta sintomas graves. O não-clássico ocorre em cerca de 15% dos doentes e apresenta sintomas mais brandos, com diagnóstico em geral complexo e tardio. A FC é assim um "espectro de doenças" e o seu rastreio precoce na triagem neonatal (TNN), antes mesmo dos primeiros sintomas, abre novas perspectivas de prognóstico por isso é emergente a necessidade de métodos acurados que determinem a função da CFTR, direcionando uma terapia individualizada, em busca da cura. A primeira parte deste trabalho procurou consolidar a medição da função do canal CFTR em biopsias retais como um marcador biológico para diagnóstico e prognóstico da FC; a segunda descreveu a realização da biópsia retal e suas particularidades sob a ótica dos pacientes e da técnica. A terceira abordou a realização do teste do suor (TS) no estado de São Paulo (SP) expressando o panorama brasileiro do TS. Desta forma, entre 2007 e 2010 foi realizado estudo prospectivo de pacientes atendidos no ambulatório de FC do Hospital das Clínicas (HC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) com e sem FC submetidos à biópsia retal. Em 2013 foi aplicado em 14 serviços (9 públicos, 5 privados) que realizam o TS, um questionário qualitativo através de visita às sete cidades que contam com Centros de Referência para atendimento de pacientes com FC em SP. Nossos resultados demonstraram que a determinação de Cl- em biópsias retais mediadas pela CFTR é um biomarcador robusto, sensível, preditivo e reprodutível para o diagnóstico e prognóstico da FC e com potencial uso para ensaios pré-clínicos de terapias moduladoras da CFTR. A pinça jumbo e a solução salina fisiológica determinaram as melhores amostras para os estudos bioquímicos e de eletrofisiologia, a grande maioria dos indivíduos entrevistados não relataram maiores desconforto (76%), sendo a técnica utilizada segura e reprodutível. O estudo do TS em SP demonstrou a necessidade urgente de equipamentos adequados de estimulação e dosagem do Cl- no suor, associado à normatização da técnica e treinamento de pessoal capacitado para a sua realização. Dando seguimento a este trabalho, estamos implementando novas ferramentas diagnósticas para a FC: a avaliação eletrofisiológica da CFTR em câmara de Ussing através da cultura de células nasais e/ou organoides e da unção da CFTR na glândula sudorípara pelo evaporímetro. Por fim, todos os métodos de avaliação diagnóstica devem respeitar procedimentos operacionais padrão (POP), sendo que alguns nomeadamente os de eletrofisiologia, ainda dispõem de aplicação limitada a poucos centros no mundo / Abstract: Cystic Fibrosis (CF) is an autosomal recessive genetic disease, common among Caucasians. In Europe and USA, it has an incidence of 1:2,500-1:6,000 in newborns and 1: 25 for healthy carriers. In Brazil, the estimated incidence is 1:10,000 in newborns. It is caused by the presence of two mutated CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) genes encoding for CFTR protein, a Chloride (Cl-) channel expressed at the apical membrane of epithelial cells. CFTR is the main regulator of ion transport and water. Its defect leads to dehydrated epithelia and to the production of viscous mucus secretions that clogs the airways and ducts of exocrine glands, leading to the clinical manifestations of CF disease, mostly affecting the respiratory and digestive tracts (pancreas, liver and intestine). CFTR is also expressed in the sweat and salivary glands, and in the male reproductive system. The degree of CFTR function will determine the severity of the disease. About 2000 mutations have been already described in the CFTR gene. The F508del is the most prevalent, present in 85% of patients worldwide and 65% in Brazil. Mutations can be classified into six groups, depending on the molecular and cellular defect, and also determining the severity of the CF phenotype: Classical and Non-Classical. The Classical phenotype is best-known and frequent, presenting severe symptoms; but the Non-Classical phenotype, representing ~15 % of all CF patients, shows atypical symptoms, with variable organ involvement, which make the diagnosis difficult and often late. CF thus includes a "spectrum of diseases" and its early detection in newborn screening, even before the first symptoms, opens up new perspectives for prognosis. Since CF diagnosis requires proof of CFTR dysfunction, there is an emerging need for accurate methods capable of detecting CFTR function with high sensitivity and of directing CF therapy, in the quest for the most appropriate treatment. The first part of this study sought to consolidate the measurements of CFTR channel function in rectal biopsies as a biomarker for CF diagnosis and prognosis. The second part focused on the rectal biopsies procedure and its technical aspects and also on how it is perceived in the patients' perspective. The third part, approached how the sweat test (ST) procedure is carried out in CF centers in the state of São Paulo (SP), so as to assess the Brazilian scenario for the ST. To this end, between 2007 and 2010, we conducted a prospective study of patients seen at CF outpatient clinic, of the Clinical Hospital (HC) ¿ State University of Campimas (Unicamp) who underwent rectal biopsy and we also included non-CF subjects as controls. In 2013, a qualitative questionnaire was applied to 14 services (9 public, 5 private) which perform the ST by visiting the 7 cities of SP which have reference CF care centers. Data shown that determination of CFTR-mediated Cl- secretion in rectal biopsies proved to be a robust, sensitive, and reproducible predictive biomarker for CF diagnosis and prognosis, besides being a safe technique with the potential for use in preclinical trials of CFTR modulating therapies. The jumbo forceps and saline solution determined the best samples for electrophysiology and biochemical studies. Moreover, the great majority of the individuals tested by this procedure did not report major discomfort (76%). The work assessing the achievement of ST in SP, demonstrated an urgent need for adequate equipment for the stimulation of sweat and also for the measurement of Cl- in sweat, associated with standardization and training of specialized personnel for its implementation. As a follow up of this work, we are already implementing new diagnostic tools for CF, namely: the study of CFTR function in the sweat gland by the evaporimeter and in cultured nasal cells by Ussing chamber. Finally, all diagnostic methods must comply with strict standardized operation procedures (SOP) and some, including electrophysiology, still have limited use in few centers worldwide / Doutorado / Saude da Criança e do Adolescente / Doutora em Ciências

INTRODUÇÃO: O desenvolvimento e a organização das vias auditivas centrais em crianças estão intimamente relacionados a uma experiência auditiva efetiva. Em crianças usuárias de Implante Coclear (IC), a utilização dos Potenciais Evocados Auditivos de Longa Latência (PEALL), em conjunto com a avaliação das medidas comportamentais de audição e linguagem, constitui-se como um instrumento capaz de avaliar a integridade e a funcionalidade das vias auditivas centrais, além de monitorar as mudanças neurofisiológicas ocorridas após estimulação por meio do IC. OBJETIVO: Acompanhar a maturação cortical de crianças usuárias de IC, por meio de medidas comportamentais de audição e linguagem, e medidas eletrofisiológicas. METODOLOGIA: Estudo longitudinal composto por 22 sujeitos, sendo 11 (6 meninas e 5 meninos) com perda auditiva neurossensorial de grau severo e/ou profundo bilateral congênita, os quais aguardavam a ativação dos eletrodos do IC, com média de idade na ativação de 35 meses (mínimo de 17 e máximo de 66 meses), e 11 crianças ouvintes pareadas por gênero e idade cronológica. As crianças do grupo estudo foram avaliadas quanto às medidas comportamentais de audição e linguagem, de acordo com a percepção dos pais, por meio dos protocolos Infant-Toddler: Meaningful Auditory Integration Scale (IT-MAIS/MAIS) e Meaningful Use of Speech Scales (MUSS), e por meio de avaliação realizada com a própria criança através da aplicação do Glendonald Auditory Screening Procedure (GASP). Ambos os grupos realizaram uma avaliação eletrofisiológica da audição por meio dos PEALL em sistema de campo sonoro, com a sílaba /ba/, com intervalos inter-estímulos de 416 ms na intensidade de 70 dBnNA. Cada criança foi avaliada em três diferentes momentos: anterior à ativação do IC e após três e nove meses de ativação, seguindo o mesmo intervalo de tempo para as crianças do grupo controle. RESULTADOS: Houve melhora nos comportamentos de audição e linguagem, mensurados por meio dos protocolos IT-MAIS/MAIS e MUSS ao longo do tempo de uso do IC. Da mesma forma, na avaliação por meio dos PEALL, observou-se surgimento do componente P1 após ativação, que diminuiu em latência com o decorrer do tempo; no entanto, a mesma manteve-se estatisticamente maior quando comparada ao grupo controle, mesmo após nove meses de uso do IC. Observou-se correlação negativa entre a avaliação dos PEALL e a pontuação do IT-MAIS/MAIS (quanto menor a latência de P1, maior a pontuação deste protocolo). No que tange às habilidades auditivas mensuradas por meio do GASP, observou-se que as crianças que alcançaram habilidade auditiva de discriminação, apresentaram melhores resultados nas demais avaliações, tanto comportamentais quanto eletrofisiológica, quando comparadas aquelas que alcançaram apenas a habilidade de detecção de fala. CONCLUSÕES: A estimulação auditiva por meio do IC possibilitou maturação das vias auditivas, proporcionando assim diminuição de latência do componente P1 e desenvolvimento das habilidades auditivas e de linguagem oral. A análise do componente P1 dos PEALL mostrou-se um importante biomarcador do comportamento auditivo, principalmente quando utilizado para monitoramento do processo de reabilitação / INTRODUCTION: The development and organization of central auditory pathways in children are closely related to an effective and appropriate auditory experience. The use of Long Latency Auditory Evoked Potentials (LLAEP) combined to behavioral evaluation of auditory and language measures in children with Cochlear Implant (CI) is considered as a procedure capable of determining the integrity and functionality of central auditory pathway. It is also capable of monitoring neurophysiological changes observed after the stimulation by CI. PURPOSE: To monitor central auditory pathways\' maturation in children with cochlear implant based on electrophysiological, auditory and language behavioral measures. METHODS: Longitudinal study of 22 subjects equally divided into study and control group. Study group was composed by 11 children (6 girls and 5 boys) with severe/profound bilateral congenital sensorineural hearing loss whose were awaiting the activation of CI electrodes. Their mean age at activation was 35 months (17 minimum and 66 maximum). Control group was composed by 11 normal hearing children paired by gender and chronological age. Study group\'s children evaluation involved auditory and language behavioral measures. The evaluation considered parents\' perception based on Infant-Toddler: Meaningful Auditory Integration Scale (IT-MAIS/MAIS) and Meaningful Use of Speech Scales (MUSS). Children were also assessed with the Glendonald Auditory Screening Procedure (GASP). Both groups were submitted to an auditory electrophysiological evaluation with the LLAEP in sound field system, recorded with the speech stimulus of the syllables /ba/, presented with inter-stimulus intervals of 416 ms, at the intensity of 70 dBnNA. Each child was evaluated three times: before CI activation, after three months and after none months of CI activation. Control group\'s children were evaluated considering the same intervals. RESULTS: Auditory and language behaviors improved during CI use according IT-MAIS/MAIS and MUSS measures. Similarly, the LLAEP evaluation indicated the appearance of P1 component after activation, and also the decrease of its latency over the course of time; however, the latency maintained statistically higher when compared to control group, even after nine months of CI use. A negative correlation between LLAEP and IT-MAIS/MAIS score was observed (the lower P1 latency, higher the protocol score). Regarding to hearing abilities measured by GASP, it was observed that the children who became able to discriminate sounds showed better performance on other behavioral and electrophysiological evaluations when compared to those who only became able to detect speech sounds. CONCLUSIONS: Auditory stimulation through CI enabled auditory pathways\' maturation, allowing decrease of latency of the P1 component and auditory and oral language abilities development. The analysis of the P1 component of LLAEP proved to be an important biomarker of auditory behavior, especially when used to monitor rehabilitation process

Submitted by Michele Mologni (mologni@unoeste.br) on 2018-07-27T17:57:40Z No. of bitstreams: 1 Gustavo Francisco Rosalin Saraiva.pdf: 5041218 bytes, checksum: 30127a7816b12d3bd7e57182e6229bc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T17:57:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gustavo Francisco Rosalin Saraiva.pdf: 5041218 bytes, checksum: 30127a7816b12d3bd7e57182e6229bc2 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Plants are complex organisms with dynamic processes that, due to their sessile way of life, are influenced by environmental conditions at all times. Plants can accurately perceive and respond to different environmental stimuli intelligently, but this requires a complex and efficient signaling system. Electrical signaling in plants has been known for a long time, but has recently gained prominence with the understanding of the physiological processes of plants. The objective of this thesis was to test the following hypotheses: temporal series of data obtained from electrical signaling of plants have non-random information, with dynamic and oscillatory pattern, such dynamics being affected by environmental stimuli and that there are specific patterns in responses to stimuli. In a controlled environment, stressful environmental stimuli were applied in soybean plants, and the electrical signaling data were collected before and after the application of the stimulus. The time series obtained were analyzed using statistical and computational tools to determine Frequency Spectrum (FFT), Autocorrelation of Values and Approximate Entropy (ApEn). In order to verify the existence of patterns in the series, classification algorithms from the area of machine learning were used. The analysis of the time series showed that the electrical signals collected from plants presented oscillatory dynamics with frequency distribution pattern in power law. The results allow to differentiate with great efficiency series collected before and after the application of the stimuli. The PSD and autocorrelation analyzes showed a great difference in the dynamics of the electric signals before and after the application of the stimuli. The ApEn analysis showed that there was a decrease in the signal complexity after the application of the stimuli. The classification algorithms reached significant values in the accuracy of pattern detection and classification of the time series, showing that there are mathematical patterns in the different electrical responses of the plants. It is concluded that the time series of bioelectrical signals of plants contain discriminant information. The signals have oscillatory dynamics, having their properties altered by environmental stimuli. There are still mathematical patterns built into plant responses to specific stimuli. / As plantas são organismos complexos com processos dinâmicos que, devido ao seu modo séssil de vida, sofrem influência das condições ambientais todo o tempo. Plantas podem percebem e responder com precisão a diferentes estímulos ambientais de forma inteligente, mas para isso se faz necessário um complexo e eficiente sistema de sinalização. A sinalização elétrica em plantas já é conhecida há muito tempo, mas vem ganhando destaque recentemente com seu entendimento em relação aos processos fisiológicos das plantas. O objetivo desta tese foi testar as seguintes hipóteses: séries temporais de dados obtidos da sinalização elétrica de plantas possuem informação não aleatória, com padrão dinâmico e oscilatório, sendo tal dinâmica afetada por estímulos ambientais e que há padrões específicos nas respostas a estímulos. Em ambiente controlado, foram aplicados estímulos ambientais estressantes em plantas de soja, e captados os dados de sinalização elétrica antes e após a aplicação dos mesmos. As séries temporais obtidas foram analisadas utilizando ferramentas estatísticas e computacionais para se determinar o Espectro de Frequências (FFT), Autocorrelação dos valores e Entropia Aproximada (ApEn). Para se verificar a existência de padrões nas séries, foram utilizados algoritmos de classificação da área de aprendizado de máquina. A análise das séries temporais mostrou que os sinais elétricos coletados de plantas apresentaram dinâmica oscilatória com padrão de distribuição de frequências em lei de potência. Os resultados permitem diferenciar com grande eficácia séries coletadas antes e após a aplicação dos estímulos. As análises de PSD e autocorrelação mostraram grande diferença na dinâmica dos sinais elétricos antes e após a aplicação dos estímulos. A análise de ApEn mostrou haver diminuição da complexidade do sinal após a aplicação dos estímulos. Os algoritmos de classificação alcançaram valores significativos na acurácia de detecção de padrões e classificação das séries temporais, mostrando haver padrões matemáticos nas diferentes respostas elétricas das plantas. Conclui-se que as séries temporais de sinais bioelétricos de plantas possuem informação discriminante. Os sinais possuem dinâmica oscilatória, tendo suas propriedades alteradas por estímulos ambientais. Há ainda padrões matemáticos embutidos nas respostas da planta a estímulos específicos.

[pt] Este estudo investiga o envolvimento do córtex pré-frontal medial ventral nos comportamentos de defesa inatos e aprendidos em paradigmas de condicionamento de medo e estimulação elétrica intracraniana em ratos. A lesão cortical aumentou significativamente o comportamento defensivo condicionado. No comportamento defensivo incondicionado, a lesão cortical diminuiu significativamente o congelamento pós-fuga dos animais. Os resultados replicam os dados da literatura científica a respeito do papel do córtex infralímbico como uma estrutura inibitória do estímulo condicionado em um circuito amidaloide de medo condicionado, e indicam uma participação do córtex pré-frontal na modulação dos comportamentos de defesa originários da estimulação da MCPd, em especial a sustentação do congelamento motor pós fuga. / [en] This study investigates the role of the prefrontal cortex in the innate and conditioned defensive behaviors in rats during classical conditioning and intracranial electrical stimulation procedurals. It was found that the cortical lesion augmented the conditioned freezing behavior to contextual fear cues. On the other hand, the lesions impaired the motor freezing presented after the escaping provoked by dPAG stimulation. These results replicate the findings from the literature about a prefrontal cortex role as an inhibitory structure in the aversive classic conditioning circuitry, as well as presenting a role for it in modulating freezing behavior in a panic circuitry involving the dPAG, especially regarding its function as a possible short term memory device for innate fear expression.