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Rol de las células gliales de Müller en la preservación de la supervivencia y funcionalidad de los fotorreceptores de retina

Volonté, Yanel Andrea 23 March 2018 (has links)
La Retinitis Pigmentaria (RP) y la Degeneración Macular Asociada a la Edad (AMD) son enfermedades neurodegenerativas de la retina que se caracterizan por la pérdida progresiva e irreversible de las neuronas fotorreceptoras (FR). Ambas enfermedades son incurables, conducen a la pérdida de visión y no cuentan con tratamientos efectivos. Una estrategia para lograr desarrollar una terapia más adecuada para estas enfermedades es la utilización de células madre que puedan restaurar los tejidos dañados. Sin embargo, regenerar la retina requiere resolver varios problemas poco explorados: uno de ellos es la escasa actividad regenerativa de las células gliales de Müller (CGM) de la retina que, si bien han sido propuestas como células madre, poseen una efectividad muy limitada en mamíferos y son ineficientes para recuperar los FR perdidos. Otro problema es la respuesta reactiva de las CGM, la cual ocurre luego de daños en la retina y genera una inflamación crónica local que afecta la supervivencia de las neuronas regeneradas. Al respecto, recientemente se ha propuesto que los receptores X para retinoideos (RXR) son moduladores de la respuesta inflamatoria que protegerían a las neuronas durante las enfermedades neurodegenerativas del SNC. Sin embargo, aún se conoce muy poco sobre su rol en la retina. El estudio de estas enfermedades enfrenta dificultades éticas y prácticas, por lo que el uso de ratones rd1, un modelo animal de RP que presenta una mutación específica que causa la muerte por apoptosis de los FR, resulta extremadamente útil para investigar las causas de la escasa capacidad regenerativa de la retina. Con este objetivo utilizamos retinas enteras y cultivos primarios neuronales y de CGM de ratones control y rd1. También investigamos y comparamos la actividad proliferativa de las CGM y la expresión de diversos marcadores de células madre, así como la expresión de los RXR y su efectos sobre la supervivencia neuronal y reactividad glial ante el tratamiento con un agonista sintético de estos receptores. Los resultados indicaron una disminución de los marcadores de célula madre de las CGM rd1. Notablemente, la expresión de uno de ellos, Nestina, pudo ser revertida al co-cultivar las CGM rd1 con neuronas control (wt), lo que sugiere una alteración en la comunicación neuro-glial. Además, el agonista sintético de los RXR, PA024, retrasó la muerte de los FR y disminuyó la reactividad glial en cultivos de retinas rd1. En resumen, en esta tesis presentamos evidencia de que en las retinas rd1 existe una alteración en la comunicación neuro-glial que afectaría el potencial regenerativo y dispararía una respuesta reactiva en las CGM. Asimismo, hallamos que la reactividad de las CGM y la muerte de los FR en las retinas rd1 pudo ser disminuida mediante la utilización de un agonista de los RXR. Estos resultados sugieren que el potencial regenerativo de las CGM dependería de su interacción con neuronas sanas; que durante los procesos neurodegenerativos de la retina este diálogo neuro-glial estaría afectado; y que los RXR regularían, en parte, los procesos inflamatorios y la supervivencia neuronal en la retina. Estos hallazgos podrían ser de utilidad para el desarrollo de una terapia efectiva de reemplazo celular. / Retinitis Pigmentosa (RP) and Age-related Macular Degeneration (AMD) are neurodegenerative diseases of the retina which are characterized by the progressive and irreversible loss of photoreceptor neurons (PRs). Both diseases are incurable, lead to loss of vision and lack effective treatment. A strategy to develop an adequate therapy involves the use of stem cells that are able to restore damaged tissue. However, retina regeneration requires solving many unexplored issues. One of them is poor regenerative activity of Müller glial cells (MGC) of the retina. Although these cells have been postulated as stem cells, they have limited effectiveness in mammals and are inefficient to recover lost PRs. Another issue is the reactive response of MGC, which occurs after damage to the retina and causes local chronic inflammation that affects the survival of regenerated neurons. In that regard, it has recently been claimed that retinoid X receptors (RXR) are inflammatory response modulators that could protect the neurons from neurodegenerative diseases of the central nervous system. However, little is known about the role they play in the retina. Research into these diseases faces many ethical and practical challenges. Therefore, using rd1 mice, an animal model of RP with a very specific mutation which causes death by apoptosis of PRs, is extremely useful to study the causes of poor regenerative capacity of the retina. For this purpose, we have used whole retinas and primary neural and MGC cultures from control and rd1 mice. We have also studied and compared the proliferative activity of MGC and the expression of several stem cell markers, as well as the expression of RXR and their effect on neuronal survival and glial reactivity upon treatment with a synthetic agonist. Results showed decreased rd1 MGC stem cell markers. Remarkably, the expression of one of these, Nestin, could be reverted by co-culturing of rd1 MGC with control neurons (wt), which suggests an alteration in neuroglial communication. Furthermore, using the RXR synthetic agonist PA024 delayed death of PRs and decreased glial reactivity in rd1 retina cultures. In sum, throughout this thesis we have presented evidence that in rd1 retinas there is an alteration in neuroglial communication which could affect the regenerative potential and trigger a reactive response of MGC. Additionally, we found that MGC reactivity and death of PRs in rd1 retinas could be reduced by means of a RXR agonist. These results suggest that regenerative potential of MGC could depend on their interaction with healthy neurons, that neuroglial communication could be affected when neurodegenerative processes of the retina take place, and that RXR could partially regulate inflammatory processes and neuronal survival in the retina. These findings could prove useful for the development of an effective cellular replacement therapy.
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Participación del factor silenciador neuronal restrictivo (REST/NRSF) en la neurogénesis de xenopus laevis

Olguín Aguilera, Patricio January 2006 (has links)
No description available.
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Efectos de la proteína SPARC sobre la maduración de las sinapsis autápticas colinérgicas

Albrecht, David 17 December 2012 (has links)
Las sinapsis son un elemento clave para el funcionamiento del sistema nervioso y la formación de las sinapsis es un proceso decisivo a lo largo de la vida. El establecimiento de los contactos sinápticos ocurre tanto en el sistema nervioso en desarrollo como en el cerebro adulto. Durante todo este proceso las neuronas y las células gliales se encuentran íntimamente acopladas por todo el sistema nervioso. Las investigaciones de las últimas décadas han evidenciado que las células gliales poseen un rol que va más allá del clásicamente atribuido, demostrando que la glía posee una función relevante en la formación y en el funcionamiento de las sinapsis mediante la secreción de diversas moléculas, las cuales han sido caracterizadas principalmente desde un punto de vista postsináptico. Para el estudio de la interacción neurona-glía, el laboratorio de Neurobiología ha implementado microcultivos de neuronas aisladas del ganglio cervical superior, sistema en el cual una neurona individual crece sobre una gota de colágeno haciendo contacto consigo misma. Los microcultivos establecidos rutinariamente en el laboratorio, consisten en una sola neurona que crece en ausencia de otros tipos celulares, denominados SCM; y una sola neurona que crece en presencia de células gliales o GM. Con este sistema, estudios previos realizados en el laboratorio demostraron que las células gliales incrementan la frecuencia de la neurotransmisión espontánea y modifica la plasticidad a corto plazo. Durante el desarrollo de esta tesis doctoral, se estableció que la glía periférica inmadura in vitro e in vivo secretan la proteína matricelular SPARC, proteína que se expresa ampliamente en el sistema nervioso en desarrollo y en áreas sinaptogénicas, a pesar de lo cual se desconoce la función que tiene en el desarrollo y en la plasticidad. En este trabajo se caracterizan las funciones de SPARC sobre la neurotransmisión y la maduración de las sinapsis colinérgicas autápticas, observándose que concentraciones nanomolares de SPARC durante el desarrollo sináptico aumentan la frecuencia de la neurotransmisión espontánea e incrementan la depresión a corto plazo. La secreción local de SPARC sobre neuronas maduras durante 24-36 horas, incrementa solamente la depresión a corto plazo. Finalmente, mediante electrofisiológica y microscopía electrónica correlativa, demostramos que los terminales presinápticos desarrollados en presencia de concentraciones nanomolares de SPARC, presentan dos a tres veces menos vesículas sinápticas totales y vesículas sinápticas ancladas a las zonas activas. Las evidencias experimentales obtenidas en este trabajo señalan que la proteína matricelular SPARC retiene las sinapsis autápticas colinérgicas en un estado inmaduro. / The synapses are a key element for the Nervous system functions. They are established mainly during the nervous system development, but they can be formed in the adult nervous system as well. Neurons and glial cells are intimately coupled during all these processes. During the last decade it has been described that glial cells participate in the synapses establishment and information processing, they do so secreting factors. To study the neuron-glía interaction, our laboratory has set up neuronal microcultures, where a single neuron grows in a drop of collagen, a permissive substracte, surrounded by agarose, a non permissive substrate, forcing the neuron to develop inside the collagen drop, forcing it to have contact only with itself. These kind of synapses are called autapses. During this PhD thesis, we found that immature glial cells secrete SPARC in vitro and in vivo. We proved that SPARC has an effect over the neurotransmission and the presynaptic terminal maturations in cholinergic autapses; nanomolar concentration of SPARC applied during the neuronal development enhances the spontaneous neurotransmission and the short-term plasticity. We have also characterized that nanomolar concentration of SPARC decreases the total vesicular number and the docked vesicles number in presynaptic terminal. These experimental results obtained during the thesis lead us to propose that SPARC arrest the synapses in an immature stage.
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Estudio de la apoptosis inducida por la inhibición de la vía de la PI3K/AKT

Vázquez de la Torre Cervera, Aurelio 10 April 2013 (has links)
Una de las vías que se postula que tienen una mayor importancia en las enfermedades neurodegenerativas es la de los inositoles fosfato. Para el estudio de esta vía se ha utilizado un inhibidor farmacológico de la fosfoinositol 3 cinasa (PI3K), el LY294002, en un modelo in vitro de células granulares de cerebelo de rata (CGC). Al tratar las CGC con una dosis de 30μM de LY294002 se produce una muerte celular por apoptosis que es independiente de calpaínas y dependiente de caspasas, además no se observa la fragmentación de p35 ni de α espectrina que se da por activación de las calpaínas. Los ensayos de actividad caspasa nos muestran un incremento significativo de la actividad de las caspasas 6 y 9 pero no de la 3 como sucede en otros modelos de apoptosis como la deprivación de S/K+. Nuestros estudios muestran que aunque existen algunas similitudes entre los modelos de inhibición de la PI3K y la deprivación de S/K+ también existen importantes diferencias. En ambos se produce una desfosforilación de AKT en Ser476 y consecuentemente una desfosforilación de GSK3β en Ser9, lo que indica la activación de GSK3β. Respecto a la proteína Rb en ambos modelos se observa un incremento de su fosforilación, si bien su papel es distinto ya que en la deprivación de S/K+ conduce a la liberación del E2F y a la transcripción de proteínas relacionadas con el ciclo celular. Además, se observó un incremento de la síntesis de DNA. Por el contrario el tratamiento con LY294002, pese a provocar un incremento en la fosforilación del Rb, no lleva a la expresión de ciclinas, CDKs ni un aumento de la síntesis de DNA.. Sin embargo el uso de inhibidores de CDK como flavopiridol y roscovitina muestran una protección significativa frente a la apoptosis inducida por LY294002, nuestros estudios muestran por vez primera que, no solo flavopiridol sino también otros inhibidores de CDK como la roscovitina tienen capacidad para inhibir la actividad GSK3β. Rb puede ser fosforilado por p38, un miembro de la vía de las MAPK las cuales son inhibidas por AKT. Nuestros resultados indican que LY294002 produce un incremento de la actividad de p38, pero no de JNK. Además, los cultivos Knockout de JNK3 no muestran una protección frente al tratamiento con LY294002, lo que refuerza la idea de que JNK no juega un papel central en este modelo. El incremento de actividad de p38 fue revertido con SB203580, un inhibidor de p38, así como por SP600125, inhibidor de JNK. Ambos fármacos mostraron una protección significativa frente a la apoptosis inducida por LY294002 y una reducción de la fosforilación del factor de transcripción c‐Jun, implicado en la apoptosis. La activación de c‐Jun conduce a la expresión de genes proapoptóticos como dp5 relacionados con la vía intrínseca, la inhibición de p38 previno del aumento de expresión de dp5. Por el contrario otras proteínas implicadas en la vía como Bim no están reguladas por c‐Jun ya que la inhibición de esta vía no reduce su activación. En nuestro estudio podemos concluir que, LY294002 produce una apoptosis dependiente de caspasas 6 y 9, sin implicación ni de calpaínas ni de proteínas del ciclo celular. La inhibición de AKT lleva a la activación de GSK3β y de p38. Además, p38 es capaz de fosforilar c‐Jun que regula la expresión de genes relacionados con la apoptosis por la vía intrínseca. / The inositol pathway has been reported that plays a key role in neurodegenerative diseases We study the mechansims involved in the apoptosis induced by inhibiting the phosphoinositol 3 kinase (PI3K) using a pharmacological inhibitor named LY294002 in an in vitro model of rat cerebellar granule cells (CGC). LY294002 induced apoptotic cell death through calpain independent and caspase dependent. Furthermore, we could not observed neither fragmentation of of p35 or α espectrin which is caused by calpains. The caspase activity assays showed a significant increase in caspase 6 and 9 but not in caspasa 3, in contrast with other apoptotic models such as de S/K+ deprivation. Our studies show that although exist several common points between inhibition of PI3K and S/K+ deprivation, also exist important differences between them. In both cases it has been observed AKT dephosphorylation at Ser476 and consequently GSK3β dephosphorylation at Ser9, which indicates GSK3β activation. On the other side, it was observed an increase of Rb phosphorylation in both models. However, it seems that the role played by this protein is different since in the de S/K+ deprivation leads to E2F released which participates in the transcription of proteins related to cell cycle. Moreover, the BrdU assay showed an increase in DNA synthesis. On the contrary, the LY294002 treatment, in spite of the fact that induced an increase of Rb phosphorylation, it did not induce any change of the levels neither cell cycle proteins or However, CDK inhibitors such as flavopiridol and roscovitine protected from the apoptosis induced by LY294002, our studies showed for the first time, that not only flavopiridol, but also other CDK inhibitors such as roscovitine could inhibit the GSK3β activity. Furthermore Rb can be phosphorylated by p38, which is a protein of MAPK pathway that is down‐regulated by AKT. Our results showed that LY294002 produced an increase of p38 activity, but not of JNK. Moreover, JNK3 Knockout cultures were not significantly protected from LY294002 treatment, this reinforces the idea that JNK is not the main target involved in this model. The increase of p38 activity was prevented with SB203580, a specific p38 inhibitor, and either with SP600125, a JNK inhibitor. Both drugs shown a significant protection from the apoptosis induced by LY294002 and prevented from c‐Jun phosphorylation, a transcription factor implied in apoptosis. The activation of c‐Jun triggered the expression of proapoptotic genes such as dp5 which is related to the intrinsic pathway, p38 inhibition prevented from the increase in dp5 expression. On the contrary, other proapoptotic proteins related to this pathway such as Bim was not regulated by c‐Jun since the inhibition of p38 pathway did not reduce its expression. In our study we can conclude that LY294002 induced apoptosis mediated by caspasas 6 and 9. Neither calpains nor cell cycle proteins were involved in this apoptotic model. The inhibition of AKT leaded to GSK3β and p38 activation. Moreover, p38 was able to phosphorylate c‐Jun that triggers the expression of proapoptotic genes implied in the apoptotic intrinsic pathway.
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Dynamics and Synchronization in Neuronal Models

Pérez López, Antonio Manuel 07 September 2009 (has links)
La tesis está principalmente dedicada al modelado y simulación de sistemas neuronales. Entre otros aspectos se investiga el papel del ruido cuando actua sobre neuronas. El fenómeno de resonancia estocástica es caracterizado tanto a nivel teórico como reportado experimentalmente en un conjunto de neuronas del sistema motor. También se estudia el papel que juega la heterogeneidad en un conjunto de neuronas acopladas demostrando que la heterogeneidad en algunos parámetros de las neuronas puede mejorar la respuesta del sistema a una modulación periódica externa. También estudiamos del efecto de la topología y el retraso en las conexiones en una red neuronal. Se explora como las propiedades topológicas y los retrasos en la conducción de diferentes clases de redes afectan la capacidad de las neuronas para establecer una relación temporal bien definida mediante sus potenciales de acción. En particular, el concepto de consistencia se introduce y estudia en una red neuronal cuando plasticidad neuronal es tenida en cuenta entre las conexiones de la red.
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Duomenų dimensijos mažinimas naudojant autoasociatyvinius neuroninius tinklus / Data dimensionality reduction using autoassociative neural networks

Bendinskienė, Janina 31 July 2012 (has links)
Šiame magistro darbe apžvelgiami daugiamačių duomenų dimensijos mažinimo (vizualizavimo) metodai, tarp kurių nagrinėjami dirbtiniai neuroniniai tinklai. Pateikiamos pagrindinės dirbtinių neuroninių tinklų sąvokos (biologinis neuronas ir dirbtinio neurono modelis, mokymo strategijos, daugiasluoksnis neuronas ir pan.). Nagrinėjami autoasociatyviniai neuroniniai tinklai. Darbo tikslas – išnagrinėti autoasociatyviųjų neuroninių tinklų taikymo daugiamačių duomenų dimensijos mažinimui ir vizualizavimui galimybes bei ištirti gaunamų rezultatų priklausomybę nuo skirtingų parametrų. Siekiant šio tikslo atlikti eksperimentai naudojant kelias daugiamačių duomenų aibes. Tyrimų metu nustatyti parametrai, įtakojantys autoasociatyvinio neuroninio tinklo veikimą. Be to, gauti rezultatai lyginti pagal dvi skirtingas tinklo daromas paklaidas – MDS ir autoasociatyvinę. MDS paklaida parodo, kaip gerai išlaikomi atstumai tarp analizuojamų taškų (vektorių) pereinant iš daugiamatės erdvės į mažesnės dimensijos erdvę. Autoasociatyvinio tinklo išėjimuose gautos reikšmės turi sutapti su įėjimo reikšmėmis, taigi autoasociatyvinė paklaida parodo, kaip gerai tai gaunama (vertinamas skirtumas tarp įėjimų ir išėjimų). Tirta, kaip paklaidas įtakoja šie autoasociatyvinio neuroninio tinklo parametrai: aktyvacijos funkcija, minimizuojama funkcija, mokymo funkcija, epochų skaičius, paslėptų neuronų skaičius ir dimensijos mažinimo skaičiaus pasirinkimas. / This thesis gives an overview of dimensionality reduction of multivariate data (visualization) techniques, including the issue of artificial neural networks. Presents the main concepts of artificial neural networks (biological and artificial neuron to neuron model, teaching strategies, multi-neuron and so on.). Autoassociative neural networks are analyzed. The aim of this work - to consider the application of autoassociative neural networks for multidimensional data visualization and dimension reduction and to explore the possibilities of the results obtained from the dependence of different parameters. To achieve this, several multidimensional data sets were used. In analysis determinate parameters influencing autoassociative neural network effect. In addition, the results obtained by comparing two different network made errors - MDS and autoassociative. MDS error shows how well maintained the distance between the analyzed points (vectors), in transition from the multidimensional space into a lower dimension space. Autoassociative network output values obtained should coincide with the input values, so autoassociative error shows how well it is received (evaluated the difference between inputs and outputs). Researched how autoassociative neural network errors are influenced by this parameters: the activation function, minimizing function, training function, the number of epochs, hidden neurons number and choices of the number of dimension reduction.
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Neurono sinapsių plastiškumo modeliavimas / Computational modeling of spike timing dependent plasticity in a single neuron

Feiza, Vidmantas 23 December 2014 (has links)
Tobulėjanti pavienių nervinių ląstelių parametrų matavimo technika suteikia milžiniškus kiekius informacijos. Kad apdoroti tokias gausias duomenų apimtis, būtina taikyti sudėtingus duomenų apdorojimo metodus pasitelkiant galingas skaičiavimo priemones ir algoritmus. Šio darbo tikslas - nustatyti optimalią interneuronų tiesioginio sklidimo slopinančių sinapsių mokymosi taisyklę, kuri leistų išsaugoti įėjimo signalų aukštą laikinę skiriamąją gebą, kuomet žadinančių sinapsių svorių koeficientai keičiami pagal nuo įėjimų laiko priklausančią sinapsių plastiškumo (angl. spike-timing dependent synaptic plasticity, (STDP)) taisyklę. Vykstant žadinančių sinapsių ilgalaikei potenciacijai, įėjimų signalų integravimo langas išauga. Siekiant išsaugoti integravimo langą siaurą, reikalingas ir tiesioginio sklidimo slopinančių sinapsių plastiškumas. / Plentiful results are coming from advances in single cell recordings. All these data have to be treated in complex ways implementing powerful computational techniques. Goal of this study was to identify the optimal learning rule of feedforward inhibitory interneurons that preserves high temporal precision of input discrimination while excitatory synapses undergo synaptic modifications according to the asymmetric spike-timing dependent plasticity rule. Temporal integration of inputs is enhanced if excitatory synapses undergo long term potentiation. To preserve narrow temporal integration window, feedforward inhibitory synapses must be plastic as well.
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Efecto del silenciamiento génico de receptores de bradicinina sobre proliferación neuronal y glial en el hipocampo de ratones C57BL/6: relación con el transtorno bipolar

Salvador Carrillo, José Fernando January 2017 (has links)
Investiga el efecto del silenciamiento de los receptores B1 y B2 sobre la proliferación de los astrocitos, microglías y neuronas en el hipocampo de ratones machos adultos C57BL/6. Muestran alteraciones en la expresión génica de los marcadores moleculares de los astrocitos maduros e inmaduros en los ratones knockouts (KO) B2 (-/-) y B1B2 (-/-) sugiriendo un papel del sistema de las cininas durante las diferentes etapas de maduración de estas células gliales. Por otro lado, solamente los ratones KO B1B2 (-/-) presentan una reducción de la expresión génica de su marcador molecular para la proliferación de las microglías. Este resultado podría ser explicado a través de la hiperactivación de la proteína GSK-3 que lidera la activación de vías apoptoticas cuando el sistema de las cininas es bloqueado. Finalmente, ningún grupo de animales KO presenta alteraciones en la expresión génicas del marcador de proliferación neuronal. Por lo tanto, se concluye que el silenciamiento génico de los receptores B1 y B2 altera la proliferación de las células gliales, pero no la proliferación neuronal. / Tesis
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Actividad del sistema de neuronas espejo: observación, escucha y ejecución de una pieza musical

Linares Luque, Sandra Carolina 16 July 2019 (has links)
Es importante comprender los correlatos neuronales de mecanismos asociados a la ejecución de piezas musicales como efecto de exposición a estímulos de tipo auditivo y visual, ya que podría impulsar la investigación de estrategias de terapia que tengan efectos beneficiosos sobre la salud psicológica y física empleando tareas de sonido y movimiento musicales para involucrar al sistema de neuronas espejo. En ese marco, la presente investigación tuvo como objetivo determinar la actividad del sistema de neuronas espejo. Para ello, se registró la actividad cerebral de seis participantes (tres hombres y tres mujeres) con edades entre 22 y 24 años con un equipo BIOPAC MP160 durante cuatro condiciones experimentales. Las tres primeras consistieron en observar, escuchar o ejecutar una pieza musical sencilla. Por otra parte, la condición de control consistió en observar la interpretación de dicha pieza, adoptando la postura como si fueran a ejecutar la pieza en el instrumento, pero sin hacerlo. Se calculó la desincronización relacionada a eventos en cada condición experimental y en dos bandas de frecuencia. Pruebas de Wilcoxon mostraron que existió desincronización en las condiciones de control, escucha, observación y ejecución. Sin embargo, solo se hallaron diferencias significativas de esta actividad entre los efectos de las condiciones observación y control en la banda alfa. Mientras que, en la banda beta, la condición ejecución presentó diferencias significativas con las condiciones observación y escucha, y entre la condición control y escucha. Se discuten estos hallazgos, así como las limitaciones del estudio y futuras líneas a seguir. / It is important to understand the neuronal correlates of mechanisms associated with the execution of musical pieces as an effect of exposure to auditory and visual stimuli, since it could promote the research of therapy strategies that may have beneficial effects on psychological and physical health using, using musical sound and movement tasks to involve the mirror neuron system. In this context, the present research aimed to determine the activity of the mirror neuron system. To do this, the brain activity of six participants (three men and three women) aged between 22 and 24 years was recorded with a BIOPAC MP160 during four experimental conditions. The first three consisted of observing, listening or playing a simple musical piece. Similarly, the control condition consisted in observing the interpretation of that piece, adopting the posture as if they were going to perform the piece in the musical instrument, but without doing so. The event-related desynchronization was computed in each experimental condition and in two frequency bands. Wilcoxon tests showed that there was desynchronization in the conditions of control, listening, observation and execution. However, significant differences of this activity were only found between the observation and control conditions effects in the alpha band. While, in the beta band, there were significant differences between the execution condition and the observation or listening conditions, and between the control and listening conditions. These findings are discussed, as well as the limitations of the study and future lines to follow.
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Development and application of phase reduction and averaging methods to nonlinear oscillators / Fazinės redukcijos ir vidurkinimo metodų plėtojimas ir taikymas netiesiniams osciliatoriams

Novičenko, Viktor 09 June 2014 (has links)
Nonlinear limit cycle oscillators are common in nature and man-made equipments, for example, they occur in electronics, robotics, lasers, chemical reactions, biological systems and economical models. Such oscillators demonstrate periodic behavior with fixed frequency and amplitude independently of the system’s initial conditions. The goal of the doctoral thesis is the development and application of phase reduction and averaging methods to analyze particular nonlinear problems in self-oscillatory systems. The phase reduction method allows us to reduce the dynamic of a weakly perturbed limit cycle oscillator to a single scalar equation that defines the dynamics of the phase. This method is usually applied to the systems described by ordinary differential equations. Here this method is extended for the systems with time delay. The phase reduction method is applied to analyze the delayed feedback control (DFC) algorithm. Such an approach allows us to obtain analytical results for slightly mismatched DFC scheme and to stabilize unstable periodic orbits with topological restriction. The averaging method is applied to self-oscillatory systems driven by high-frequency periodic force. The method allows to derive the equations for the slow motion, averaged over high-frequency oscillations. Using this method the mechanism of suppression of sustained neuronal spiking under high frequency electrical stimulation is investigated. / Netiesiniai ribinio ciklo osciliatoriai dažnai sutinkami gamtoje bei žmogaus sukonstruotose sistemose, pavyzdžiui elektronikoje, robototechnikoje, lazeriuose, cheminėse reakcijose, biologinėse sistemose bei ekonominiuose modeliuose. Tokie osciliatoriai vaizduoja periodinį elgesį su fiksuotu dažniu ir amplitude nepriklausomai nuo sistemos pradinių sąlygų. Šios disertacijos tikslas yra išplėtoti ir pritaikyti fazinės redukcijos ir vidurkinimo metodus konkretiems uždaviniams spręsti. Fazinės redukcijos metodas leidžia silpnai perturbuoto ribinio ciklo osciliatoriaus dinamiką redukuoti iki vieno skaliarinio kintamojo dinamikos. Darbe fazinės redukcijos metodas išplėtotas ribinio ciklo osciliatoriams su delsa. Plačiai išnagrinėtas fazinės redukcijos taikymas chaotinėms sistemoms, kurių nestabili periodinė orbita (NPO) yra stabilizuojama uždelstuoju grįžtamuoju ryšiu (UGR). Toks priėjimas leidžia gauti analizinius rezultatus silpnai išderintai URG valdomai sistemai bei stabilizuoti NPO su topologiniu ribojimu. Vidurkinimo metodas leidžia gauti sistemos dinamiką, suvidurkintą per aukšto dažnio periodą, kai sistema yra veikiama aukšto dažnio periodine jėga. Darbe yra išnagrinėtas neuronų savųjų osciliacijų nuslopinimo mechanizmas, stimuliuojant juos aukšto dažnio elektriniu signalu.

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