Formigas são insetos eusociais intensamente dependentes da comunicação química, possuindo características morfológicas, bioquímicas, fisiológicas e comportamentais adaptadas a um estilo de vida circundado por mensagens químicas. Esta peculiaridade olfativa do ponto de vista biológico, reflete nos padrões altamente polimórficos encontrados nas colônias dos grupos mais derivados, como as formigas cortadeiras (Attini). Assim, as castas e sub castas encontradas nos ninhos de formigas do gênero Atta, possuiriam características, como os órgãos olfativos e a sensibilidade eletrofisiológica, variáveis de acordo com seus tamanhos corpóreos e funções exercidas na colônia. Portanto, haveria uma correlação direta ou indireta do tamanho das formigas, os perfis comportamentais e comunicação química nessas espécies. Essa relação poderia ser vista em diversas atividades, como a limpeza entre os indivíduos e a troca de alimentos via oral. Dessa forma, a presente tese foca na interação entre o polimorfismo, polietismo e comunicação química nas formigas de Atta sexdens. Ainda descreve a participação das operárias e rainha nos comportamentos de grooming e trofalaxia, ligando-os à possível função de dispersão de hidrocarbonetos de cutícula na colônia. A tese esta dividida em quatro capítulos. O Capítulo 1, compreendeu uma introdução dos conhecimentos abordados em toda tese, e as linhas gerais do trabalho. No Capítulo 2, foi realizado uma descrição quantitativa e qualitativa das sensilas em todas as castas e sub castas encontradas em ninhos de A. sexdens. Os resultados indicaram que esses órgãos sensoriais variaram de acordo com os padrões polimórficos e perfis etológicos. O Capítulo 3 abordou as respostas eletrofisiológicas da antenas a diferentes feromônios, comparando todos os grupos polimórficos de A. sexdens. Foram observados neste caso, similaridades e discrepâncias na sensibilidade aos conteúdos das glândulas de veneno, Dufour e mandibular entre as sub castas (jardineiras, generalistas, forrageiras e soldados), e também entre os machos e rainhas, possibilitando a correlação com as atividades que exercem no ninho. No Capítulo 4 investigou-se a participação de cada tipo de operárias de A. sexdens nos comportamentos de trofalaxia, allogrooming e self-grooming, relacionando-os com a presença da rainha dentro da câmara. Adicionalmente, frente aos resultados, as diferentes ações das sub castas nesses comportamentos puderam ser associadas à possível importância da limpeza e troca de alimentos na dispersão de compostos de reconhecimento e formadores do gestalt químico da colônia. Estes resultados, contribuem para uma melhor compreensão do complexo cenário sustentado pela eusocialidade, ecologia química, percepção olfativa e comportamento nas formigas cortadeiras. / Ants are eusocial insects intensely dependent on chemical communication. They have morphological, biochemical, physiological and behavioral features adapted to a life surrounded by many molecules messages. Furthermore, each olfactory peculiarity in any of the biological level mentioned above, reflects on the highly polymorphic patterns found in the colonies of the most derived groups, as the leaf cutter ants (Attini). Thus, the castes and sub castes of Atta ants, would have characteristics, as olfactory organs and electrophysiological sensibility, that vary following the body sizes and tasks performed in the colonies. Therefore, it would have a direct or indirect correlation among the sizes of the ants, their ethological profiles and the chemical communication in these species. This relation could be seen over different activities, as the grooming and oral trophallaxis. In this way, this thesis focus in the interaction among the polymorphism, polyethism and chemical communication in Atta sexdens. It still describes the participation of workers and queen in grooming and trophallaxis, linking them to a possible role in cuticular hydrocarbon dispersion over the colony. The thesis is divided in four chapters. In the Chapter 1, it is presented an introduction to the knowledge explored in all thesis, and also its outline. In the Chapter 2, there is a quantitative and qualitative description of sensilla from all castes and sub castes of A. sexdens, showing that these sensory organs vary following the polymorphic patterns and ethological profiles. The Chapter 3 explores the differences in the antennae electrophysiological responses to three pheromones, comparing them with all polymorphic groups of A. sexdens. The results demonstrate similarities and discrepancies in the sensibility to the contents of poison, Dufour and mandibular glands among the sub castes (gardeners, generalists, foragers and soldiers), and also between males and queens, enabling a correlation with their tasks. In the Chapter 4, it is investigated the roles of each type of A. sexdens workers in the trophallaxis, allogrooming and self-grooming behaviors, relating them with the queen presence. Additionally, and based in the results, the different roles of the sub castes can be associated to a possible action of grooming and trophallaxis in the dispersion of intraspecific recognition molecules and in the formation of a colony chemical gestalt. All results and discussion distributed along the thesis, therefore, contribute to a better understanding of a complex scenario, supported by the eusociality, chemical ecology, olfactory perception and behavior of the leaf cutter ants.

Introdução: A prática de atos infracionais e comportamento antissocial entre jovens podem estar associados a traços psicopáticos constitucionais (primários) ou ambientais (secundários) presentes no desenvolvimento desses indivíduos. O comportamento antissocial também está associado com a resposta autonômica diminuída diante de estímulos com saliência emocional. O objetivo deste trabalho foi analisar as diferenças de traços psicopáticos primários e secundários entre jovens infratores e jovens da comunidade com nível socioeconômico semelhante. Foi também objetivo a comparação dos padrões de resposta autonômica frente a estímulos visuais agradáveis, neutros e desagradáveis entre os grupos. Métodos: A escala Psychopathy Checklist-Revised (PCL-R) foi utilizada para identificar se jovens infratores do sexo masculino, que cumpriam medida socioeducativa de internação nas unidades da Fundação Centro de Atendimento Socioeducativo ao Adolescente (CASA) em São Paulo, apresentavam diferenças na sua pontuação total, e especificamente no fator 1 ou fator 2 da escala, quando comparados com outros jovens da comunidade, em condições socioeconômicas semelhantes. Para isso foram excluídos da amostra os jovens que apresentavam critérios para Transtornos mentais ou Retardo mental de acordo com a Mini-International Neuropsychiatric Interview (MINI) e escala Wechsler de inteligência para adultos (WAIS- III), respectivamente. Foram também excluídos da comparação aqueles que apresentaram pontuação condizente com o critério de psicopatia no Brasil (igual ou maior que 23 pontos na escala PCL-R). A resposta autonômica foi avaliada por meio das medidas de latência, amplitude e labilidade da atividade elétrica da pele (AEP) diante de imagens agradáveis, neutras e desagradáveis do International Affective Picture System (IAPS). Resultados: 39 infratores e 31 jovens do grupo controle foram comparados em relação aos traços psicopáticos. Os grupos apresentaram diferenças estatisticamente significativas (p < 0,01) na pontuação média do PCL-R, sendo 13.4 a pontuação média entre infratores e 2.1 entre não-infratores. Foram encontradas também diferenças estatisticamente significativas entre os grupos quando analisadas separadamente as médias de pontuação no fator 1 (p < 0,01) e fator 2 (p < 0,01) da PCL-R. Apesar dos grupos terem apresentado diferença estatisticamente significativa (p < 0,01) nos níveis educacionais, a ANCOVA realizada para comparar os resultados da média de pontuação na PCL-R entre os grupos, controlando para nível educacional, mostrou que a diferença nos resultados da PCL-R permaneceu estatisticamente significativa (p < 0,01). Na comparação da resposta autonômica foi possível a inclusão de 33 infratores com os mesmos 31 do grupo controle. Foram também encontradas diferenças estatisticamente significativas (p < 0,01) na amplitude da AEP, sendo que o grupo de infratores apresentou maior ativação autonômica para estímulos agradáveis, porém menor ativação autonômica para estímulos desagradáveis. Conclusões: nesta amostra, tanto a presença de traços psicopáticos primários - associados a características constitucionais - quanto de traços psicopáticos secundários - associados a características ambientais, foram maiores entre infratores. No entanto a proporção de cada um destes fatores foi a mesma entre os grupos, com predominância dos traços secundários em ambos os grupos. Portanto não se pode atribuir a delinquência juvenil nesta amostra a nenhum fator especificamente - constitucional ou ambiental-, ainda que os fatores ambientais tenham contribuído de forma mais significativa para os traços psicopáticos na amostra como um todo. Os padrões de ativação autonômica entre infratores indicam que as respostas emocionais destes jovens diante dos estímulos agradáveis e desagradáveis do ambiente são diferentes dos outros jovens da comunidade, apontando características singulares da reação emocional de jovens infratores. Os resultados sugerem a necessidade de intervenções amplas, não restritas a aspectos socioeconômicos, na abordagem da delinquência juvenil / Introduction: The perpetration of infractional acts and display of antisocial behavior among young people may be associated with constitutional (primary) or environmental psychopathic traits (secondary) present in their development. Antisocial behavior is also associated with impaired autonomic response to emotionally charged stimuli. The aim of this study was to analyze the differences in primary and secondary psychopathic traits among young offenders and youngsters with similar socioeconomic status in a community. Another objective was to compare the patterns of autonomic response to pleasant, unpleasant and neutral visual stimuli between groups. Method: The Psychopathy Checklist Revised (PCL-R) scale was used to identify whether male young offenders, who were detained at the units of Fundação Centro de Atendimento Socioeducativo ao Adolescente (CASA) at São Paulo, exhibited total score differences, and specifically for factor 1 or factor 2 of this scale, when compared with other young people in similar socioeconomic conditions from the community. To this end, young people who met the criteria for mental disorders or mental retardation were excluded, ased on the Mini-International Neuropsychiatric Interview (MINI) and Wechsler adult intelligence scale (WAIS- III), respectively. The comparison also excluded those who presented scores consistent with the criteria for psychopathy in Brazil (equal to or greater than 23 points on the PCL-R). The autonomic response was evaluated by means of latency, amplitude and lability of electrodermal activity (EDA) when presented with pleasant, unpleasant and neutral images from the International Affective Picture System (IAPS). Results: 39 offenders and 31 nonoffenders were compared in relation to psychopathic traits. The groups presented statistically significant differences (p < 0.01) in PCL-R score averages, being 13.4 the average score in the group of offenders and 2.1 in the non-offender group. Significant differences between the groups were also detected when factor 1 (p < 0.01) and factor 2 (p < 0.01) PCL-R score averages were analyzed separately. Although the groups presented statistically significant difference in educational level, the ANCOVA used to compare the PCL-R scores averages between the groups, controlling for educational level, showed that the difference in PCL-R scores remained statistically significant (p < 0,01). In the comparison of autonomic response, it was possible to include 33 offenders with the same 31 from the control group. Statistically significant differences (p < 0.01) in EDA amplitudes were also found, and the group of offenders showed greater autonomic activation to pleasant stimuli, but less autonomic activation to unpleasant stimuli. Conclusions: in this sample, both the presence of primary psychopathic traits (due to inherited characteristics) and secondary psychopathic traits (due to environmental factors) was greater among young offenders. However, the proportion of each of these factors was the same between groups, with predominance of secondary traits in both groups. Therefore, one cannot specifically attribute juvenile delinquency in this sample to any factor - constitutional or environmental - although the environmental factors contributed more significantly to psychopathic traits in the sample as a whole. Patterns of autonomic activation among offenders indicate that the emotional responses of these young people when presented with pleasant and unpleasant stimuli in the environment are different from the other youngsters of the community, indicating particular features in the emotional response of young offenders. These results suggest that addressing juvenile delinquency requires far-reaching interventions, not solely restricted to socieconomic factors

No Brasil, a espécie Tityus serrulatus (Ts) é a responsável pela maioria dos acidentes de envenenamento com escorpiões, bem como pela maior incidência de acidentes ocasionados por animais peçonhentos. Isso ocorre devido ao fato desta espécie possuir somente fêmeas, realizando uma reprodução assexuada (partenogênese), facilitando assim sua proliferação. Atualmente, existem 16 diferentes toxinas descritas provenientes da peçonha de Ts, sendo a Ts1 a mais abundante na peçonha solúvel. Dentre estas toxinas, as neurotoxinas com ação em canais para sódio e potássio são as que despertam maior interesse da comunidade científica, devido aos seus efeitos no envenenamento e especificidades por canais iônicos. As neurotoxinas com ação em canais para potássio são compostas por uma alfa-hélice e três fitas-beta antiparalelas, e são constituídas por 23-43 resíduos de aminoácidos. Essas estão classificadas em quatro famílias (?-, ?-, g- e k-KTx). A família ?-KTx é a de maior relevância e está dividida em 21 subfamílias. Estas toxinas com alta especificidade para diferentes subtipos de canais para sódio e potássio são de extrema importância, pois podem ser utilizadas como ferramentas terapêuticas específicas para células-alvo. Até o momento, nosso grupo realizava o isolamento dessas toxinas utilizando como primeira etapa de purificação a cromatografia da peçonha em coluna de CM-Celulose-52, segundo protocolo descrito por Arantes e colaboradores (1989). O presente trabalho padronizou um novo método de fracionamento inicial da peçonha utilizando a mesma coluna, porém incorporando o uso de CLAE (Cromatografia Liquida de Alta Eficiência), onde foi possível observar um perfil cromatográfico semelhante ao anterior (XIII Frações), porém com maior reprodutibilidade e praticidade. Algumas frações do método anteriormente descrito foram subdivididas em duas (VIA-VIB, VIIIA-VIIIB, IXA-IXB e XIA-XIB), demonstrando que o novo procedimento também apresenta melhor resolução dos componentes da peçonha. Utilizando o novo método, foram purificadas as toxinas Ts6 e Ts7. Os efeitos dessas toxinas foram avaliados em 14 diferentes tipos de canais para potássio (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4, Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG e Shaker), expressos em células de oócitos de Xenopus laevis, através da técnica de voltage-clamp com dois microeletrodos. A toxina Ts6 (1?M) demonstrou ter ação em 11 tipos de canais (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG e Shaker), porém nos canais Kv1.2, Kv1.3 e Shaker sua ação bloqueadora foi mais intensa. Através de experimentos de dose-resposta foi possível comprovar tal seletividade, demonstrando que a toxina Ts6 atua em quantidades extremamente baixas em ambos os canais (IC50 Kv1.2 = 6,19 ± 0,35 nM /IC50 Kv1.3 = 0,55 ± 0,20 nM). A toxina Ts7 (1?M) demonstrou ter ação em 11 tipos de canais para K+ (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4 Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv7.1, hERG e Shaker), porém a ação de bloqueio em vários subtipos de canais não apresentou diferenças significativas, mostrando baixa seletividade entre os canais analisados. Este trabalho foi de Resumo ii extrema importância por melhorar a reprodutibilidade, praticidade e resolução do método de fracionamento da peçonha de Ts, bem como por fornecer uma avaliação eletrofisiológica criteriosa das toxinas Ts6 e Ts7 em diferentes subtipos de canais para potássio. O presente estudo demonstra a potencial aplicação da toxina Ts6, seletiva para canais Kv 1.3, para o tratamento de doenças autoimunes. Além disso, indica o uso das toxinas Ts6 e Ts7 como ferramentas para o estudo de características estruturais e funcionais de canais para potássio. / In Brazil, Tityus serrulatus (Ts) species is the responsible for the most scorpion accidents and also for the major incidence of accidents caused by venomous animals. About 16 different toxins of Ts venom have been listed so far, being Ts1 the major one. Among these toxins, the neurotoxins with action on sodium and potassium channels are the most interest in the scientific community, due to their effect in the envenomation and ion channel specificity. The neurotoxins with action on potassium channels are composed of an ?-helix and three ?-strands formed by 23-43 amino acid residues. They are classified into four families (?-, ?-, g- and ?- KTx). The ?-KTx family is the most relevant and is divided into 21 subfamilies. These toxins with high specificity for different subtypes of sodium and potassium channels are very important, because they can be used as therapeutic tools to specific target cells. Until now, the fractionation of these toxins was done using a CM-Cellulose-52 column, according to the protocol of Arantes and co-workers (1989). The present work standardized a new method of isolation using the same column, but incorporated the use of HPLC (High Performance Liquid Chromatography), in which was observed a chromatographic profile such as the previous one (XIII Fractions), however with high resolution and more practical. Some fraction of the previous method were divided in two subfractions (VIA-VIB, VIIIA-VIIIB, IXA-IXB e XIA-XIB), showing that the new method also present high resolution. Using the new method, it was isolated the Ts6 and Ts7 toxin. The effects of these toxins were evaluated in 14 different types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4, Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), which were expressed in Xenopus laevis oocytes using the voltage-clamp technique with twomicroelectrodes. The Ts6 toxin (1?M) shows to act on 11 types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), but the blocking of Kv1.2 and Kv1.3 was significantly more intense. Using dose-response experiments, it was possible to confirm this selectivity, in which Ts6 demonstrates to act in both channels in extremely low quantities (IC50 Kv1.2 = 6,19 ± 0,35 nM /IC50 Kv1.3 = 0,55 ± 0,20 nM). The Ts7 toxin (1?M) shows to act on 11 types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), but the blocking action on multiple subtypes channels showed no significant differences, showing low selectivity among the channels analyzed. This work was important to improve and facilitate the method of fractionation of Ts venom, as well as evaluate the electrophysiology properties of the toxins Ts6 and Ts7 of interacting with different types of potassium channels. These studies will be essential for future applications of these toxins as drugs to treat channelpathies or as tools to study potassium channels structurally and functionally.

As teorias mais influentes acerca do funcionamento do córtex pré-frontal (PFC) tomam essa estrutura como um córtex de associação e de integração de informações oriundas de outras estruturas nervosas. Isso implicaria na participação direta do PFC nos processos de memória operacional e em processo atencionais. Estudos hodológicos e neurofisiológicos sugerem, que o córtex orbitofrontal (OFC) seria responsável pela integração de informações de caráter sensorial, motivacional e afetivo, enquanto o córtex pré-frontal ventromedial (vmPFC) seria diretamente ligado ao OFC, tendo um papel crucial na codificação de estímulos emocionais oriundos da amígdala. Nesse contexto, é aceito que a integração das informações feita por essas estruturas seja essencial para o processo de tomada de decisões, uma vez que esse comportamento necessita de uma avaliação do ambiente em termos de comparações de situações novas a experiências prévias armazenadas na memória, assim como um balanço entre custos, benefícios e cálculo de possíveis valores da recompensa. Para testar essas hipóteses, ratos com danos seletivos no vmPFC foram submetidos testes de avaliação de ansiedade e medo condicionado no paradigma de teste e reteste no labirinto em cruz elevado (LCE), assim como a testes de memória de referência espacial e memória operacional no labirinto aquático de Morris. Outro grupo de animais teve matrizes de multi-eletrodos implantadas no OFC para a avaliação da atividade neuronal dessa estrutura em um teste envolvendo tomada de decisões, no qual devem escolher entre ganhar 1 pellet de chocolate imediatamente ou 4 pellets envolvendo atrasos variados. No teste no LCE, animais com lesão no vmPFC diferem dos animais controle por apresentarem uma diminuição do tempo de avaliação de risco sem apresentar alterações nos parâmetros que aferem memória, atividade locomotora e ansiedade. No teste de memória de referência espacial após treinamento extensivo de busca pela plataforma em um mesmo local no labirinto aquático, animais com lesão persistem no local quando se retira a plataforma (probe test). Já no teste de memória operacional, no qual a localização da plataforma é alterada diariamente, esses animais não diferem do grupo controle. Na tarefa envolvendo tomada de decisões, observou-se uma atividade eletrofisiológica de neurônios do OFC relacionada ao momento crítico no qual o animal deve realizar uma escolha. Em conjunto, esses resultados mostram que o vmPFC está relacionado à flexibilidade comportamental e tomada de decisões, possivelmente em conjunto com o OFC, cuja atividade neuronal sugere uma participação nos processos de tomada de decisões e de elaboração de estratégias / The most influential theories on the function of the prefrontal cortex (PFC) suggest that this structure is an association cortex, responsible for integration of information received from other parts of the brain. This would implicate in direct participation of the PFC in working memory and attentional processes. Given this context, hodological and neurophysiological studies suggest that the orbitofrontal cortex (OFC) would be responsible for the integration of sensory, motivational and affective aspects, while the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), which is directly connected to the OFC, would have a key role in encoding emotional stimuli from the amygdala. It is well accepted that the processing of these aspects of information is crucial for decision-making processes, given the fact that this expression of behavior requires an evaluation of the environment in terms of comparing novel situation to previous experiences, as well as processing the balance between costs, outcomes and reward values. In order to test these hypotheses, rats with selective lesions to the vmPFC were subjected to the elevated plus maze (EPM) to evaluate anxiety and conditioned fear in the test retest paradigm. Animal were also tested in a spatial reference memory and a working memory tasks in the Morris water maze. Another group of rats had multi-electrode arrays chronically implanted in the OFC for the evaluation of the neuronal activity during a decision-making task, in which the animals had to choose between a small reward of one chocolate pellet immediately and a large reward of four chocolate pellets after varying delays. The results of the EPM show that animals with lesion to the vmPFC differ from control animals by showing diminished time evaluating risk in the second exposure to the EPM, without damage to locomotor activity, memory and anxiety levels. In the reference spatial memory task in the water maze, after extensive training searching for the hidden platform in the same location, lesioned animals persisted searching for the platform in that particular location after it was removed (probe test). However, in the working memory task, in which the platform is presented in a different location each day, lesioned animals did not differ from control animals. In the decision-making task, differential electrophysiological activity in OFC neurons was observed, particularly in the moment of the task in which the animal was required to perform the choice between rewards. Together, these results suggest that the vmPFC is related to behavioral flexibility and decision-making, possibly acting together with the OFC, which neuronal activity suggests participation in decision-making processes

Mesmo antes do estabelecimento de retinopatia detectável no exame clínico, a visão de cores e a sensibilidade ao contraste podem estar afetadas (Dean e cols., 1997; Kurtenbach e cols., 1999). Os déficits sensoriais têm sido atribuídos a alterações vasculares e da função de fotorreceptores (Greenstein e cols., 2000; Lieth e cols., 2000). Contudo, poucas conclusões acerca dos mecanismos fisiopatológicos têm sido obtidas. Este trabalho teve por objetivo identificar - em pacientes diabéticos tipo 2 com fundo de olho normal - possíveis alterações na visão de cores e sensibilidade ao contraste cromático e acromático e correlacionar os prejuízos sensoriais com a função eletrofisiológica da retina. A avaliação sensorial foi feita utilizando o Teste de Cores de Cambridge e o teste de sensibilidade ao contraste Psycho (Ventura e cols., 2003a, Ventura e cols., no prelo) e a função eletrofisiológica foi avaliada usando o eletrorretinograma de campo total (ERG). Os resultados dos pacientes diabéticos (n= 40; idade= 56 anos ± 9 e tempo de diabetes= 7 anos ± 9) foram comparados aos de grupos equiparado por idade. O limiar de discriminação de cores no eixo protan foi superior ao limite normal em 50% dos pacientes, no eixo deutan em 37% e tritan em 28%. A sensibilidade ao contraste cromático nos eixo vermelho/verde e azul/amarelo dos pacientes entre as freqüências espaciais de 0,2 a 2 cpg foi em média 10 dB menor que a dos pacientes, enquanto que na função de sensibilidade ao contraste acromático entre as freqüências espaciais de 0,3 a 20 cpg, a sensibilidade dos pacientes foi apenas 6 dB menor que a dos controles. No ERG, os componentes mais alterados foram os relacionados à atividade da retina interna. A amplitude da onda-b na resposta de bastonetes e dos potenciais oscilatórios foi inferior aos limites normais para 24% e 39% dos pacientes, respectivamente, e as latências correspondentes foram mais lentas em 45% e 76% dos pacientes. A perda da discriminação de cores dos pacientes teve padrão difuso; contrariando relatos anteriores de que a diabete provoca defeito da visão de cores no eixo tritan. Os resultados de sensibilidade ao contraste mostraram que o processamento cromático foi claramente mais afetado que os sistemas relacionados ao processamento acromático. Os dados do ERG indicaram haver alteração da atividade da retina interna. Estes achados confirmam e ampliam dados anteriores e sua aplicação clínica pode mudar o conceito de retinopatia diabética. / Before the establishment of retinopathy detectable in the ophthalmologic examination, color vision and contrast sensitivity may be altered in diabetic patients. (Dean e cols., 1997; Kurtenbach e cols., 1999). The sensory deficits have been attributed to vascular alterations and to (Greenstein e cols., 2000; Lieth e cols., 2000). However, there are no definite conclusions about the pathological mechanisms involved in the vision losses. The objective of this work was to identify in patients with type 2 diabetes and normal fundus, possible alterations in color vision and chromatic and achromatic contrast sensitivity, and to correlate the sensory losses with the electrophysiological function of the retina. The psychophysical evaluation was made using the computerized Cambridge Colour Test and PSYCHO contrast sensitivity test. (Ventura e cols., 2003a, Ventura e cols., in press). Electrophysiological function was assessed using the full field electroretinogram (ERG). Patient\'s results (n= 40; age= 56 years ± 9 time of diabetes= 7 years ± 9) with results obtained with age-matched controls. The color discrimination threshold was higher than the normal limit in 50% of the patients in the protan axis, in 37% in the deutan axis and in 28% in the tritan axis. Chromatic contrast sensitivity in both the red/green and the blue yellow axes showed a loss of about 10 dB in patients as compared to controls throughout the frequencies tested (0.2 to 2cpd). In the achromatic contrast sensitivity function the loss found in patients was smaller, of about 6 dB throughout the frequency range tested (3 to 20 cpd). In the ERG b-wave and in the oscillatory potentials the amplitudes were smaller, respectively, in 24% and 39% of the patients compared to controls. The corresponding latencies were longer in 45% and 76% of the patients. The pattern of color discrimination losses of the patients indicates that there is a diffuse loss of color vision, as opposed to most previous results indicating that tritan losses. The contrast sensitivity results showed that the chromatic pathways were more affected than the achromatic pathways. The alterations found in the full field ERG are suggestive of inner retina losses. The present findings confirm and extend previous reports. Their clinical application may change the concept of diabetic retinopathy.

Este trabalho descreve as pesquisas e desenvolvimentos em instrumentação eletrônica computacional, realizados para viabilizar experiências na área de neurobiofísica, tendo como objetivos principais a geração de estímulos visuais para invertebrados e a captação de sinais eletrofisiológicos gerados por sistemas biológicos sensoriais submetidos a estímulos. Trata-se de um conjunto de equipamentos que, operando de maneira integrada, são capazes de fornecer e sincronizar estímulos, realizar a aquisição dos dados de sinais neurais a serem utilizados para controle e análise em experiências in vivo\" nos estudos da visão de invertebrados no Laboratório de Neurobiofísica - DipteraLab do IFSC. A integração desta instrumentação eletrônica visa facilitar a sua utilização durante os experimentos, permitindo o acompanhamento das aquisições de dados neurais, viabilizando a realização de experimentos com alterações dos estímulos através de realimentação em tempo real. / This work describes the research and development of computational instrumentation to be used in experimental neurobiophysics. The developed electronic modules operate in an integrated manner and are used to generate visual stimuli for invertebrates and capture electrophysiological signals generated by biological systems subjected to sensory stimuli. They are able to provide synchronized stimuli and perform data acquisition of neural signals events to be used for control and analysis of vision experiments with invertebrates at the Laboratory of Neurobiophysics Dipteralab Laboratory, at the IFSC. The integration of electronic instrumentation facilitate its use during experiments allowing, through its monitoring capabilities of the neural data acquisition, the realization of experiments with real time stimuli changes through feedback. The possibility to perform pre-analyses of neural responses in behavioral closed loop experiments is also implemented.

Introdução: A prática de atos infracionais e comportamento antissocial entre jovens podem estar associados a traços psicopáticos constitucionais (primários) ou ambientais (secundários) presentes no desenvolvimento desses indivíduos. O comportamento antissocial também está associado com a resposta autonômica diminuída diante de estímulos com saliência emocional. O objetivo deste trabalho foi analisar as diferenças de traços psicopáticos primários e secundários entre jovens infratores e jovens da comunidade com nível socioeconômico semelhante. Foi também objetivo a comparação dos padrões de resposta autonômica frente a estímulos visuais agradáveis, neutros e desagradáveis entre os grupos. Métodos: A escala Psychopathy Checklist-Revised (PCL-R) foi utilizada para identificar se jovens infratores do sexo masculino, que cumpriam medida socioeducativa de internação nas unidades da Fundação Centro de Atendimento Socioeducativo ao Adolescente (CASA) em São Paulo, apresentavam diferenças na sua pontuação total, e especificamente no fator 1 ou fator 2 da escala, quando comparados com outros jovens da comunidade, em condições socioeconômicas semelhantes. Para isso foram excluídos da amostra os jovens que apresentavam critérios para Transtornos mentais ou Retardo mental de acordo com a Mini-International Neuropsychiatric Interview (MINI) e escala Wechsler de inteligência para adultos (WAIS- III), respectivamente. Foram também excluídos da comparação aqueles que apresentaram pontuação condizente com o critério de psicopatia no Brasil (igual ou maior que 23 pontos na escala PCL-R). A resposta autonômica foi avaliada por meio das medidas de latência, amplitude e labilidade da atividade elétrica da pele (AEP) diante de imagens agradáveis, neutras e desagradáveis do International Affective Picture System (IAPS). Resultados: 39 infratores e 31 jovens do grupo controle foram comparados em relação aos traços psicopáticos. Os grupos apresentaram diferenças estatisticamente significativas (p < 0,01) na pontuação média do PCL-R, sendo 13.4 a pontuação média entre infratores e 2.1 entre não-infratores. Foram encontradas também diferenças estatisticamente significativas entre os grupos quando analisadas separadamente as médias de pontuação no fator 1 (p < 0,01) e fator 2 (p < 0,01) da PCL-R. Apesar dos grupos terem apresentado diferença estatisticamente significativa (p < 0,01) nos níveis educacionais, a ANCOVA realizada para comparar os resultados da média de pontuação na PCL-R entre os grupos, controlando para nível educacional, mostrou que a diferença nos resultados da PCL-R permaneceu estatisticamente significativa (p < 0,01). Na comparação da resposta autonômica foi possível a inclusão de 33 infratores com os mesmos 31 do grupo controle. Foram também encontradas diferenças estatisticamente significativas (p < 0,01) na amplitude da AEP, sendo que o grupo de infratores apresentou maior ativação autonômica para estímulos agradáveis, porém menor ativação autonômica para estímulos desagradáveis. Conclusões: nesta amostra, tanto a presença de traços psicopáticos primários - associados a características constitucionais - quanto de traços psicopáticos secundários - associados a características ambientais, foram maiores entre infratores. No entanto a proporção de cada um destes fatores foi a mesma entre os grupos, com predominância dos traços secundários em ambos os grupos. Portanto não se pode atribuir a delinquência juvenil nesta amostra a nenhum fator especificamente - constitucional ou ambiental-, ainda que os fatores ambientais tenham contribuído de forma mais significativa para os traços psicopáticos na amostra como um todo. Os padrões de ativação autonômica entre infratores indicam que as respostas emocionais destes jovens diante dos estímulos agradáveis e desagradáveis do ambiente são diferentes dos outros jovens da comunidade, apontando características singulares da reação emocional de jovens infratores. Os resultados sugerem a necessidade de intervenções amplas, não restritas a aspectos socioeconômicos, na abordagem da delinquência juvenil / Introduction: The perpetration of infractional acts and display of antisocial behavior among young people may be associated with constitutional (primary) or environmental psychopathic traits (secondary) present in their development. Antisocial behavior is also associated with impaired autonomic response to emotionally charged stimuli. The aim of this study was to analyze the differences in primary and secondary psychopathic traits among young offenders and youngsters with similar socioeconomic status in a community. Another objective was to compare the patterns of autonomic response to pleasant, unpleasant and neutral visual stimuli between groups. Method: The Psychopathy Checklist Revised (PCL-R) scale was used to identify whether male young offenders, who were detained at the units of Fundação Centro de Atendimento Socioeducativo ao Adolescente (CASA) at São Paulo, exhibited total score differences, and specifically for factor 1 or factor 2 of this scale, when compared with other young people in similar socioeconomic conditions from the community. To this end, young people who met the criteria for mental disorders or mental retardation were excluded, ased on the Mini-International Neuropsychiatric Interview (MINI) and Wechsler adult intelligence scale (WAIS- III), respectively. The comparison also excluded those who presented scores consistent with the criteria for psychopathy in Brazil (equal to or greater than 23 points on the PCL-R). The autonomic response was evaluated by means of latency, amplitude and lability of electrodermal activity (EDA) when presented with pleasant, unpleasant and neutral images from the International Affective Picture System (IAPS). Results: 39 offenders and 31 nonoffenders were compared in relation to psychopathic traits. The groups presented statistically significant differences (p < 0.01) in PCL-R score averages, being 13.4 the average score in the group of offenders and 2.1 in the non-offender group. Significant differences between the groups were also detected when factor 1 (p < 0.01) and factor 2 (p < 0.01) PCL-R score averages were analyzed separately. Although the groups presented statistically significant difference in educational level, the ANCOVA used to compare the PCL-R scores averages between the groups, controlling for educational level, showed that the difference in PCL-R scores remained statistically significant (p < 0,01). In the comparison of autonomic response, it was possible to include 33 offenders with the same 31 from the control group. Statistically significant differences (p < 0.01) in EDA amplitudes were also found, and the group of offenders showed greater autonomic activation to pleasant stimuli, but less autonomic activation to unpleasant stimuli. Conclusions: in this sample, both the presence of primary psychopathic traits (due to inherited characteristics) and secondary psychopathic traits (due to environmental factors) was greater among young offenders. However, the proportion of each of these factors was the same between groups, with predominance of secondary traits in both groups. Therefore, one cannot specifically attribute juvenile delinquency in this sample to any factor - constitutional or environmental - although the environmental factors contributed more significantly to psychopathic traits in the sample as a whole. Patterns of autonomic activation among offenders indicate that the emotional responses of these young people when presented with pleasant and unpleasant stimuli in the environment are different from the other youngsters of the community, indicating particular features in the emotional response of young offenders. These results suggest that addressing juvenile delinquency requires far-reaching interventions, not solely restricted to socieconomic factors

Introdução: A Apneia Obstrutiva do Sono (AOS) é uma das entidades clínicas mais encontradas na população, sendo caracterizada por obstruções parcial ou total recorrente da via aérea durante o sono, levando a hipóxia intermitente e fragmentação do sono. Suas consequências envolvem sonolência excessiva, risco de acidentes de trabalho e de trânsito, déficits cognitivos e doenças cardiovasculares. Os potenciais evocados auditivos avaliam a atividade neuroelétrica na via auditiva, fornecendo uma medida objetiva do funcionamento do sistema auditivo. Visto que as alterações cognitivas na AOS podem ser múltiplas, espera-se que os potenciais evocados auditivos de longa latência (PEALL) possam ser utilizados como uma ferramenta de avaliação nos pacientes com AOS, mostrando uma melhor compreensão dos prejuízos da AOS e auxiliando no tratamento. Objetivo: Caracterizar os potenciais evocados auditivos de longa latência em indivíduos portadores de AOS de grau leve, moderado e grave, correlacionando os achados eletrofisiológicos com a severidade do distúrbio do sono, além de comparar com os resultados obtidos em indivíduos sem AOS. Método: Participaram deste estudo 59 indivíduos, na faixa etária de 22 a 54 anos (média de 34,87 anos) e de ambos os gêneros (52 homens e 07 mulheres). Os voluntários foram divididos em quatro grupos: sem AOS, com AOS leve, com AOS moderada e com AOS grave. Todos os participantes realizaram a polissonografia (PSG) para fornecer o grau da severidade da AOS, mesmo os voluntários sem queixa para AOS, para se descartar a possibilidade de apresentar a doença. Os indivíduos também foram submetidos à avaliação audiológica convencional. Para a obtenção dos componentes P1, N1, P2, N2 e P3 do PEALL, foram utilizados dois estímulos acústicos: fala (sílabas /ba/ e /da/), e tone-burst (frequências de 1000 Hz e 2000Hz), ambos na intensidade de 75dBnNA. Foram analisadas as latências (em ms) dos componentes P1, N1, P2, N2 e P3 e as amplitudes (em uv) P1- N1, P2-N2 e P3. Resultados: No PEALL com estímulo fala, o grupo grave apresentou a menor latência no N2 (p-valor < 0,001) e para o P3, todos os grupos apresentaram maior latência na orelha direita (p-valor=0,016). Houve diferença estatisticamente significante para amplitude do P3 (p-valor=0,016), com maior amplitude para orelha esquerda em todos os grupos. No PEALL com estímulo tone burst, apenas as latências dos componentes P2 e N2 apresentaram diferença estatisticamente significante (p-valor=0,010 e p-valor= 0,010, respectivamente), com menor latência para o grupo com AOS grave. Nestes mesmos componentes, houve diferença entre as orelhas. Foi encontrada diferença na amplitude P2-N2, com menor amplitude para o grupo com AOS grave (p-valor < 0,001). Conclusão: Indivíduos com AOS apresentam um aumento progressivo da latência do componente P3 dos PEALL conforme aumento da severidade da doença para o estímulo fala, bem como uma diminuição da amplitude P2-N2 para estímulo tone-burst no grupo com AOS grave quando comparada com os demais grupos, sugerindo interferência do grau de severidade da doença nos PEALL. De uma maneira geral, indivíduos com AOS grave apresentaram latências prolongadas e amplitudes reduzidas no PEALL quando comparados com indivíduos sem AOS / Introduction: The Obstructive Sleep Apnea (OSA) is one of the most common disease found in the population, characterized by partial or full airways obstruction during the sleep, leading to hypoxia and frequent awakenings. Its consequences are daytime sleepless, risk of work and car accidents, cognitive deficit and cardiovascular disease. The auditory evoked potential evaluates the neuroelectric activity in the auditory pathway, giving an objective measure about the auditory system function. Since the OSA cognitive dysfunctions can be multiples, it is expected that the Long Latency Auditory Evoked Potential (LLAEP) could be used as an evaluation tool in the patients with OSA, showing a better comprehension of its injuries and helping on the treatment. Objective: To characterize the long latency auditory evoked potentials in individuals with mild, moderate and severe OSA, comparing the results with the severity of the disease, and also comparing the results with individuals without OSA. Method: 59 individuals participated of this research, with ages bettwen 22 and 54 years old (average 34.87) and from both genders (52 men and 7 women). The volunteers were divided in four groups: without OSA, with mild OSA, moderate OSA and with severe OSA. All participants performed the polysomnography (PSG) for classifying the OSA severity, even the volunteers without OSA, to guarantee the inexistence of the disease. They were also submitted to a conventional audiology evaluation. To obtain the components P1, N1, P2, N2 and P3 in LLEAP, it was used two acoustic stimulus: speech (syllables / ba / e / da /), and tone-burst (frequencies of 1000 Hz and 2000 Hz), both with 75 dBnNA intensity. It were analyzed the latencies (in ms) of the components P1, N1, P2, N2 and P3 and the amplitudes (in uv) P1-N1, P2-N2 and P3 .Results: In the LLEAP with speech stimulus, the severe group presented the lowest latency in N2 (p-value < 0.001) and for P3, all groups had delay of latency in the right ear (p-value = 0.016). There was a significantly difference for P3 amplitude (p-value = 0.016), with higher amplitude for the left ear in all groups. In the LLAEP with tone burst stimulus, only the P2 and N2 latencies presented a significantly difference (P-value = 0.010 and P-value = 0.010, respectively), with lower latency for the group with severe OSA. In these same components, there was difference between the ears. A difference in the P2-N2 amplitude was found, with a lower amplitude for the group with severe OSA (p-value < 0.001). Conclusion: Individuals with OSA showed a progressive increase in the latency according to the severity of the disease in the component P3 in LLAEP for the speech stimulus, as well as lower amplitude in P2-N2 with tone burst stimulus for the severe OSA group, suggesting interference of the disease severity degree in the LLAEP. In general, individuals with severe OSA presented increased latencies and lower amplitudes in the LLAEP when compared to individuals without OSA

Medidas de dependência entre séries temporais são estudadas com a perspectiva de evidenciar como diferentes regiões do cérebro interagem, por meio da aplicação a sinais eletrofisiológicos. Baseado na representação auto-regressiva e espectral de séries temporais, diferentes medidas são comparadas entre si, incluindo coerência espectral e a coerência parcial direcionada, e introduz-se uma nova medida, denominada transferência parcial direcionada. As medidas são analisadas pelas propriedades de parcialização, relações diretas ou indiretas e direcionalidade temporal, e são mostradas suas relações com a correlação quadrática. Conclui-se que, entre as medidas analisadas, a coerência parcial direcionada e a transferência parcial direcionada possuem o maior número de características desejáveis, fundamentadas no conceito de causalidade de Granger. A estatística assintótica é desenvolvida para todas as medidas, incluindo intervalo de confiança e teste de hipótese nula, assim como sua implementação computacional. A aplicação a séries simuladas e a análise de dados eletrofisiológicos reais ilustram o estudo comparativo e a aplicabilidade das novas estatísticas apresentadas. / Measures of dependence between temporal series are studied in the context of revealing how different brain regions interact, through their application to electrophysiology. Based on the spectral and autoregressive model of time series, different measures are compared, including coherence and partial directed coherence, and a new measure is introduced, named partial directed transfer. The measures are analyzed through the properties of partialization, direct or indirect relations and temporal directionality, and their relation to quadratic correlation is shown. It results that among the presented measures, partial directed coherence and partial directed transfer reveal the highest number of desirable properties, being grounded on the concept of Granger causality. The asymptotic statistics for all measures are developed, including confidence intervals and null hypothesis testing, as well as their computational implementation. The application to simulated series and the analysis of electrophysiological data illustrate the comparative study and the applicability of the newly presented statistics.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Araujo, CS (2017) Tese.pdf: 3818978 bytes, checksum: 6ee4bfd0bc0994354a630c8d320b3eda (MD5) Previous issue date: 2017-10-06 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os potenciais provocados visuais (VECP) e multifocais (mfVEPs) vem sendo amplamente utilizados para investigar o processamento da informação cortical em resposta a estímulos em diferentes locais do campo visual e apresentam o potencial de fornecer informações complementares aos VEPs convencionais sobre mecanismos cromáticos e acromáticos da visão humana. O objetivo deste trabalho foi investigar a contribuição dos mecanismos cromáticos e acromáticos ao VECP e mfVEP a partir de dois experimentos: no primeiro, 9 sujeitos tricromatas saudáveis, com acuidade visual normal ou corrigida para 20/20, foram avaliados sob uma estimulação visual de 8º de tamanho, formada por redes senoidais acromáticas em 7 frequências espaciais (de 0,4 a 10 cpg) e em seis níveis de contraste (3,12% a 99%); no segundo, foi apresentada para 14 sujeitos saudáveis, com acuidade visual normal ou corrigida para 20/20 (12 tricromatas, 1 discromatópsico do tipo protan e 1 discromatópsico do tipo deutan) uma estimulação multifocal em formato de tabuleiro de dardos com 60 setores cobrindo 40° de ângulo visual em 7 razões diferentes de luminância vermelho-verde (R/R+G) e em uma condição acromática (99%). As duas estimulações foram apresentadas sob a forma de padrão reverso, controlado temporalmente por sequências-m. O primeiro slice (K2.1) e o segundo slice (K2.2) do kernel de segunda ordem foram extraídos. No experimento 1, foram analisados os componentes principais das formas de onda registradas e no experimento 2 foi analisada a relação sinal-ruído (SNR) das formas de onda para classificá-las como confiáveis (SNR> 1,35) ou não confiáveis (SNR <1,35) e foi quantificado o número de formas de onda confiáveis em 6 anéis diferentes de mesma excentricidade visual (R1 sendo o anel central e R6 o anel mais periférico). Os resultados do experimento 1 indicaram que as respostas em K2.1 foram dominadas pela via M, já as respostas em K2.2 refletiram a contribuição apenas da via P. Os resultados do experimento 2 foram semelhantes para K2.1 e K2.2. Nos anéis R1-R4, todas as proporções de luminância vermelho-verde apresentaram um número similar de formas de onda confiáveis. Nos anéis R5-R6, havia mais formas de onda confiáveis nas razões de luminância vermelho-verde com alto contraste de luminância, enquanto a condição equiluminante apresentava o menor número de respostas confiáveis. Os indivíduos protan e deutan apresentaram resultados invertidos: as condições de estímulo com o verde mais brilhante do que o vermelho geraram formas de onda mais confiáveis no sujeito protan (0.2-0.4), enquanto a combinação oposta gerou formas de onda mais confiáveis no sujeito deutan. Os dois slices do kernel de segunda ordem foram úteis para estudar os mecanismos cromáticos e acromáticos do mfVEP. Os resultados em R1-R4 indicaram uma contribuição semelhante de mecanismos cromáticos e acromáticos para mfVEP, enquanto R5-R6 mostraram contribuição mais pronunciada do mecanismo acromático para o mfVEP. O método utilizado no presente estudo permitiu identificar as características específicas dos sujeitos discromatópsicos protan e deutan a partir dos dados obtidos. / Visual evoked potentials (VECPs) and multifocal visual evoked potentials (mfVEPs) are being widely used to investigate cortical information processing in response to stimuli at different sites of the visual field and present the potential for complement information to conventional VEPs on chromatic and achromatic mechanisms of human vision. The objective of this work was to investigate the contribution of chromatic and achromatic mechanisms to VECP and mfVEP from two experiments: in the first, 9 healthy trichromates subjects with normal or corrected to 20/20 visual acuity were submitted to a visual stimulation of 8º of size, formed by achromatic sinusoidal gratings in 7 spatial frequencies (from 0.4 to 10 cpd) and in six contrast levels (from 3.12% to 99%); in the second, a multifocal dartboard with 60 sectors covering 40° of visual angle was shown for 14 healthy subjects (12 trichromates, 1 protan and 1 deutan discromatopsic type) in 7 different ratios of red-green luminance (R/R+G) and in one achromatic condition (99%). The two stimuli were presented as a reverse pattern, temporally controlled by m-sequences. The first slice (K2.1) and the second slice (K2.2) of the second order kernel were extracted. In experiment 1, were analyzed the main components of the waveforms recorded and in experiment 2 the signal-to-noise ratio (SNR) of the waveforms was analyzed to classify them as reliable (SNR> 1.35) or unreliable (SNR <1.35) and the number of reliable waveforms in 6 different rings with the same visual eccentricity (R1 being the central ring and R6 the most peripheral ring) was quantified. The results of experiment 1 indicated that responses in K2.1 were dominated by M pathway, and responses in K2.2 reflected the contribution of P pathway. The results of experiment 2 were similar for K2.1 and K2.2. In the R1-R4 rings, all red-green luminance ratios showed a similar number of reliable waveforms. In the R5-R6 rings, there are more reliable waveforms in the red-green luminance ratios with high luminance contrast, while the equiluminant condition has the fewest reliable responses. Protan and deutan subjects showed inverted results: stimulus conditions with green brighter than red generated more reliable waveforms in the protan subject (0.2-0.4), while the opposite combination generated more reliable waveforms in the deutan subject. The two second-order kernel slices are useful for studying the chromatic and achromatic mfVEP mechanisms. The results in R1-R4 indicated a similar contribution of chromatic and achromatic mechanisms for mfVEP, while R5-R6 show the most pronounced contribution of the achromatic mechanism to mfVEP. The method used allowed to identificate specific characteristics of protan and deutan discromatopsic type from obtained data. discromatopsic type from obtained data.