Machine learning solutions have been successfully used to solve many simple and complex problems. However, their development process still relies on human experts to perform tasks such as data preprocessing, feature engineering and model selection. As the complexity of these tasks increases, so does the demand for automated solutions, namely Automated Machine Learning (AutoML). Most algorithms employed in these systems have hyperparameters whose configuration may directly affect their predictive performance. Therefore, hyperparameter tuning is a recurring task in AutoML systems. This thesis investigated how to efficiently automate hyperparameter tuning by means of Meta-learning. To this end, large-scale experiments were performed tuning the hyperparameters of different classification algorithms, and an enhanced experimental methodology was adopted throughout the thesis to explore and learn the hyperparameter profiles for different classification algorithms. The results also showed that in many cases the default hyperparameter settings induced models that are on par with those obtained by tuning. Hence, a new Meta-learning recommender system was proposed to identify when it is better to use default values and when to tune classification algorithms for each new dataset. The proposed system is capable of generalizing several learning processes into a single modular framework, along with the possibility of assigning different algorithms. Furthermore, a descriptive analysis of model predictions is used to identify which data characteristics affect the necessity for tuning in each one of the algorithms investigated in the thesis. Experimental results also demonstrated that the proposed recommender system reduced the time spent on optimization processes, without reducing the predictive performance of the induced models. Depending on the target algorithm, the Meta-learning recommender system can statistically outperform the baselines. The significance of these results opens a number of new avenues for future work. / Soluções de aprendizado de máquina tem sido cada vez mais usadas com sucesso para resolver problemas dos mais simples aos complexos. Entretanto, o processo de desenvolvimento de tais soluções ainda é um processo que depende da ação de especialistas humanos em tarefas como: pré-processamento dos dados, engenharia de features e seleção de modelos. Consequentemente, quando a complexidade destas tarefas atinge um nível muito alto, há a necessidade de soluções automatizadas, denominadas por Aprendizado de Máquina automatizado (AutoML). A maioria dos algoritmos usados em tais sistemas possuem hiper-parâmetros cujos valores podem afetar diretamente o desempenho preditivo dos modelos gerados. Assim sendo, o ajuste de hiper-parâmetros é uma tarefa recorrente no desenvolvimento de sistems de AutoML. Nesta tese investigou-se a automatização do ajuste de hiper-parâmetros por meio de Meta-aprendizado. Seguindo essa linha, experimentos massivos foram realizados para ajustar os hiper-parâmetros de diferentes algoritmos de classificação. Além disso, uma metodologia experimental aprimorada e adotada ao lngo da tese perimtiu identificar diferentes perfis de ajuste para diferentes algoritmos de classificação. Entretanto, os resultados também mostraram que em muitos casos as configurações default destes algoritmos induziram modelos mais precisos do que os obtidos por meio de ajuste. Assim, foi proposto um novo sistema de recomendação baseado em Meta-learning para identificar quando é melhor realizar o ajuste de parâmetros para os algoritmos de classificação ou apenas usar os valores default. O sistema proposto é capaz de generalizar várias etapas do aprendizado em um único framework modular, juntamente com a possibilidade de avaliar diferentes algoritmos de aprendizado de máquina. As análises descritivas das predições obtidas pelo sistema indicaram quais características podem ser responsáveis por determinar quando o ajuste se faz necessário para cada um dos algoritmos investigados na tese. Os resultados também demonstraram que o sistema recomendador proposto reduziu o tempo gasto com a otimização mantendo o desempenho preditivo dos modelos gerados. Além disso, dependendo do algoritmo de classificação modelado, o sistema foi estatisticamente superior aos baselines. A significância desdes resultados abre um novo número de oportunidades para trabalhos futuros.

Dados mostram que o aparecimento do diabetes mellitus (DM), em pacientes previamente asmáticos, diminui os sintomas da asma, enquanto a insulina agrava a asma. Devido a dados na literatura e por dados prévios do nosso grupo, o presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito modulatório da insulina na inflamação alérgica pulmonar em camundongos diabéticos e saudáveis. Camundongos machos dibéticos BALB/c (aloxana, 50mg/kg, iv, 10 dias) foram sensibilizados com ovalbumina (OVA, 20 µg e Al (OH)3, 2 mg) 10 dias após a injeção de aloxana e uma dose reforço foi dada, após 12 dias da primeira de sensibilização, após 6 dias da dose reforço, os animais foram expostos a nebulização durante 7 dias com solução de OVA (1mg/mL) ou solução salina (SAL). Animais diabéticos foram tratados com doses múltiplas de Protamine Hagedorn Neutro (NPH) 2UI e 1UI, respectivamente, por via subcutânea 12 horas antes do desafio com OVA (às 19h) e 1UI (às 7h) 2h antes de cada desafio com OVA. Os animais não diabéticos receberam 1UI de insulina, pela mesma via 2h antes de cada desafio (às 7h), 24h após o último desafio, realizaram-se as seguintes análises: a) expressão de proteína quinase p38, proteína quinase regulada por sinais extracelulares 1 e 2 (ERK 1/2), proteína quinase ativada por estresse ou c-jun NH2- terminal (JNK) , transdutor de sinal e ativador de transcrição 3 (STAT 3) e transdutor de sinal e ativador de transcrição 6 (pSTAT 6) no homogenato de pulmão; b) perfil de imunoglobulinas presentes no soro; c) concentrações de interleucina (IL) IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), fator de crescimento transformador beta (TGF-β) e interferon-gamma IFN-γ em homogenato de pulmão; d) migração celular em fluído do lavado broncoalveolar (LBA); e) perfil de células imunes na medula óssea, pulmão, timo e baço; f) mecânica pulmonar por BUXCO e FlexiVent. Em comparação com camundongos não diabéticos desafiados com OVA, os animais diabéticos desafiados com OVA mostraram diminuição em: ERK 1, ERK 2, JNK (fosfo54), JNK / SAPK, STAT3, pSTAT6 estava ausente; concentração da imunoglobulinas IgE, IgG1; perfil de citocinas Th2 como IL-4, IL-5, IL-13, TNF-α, VEGF, TGF-β; infiltrado inflamatório e) ausência de eosinofilia no LBA; células T, células B e eosinófilos na medula óssea, pulmão, timo e baço, e hiper-reatividade das vias aéreas. O tratamento com insulina restaubeleceu todos os parâmetros estudados. Portanto, sugerem que a insulina modula a inflamação alérgica pulmonar tardia em camundongos diabéticos. / Data show that the onset of diabetes mellitus (DM) in previously asthmatic patients decreases asthma symptoms while insulin worsens asthma. Due to data in the literature and previous data from our group, the present study aimed to evaluate the modulatory effect of insulin on pulmonary allergic inflammation in diabetic and healthy mice. Ovalbumin (OVA, 20 µg and Al (OH)3, 2 mg) were sensitized at 10 days after alloxan injection and a booster dose was given , after 12 days of the first sensitization, after 6 days of booster dose, the animals were exposed to nebulization for 7 days with OVA solution (1mg / mL) or saline solution (SAL). Diabetic animals were treated with multiple doses of Protamine Hagedorn Neutral (NPH) 2UI and 1UI, respectively, subcutaneously 12 hours prior to challenge with OVA (at 7pm) and 1UI (at 7h) 2h before each challenge with OVA. Non-diabetic animals received 1UI of insulin, via the same route 2h before each challenge (at 7h), 24h after the last challenge, the following analyzes were performed: a) expression of protein kinase p38, protein kinase regulated by extracellular signals 1 and 2 (ERK 1/2), stress-activated or c-jun NH2-terminal protein kinase (JNK), signal transducer and transcriptional activator 3 (STAT 3) and signal transducer and transcriptional activator 6 (pSTAT 6) in the lung homogenate; b) profile of immunoglobulins present in serum; c) concentrations of interleukin (IL) IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, tumor necrosis factor alpha (TNF-α), vascular endothelial growth factor (VEGF), transforming TGF-β) and interferon-gamma IFN-γ in lung homogenate; d) cell migration in bronchoalveolar lavage fluid (BAL); e) profile of immune cells in the bone marrow, lung, thymus and spleen; f) Pulmonary mechanics by BUXCO and FlexiVent. In contrast to non-diabetic mice challenged with OVA, diabetic animals challenged with OVA showed decrease in: ERK 1, ERK 2, JNK (phospho54), JNK / SAPK, STAT3, pSTAT6 was absent; IgE immunoglobulin levels, IgG1; profile of Th2 cytokines such as IL-4, IL-5, IL-13, TNF-α, VEGF, TGF-β; inflammatory infiltrate e) absence of eosinophilia in BAL; T cells, B cells and eosinophils in the bone marrow, lung, thymus and spleen, and airway hyperreactivity. The insulin treatment restored all parameters studied. Therefore, they suggest that insulin modulates late pulmonary allergic inflammation in diabetic mice.

Decision-tree induction is one of the most employed methods to extract knowledge from data. There are several distinct strategies for inducing decision trees from data, each one presenting advantages and disadvantages according to its corresponding inductive bias. These strategies have been continuously improved by researchers over the last 40 years. This thesis, following recent breakthroughs in the automatic design of machine learning algorithms, proposes to automatically generate decision-tree induction algorithms. Our proposed approach, namely HEAD-DT, is based on the evolutionary algorithms paradigm, which improves solutions based on metaphors of biological processes. HEAD-DT works over several manually-designed decision-tree components and combines the most suitable components for the task at hand. It can operate according to two different frameworks: i) evolving algorithms tailored to one single data set (specific framework); and ii) evolving algorithms from multiple data sets (general framework). The specific framework aims at generating one decision-tree algorithm per data set, so the resulting algorithm does not need to generalise beyond its target data set. The general framework has a more ambitious goal, which is to generate a single decision-tree algorithm capable of being effectively applied to several data sets. The specific framework is tested over 20 UCI data sets, and results show that HEAD-DTs specific algorithms outperform algorithms like CART and C4.5 with statistical significance. The general framework, in turn, is executed under two different scenarios: i) designing a domain-specific algorithm; and ii) designing a robust domain-free algorithm. The first scenario is tested over 35 microarray gene expression data sets, and results show that HEAD-DTs algorithms consistently outperform C4.5 and CART in different experimental configurations. The second scenario is tested over 67 UCI data sets, and HEAD-DTs algorithms were shown to be competitive with C4.5 and CART. Nevertheless, we show that HEAD-DT is prone to a special case of overfitting when it is executed under the second scenario of the general framework, and we point to possible alternatives for solving this problem. Finally, we perform an extensive experiment for evaluating the best single-objective fitness function for HEAD-DT, combining 5 classification performance measures with three aggregation schemes. We evaluate the 15 fitness functions in 67 UCI data sets, and the best of them are employed to generate algorithms tailored to balanced and imbalanced data. Results show that the automatically-designed algorithms outperform CART and C4.5 with statistical significance, indicating that HEAD-DT is also capable of generating custom algorithms for data with a particular kind of statistical profile / Árvores de decisão são amplamente utilizadas como estratégia para extração de conhecimento de dados. Existem muitas estratégias diferentes para indução de árvores de decisão, cada qual com suas vantagens e desvantagens tendo em vista seu bias indutivo. Tais estratégias têm sido continuamente melhoradas por pesquisadores nos últimos 40 anos. Esta tese, em sintonia com recentes descobertas no campo de projeto automático de algoritmos de aprendizado de máquina, propõe a geração automática de algoritmos de indução de árvores de decisão. A abordagem proposta, chamada de HEAD-DT, é baseada no paradigma de algoritmos evolutivos. HEAD-DT evolui componentes de árvores de decisão que foram manualmente codificados e os combina da forma mais adequada ao problema em questão. HEAD-DT funciona conforme dois diferentes frameworks: i) evolução de algoritmos customizados para uma única base de dados (framework específico); e ii) evolução de algoritmos a partir de múltiplas bases (framework geral). O framework específico tem por objetivo gerar um algoritmo por base de dados, de forma que o algoritmo projetado não necessite de poder de generalização que vá além da base alvo. O framework geral tem um objetivo mais ambicioso: gerar um único algoritmo capaz de ser efetivamente executado em várias bases de dados. O framework específico é testado em 20 bases públicas da UCI, e os resultados mostram que os algoritmos específicos gerados por HEAD-DT apresentam desempenho preditivo significativamente melhor do que algoritmos como CART e C4.5. O framework geral é executado em dois cenários diferentes: i) projeto de algoritmo específico a um domínio de aplicação; e ii) projeto de um algoritmo livre-de-domínio, robusto a bases distintas. O primeiro cenário é testado em 35 bases de expressão gênica, e os resultados mostram que o algoritmo gerado por HEAD-DT consistentemente supera CART e C4.5 em diferentes configurações experimentais. O segundo cenário é testado em 67 bases de dados da UCI, e os resultados mostram que o algoritmo gerado por HEAD-DT é competitivo com CART e C4.5. No entanto, é mostrado que HEAD-DT é vulnerável a um caso particular de overfitting quando executado sobre o segundo cenário do framework geral, e indica-se assim possíveis soluções para tal problema. Por fim, é realizado uma análise detalhada para avaliação de diferentes funções de fitness de HEAD-DT, onde 5 medidas de desempenho são combinadas com três esquemas de agregação. As 15 versões são avaliadas em 67 bases da UCI e as melhores versões são utilizadas para geração de algoritmos customizados para bases balanceadas e desbalanceadas. Os resultados mostram que os algoritmos gerados por HEAD-DT apresentam desempenho preditivo significativamente melhor que CART e C4.5, em uma clara indicação que HEAD-DT também é capaz de gerar algoritmos customizados para certo perfil estatístico dos dados de classificação

Neste trabalho, estudamos as propriedade ópticas da tetrapiridilporfirina (TPyP), usando clorofórmio como sol vente. Para a caracterização óptica linear foram medidos os espectros de fluorescência e absorbância, tendo este último nos permitido determinar a seção de choque para o estado fundamental com radiação incidente em 532 nm. Usamos a técnica de varredura Z com trem de pulsos (VZTP) para medirmos a absorção não linear da TPyP, em 532 nm, e determinamos, através de um modelo fenomenológico de cinco níveis, vários parâmetros espectroscópicos tais como seções de choques e tempos de vida dos estados. Além disso, com a utilização da técnica de espalhamento hiperRayleigh (HRS) medimos a primeira hiperpolarizabilidade da TPyP, dissolvida em clorofórmio em 1064 nm usando, como material de referência, a p-nitroanilina (PN A), diluída em metanol. / This work reports on the optical properties of the tetrakis(pyridil)porphyrin (TPyP). In order to perform the linear optical characterization, fluorescence and absorbance spectra were obtained, where the latter allowed the determination of the cross-section for the ground state with incident radiation at À = 532 nm. We used the Zscan tecnique with pulse trains (ZSPT) to measure the nonlinear absorption of TPyP, at 532 nm, and we managed to determine, through a phenomenological five levels model, several spectroscopic parameters such as cross-sections and lifetime of the states. Moreover, we measured the first hyperpolarizability of TPyP dissolved in chloroform, at À = 1064 nm, using the Hyper-Rayleigh scattering (HRS) technique. The reference material used for HRS measurements was p-nitroaniline (PNA) dissolved in methanol.

Nesta tese apresentamos uma extensão da técnica de espalhamento hiper-Rayleigh (HRS) e sua aplicação para o estudo dos mecanismos que interferem na primeira hiperpolarizabilidade molecular (). Utilizamos um laser Nd:YAG, Q-switched e mode-locked como bombeio para excitar as amostras. Este laser emite pulsos de 100 ps modulados por uma envoltória de Q-switch. A saída é uma seqüência de pulsos com intensidades que acompanham a forma da envoltória. Usamos este trem de pulsos para excitar as amostras na medida de espalhamento hiper-Rayleigh, e um sistema de detecção com resolução temporal suficiente para resolver cada pulso independentemente. Esta modalidade de bombeio permitiu eliminar o controle mecânico da intensidade, o que reduziu o tempo necessário para a medida e melhorou a estabilidade nas condições experimentais. O método com trem de pulsos proporciona meios de identificar contribuições luminescentes e evitar valores superestimados para a primeira hiperpolarizabilidade. Realizamos testes medindo a molécula de paranitroanilina em vários solventes e verificamos muito boa reprodutibilidade dos valores da literatura. Comparamos os resultados medidos com valores calculados a partir do método de Hartree-Fock e corrigimos o engrandecimento por ressonância utilizando um modelo de dois níveis. A comparação entre valores teóricos e experimentais teve uma diferença média de 15%. Um estudo análogo para a molécula de dianilina não reproduziu os valores experimentais e atribuímos a falha à inaplicabilidade do modelo de dois níveis para medidas no regime ressonante. Também estudamos a primeira hiperpolarizabilidade nas porfirinas TDMImP e TPPS4, sob a forma base livre e formando complexos com Zn2+, Fe3+ e Mn3+. Para a TPPS4 estendemos o estudo para observar os efeitos da protonação na base livre e da formação de oxo dímeros na FeTPPS4 e as alterações causadas pela presença de micelas de CTAB. A comparação direta entre os resultados é dificultada em muitos casos pela diferença no engrandecimento por ressonância. Foi possível verificar que a presença de micelas tem o efeito de diminuir o valor de na H2TPPS4 pH 7. As medidas de HRS em ambiente ácido (pH 4) corroboram com a literatura, indicando que a ocorre desprotonação na presença de micelas. Um estudo teórico e experimental dos três isômeros do aminofenol permitiu analisar os efeitos da posição relativa dos grupos radicais e do comprimento da conjugação sobre a primeira hiperpolarizabilidade. Verificamos que a alteração no caráter doador/aceitador para diferentes posições dos grupos radicais tem influência maior no valor de do que o comprimento da conjugação. Utilizamos compostos com o ligante salen, com grupos laterais etano e DR1 e com ligantes H2, Cu2+, Ni2+ e VO2+, para estudar como os diferentes grupos e complexos refletem diferenças no valor de . Foi possível verificar que diferentemente da absorção linear e da seção de choque para dois fótons, o ligante com grupos radicais DR1 causam um aumento na primeira hiperpolarizabilidade que é muito maior do que a soma das contribuições individuais. Os complexos têm primeiras hiperpolarizabilidades maiores do que o ligante com H2 e a comparação entre os dois grupos com diferentes radicais mostra que existe uma correlação entre os aumentos causados por diferentes complexos. / This thesis reports an extension of the Hyper-Rayleigh scattering technique (HRS) and its application to study the mechanisms that contribute to the molecular first hyperpolarizabilities (). We use a Nd:YAG laser, Q-switched and mode-locked, as pumping beam to excite the samples. The laser delivers 100 ps pulses modulated by a Q-switch envelope, and the output is a pulse sequence which intensities follow the shape of the envelope. This pulse train is used to excite the samples in a Hyper-Rayleigh scattering experiment and the signal for each mode-lock pulse is detected independently. This modality of pumping allows the removal of the mechanical intensity control, therefore reducing measurement time and improved experimental stability. The method with pulse train also provides means to identify luminescent contributions and avoid overestimated values for the first hyperpolarizability. We performed test measurements with para-nitroaniline in several solvents and verified very good reproducibility of literature values. We also compared the measured and calculated values, obtained with the Hartree-Fock method and corrected for resonance enhancement with a two level model. The comparison between theoretical and experimental values results in an average difference of 15%. Similar studies for the dianiline molecule failed to reproduce experimental values and we attributed the failure to the inadequacy of the of the two-level model to correct resonance enhancement. We also studied the first hyperpolarizability of the TDMImP and TPPS4 porphyrins, in the free-base form and in complex with Zn2+, Fe3+ and Mn3+. For TPPS4 we extended the study to observe the protonação effects in the free-base and the formation of oxo dimmers in FeTPPS4 complexes. The comparison between results from different compounds is hindered in most cases by different contributions from resonance enhancement. However, it was possible to verify that the presence of micelles has the effect of reducing the value of on H2TPPS4 pH 7. The HRS measurements in acid environment (pH 4) corroborates with the literature, indicating that desprotonation occurs in the presence of CTAB micelles. A theoretical and experimental study of three aminofenol isomers allowed to verify the effects of the relative positions of radical groups and the conjugation length on the first hyperpolarizability. The results show that in this case the change in the donor/acceptor character for different positions of the radical groups is more important than the increase in one unit in the conjugation length. We also studied compounds with the salen ligant, observing the effects of different lateral groups (ethane and DR1) and different complexes (H2, Cu2+, Ni2+ and VO2+) on the value of . It was possible to verify that, differently than the linear absorption the two-photon cross section, the compounds with DR1 shows an increase in the first hyperpolarizability that is much larger than the sum of the individual contributions of DR1 groups. The metal complexes have larger first hyperpolarizabilities than the ligant and the enhancement produced by different complexes follows the same pattern for both radical groups. Even after the strong increase in produced by the DR1 group, the much weaker effect of the complexes is preserved and measurable.

Estudos epidemiológicos têm demonstrado que a exposição à fumaça de cigarro - ativa ou passiva - está altamente correlacionada ao agravamento e severidade do quadro asmático, que inclui inflamação, hiperresponsividade e remodelamento pulmonar. Os modelos experimentais que conjugam asma e tabagismo, em geral, abordam apenas alguns aspectos isolados desta complexa relação, e carecem de elucidação sobre as possíveis interrelações existentes. Neste modelo experimental, a proposta foi analisar os efeitos da coexposição de curta duração à fumaça de cigarro - do tipo \"mainstream\" - e alérgeno em camundongos previamente sensibilizados, focando as características fisiopatológicas e funcionais da asma ao final de três semanas. Os resultados demonstraram que o grupo coexposto à OVA e fumaça de cigarro (OF) apresentou diminuição do número total e diferencial de todas as células no lavado broncoalveolar, bem como da expressão celular de INF-gama e IL-4 quando comparados ao grupo OVA. Por outro lado, os parâmetros relativos ao remodelamento pulmonar parecem ser afetados de maneira oposta, demonstrado pelo aumento substancial do conteúdo de colágeno e pela expressão celular de MMP9 e TGF-? no grupo OF. A responsividade pulmonar, por sua vez, apresentou elastância aumentada nos animais com inflamação pulmonar alérgica crônica em comparação aos demais grupos, sugerindo uma correlação entre o número de eosinófilos e a resposta mecânica observada. A atividade de certos componentes específicos da fumaça de cigarro parece influenciar o comportamento das alças regulatórias no processo de inflamação, como sugerido pela expressão celular aumentada de IL-10 nos grupos expostos ao fumo. Conclui-se, portanto, que neste modelo experimental, a variedade de elementos químicos presentes na fumaça do cigarro pode afetar de maneira diferenciada os aspectos da inflamação pulmonar alérgica crônica em camundongos. / Several epidemiologic studies have shown that active as well passive smoking is positively associated with asthma severity, including inflammation, hiperresponsiveness and lung remodeling. Experimental models that conjugate asthma and smoking usually approach isolated aspects of this complex relation and more elucidation is needed about possible mechanisms involved. In this experimental model, the proposal was analyze the effects of short-term cigarette smoke - mainstream - on animals previously sensitized, pointing on physiological and functional characteristics of asthma during three weeks. Results demonstrated coexposed group to allergen and cigarette smoke (OVA+CS group) showed a decrease of total and differential number of all cells of bronchoalveolar lavage, as well cellular expression of INF-gamma and IL-4 when compared to OVA group. On the other hand, parameters related to lung remodeling seemed to be affected in opposite way, demonstrated by an increase of collagen content and cellular expression of MMP9 and TGF-beta of OVA+CS group. Pulmonary responsiveness was increased in tissue elastance in animals with chronic allergic pulmonary inflammation when compared to all groups, suggesting a correlation between eosinophils number and mechanical response observed. The activity of specific cigarette smoke components may influence the behavior of regulatory loops in inflammatory process, as showed by increased cellular expression of IL-10 in cigarette smoke exposed groups. In conclusion, in this experimental model the variety of chemical elements of cigarette smoke may affect in distinct ways aspects related to chronic allergic pulmonary inflammation in mice.

Machine learning solutions have been successfully used to solve many simple and complex problems. However, their development process still relies on human experts to perform tasks such as data preprocessing, feature engineering and model selection. As the complexity of these tasks increases, so does the demand for automated solutions, namely Automated Machine Learning (AutoML). Most algorithms employed in these systems have hyperparameters whose configuration may directly affect their predictive performance. Therefore, hyperparameter tuning is a recurring task in AutoML systems. This thesis investigated how to efficiently automate hyperparameter tuning by means of Meta-learning. To this end, large-scale experiments were performed tuning the hyperparameters of different classification algorithms, and an enhanced experimental methodology was adopted throughout the thesis to explore and learn the hyperparameter profiles for different classification algorithms. The results also showed that in many cases the default hyperparameter settings induced models that are on par with those obtained by tuning. Hence, a new Meta-learning recommender system was proposed to identify when it is better to use default values and when to tune classification algorithms for each new dataset. The proposed system is capable of generalizing several learning processes into a single modular framework, along with the possibility of assigning different algorithms. Furthermore, a descriptive analysis of model predictions is used to identify which data characteristics affect the necessity for tuning in each one of the algorithms investigated in the thesis. Experimental results also demonstrated that the proposed recommender system reduced the time spent on optimization processes, without reducing the predictive performance of the induced models. Depending on the target algorithm, the Meta-learning recommender system can statistically outperform the baselines. The significance of these results opens a number of new avenues for future work. / Soluções de aprendizado de máquina tem sido cada vez mais usadas com sucesso para resolver problemas dos mais simples aos complexos. Entretanto, o processo de desenvolvimento de tais soluções ainda é um processo que depende da ação de especialistas humanos em tarefas como: pré-processamento dos dados, engenharia de features e seleção de modelos. Consequentemente, quando a complexidade destas tarefas atinge um nível muito alto, há a necessidade de soluções automatizadas, denominadas por Aprendizado de Máquina automatizado (AutoML). A maioria dos algoritmos usados em tais sistemas possuem hiper-parâmetros cujos valores podem afetar diretamente o desempenho preditivo dos modelos gerados. Assim sendo, o ajuste de hiper-parâmetros é uma tarefa recorrente no desenvolvimento de sistems de AutoML. Nesta tese investigou-se a automatização do ajuste de hiper-parâmetros por meio de Meta-aprendizado. Seguindo essa linha, experimentos massivos foram realizados para ajustar os hiper-parâmetros de diferentes algoritmos de classificação. Além disso, uma metodologia experimental aprimorada e adotada ao lngo da tese perimtiu identificar diferentes perfis de ajuste para diferentes algoritmos de classificação. Entretanto, os resultados também mostraram que em muitos casos as configurações default destes algoritmos induziram modelos mais precisos do que os obtidos por meio de ajuste. Assim, foi proposto um novo sistema de recomendação baseado em Meta-learning para identificar quando é melhor realizar o ajuste de parâmetros para os algoritmos de classificação ou apenas usar os valores default. O sistema proposto é capaz de generalizar várias etapas do aprendizado em um único framework modular, juntamente com a possibilidade de avaliar diferentes algoritmos de aprendizado de máquina. As análises descritivas das predições obtidas pelo sistema indicaram quais características podem ser responsáveis por determinar quando o ajuste se faz necessário para cada um dos algoritmos investigados na tese. Os resultados também demonstraram que o sistema recomendador proposto reduziu o tempo gasto com a otimização mantendo o desempenho preditivo dos modelos gerados. Além disso, dependendo do algoritmo de classificação modelado, o sistema foi estatisticamente superior aos baselines. A significância desdes resultados abre um novo número de oportunidades para trabalhos futuros.

A homocistinúria clássica é um erro inato do metabolismo, bioquimicamente caracterizado pela deficiência da enzima cistationina β-sintase, o que promove um bloqueio na via de transulfuração da homocisteína e, consequente acúmulo tecidual desse aminoácido. Clinicamente, os pacientes apresentam retardo mental, déficit cognitivo, crises convulsivas, alterações vasculares, esqueléticas, oculares, hepáticas, e pulmonares, cuja fisiopatologia não está totalmente elucidada. O objetivo geral da presente tese foi avaliar o efeito da hiper-homocisteinemia severa sobre parâmetros inflamatórios (citocinas, quimiocinas, óxido nítrico, proteínas de fase aguda e contagem diferencial de leucócitos) e outros parâmetros relacionados, tais como o sistema da coagulação, o estresse oxidativo e, as vias de sinalização da Akt e GSK-3β no cérebro e/ou sangue de ratos. Além disso, investigamos o efeito do estresse oxidativo em pulmão de ratos submetidos à hiper-homocisteinemia severa. A hiperhomocisteinemia aguda aumentou as citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β e IL-6), a quimiocina CCL2 (MCP-1) e os níveis de nitritos no hipocampo e no córtex cerebral de ratos. Os níveis de TNF-α e IL-6 também aumentaram no soro de ratos submetidos à administração aguda de homocísteina. A percentagem de neutrófilos e monócitos aumentou no sangue após a administração aguda de homocisteína; entretanto, não observamos alterações nos níveis das proteínas de fase aguda (PCR e α1- glicoproteína ácida). A hiper-homocisteinemia crônica severa também aumentou as citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β e IL-6), a quimiocina CCL2 (MCP-1) e os níveis de prostaglandina E2 no hipocampo e/ou soro de ratos. Os níveis de nitritos aumentaram no hipocampo, mas verificamos uma diminuição em seus níveis no soro após a hiper-homocisteinemia crônica. O imunoconteúdo citoplasmático e nuclear da subunidade p65 do NF-κB e a atividade da acetilcolinesterase aumentaram no hipocampo de ratos submetidos à hiper-homocisteinemia crônica. Demonstramos também que a hiper-homocisteinemia aguda severa aumentou a contagem de plaquetas no sangue e os níveis de fibrinogênio no plasma. O tempo de protrombina, tempo de tromboplastina parcial ativada e os níveis de nitritos no plasma diminuíram após a administração aguda de homocisteína. Mostramos que a hiperhomocisteinemia aguda severa aumentou as espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico, um índice de peroxidação lipídica e, diminuiu a atividade das enzimas antioxidantes, superóxido dismutase e glutationa peroxidase e aumentou a atividade da enzima catalase em eritrócitos de ratos. Em relação ao envolvimento das vias de sinalização, demonstramos que a hiper-homocisteinemia aguda severa aumentou a fosforilação da Akt, o imunoconteúdo citoplasmático e nuclear da subunidade p65 do NF-κB e a fosforilação da proteína Tau, mas reduziu a fosforilação da GSK-3β após a administração aguda de homocisteína. Por outro lado, a hiper-homocisteinemia crônica severa não alterou a fosforilação da Akt e GSK-3β após a administração crônica desse aminoácido. Além disso, demonstramos que a hiper-homocisteinemia crônica severa aumentou a peroxidação lipídica e, reduziu as defesas antioxidantes enzimáticas e não-enzimáticas em pulmão de ratos. Em resumo, nossos resultados demonstram que a inflamação, a hipercoagulabilidade e o estresse oxidativo podem ocorrer após a hiper-homocisteinemia severa, o que pode estar associado, pelo menos em parte, com as alterações cerebrais e cardiovasculares, bem como no tromboembolismo pulmonar que estão presentes em alguns pacientes homocistinúricos. / Classical homocystinuria, an inborn error of metabolism, is biochemically characterized by cystathionine -synthase deficiency and homocysteine tissue accumulation. Mental retardation, cognitive deficiency, seizures, vascular, skeletal, ocular, hepatic and pulmonary complications are common symptoms in homocystinuric patients. However, the mechanisms underlying these alterations are not fully understood. The main objective of this doctoral thesis was to investigate the effect of severe hyperhomocysteinemia on inflammatory parameters (cytokines, chemokines, nitric oxide, acute phase-proteins and a differential count of leukocytes) and other related parameters, such as the coagulation system, oxidative stress as well as the involvement of the Akt and GSK-3β pathway in the brain and/or blood of rats. In addition, we investigated the effect of oxidative stress in the lungs of rats submitted to severe hyperhomocysteinemia. Acute hyperhomocysteinemia increased proinflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β and IL-6), chemokine CCL2 (MCP-1) and nitrite levels in hippocampus and cerebral cortex of rats. TNF-α and IL-6 levels also increased in serum of rats subjected to acute homocysteine administration. The percentage of neutrophils and monocytes increased in blood after acute homocysteine administration, but acute phase-proteins (CRP and α1-acid glycoprotein) were not altered by homocysteine administration. In addition, we showed that chronic hyperhomocysteinemia increased pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β and IL-6), chemokine CCL2 (MCP-1) and prostaglandin E2 levels in the hippocampus and/or serum of rats. Nitrite levels increased in the hippocampus, but decreased in the serum after chronic homocysteine administration. The immunocontent of cytosolic and nuclear NF-κB/p65 subunit and the acetylcholinesterase activity were increased in the hippocampus of rats subjected to chronic hyperhomocysteinemia. Next, we demonstrated that acute hyperhomocysteinemia increased the platelet counts in the blood and plasma fibrinogen levels of rats. Prothrombin time, activated partial thromboplastin time, and nitrite levels decreased in plasma after acute hyperhomocysteinemia. Additionally, we showed that acute hyperhomocysteinemia increased thiobarbituric acid-reactive, an index of lipid peroxidation, and decreased the superoxide dismutase and gluthatione peroxidase activity and also increased the catalase activity in erythrocytes of rats. Moreover, acute hyperhomocysteinemia increases Akt phosphorylation, cytosolic and nuclear immunocontent of NF-κβ/p65 subunit and Tau protein phosphorylation, but reduces GSK-3β phosphorylation after acute homocysteine administration. On the other hand, chronic hyperhomocysteinemia did not alter Akt and GSK-3β phosphorylation after the chronic administration of this amino acid. We also showed that chronic hyperhomocysteinemia increased lipid peroxidation, and disrupted antioxidant defenses (enzymatic and non-enzymatic) in the lungs of rats. In summary, our findings showed that inflammation, hypercoagulability and oxidative stress can occur after severe hyperhomocysteinemia, possibly in association, at least in part, with cerebral and cardiovascular dysfunction, as well as pulmonary thromboembolism complications observed in some homocystinuric patients.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-08-17T16:28:37Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1331420 bytes, checksum: 4a305f8d501884ab03ac497c23df29d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T16:28:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1331420 bytes, checksum: 4a305f8d501884ab03ac497c23df29d8 (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In the present work we investigate topics of the theory of multi-ideals and hyperideals, introduced by Botelho and Torres. We also investigate the connection between the concept of hyper-ideals and the notion of coherence of multi-ideals. / No presente trabalho estudaremos t opicos da teoria de multi-ideais e da recente teoria de hiper-ideais, introduzida por Botelho e Torres. Estudaremos ainda a rela c~ao entre o conceito de hiper-ideais e a no c~ao de coer^encia de multi-ideais.

Submitted by Isabella Midena Capélli (1296752@fclar.unesp.br) on 2016-07-09T13:48:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_IsabellaMidenaCapelli.pdf: 692743 bytes, checksum: 0502efdef0e5d92c1549a228c69f4718 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-12T17:29:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 capelli_im_me_arafcl.pdf: 692743 bytes, checksum: 0502efdef0e5d92c1549a228c69f4718 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T17:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 capelli_im_me_arafcl.pdf: 692743 bytes, checksum: 0502efdef0e5d92c1549a228c69f4718 (MD5) Previous issue date: 2016-05-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente estudo do romance Se um viajante numa noite de inverno, de Italo Calvino, analisa a construção da narrativa e algumas questões dela originadas, a partir, primeiramente, da análise da instância do narrador. Partindo da discussão de textos que tratam das noções de ficção, autor, leitor e leitura, as quais, de diversos modos, protagonizam o romance em pauta, a pesquisa percorre investigações sobre a metaficção, o ficcionismo e o papel do leitor no texto literário. A análise do romance observa a intertextualidade nas reflexões do narrador, que remetem a ensaios de Calvino, a textos de outros teóricos e a obras ficcionais diversas, e evidencia a repetição dos motivos e a falta de desenlace nas micro-narrativas, o que faz com que o prazer da leitura seja sempre interrompido e adiado, mas amplia o espaço da ficção. / This study of the novel If on a winter’s night a traveler, by Italo Calvino, aims to analyze the arrangement of the narrative and some questions it generates, starting primarily with the analysis of the narrating instance. This research begins with the discussion of texts that deal with the notions of fiction, author, reader and reading, all of which star in the novel at issue, and looks at studies about metafiction, ficcionismo, and the role of the reader in the literary text. The analysis of the novel looks at the intertextuality in the narrator’s thoughts, which allude to essays by Calvino himself, essays by other critics and various fictional works, and indicates the repetition of motives and the lack of denouement in the micro-narratives, which interrupts and delays the pleasure of reading, but expands the fictional space. / CNPq: 134002/2014-8