Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-11T14:38:55Z No. of bitstreams: 1 danielmoutinhodesouza.pdf: 14087574 bytes, checksum: 14fbe9db31be8496c781a98af92ca3fd (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-23T13:42:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 danielmoutinhodesouza.pdf: 14087574 bytes, checksum: 14fbe9db31be8496c781a98af92ca3fd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T13:42:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 danielmoutinhodesouza.pdf: 14087574 bytes, checksum: 14fbe9db31be8496c781a98af92ca3fd (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / A fibrilação ventricular é uma arritmia cardíaca listada como uma das principais causas de morte no mundo industrializado, por isso, a importância do estudo do comportamento elétrico cardíaco. O equipamento mais indicado para tentar reverter este quadro de arritmia é o desfibrilador, que submete o tórax do paciente a um campo elétrico de alta energia. Entretanto essa técnica pode causar efeitos graves como queimaduras e dor intensa. Técnicas menos agressivas vêm sendo estudadas e consideram, por exemplo, protocolos com múltiplos estímulos de baixa energia. Observou-se que, nessas estratégias alternativas, a rede vascular cardíaca pode ter papel importante com relação ao padrões espaço-temporais gerados pelos estímulos. Nesta mesma direção, este trabalho apresenta um estudo computacional sobre a influência da rede vascular durante estímulos por campo elétrico em tecidos cardíacos. O fenômeno é capturado por um sistema não-linear de equações diferenciais parciais. Para resolver este modelo numericamente os Métodos de Volumes Finitos (MVF) e de Phase-Field (MPF) foram combinados buscando assim a caracterização geométrica de vasos arteriais durante simulações de desfibrilação de tecido cardíaco. Os resultados obtidos sugerem que os métodos usados (MVF+MPF) são adequados para o estudo de protocolo para desfibrilação cardíaca. / The ventricular fibrillation is a cardiac arrhythmia listed as one of the leading causes of death within the industrialized world, hence the study of cardiac electrical behavior is an important research area. The most used equipment for the reversal of this condition is the defibrillator, which subjects the patient's chest to a high-energy electric field. However, it can have serious effects such as burns and severe pain. Less aggressive techniques have been studied and considered, for example, protocols with multiple low energy stimuli. It was observed that, in this alternative technique, the cardiac vascular network may play an important role in relation to the spatial-temporal patterns generated by the stimuli. This work presents a computational study about the influence of the vascular network during electrical field stimuli in cardiac tissues. The phenomenon is described by a nonlinear system of partial differential equations. To solve this model numerically the Finite Volume Method (FVM) and the Phase-Field Method (PFM) were combined, thus seeking a better geometric characterization of arterial vessels during simulations of cardiac tissue defibrillation. The results obtained in this work suggest that these methods (FVM + PFM) are suitable for the protocol study for cardiac defibrillation.

Introdução: Existem muitas controvérsias sobre a dislexia. Uma delas é justamente saber se a dificuldade está no processamento auditivo de forma geral ou especificamente para a percepção de diferenças temporais de sons de fala e se a dificuldade é específica para mudanças rápidas temporais ou abrangem uma gama mais ampla de processamento auditivo. Objetivos: Os objetivos desse estudo foram comparar o desempenho de crianças com dislexia (Grupo Estudo) e com desenvolvimento típico (Grupo Controle) em testes comportamentais de Processamento Auditivo (Central) e comparar o desempenho do Grupo Estudo e do Grupo Controle em teste de Potenciais Evocados Auditivos de Longa Latência. Métodos: Participaram desse estudo 22 indivíduos disléxicos e 16 sem queixas ou alterações de leitura e escrita. Todos os indivíduos foram submetidos à avaliação de Processamento Auditivo (Central) comportamental e eletrofisiológica. Resultados: Para os testes comportamentais, houve diferença estatisticamente significante para o Teste Padrão de Frequência, e verificamos diferença estatisticamente significante somente para a Orelha Esquerda entre os resultados dos grupos Estudo e Controle para o Teste Dicótico de Dígitos, sendo que o Grupo Estudo apresentou um pior desempenho. Para os Potenciais Evocados Auditivos de Longa Latência encontramos diferença para os valores de Latência de N2 entre os grupos Estudo e Controle, sendo que o Grupo Estudo apresentou maiores valores de latência. Esse achado foi estatisticamente significante somente para Orelha Direita. Conclusões: Podemos sugerir que os disléxicos apresentam alteração de processamento auditivo temporal e não podemos afirmar que não há comprometimento de outras habilidades / Introduction: There are several controversies about dyslexia. One of them is knowing whether the difficulty is in the general auditory processing or specifically in the perception of temporal differences of speech sounds, and whether the difficulty is specifically for rapid temporal changes or involves a broader range of auditory processing. Aims: The aims of this study were to compare the performance of children with dyslexia (Study Group) and of children with typical development (Control Group) in behavioral tests of (Central) Auditory Processing, and to compare the performance of Study Group and Control Group in Long Latency Auditory Evoked Potentials. Methods: 22 individuals with dyslexia and 16 individuals with no reading and writing complaints or disorders took part in the study. All individuals underwent behavioral and electrophysiological assessment of (Central) Auditory Processing. Results: Concerning the behavioral tests results in both groups, there was a significant statistical difference for the Frequency Pattern Test and for the Left ear in the Dichotic Digit test, with a worse performance observed in the Study Group. Considering the Long Latency Auditory Evoked Potentials, there was a difference for the N2 latency values between the Study Group and the Control Group, with greater latency values in the Study Group. This finding was statistically significant only for the Right ear. Conclusions: We may suggest that individuals with dyslexia present temporal auditory processing disorder, however we cannot affirm absence of disorders in other skills

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.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:40:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe Rodrigues Pinto.pdf: 488990 bytes, checksum: 8735cc0097d83b1a36638c054be80716 (MD5) Previous issue date: 2014-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The prevalence and incidence of obesity has increased in the western society and can be partially explained by the consumption of a high fat and sugar diet combined with a sedentary lifestyle. Obesity can lead to a condition known as Metabolic Syndrome, characterized by hyperglycemia, dyslipidemia, hypertension and insulin resistance. Furthermore, studies show that mice born from obese mothers have deficits in learning and memory. Those deficits may be caused by alteration in the production of neurotrophins, essential in the formation of the long term potentiation which is the base of the consolidation of long term memory. Hypothyroidism also affects the development of the Central Nervous System in the offspring and reduces cognitive performance in adults. Serum levels of thyroid hormones are constant and its availability for cells is dependent on the activity of deiodinases which may activate (D2) or inactivate (D3) the T4 into T3 or T3r, respectively. Moreover, neurotrophins that are kwon to be decreased in the brain of obese mothers also are positively regulated by the T3. This study tested the hypothesis that the maternal obesity leads to alteration in the expression of D3 in the offspring hippocampus. Even though the test used in this study has shown no prejudice in memory and learning in the offspring of obese mothers, a lower expression of D3 in the hippocampus was observed. Thus, is possible to conclude that the maternal obesity alters the thyroid hormone signaling in the offspring hippocampus. / A prevalência e a incidência da obesidade têm aumentado na sociedade ocidental e pode ser explicada em parte pelo consumo de uma dieta rica em gordura e carboidratos aliado à vida sedentária. A obesidade pode levar a uma condição conhecida como Síndrome Metabólica, que se caracteriza pela hiperglicemia, dislipidemia, hipertensão e resistência à insulina. Além disso, estudos mostram que camundongos nascidos de mães obesas apresentam déficits de aprendizado e memória. Esses déficits podem ser causados por alterações na produção de neurotrofinas, essenciais para a formação da potenciação de longa duração que é à base da consolidação da memória de longo prazo. O hipotireoidismo também afeta o desenvolvimento do SNC dos filhotes e piora o desempenho cognitivo de indivíduos adultos. Os níveis séricos de hormônio tiroidiano permanecem constantes e a sua disponibilidade para as células depende da atividade das desiodases que ativam, por meio da desiodase 2 (D2) ou inativam, por meio da desiodase 3 (D3) o T4 a T3 ou a T3r, respectivamente. Além disso, as neurotrofinas, que reconhecidamente estão diminuídas no cérebro de filhotes de mães obesas, também são positivamente reguladas pelo T3. O presente estudo testou a hipótese de que a obesidade materna leva à alteração na expressão da D3 em hipocampo dos filhotes. Nossos estudos mostraram que, embora os testes empregados não tenham evidenciado prejuízos na memória e aprendizado dos filhotes de mães obesas, observamos menor expressão da D3 no hipocampo. Assim, é possível concluir que a obesidade materna altera a sinalização do hormônio tireoidiano no hipocampo dos filhotes.

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

O Diabetes Melitus (DM) é uma doença crônica que compromete vários aspectos da saúde. Uma das complicações mais prevalentes associada à DM é a retinopatia diabética (RD), que produz perdas visuais em várias funções, podendo levar à cegueira. Essas perdas são detectáveis mesmo antes do aparecimento de sinais de retinopatia diabética e sua detecção pode servir para melhor monitoramento, prevenção e tratamento da RD. Utilizando testes psicofísicos e eletrofisiológicos computadorizados de última geração, o presente projeto investiga a discriminação de cores, sensibilidade ao contraste e o padrão das respostas eletrofisiológicas do eletrorretinograma multifocal (mfERG) em vinte pacientes (Idade=28,20 DP = 7,12) com Diabetes Mellitus tipo 1 sem sinais clínicos de retinopatia comparando-os com vinte sujeitos controle (Idade = 28,29 anos DP = 5,03) sem diabetes, ou outras doenças. A discriminação de cores foi avaliada pelo CCT (Cambridge Colour Test) para a discriminação de cores, e a sensibilidade ao contraste programa Metropsis (Cambridge Research System, Ltd), utilizando grades senoidais verticais em sete freqüências espaciais (0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10 ; 20 cpg) A função eletrofisiológica da retina foi avaliada pelo eletrorretinograma multifocal (mfERG). A comparação dos dados entre grupos foi feita por ANOVA. No CCT, no protocolo Trivector, os limiares de discriminação cromática dos pacientes foram significativamente mais elevados que os do grupo controle em todos os eixos protan (p = 0,026), deutan (p= 0,012) e tritan (p = 0,001) e no protocolo das elipses a área de discriminação foi significativamente maior que a dos controles (p = 0,002), com elipses próximas de círculos indicando perdas de discriminação difusas. A sensibilidade ao contraste também mostrou-se reduzida, com diferença significativa nas frequências espaciais 0,2 (p = 0,037) e 5 (p = 0,004) cpg. No mfERG, o grupo DM apresentou tempo implícito significativamente maior em N1 0º (p = 0,03) e N2 5º (p = 0,04) e amplitude reduzida em N2 20º (p = 0,04) e 25º (p = 0,02). Concluímos que o grupo de pacientes com diabetes tipo 1 estudado, apresenta perdas comportamentais e eletrofisiológicas de função visual, mesmo na ausência de retinopatia, Estes achados confirmam resultados da literatura obtidos com outros testes / Diabetes Mellitus (DM) is a chronic disease that compromises different aspects of human health and at different times during its progression.. One of the most prevalent complications associated with DM is diabetic retinopathy (DR), which produces losses in different visual functions and can result in blindness. The visual losses can be detected prior to the development of DR and can lead to improvements in the control, prevention and treatment of DR. The present work investigates the color discrimination, contrast sensitivity and the electrophysiological responses patterns of the multifocal electroretinogram (mfERG) using the latest generation of psychophysical and electrophysiological tests in twenty patients (age=28.20; SD=7.12) with Diabetes Mellitus type 1 without DR compared to twenty subjects (age=28.29; SD=5.03) without diabetes and ocular disease. The color discrimination was performed through CCT (Cambridge Colour Test) and contrast sensitivity by Metropsis software (Cambridge Research System, Ltd) using vertical sine wave gratings in seven spatial frequencies (0.2; 0.5; 1; 2; 5; 10; 20 cpd). The retinal electrophysiological function was evaluated with mfERG. The data comparison among groups was performed with ANOVA test. In the Trivector protocol of CCT the diabetic patients showed differences in all axes protan (p = 0,026), deutan (p = 0,012) and tritan (p = 0,001); in the elipses protocol there was a diffuse loss in the patients discrimination (p = 0,002). The contrast sensitivity was reduced in the diabetic group, in particular to the spatial frequencies of 0.2 (p = 0,037) and 5 (p = 0,004)cpd. The results of mfERG from the DM group showed an implicit time bigger in N1 0º (p = 0,03) and N2 5º (p = 0,04) (0º) compared to the control group and a reduced amplitude of N2 20º (p = 0,04) e 25º (p = 0,02). In conclusion, the patients with diabetes type 1 present with behavioral and electrophysiological visual losses, however, they do not show retinopathy. These findings confirm previous results shown in the literature from other tests

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.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-03T17:31:40Z No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:17:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:17:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carolinemendoncacosta.pdf: 8702151 bytes, checksum: 71f420415d76b4959dd71a63dd2b39ad (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Há algumas décadas atrás acreditava-se que o tecido cardíaco era contínuo e uniformemente conectado. Atualmente, sabe-se que as células do tecido cardíaco são conectadas umas às outras por canais especiais chamados junções gap, por onde há fluxo de corrente entre células vizinhas. Estas células por sua vez estão arranjadas em distintas camadas formando fibras de músculo cercadas por espaços extracelulares e tecido conectivo. A modelagem da eletrofisiologia cardíaca é uma importante ferramenta na compreensão de fenômenos cardíacos, como arritmias e outras doenças. Um dos modelos mais utilizados para descrever a atividade elétrica no coração é o modelo Monodomínio, no qual considera-se um tecido contínuo e uniformemente conectado obtido através da técnica de homogeneização. Em condições normais esta é uma aproximação adequada, uma vez que a influência da microestrutura do tecido não é tão evidente. Por outro lado, sabe-se que algumas condições patológicas alteram a conectividade do tecido, como em casos de infarto do miocárdio, onde é observada uma redução no acoplamento intercelular formando uma barreira parcial à propagação elétrica e no caso de fibrose, onde é observado um aumento do tecido conectivo formando uma barreira total à propagação. Nestas circunstâncias, estudos mostram que o modelo Monodomínio não é capaz de reproduzir os efeitos destas barreiras microscópicas na propagação elétrica. Sendo assim, neste trabalho serão apresentadas algumas das limitações deste modelo em casos de acoplamento intercelular reduzido e também uma técnica numérica baseada no método dos elementos finitos para reproduzir barreiras microscópicas causadas pela presença de espaços extracelulares e tecido conectivo no tecido cardíaco. / A few decades ago the cardiac tissue was believed to be an uniformly connected continumm. Currently, it is known that the cardiac cells are connected to each other via special protein channels called gap junctions, through which the ionic current flows between neighboring cells. The cardiac cells are arranged in distinct layers of muscle fibers surrounded by extracellular space and connective tissue. The cardiac electrophysiology modeling is an important tool in understanding cardiac phenomena, such as arrythmias and other cardiac diseases. The Monodomain model is extensively used to describe the electrical activity in the heart. In this model the cardiac tissue is considered an uniformly connected continumm obtained by the application the homogenization technique. This is a reasonably approximation for normal physiological conditions, as in this case the cardiac microstructure is not so evident. On the other hand, some pathological conditions are known to modify the connectivity of the tissue. In isquemic and infarcted tissue it is observed a reduction in the intercellular coupling representing a partial barrier to the electrical propagation. In adittion, during fibrosis it is observed an excessive growth of the conective tissue, representing a total barrier to the electrical propagation. In such cases, recent simulation studies show that the Monodomain model can not reproduce such microscopic barrier effect on the electrical propagation. In this work we present some limitations of this model for the case of low intercellular coupling and also a numerical technique based on the finite element method to reproduce microscopic barrier caused by the presence of extracellular spaces and connective tissue in the cardiac tissue

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-06T19:49:56Z No. of bitstreams: 1 johnnymoreiragomes.pdf: 4938794 bytes, checksum: fb03990a45c2c77e8ff60eae73a2d21d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:27:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 johnnymoreiragomes.pdf: 4938794 bytes, checksum: fb03990a45c2c77e8ff60eae73a2d21d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 johnnymoreiragomes.pdf: 4938794 bytes, checksum: fb03990a45c2c77e8ff60eae73a2d21d (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho compara diferentes esquemas numéricos para a solução de modelos modernos para a eletrofisiologia de miócitos cardíacos. Apresentamos o Método de Uniformização - amplamente utilizado para a solução de problemas estocásticos em ciência da computação - e mostramos que, quando aplicado na resolução numérica de modelos cardíacos baseados em Cadeias de Markov de Tempo contínuo, aumenta substancialmente a estabilidade numérica em relação a métodos explícitos tradicionalmente utilizados, como o Método de Rush-Larsen e o Método de Euler Explícito. A formulação em Cadeias de Markov para estruturas subcelulares - como os canais iônicos - permite a descrição detalhada do comportamento elétrico de células cardíacas para importantes aplicações experimentais, como a simulação dos efeitos de drogas e toxinas sobre a atividade elétrica da membrana celular. No entanto, as equações diferenciais associadas às Cadeias de Markov para canais iônicos frequentemente trazem problemas de estabilidade numérica, que limitam fortemente o passo de tempo utilizado por esquemas explícitos. Com a utilização do Método de Uniformização foi possível aumentar significativamente a magnitude dos passos de tempo utilizados em simulações de três modelos da eletrofisiologia cardíaca baseados em Cadeias de Markov. Neste trabalho mostramos como é possível associar o Método de Uniformização a outros esquemas explícitos para a solução numérica de tais modelos, e como tais técnicas melhoram significativamente o desempenho computacional em relação a métodos explícitos tradicionais. Além disso, propomos extensões do método de Rush-Larsen e do método de Uniformização com segunda ordem de precisão para o desenvolvimento de esquemas explícitos de passo de tempo adaptativo, visando reduzir ainda mais o custo computacional em simulações com tolerância numérica estrita. / This work compares different numerical schemes for the solution of modern electrophysiology models for cardiac myocytes. We present the Uniformization Method - frequently applied to stochastic problems in computer science - which significantly increase the numerical stability when used for the solution of cardiac models based on Continuous Time Markov Chains, with respect to traditional explicit schemes such as Rush-Larsen Method and Foward Euler Method. The Markov Chains formulation for subcellular structures, e.g. ionic channels, enables an accurate description of the electrical behaviour of cardiac cells for important experimental applications, for instance the simulation of the effects of drugs or toxins on the electrical activity of the cell's membrane. However, the differential equations associated with the Markov Chains for ionic channels frequently cause problems of numerical stability, which severely limits the time step used by explicit schemes. By using the Uniformization Method we could significantly increase the time steps size in simulations of three models of cardiac electrophysiology based on Markov Chains. In this work we show how the Uniformization Method can be used along with other foward numerical schemes for the solution of these models, and how these techniques significantly improve the computational performance with respect to traditional numerical methods. In adition, we propose extensions of the Rush-Larsen method and the Uniformization method with second-order accuracy for developing foward time-adaptive techniques, aiming to reduce the computational cost of simulations with strict numerical tolerances.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-06T20:24:42Z No. of bitstreams: 1 joventinodeoliveiracampos.pdf: 3604904 bytes, checksum: aca8053f097ddcb9d96ba51186838610 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:27:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joventinodeoliveiracampos.pdf: 3604904 bytes, checksum: aca8053f097ddcb9d96ba51186838610 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joventinodeoliveiracampos.pdf: 3604904 bytes, checksum: aca8053f097ddcb9d96ba51186838610 (MD5) Previous issue date: 2015-06-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta o método de lattice Boltzmann (MLB) para simulações computacionais da atividade elétrica cardíaca usando o modelo monodomínio. Uma implementação otimizada do método de lattice Boltzmann é apresentada, a qual usa um modelo de colisão com múltiplos parâmetros de relaxação conhecido como multiple relaxation time (MRT), para considerar a anisotropia do tecido cardíaco. Com foco em simulações rápidas da dinâmica cardíaca, devido ao alto grau de paralelismo presente no MLB, uma implementação que executa em uma unidade de processamento gráfico (GPU) foi realizada e seu desempenho foi estudado através de domínios tridimensionais regulares e irregulares. Os resultados da implementação para simulações cardíacas mostraram fatores de aceleração tão altos quanto 500x para a simulação global e para o MLB um desempenho de 419 mega lattice update per second (MLUPS) foi alcançado. Com tempos de execução próximos ao tempo real em um único computador equipado com uma GPU moderna, estes resultados mostram que este trabalho é uma proposta promissora para aplicação em ambiente clínico. / This work presents the lattice Boltzmann method (LBM) for computational simulations of the cardiac electrical activity using monodomain model. An optimized implementation of the lattice Boltzmann method is presented which uses a collision model with multiple relaxation parameters known as multiple relaxation time (MRT) in order to consider the anisotropy of the cardiac tissue. With focus on fast simulations of cardiac dynamics, due to the high level of parallelism present in the LBM, a GPU parallelization was performed and its performance was studied under regular and irregular three-dimensional domains. The results of our optimized LBM GPU implementation for cardiac simulations shown acceleration factors as high as 500x for the overall simulation and for the LBM a performance of 419 mega lattice updates per second (MLUPS) was achieved. With near real time simulations in a single computer equipped with a modern GPU these results show that the proposed framework is a promising approach for application in a clinical workflow.