Orientador: Alejandro Engel Brotter / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-17T12:14:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schneider_HomeroMauricio_M.pdf: 861726 bytes, checksum: 6e215c0bedfb2e6363b408154e0ca56f (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Foi proposto um modelo de estruturação de células do Núcleo Geniculado Lateral (NGL) para explicar a propriedade de orientação seletiva de células do Córtex Visual. Este modelo baseia-se na correlação dos padrões de impulsos de células do NGL de mesmo tipo funcional e campos receptivos deslocados relativamente. No desenvolvimento formal deste modelo foi utilizada a Teoria dos Conjuntos como recurso básico para a formalização dos Aspectos funcionais e estruturais do modelo. Concluiu-se, matematicamente, que o modelo proposto é uma condição suficiente para algumas das características da propriedade de orientação seletiva. Outras características desta propriedade são mostradas através da aplicação do modelo formal. Para esta aplicação é feita uma interpretação Neurofisiológica de certas características formais do modelo e o desenvolvimento de um método para correlacionar histogramas de células corticais com os de células do NGL. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Investigou-se a gênese de atividade irregular em neurônios de centros geradores de padrões através de modelos eletrofisiologicamente realistas. Para tanto, foram adotadas abordagens paralelas. Primeiramente, desenvolveram-se técnicas para determinar quais os mecanismos biofísicos subjacentes aos processos de codificação de informação nestas células. Também foi proposta uma nova metodologia híbrida (baseada em continuação numérica e em varreduras força bruta) para análise de bancos de dados de modelos neuronais, permitindo estendê-los e revelar instâncias de multiestabilidade entre regimes oscilatórios e quiescentes. Além disto, a fim de determinar a origem de comportamento complexo em modelos neuronais simplificados, empregaram-se métodos geométricos da teoria de sistemas dinâmicos. A partir da análise de mapas unidimensionais perturbados por ruído, foram discutidos possíveis cenários para o surgimento de caos em sistemas dinâmicos aleatórios. Finalmente mostrou-se que, levando em conta o ruído, uma classe de modelos de condutâncias reproduz padrões de disparo observados in vivo. Estas pertubações revelam a riqueza da dinâmica transiente, levando o sistema a visitar um arcabouço determinista complexo preexistente -- sem recorrer a ajustes finos de parâmetros ou a construções ad hoc para induzir comportamento caótico. / We investigated the origin of irregularities in the dynamics of central pattern generator neurons, through analyzing electrophysiologically realistic models. A number of parallel approaches were adopted for that purpose. Initially, we studied information coding processes in these cells and proposed a technique to determine the underlying biophysical mechanisms. We also developed a novel hybrid method (based on numerical continuation and brute force sweeps) to analyze neuronal model databases, extending them and unveiling instances of multistability between oscillatory and resting regimes. Furthermore, in order to determine the origin of irregular dynamics in simplified neuronal models, we employed geometrical methods from the theory of dynamical systems. The analysis of stochastically perturbed maps allowed us to discuss possible scenarios for the generation of chaotic behaviour in random dynamical systems. Finally we showed that, by taking noise into account, a class of conductance based models gives rise to firing patterns akin to the ones observed \\emph{in vivo}. These perturbations unveil the richness of the transient dynamics, inducing the system to populate a preexistent complex deterministic scaffolding -- without resorting to parameter fine-tuning or ad hoc constructions to induce chaotic activity.

A ingestão crônica de etanol é capaz de gerar lesões no sistema nervoso periférico que podem ocasionar uma neuropatia periférica dolorosa. A neuropatia alcoólica é caracterizada pela dor em queimação espontânea, hiperalgesia e alodinia. Evidências apoiam a ideia de que o estresse oxidativo pode ser o gatilho bioquímico para o desenvolvimento da neuropatia alcoólica, visto que, o etanol tem a capacidade de aumentar esse estresse através da formação de espécies reativas do oxigênio, danificar estruturas bioquímicas e de esgotar as reservas de antioxidantes endógenos. A N – acetilcisteína (NAC) é um antioxidante e exerce esta função por servir como substrato da biossíntese da glutationa e ao capturar espécies reativas do oxigênio. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar a ação protetora da NAC na neuropatia alcoólica induzida. Foram utilizados ratos Wistar divididos em 4 grupos experimentais (grupo Controle, grupo Etanol, grupo NAC + Etanol e grupo NAC) contendo uma média de 10 animais por grupo. Os grupos foram tratados por 10 semanas e os testes nociceptivos, Randall Selitto (hiperalgesia mecânica), Tail Flick (hiperalgesia térmica) e von Frey eletrônico (alodinia), foram realizados no dia 0 (antes do tratamento), quarta, sexta, oitava e décimas semanas. O teste Rota – rod também foi utilizado para avaliar o equilíbrio e coordenação motora dos animais, este teste foi realizado no dia 0 e na 10ª semana de tratamento. Além dos testes comportamentais, na 10ª semana de tratamento realizou – se imunofluorêscencia para investigar a expressão de c – Fos em áreas cerebrais que estão relacionadas com a nocicepção (Núcleo Paraventricular hipotalâmico (PVN), núcleo Dorsal da Rafe (NDR) e Substância Cinzenta Periaquedutal (PAG)). Os resultados mostraram que os animais tratados com etanol apresentaram uma diminuição significativa no limiar nociceptivo, como foi evidenciado a partir da diminuição do tempo de latência no teste Tail Flick e da diminuição do limiar de retirada de pata no teste Randall Selitto e von Frey eletrônico em relação à média basal (dia 0). O tratamento com NAC durante 10 semanas, por sua vez, foi capaz de manter elevado o limiar nociceptivo térmico no teste Tail Flick e manteve elevado também o limiar nociceptivo mecânico no teste Randall Selitto e von Frey eletrônico em relação ao grupo Etanol. Uma diminuição na latência de queda no teste Rota – rod foi observada no grupo Etanol após 10 semanas de tratamento em relação ao dia 0. No entanto, o tratamento com NAC foi capaz de manter elevado a latência de queda em relação ao grupo que só recebeu etanol. Para a imunofluorêscencia, os animais tratados com etanol e que não receberam NAC apresentaram um aumento significativo do número de neurônios imunorreativos a c-Fos no NDR, PVN e PAG em comparação aos animais controle. Já o tratamento com NAC preveniu este aumento induzido pelo Etanol. Desta forma, esses resultados sugerem que a NAC exerce uma ação antinociceptiva e neuroprotetora na neuropatia alcoólica. / Chronic alcohol consumption produces a painful peripheral neuropathy which is characterized by spontaneous burning pain, hyperalgesia and allodynia. Scientific evidences support oxidative stress as the biochemical trigger for the development of alcoholic neuropathy, since alcohol consumption increases the amounts of free radicals and damage biochemical structures, in addition to deplete endogenous antioxidant reserves. N - acetylcysteine (NAC) is an antioxidant agent that facilitates the biosynthesis of glutathione and capture reactive oxygen species. Therefore, the aim of this study was to investigate the protective effect of NAC on induced alcoholic neuropathy. Wistar rats were divided into 4 experimental groups (Control group, Ethanol group, NAC + Ethanol group and NAC group) containing an average of 10 animals each group. Nociceptive tests, Randall Selitto (mechanical hyperalgesia), Tail flick (thermal hyperalgesia) and electronic von Frey (allodynia) were performed at the day called 0 (before treatment) and at the fourth, sixth, eighth and tenth weeks. Rota-rod test was also performed to assess the balance and motor coordination of the animals, at day zero and at the tenth week. Immunofluorescence investigated the expression of c - Fos at brain areas associated with nociception (Paraventricular Nucleus of Hypothalamus (PVN), Dorsal Raphe Nuclei (DRN) and Periaqueductal Gray (PAG)). Results showed that Ethanol group showed a significant decrease in the nociceptive threshold, as evidenced from the reduced latency time in Tail flick test and decreased paw withdrawal threshold in Randall Sellito test and electronic von Frey compared to the mean baseline (day 0). NAC + Ethanol group at 10th week, in turn, maintained a high thermal nociceptive threshold at Tail flick test and also retained high mechanical nociceptive threshold at Randall Selitto and electronic von Frey relative to Ethanol group. A decrease in the falling latency at Rota-rod test was observed in the ethanol group after 10 weeks of treatment compared to day 0. However, NAC + Ethanol group kept the high values of falling latency compared to Ethanol group. Immunofluorescence tests showed, for Ethanol group, a significant increase in the number of immunoreactive neurons for c-Fos in DRN, PVN and PAG if compared to Control group. Once again, NAC prevented the increase induced by ethanol. Thus, these results suggest that NAC exerts a neuroprotective and an antinociceptive effect in alcoholic neuropathy. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Bonifácio, P.R.C. Estudo da sincronização e dessincronização cortical em EEG associada a movimento de membros inferiores. 84 f. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. Quando o ser humano prepara a execução de um movimento conhecido e treinado, é possível identificar as fases desta preparação no sinal eletrencefalográfico (EEG), sobre as faixas de freqüência delta, mu, beta e gama. A preparação do movimento dos membros inferiores pode ser antecipada em milhares de milissegundos e a facilitação descendente no sistema nervoso central pode ser identificada. Este trabalho sistematiza um processo de aquisição para o sinal de preparação motora baseado no EEG, em área associada a membros inferiores, como subsídio à identificação de Sincronização e Dessincronização corticais, nas faixas de freqüência acima de 13Hz, como reflexo da interação funcional de alças córtico-talâmicas, para movimento conhecido e treinado, em tarefa de retardo instruído. Buscou-se comprovar a possibilidade de uso de um número reduzido de cinco canais de EEG para monitorar esta preparação cortical, bem como formalizar a possibilidade de usar o sinal processado nas faixas beta e gama. Foram obtidos resultados coerentes com a literatura, com dessincronização mu e beta com todos os sujeitos e sincronização gama evidenciada em metade dos sujeitos. Como resultado principal ficou evidenciado que: o uso de cinco canais suportando a coleta de EEG apresenta-se cabível e possui uma boa capacidade de discriminação dos fenômenos de ERS/ERD nas faixas de interesse, para o monitoramento da atividade cortical pré-movimento para membros inferiores; que é possível identificar, no paradigma empregado, os períodos de envio de informação para os tratos descendentes, e quais são as condições mínimas para realizar o monitoramento com a preparação ambiental adequada para evitar os distratores mais conhecidos. / The analysis of the electroencephalogram (EEG) enables the identification of a pre-movement activity associated with the execution of a known and pre-trained movement. The main frequency bands to achieve this identification are the delta, mu, beta and gamma. The initiation of the movement of the legs can be anticipated by thousands of milliseconds by a suitable analysis of the EEG. The objective of this work is to develop signal acquisition and signal processing methodologies associated with the scalp EEG during pre-movement trials. The EEG recordings are concentrated over the leg cortical area with the objective of identifying cortical synchronization and desynchronization (ERS/ERD) associated with trained movements. The number of available EEG channels was limited to five and one task was to investigate if this low number of channels would be enough for the purposes of monitoring cortical preparation. The results were consistent with those presented in the literature. In all subjects mu and beta desynchronization were observed and in half (four) of them the gamma band showed synchronization. One conclusion was that the cortical ERS/ERD associated with the lower limbs are recognizable using only five EEG channels. Several aspects of the experimental paradigm and the signal processing were adjusted for optimal results. members, foot, leg.

Submitted by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2012-08-06T16:42:14Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_InvestigacaoPotencialCortical.pdf: 1300825 bytes, checksum: e29dc50db41425f1608dfcea32ebbc8b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2012-08-06T16:42:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_InvestigacaoPotencialCortical.pdf: 1300825 bytes, checksum: e29dc50db41425f1608dfcea32ebbc8b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-06T16:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_InvestigacaoPotencialCortical.pdf: 1300825 bytes, checksum: e29dc50db41425f1608dfcea32ebbc8b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2011 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Este trabalho avaliou o potencial cortical provocado visual de crianças com história de epilepsia com o objetivo de identificar marcadores eletrofisiológicos que indicassem alterações corticais em epilepsia. Foram estudados 34 sujeitos com história de epilepsia (18 sujeitos com epilepsia parcial e 16 com epilepsia generalizada). O grupo controle foi composto por 19 sujeitos sem história de crises epilépticas com faixa etária semelhante aos pacientes. Os componentes do potencial cortical provocado visual transiente para apresentação por padrão reverso de tabuleiros de xadrez foram avaliados quanto à amplitude, tempo implícito e razões de amplitude entre os componentes. Foi observado que os pacientes com epilepsia generalizada apresentaram componente N75 com amplitude maior que os demais grupos, enquanto as razões de amplitude N75/P100 e P100/N135foram menores em pacientes com epilepsia parcial que em outros grupos. Houve fraca correlação linear entre os parâmetros do potencial cortical provocado visual e a idade de início das crises epilépticas ou tempo de utilização das medicações antiepilépticas. Conclui-se que o componente N75 e as razões de amplitude N75/P100 e P100/N135 podem ser bons indicadores eletrofisiológicos para alterações funcionais corticais em epilepsia. / The present work evaluated the visual evoked cortical potential of children with clinical history of epilepsy in order to identify electrophysiological marker indicating cortical changes in epilepsy. Thirty-four subjects with history of epilepsy along the lifetime (18 subjects diagnosed with partial epilepsy and 16 subjects diagnosed with generalized epilepsy). The control group was composed by 19 subjects age-matched with no history of epilepsy. Visual evoked cortical potential components for pattern-reversal presentation of chessboards were evaluated in amplitude, implicit time, and amplitude ratio of components. It was observed that generalized epilepsy patients had larger N75 than other two groups, whilst N75/P100 and P100/N135 ration were smaller in partial epilepsy patients than other groups. There was weak correlation between the electrophysiological parameters and the age of seizures onset or time of antiepileptic drugs intake. In conclusion, N75 amplitude and amplitude ratio can be good electrophysiological markers to cortical changes in epilepsy.

Investigou-se a gênese de atividade irregular em neurônios de centros geradores de padrões através de modelos eletrofisiologicamente realistas. Para tanto, foram adotadas abordagens paralelas. Primeiramente, desenvolveram-se técnicas para determinar quais os mecanismos biofísicos subjacentes aos processos de codificação de informação nestas células. Também foi proposta uma nova metodologia híbrida (baseada em continuação numérica e em varreduras força bruta) para análise de bancos de dados de modelos neuronais, permitindo estendê-los e revelar instâncias de multiestabilidade entre regimes oscilatórios e quiescentes. Além disto, a fim de determinar a origem de comportamento complexo em modelos neuronais simplificados, empregaram-se métodos geométricos da teoria de sistemas dinâmicos. A partir da análise de mapas unidimensionais perturbados por ruído, foram discutidos possíveis cenários para o surgimento de caos em sistemas dinâmicos aleatórios. Finalmente mostrou-se que, levando em conta o ruído, uma classe de modelos de condutâncias reproduz padrões de disparo observados in vivo. Estas pertubações revelam a riqueza da dinâmica transiente, levando o sistema a visitar um arcabouço determinista complexo preexistente -- sem recorrer a ajustes finos de parâmetros ou a construções ad hoc para induzir comportamento caótico. / We investigated the origin of irregularities in the dynamics of central pattern generator neurons, through analyzing electrophysiologically realistic models. A number of parallel approaches were adopted for that purpose. Initially, we studied information coding processes in these cells and proposed a technique to determine the underlying biophysical mechanisms. We also developed a novel hybrid method (based on numerical continuation and brute force sweeps) to analyze neuronal model databases, extending them and unveiling instances of multistability between oscillatory and resting regimes. Furthermore, in order to determine the origin of irregular dynamics in simplified neuronal models, we employed geometrical methods from the theory of dynamical systems. The analysis of stochastically perturbed maps allowed us to discuss possible scenarios for the generation of chaotic behaviour in random dynamical systems. Finally we showed that, by taking noise into account, a class of conductance based models gives rise to firing patterns akin to the ones observed \\emph{in vivo}. These perturbations unveil the richness of the transient dynamics, inducing the system to populate a preexistent complex deterministic scaffolding -- without resorting to parameter fine-tuning or ad hoc constructions to induce chaotic activity.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Ethanol consumption during gestation is a serious public health problem. During development, the nervous system is particularly susceptible to the toxic effects of ethanol and, in fact, ethanol exposure during perinatal development produces a range of neurobehavioral deficits, among which hyperactivity is one of the most frequently observed. There is evidence that reduced neuronal plasticity could be associated with hiperactivity. PDE inhibitors are drugs that prevent the breakdown of intracellular second-messengers such as cAMP and cGMP, maintaining the activation of protein kinases and of the CREB transcription factor, leading to the expression of plasticity-related genes. In this study we test whether Vinpocetine or Rolipram (PDE inhibitors) treatment can improve or revert hyperactivity in Swiss exposed to alcohol during the third trimester equivalent of human gestation. To that end, two experiments were carried out: In the first one, from postnatal day (PN) 2 to PN8, litters either received ethanol (5g/Kg i.p., 25% in saline solution) or an equivalent volume of saline solution every other day. On PN30, 4 h before the open field test (which lasted for 10 min) animals received Vinpocetine (10mg/Kg or 20mg/Kg diluted in DMSO i.p.) or dimethylsulfoxide (DMSO i.p.). In the second experiment animals were treated almost as before receiving Rolipram (0.5mg/Kg diluted in DMSO i.p.), instead of Vinpocetine, or DMSO i.p. After the tests, animals were sacrificed and frontal cerebral cortices and hippocampuses were dissected and collected for the analysis of cAMP levels. Behavioral results showed that only the Vinpocetine treatment (20mg/Kg) reversed the ethanol-elicited hyperactivity, a result that was not observed for the Rolipram treatment. In this way, the dosage of cAMP levels was done only for the animals that received received Vinpocetine (20mg/Kg). Ethanol neonatal exposure significantly reduced cAMP levels both in the cortex and in the hippocampus. Vinpocentine treatment increased cAMP levels in the cortex and restored it in the hippocampus. Our results suggest that the amelioration of the ethanolinduced hyperactivity by Vinpocetine is linked to an increased neuronal plasticity induced by this drug. / O consumo de etanol durante a gestação é um grave problema de saúde pública. Durante o desenvolvimento, o sistema nervoso é especialmente susceptível aos efeitos tóxicos do etanol e a exposição ao etanol durante este período pode gerar um amplo espectro de distúrbios neurocomportamentais, sendo o mais frequente, a hiperatividade. Recentemente, estudos têm sugerido que distúrbios na plasticidade neuronal podem estar relacionados com a hiperatividade. Os inibidores de PDE são drogas que agem impedindo a degradação de segundos mensageiros celulares como AMPc e GMPc, mantendo a ativação de proteínas quinases e de fatores de transcrição como o CREB, levando a expressão de genes relacionados à plasticidade. Neste trabalho, avaliamos através do teste de campo aberto se a administração de Vinpocetina ou Rolipram (inibidores de PDE) seria capaz de amenizar ou reverter a hiperatividade de camundongos Suíços expostos ao etanol no período correspondente ao terceiro trimestre de gestação humana. Para tanto, foram realizadas duas etapas: na primeira etapa, durante o período neonatal, os animais receberam injeções intraperitoneais de etanol (5g/Kg em solução salina a 25%, no 2, 4, 6 e 8 dias de vida pós-natal - PN2 a PN8) ou de salina, e 4 horas antes do teste comportamental no campo aberto (10 min), em PN30, receberam Vinpocetina (10mg/Kg ou 20mg/Kg diluídas em DMSO ip) ou somente DMSO ip. Na segunda etapa, os animais foram expostos ao etanol ou à salina no período neonatal nas mesmas condições da primeira etapa e no dia do teste comportamental receberam Rolipram (0,5mg/Kg diluídas em DMSO ip ou somente DMSO ip). Posteriormente aos testes, foram coletados o córtex cerebral frontal e o hipocampo dos animais para avaliação dos níveis de AMPc. Os resultados comportamentais indicam que somente o tratamento com Vinpocetina (20mg/Kg) reverteu a hiperatividade de camundongos expostos ao etanol, resultado que não foi observado com o tratamento com Rolipram. Desta forma, a dosagem dos níveis de AMPc foi realizada apenas nos animais que receberam injeção de Vinpocetina (20mg/Kg). A exposição neonatal ao etanol reduziu significativamente os níveis de AMPc no córtex e no hipocampo. O tratamento com Vinpocetina gerou um aumento nos níveis de AMPc no córtex e restaurou estes níveis no hipocampo. Nossos resultados sugerem que a reversão da hiperatividade pelo tratamento com Vinpocetina pode estar associada ao aumento da plasticidade neural induzida por esta droga.

Bonifácio, P.R.C. Estudo da sincronização e dessincronização cortical em EEG associada a movimento de membros inferiores. 84 f. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. Quando o ser humano prepara a execução de um movimento conhecido e treinado, é possível identificar as fases desta preparação no sinal eletrencefalográfico (EEG), sobre as faixas de freqüência delta, mu, beta e gama. A preparação do movimento dos membros inferiores pode ser antecipada em milhares de milissegundos e a facilitação descendente no sistema nervoso central pode ser identificada. Este trabalho sistematiza um processo de aquisição para o sinal de preparação motora baseado no EEG, em área associada a membros inferiores, como subsídio à identificação de Sincronização e Dessincronização corticais, nas faixas de freqüência acima de 13Hz, como reflexo da interação funcional de alças córtico-talâmicas, para movimento conhecido e treinado, em tarefa de retardo instruído. Buscou-se comprovar a possibilidade de uso de um número reduzido de cinco canais de EEG para monitorar esta preparação cortical, bem como formalizar a possibilidade de usar o sinal processado nas faixas beta e gama. Foram obtidos resultados coerentes com a literatura, com dessincronização mu e beta com todos os sujeitos e sincronização gama evidenciada em metade dos sujeitos. Como resultado principal ficou evidenciado que: o uso de cinco canais suportando a coleta de EEG apresenta-se cabível e possui uma boa capacidade de discriminação dos fenômenos de ERS/ERD nas faixas de interesse, para o monitoramento da atividade cortical pré-movimento para membros inferiores; que é possível identificar, no paradigma empregado, os períodos de envio de informação para os tratos descendentes, e quais são as condições mínimas para realizar o monitoramento com a preparação ambiental adequada para evitar os distratores mais conhecidos. / The analysis of the electroencephalogram (EEG) enables the identification of a pre-movement activity associated with the execution of a known and pre-trained movement. The main frequency bands to achieve this identification are the delta, mu, beta and gamma. The initiation of the movement of the legs can be anticipated by thousands of milliseconds by a suitable analysis of the EEG. The objective of this work is to develop signal acquisition and signal processing methodologies associated with the scalp EEG during pre-movement trials. The EEG recordings are concentrated over the leg cortical area with the objective of identifying cortical synchronization and desynchronization (ERS/ERD) associated with trained movements. The number of available EEG channels was limited to five and one task was to investigate if this low number of channels would be enough for the purposes of monitoring cortical preparation. The results were consistent with those presented in the literature. In all subjects mu and beta desynchronization were observed and in half (four) of them the gamma band showed synchronization. One conclusion was that the cortical ERS/ERD associated with the lower limbs are recognizable using only five EEG channels. Several aspects of the experimental paradigm and the signal processing were adjusted for optimal results. members, foot, leg.

A habilidade de se preparar para futuros eventos é essencial para o comportamento. No presente trabalho, investigamos como diferentes formas de expectativa temporal podem modular o processamento de estímulos sensoriais. Por meio de 4 experimentos psicofísicos, sendo 2 com registro eletroencefalográfico (EEG) concomitante, nós estudamos o efeito da ação motora voluntária e da expectativa temporal em diferentes estágios do processamento sensorial. Nossos resultados sugerem que mecanismos ligados à preparação motora influenciam a percepção temporal das consequências desta ação. Além disso, nossos resultados mostraram que a atenção temporal pode modular estágios motores e sensoriais do processamento. Em conjunto, nossos resultados sugerem que expectativas temporais podem influenciar diferentes estágios do processamento principalmente por meio do controle de excitabilidade cortical de regiões do sistema nervoso central ligadas àquela tarefa. / The ability to anticipate future events is essential for behavior. On the present work, we investigated how different forms of temporal expectations can modulate stimuli processing. In four psychophysical experiments (two of them with EEG) we studied how voluntary action and temporal attention can influence processing at different stages. Our results suggest that mechanisms related to motor preparation can bias the temporal perception of the consequences of this action. Moreover, we found that temporal attention can modulate perceptual and motor stages of stimulus processing. Altogether, our results suggest that temporal expectations can influence different levels of target processing, mainly by controlling cortical excitability of task-relevant regions of the central nervous system.

La apoptosis es un mecanismo fisiológico que contribuye a regular el número de células de un organismo de tal forma que aquéllas que realizan funciones transitorias, que están lesionadas, o en exceso, serán eliminadas. Éste es un proceso estrictamente regulado durante el desarrollo embrionario e íntimamente ligado con el inicio o progresión de determinadas patologías. Así pues, el exceso de apoptosis contribuye al desarrollo de enfermedades neurodegenerativas mientras que su defecto sería el origen de neoplasias. El principal regulador del proceso apoptótico es la activación de las caspasas, cisteína-proteasas con especificidad para residuos de aspartato. Los principales mecanismos que activan las caspasas son la salida de citocromo C de la mitocondria por una alteración de la función mitocondrial, y la activación de proteínas de membrana denominadas receptores de muerte (DRs, Death Receptors). Estos últimos han sido ampliamente caracterizados en el sistema inmune, mientras que en tejidos como el sistema nervioso sus funciones están en las fases iniciales de caracterización.El objetivo del presente trabajo es contribuir a esclarecer los mecanismos moleculares que regulan la actividad de estos receptores en el sistema nervioso, a través de la caracterización funcional de dos nuevas proteínas, FAIM y Lifeguard, propuestas inicialmente como antagonistas del receptor de muerte CD95/Fas/APO-1. Para ello se han usado las líneas celulares PC12 y SH-SY5Y, ampliamente utilizadas en modelos de diferenciación y muerte celular, junto con cultivos primarios de neuronas corticales y neuronas granulares de cerebelo.En la primera parte de este trabajo se describe la clonación del ortólogo de ratón de Lifeguard, y su caracterización como antagonista funcional de CD95 en el sistema nervioso. Hemos demostrado que su sobreexpresión es capaz de bloquear la muerte inducida por CD95 en el modelo del neuroblastoma humano SH-SY5Y así como en neuronas corticales murinas. También hemos comprobado que la disminución de sus niveles endógenos sensibiliza a las neuronas granulares y las corticales de ratón. Además, se ha constatado que su mecanismo molecular de acción depende de su localización exclusiva en microdominios de membrana llamados Lipid Rafts, donde puede interaccionar con CD95 e inhibir la activación de caspasas iniciadoras.De los resultados obtenidos en la segunda parte del trabajo se deduce que los niveles de la isoforma larga del antagonista FAIM, FAIML, específica del sistema nervioso, aumentan durante el desarrollo embrionario. Su máxima expresión es en los períodos del desarrollo en los que se modelan y ajustan las estructuras neurales que darán lugar al cerebro adulto. Funcionalmente, hemos demostrado que no participa en procesos de neuritogénesis (a diferencia de la isoforma corta de FAIM, FAIMS) y que no bloquea la muerte apoptótica inducida a través de estímulos mitocondriales. Sin embargo, FAIML es capaz de antagonizar la apoptosis inducida a través de los DRs CD95 y TNFR1. Los ensayos >con RNA de interferencia nos han permitido elucidar que FAIML es, al menos en parte, responsable del bloqueo de la actividad de caspasas iniciadoras activadas por DRs.Por tanto, este trabajo aporta claves sobre las bases moleculares que regulan la actividad de los DRs en el sistema nervioso y que pueden constituir una base para el desarrollo de estrategias terapéuticas en neuropatologías en las que los DRs participan de forma relevante. / Apoptosis is a physiological process by which the number of cells in metazoan organisms is regulated. Thus, cells with transient function, supranumerary cells or damaged ones are selectively eliminated by this process. Apoptosis is strictly regulated and recently it has been suggested that it could be involved in the pathogenesis of some nervous system diseases. In that sense, an excess of cell death could contribute to neurodegenerative disorders and, on the other hand, a defect could be one of the reasons for neoplasia development. The main regulator of apoptosis is the activation of caspases. These are cysteine-proteases which have cleavage specificity for aspartic residues. Caspases are activated by two main mechanisms: (1) release of citocrome C from altered mitochondria to the cytoplasm and (2) activation of membrane receptors called death receptors (DRs). These proteins have been widely characterized in the immune system, whereas in the nervous system their functions are at the initial stages of characterization.The present project is focussed on the characterization of two novel antagonists of the death receptor CD95/Fas/APO-1 which are specifically expressed in the nervous system, Lifeguard and FAIM. For this purpose PC12 and SH-SY5Y cell lines, widely used in models of differentiation and cell death, have been used along with primary cultures of cortical neurons and cerebellar granule neurons.Results obtained in the first part of this study allowed us to clone mouse Lifeguard, and describe its function as an antagonist of CD95 in the nervous system. We have demonstrated that its overexpression is able to block CD95 induced cell death in the human neuroblastoma cell line SH-SY5Y, and in mouse embryonic cortical neurons. Furthermore, reduction of Lifeguard endogenous levels sensitizes both, mouse granular and cortical neurons to CD95 induced apoptosis. In addition, it has been stated that the molecular mechanism of action of Lifeguard depends on its exclusive location in plasma membrane microdomains called Lipid Rafts, where it can interact with CD95 and inhibit the activation of initiator caspases.In the second part of this study, our results demonstrate that the expression of the long form of the CD95 antagonist FAIM, FAIML, specific of the nervous system, increases during the embryonic development. It reaches maximum levels in the periods of the development in which the neural structures are being defined, thus creating adult brain structures.Functionally, we have demonstrated that FAIML, in contrast to the short form of FAIM (FAIMS), does not participate in neurotrophic factor induced neurite outgrowth and it is not able to block apoptotic induced cell death through mitochondrial stimuli. Nevertheless, FAIML is able to antagonize the apoptosis induced through DRs CD95 and TNFR1. FAIML RNA interference efficiently reduced its endogenous levels and allowed us to conclude that FAIML is one of the molecules responsible for maintaining initiator caspases inactive upon receptor engagement.Therefore, this work will contribute to the understanding of the molecular basis for DRs activity regulation in the nervous system, and it could constitute a starting point for the development of new therapeutic strategies for DRs associated neuropathologies.