As teorias científicas surgiram da necessidade do homem entender o funcionamento das coisas. Novos métodos e técnicas são então criados com o objetivo não só de melhor compreender, mas também de desenvolver essas próprias teorias. Nesta dissertação, vamos estudar várias dessas técnicas (aqui chamadas de algoritmos) com o objetivo de obter estados fundamentais em sistemas de spin e de revelar suas possíveis propriedades de auto-organização crítica. No segundo capítulo desta dissertação, apresentamos os algoritmos de otimização: simulated annealing, algoritmo genético, otimização extrema (EO) e evolutivo de Bak-Sneppen (BS). No terceiro capítulo apresentamos o conceito de criticalidade auto-organizada (SOC), usando como exemplo o modelo da pilha de areia. Para uma melhor compreensão da importância da criticalidade auto-organizada, apresentamos vários outros exemplos de onde o fenômeno é observado. No quarto capítulo apresentamos o modelo de relógio quiral de p-estados que será nosso sistema de testes. No caso unidimensional, determinamos a matriz de transferência e utilizamos o teorema de Perron-Frobenius para provar a inexistência de transição de fase a temperaturas finitas a temperaturas finitas. Esboçamos os diagramas de fases dos estados fundamentais que obtivemos de maneira analítica e numérica para os casos de p = 2, 3, 4, 5 e 6, no caso numérico fazendo uso do algoritmo de Bak-Sneppen com sorteio (BSS). Apresentamos ainda um breve estudo do número de mínimos locais para o modelo de relógio quiral de p-estados, para os casos de p = 3 e 4. Por último, no quinto capítulo, propomos uma dinâmica Bak-Sneppen com ruído (BSR) como uma nova técnica de otimização para tratar sistemas discretos. O ruído é introduzido diretamente no espaço de configuração de spins. Conseqüentemente, o fitness (adaptabilidade) passa a assumir valores contínuos, num pequeno intervalo em torno do seu valor original (discreto). Os resultados dessa dinâmica indicam a presença de criticalidade auto-organizada, evidenciada pelo decaimento em leis de potências das correlações espacial e temporal. Também estudamos o método EO e obtivemos uma confirmação numérica de que sua dinâmica exibe um comportamento não crítico com alcance espacial infinito e decaimento exponencial das avalanches. Finalmente, para o modelo de relógio quiral, comparamos a eficiência das três dinâmicas (EO, BSS e BSR) no que tange às suas habilidades de encontrar o estado fundamental do sistema. / In order to understand how things work, man has formulated scientific theories. New methods and techniques have been created not only to increase our understanding on the subject but also to develop and even expand those theories. In this thesis, we study several techniques (here called algorithms) designed with the objective to get the ground states of some spin systems and eventually to reveal possible properties of critical self-organization. In the second chapter, we introduce four fundamental optimization algorithms: simulated annealing, genetics algorithms, extremal optimization (EO) and Bak-Sneppen (BS). In the third chapter we present the concept of self-organized criticality (SOC), using as an example the sandpile model. To understand the importance of the self-organized criticality, we show many other situations where the phenomenon can be observed. In the fourth chapter, we introduce the p-states chiral clock model. This will be our test or toy system. For the one-dimensional case, we first determined the corresponding transfer-matrix and then proved the nonexistence of phase transitions by using the Perron-Frobenius theorem. We calculate the ground state phase diagrams both analytically and numerically in the cases of p = 2, 3, 4, 5 and 6. We also present a brief study of the number of local minima for the cases p = 3 and 4 of the chiral clock model. Finally, in the fifth chapter, we propose a Bak-Sneppen dynamics with noise (BSN) as a new technique of optimization to treat discrete systems. The noise is directly introduced into the spin configuration space. Consequently, the fitness now take values in a continuum but small interval around its original value (discrete). The results of this dynamics indicate the presence of self-organized criticality, which becomes evident with the power law scaling of the spacial and temporal correlations. We also study the EO algorithm and found a numerical con_rmation that it does not show a critical behavior since it has an in_nite space range and an exponential decay of the avalanches. At the end, we compare the e_ciency of the three dynamics (EO, BSD and BSN) for the chiral clock model, concerning their abilities to _nd the system\'s ground state.

O surgimento e a evolução da vida na terra foram possíveis graças ao desenvolvimento de mecanismos temporais precisos capazes de ajustar os processos fisiológicos que ocorriam no interior do organismo com os ciclos ambientais, promovendo assim, ganhos na capacidade adaptativa e reprodutiva dos indivíduos. Neste contexto, luz e temperatura são as duas pistas temporais mais relevantes para resetar o relógio endógeno e, aparentemente, esses dois zeitgebers trabalham juntos para manter os ritmos circadianos. Uma ampla gama de fotorreceptores e fotopigmentos evoluiu no sentido de perceber com alta sensibilidade a informação fótica fornecida pelo ambiente e, recentemente, foi demonstrado que a detecção de temperatura também pode ser exercida pelos fotopigmentos rodopsina e melanopsina, sendo mediada por canais TRP (Shen et al., 2011). Consideramos as células B16-F10 Per1::Luc como um modelo promissor para o estudo de luz e temperatura em relógios periféricos, uma vez que essa linhagem expressa os dois fotopigmentos apontados com função de termorreceptores em Drosophila. Nossos estudos nos permitiram verificar que a luz não atua como um agente sincronizador nessas células, que se mantiveram em livre curso mesmo após um pulso de 10 min de luz azul (650 lux). Por outro lado, um pulso de temperatura de 2,5º C acima da temperatura de manutenção por 1h atuou ajustando a expressão do gene Per1, imprimindo um ritmo circadiano, diferentemente do observado no controle. Com base nessas informações, hipotetizamos que a informação de luz, percebida via melanopsina na retina de mamíferos, levaria a regulação da temperatura circadiana pelo NSQ, e a temperatura corporal, por sua vez, poderia atuar como uma pista interna para a sincronização dos tecidos periféricos, tendo os canais TRP como mediadores. Para responder esta questão, utilizamos camundongos WT e TrpV1 KO submetidos a diferentes protocolos de luz e avaliamos a expressão de genes do relógio Per1, Per2, Clock e Bmal1 e dos canais TrpV1 e TrpA1 em tecidos periféricos. Identificamos que a glândula suprarrenal, fígado e tecido adiposo marrom possuem uma maquinaria do relógio tipicamente ativa e acreditamos que a oscilação dos genes de relógio observada nesses tecidos é expressiva. Interessantemente, vimos também que o TrpV1, além de ser expresso nos tecidos analisados em animais WT, apresenta uma transcrição rítmica no fígado e tecido adiposo marrom de animais em LD, corroborando nossa hipótese de que canais TRP atuam como mediadores da informação de luz aos tecidos periféricos. Dadas as diferenças encontradas entre os animais WT e TrpV1 KO, sugerimos que a presença do canal TRPV1 pode ser essencial, embora seu grau de envolvimento varie de acordo com o tecido. No que diz respeito ao canal TRPA1, encontramos dois resultados que merecem ser destacados. Primeiramente, identificamos no fígado de camundongos TrpV1 KO mantidos em LD uma provável compensação da expressão de TrpA1 na ausência de TrpV1 e, curiosamente, que o tecido adiposo marrom não expressa o canal TrpA1. Considerando os resultados deste trabalho sobre o envolvimento dos canais TRP em resposta à luz e temperatura, acreditamos ter fortalecido nossa hipótese inicial, principalmente após demonstrarmos o papel do canal TRPV1 e que tecidos periféricos são sincronizados por alterações de temperatura. / The life emergence and evolution on Earth were made possible by the development of precise temporal mechanisms able to adjust the physiological processes within an organism with environmental cycles, thus promoting gains in the adaptive and reproductive capacity of the individuals. In this context, light and temperature are the two most relevant time cues to reset the endogenous clock; apparently these two zeitgebers work together to keep the circadian rhythms. A wide variety of photoreceptors and photopigments evolved in order to precisely perceive the photic information provided by the environment, and recently it has been shown that the temperature detection can also be exerted by the photopigments rhodopsin and melanopsin, being mediated by TRP channels (Shen et al., 2011). We have identified B16-F10 Per1::Luc cells as a promising model for the study of light and temperature effects on peripheral clocks, since this cell line expresses both photopigments pointed as thermoreceptors in Drosophila. Our studies allowed us to demonstrate that light does not act as a synchronizing agent on those cells, which remained in free running after a 10 min pulse of blue light (650 lux). On the other hand, a temperature pulse of 2.5º C above the maintenance temperature, for 1h, adjusted Per1 gene expression, imprinting a circadian rhythm, which was not observed in the control. Based on this information, we hypothesized that the light perceived via melanopsin by the mammalian retina would lead to the regulation of the circadian temperature by the SCN, and the body temperature, in turn, could act as an inner cue for the synchronization of the peripheral tissues, having the TRP channels as mediators. To answer this question, we have used WT and TrpV1 KO mice under different light protocols and evaluated the expression of clock genes Per1, Per2, Clock and Bmal1 and TrpV1 and TrpA1 channels in peripheral tissues. We found that the adrenal gland, liver and brown adipose tissue have a typically active clock machinery, and the oscillation of clock genes observed in these tissues is significant. Interestingly, we observed that TrpV1 is expressed in those tissues, and presents a rhythmic transcription in the liver and brown adipose tissue of LD maintained animals, confirming our hypothesis that TRP channels act as mediators of light information to peripheral tissues. In face of the differences between WT and trpV1 KO animals, we suggest that the presence of the TRPV1 channel may be essential, although its degree of involvement may vary according to the tissue. In terms of TRPA1 channel, we found two results that deserve to be highlighted. Firstly, we identified in the liver of TrpV1 KO mice maintained in LD a presumable compensation of TrpA1 expression in the absence of TrpV1 and, interestingly, the brown adipose tissue does not express TrpA1 channel. Considering the findings of this study on the participation of TRP channels in responses to light and temperature, we believe we have strengthened our initial hypothesis, especially after we have demonstrated the role of TRPV1 channel, and that peripheral tissues may be synchronized by temperature changes.

Tendo por objetivo principal a implementação de um laboratório de pesquisa em tempo e freqüência, tomamos como primeiro alvo a ser alcançado a realização da definição primária do segundo, conforme estabelecido pelo BIPM, baseado no átomo de 133CS. Seguindo os passos nessa linha de pesquisa, o laboratório construiu um primeiro padrão baseado em feixe efusivo e operado opticamente. Atualmente, os sistemas com maior capacidade de determinação do segundo são os padrões de átomos frios, denominados chafarizes, dado o seu esquema de funcionamento. O objetivo principal desse trabalho foi o desenvolvimento de um padrão de tempo e freqüência baseado em um sistema de átomos frios, passando por todas as fases de sua implementação. Tais fases dizem respeito à construção de sistemas de controle de lasers de diodo, síntese de freqüências, avaliação de sinais de tempo e freqüência e controle e aquisição dos sinais de interrogação atômica. Adicionada a isso a necessidade de estabelecer um ambiente próprio ao desenvolvimento de tal experimento. Os resultados observados até aqui permitem que sejam estabelecidas novas metas, em busca do refinamento desse padrão. Além disso, os tipos de sistemas abordados são passíveis de utilização no desenvolvimento de outros padrões, tanto primários como secundários, sendo requisitos fundamentais no estabelecimento de metrologia científica de tempo e freqüência. / Having as a main goal the implementation of a research laboratory in time and frequency, we set the first target to be reached the realization of the primary definition of the second, as stated by BIPM, based on the 133CS atom. Following the steps in this research line our laboratory constructed a first standard based on an effusive beam optically operated. Nowadays, the most capable systems in the determination of the second are the cold atoms standards, called fountains, due to their operation mode. The main subject of this thesis is the development of a time and frequency standard based in cold atoms doing all the steps to implement it. These steps concern to the construction of diode lasers control systems, frequency synthesis, time and frequency signal characterization and atomic interrogation signal acquisition, added the need to the establishment of an appropriate environment to develop such experiment. The observed results until now allowed the determination of the new goals in the search of the standard refinement. Moreover, the kind of systems described here can be used in the development of other standards, either primary or secondary, being fundamental requisites in the establishment of time and frequency scientific metrology.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A hiperatividade locomotora e as alterações nos ritmos circadianos têm sido descritas em roedores e humanos expostos ao etanol durante o desenvolvimento. Considerando que a atividade locomotora em camundongos é conhecida por variar ao longo das fases do ciclo claro escuro, é possível que o fenótipo hiperativo resultante da exposição precoce ao etanol também varie em função da hora do dia. Além disso, é possível que a hiperatividade apresentada pelos indivíduos expostos ao etanol durante o desenvolvimento esteja associada com distúrbios no sistema de controle do ritmo circadiano. Neste estudo, avaliamos estas duas possibilidades realizando uma análise circadiana da atividade locomotora e da expressão dos genes de relógio de camundongos adolescentes expostos ao etanol durante o período de surto de crescimento cerebral. Para tanto, camundongos suíços criados e mantidos em um ciclo claro/escuro de 12h (luzes acesas às 2:00h, apagadas as 14:00h) foram injetados com etanol (5g/kg ip, grupo ETOH) ou um volume equivalente de solução salina (grupo SAL) em dias alternados do segundo ao oitavo dias pós-natais. No 30 dia pós-natal, os animais foram testados em campo aberto por 15 minutos em diferentes momentos do ciclo claro/escuro: durante a fase clara entre 6:00 e 7:30h e entre12:00 e 13:30h; durante a fase escura entre 18:00 e 19:30h e entre 0:00 e 01:30h. Durante a fase escura os testes foram realizados sob iluminação com luz vermelha. Após os testes comportamentais, alguns animais foram randomicamente selecionados para as análises de imunofluorescência da expressão dos genes PER 1, 2 e 3 no núcleo supraquiasmático. Ao longo dos seis primeiros minutos, a atividade locomotora dos animais testados durante o período claro não mudou significativamente ou apresentou um leve aumento e a dos animais testados no período escuro apresentou uma marcante redução. Além disso, o grupo de animais testados entre 00:00 e 1:30h apresentou a maior atividade locomotora e o grupo dos animais testados entre 12:00 e 13:30h apresentou a menor atividade locomotora. De modo importante, a exposição neonatal ao etanol promoveu hiperatividade locomotora apenas no grupo de animais testados entre 00:00 e 1:30h. Em relação aos genes de controle do ritmo circadiano, a exposição precoce ao etanol afetou apenas a expressão do gene Per1 que foi menor entre 18:00 e 19:30h. O fato de que a expressão dos genes de controle do ritmo circadiano foi alterada no meio da fase escura e que a hiperatividade locomotora foi observada apenas no final da fase escura é compatível com a hipótese de que a hiperatividade induzida pelo etanol pode estar associada com as perturbações de controle do ritmo circadiano. / Locomotor hyperactivity and alterations of circadian rhythmicity have been described both in rodents and in humans exposed to ethanol during development. Considering that spontaneous locomotor activity in mice is known to vary as a function of the time of the day, it is conceivable that the expression of the locomotor hyperactivity phenotype resulting from developmental ethanol exposure also varies throughout the day. In addition, it is possible that the hyperactivity presented by individuals early exposed to ethanol is associated with a dysfunction in the control system of the circadian rhythm. In this study, we tested these two possibilities by performing a circadian analysis of the locomotor activity and the expression of clock genes in adolescent mice exposed to ethanol during the brain growth spurt period. Subjects were Swiss mice that were bred and maintained in our laboratory on a 12:12h light/dark cycle (lights on: 2:00, lights off: 14:00). From postnatal day 2 (PN2) to PN8, litters either received ethanol (5 l/g i.p., 25% in saline solution) or an equivalent volume of saline solution every other day. At PN30, locomotor activity was automatically assessed for 15 min in the open field test. During the light period, the animals were tested between 6:00 and 7:30 h or between 12:00 and 13:30 h whereas during the dark period the tests were performed between 18:00 and 19:30 h or between 0:00 and 1:30 h. During the dark period, the tests were conducted under red dim light illumination. After the behavioral tests, a sample of animals was randomly selected for the analysis by immunofluorescence of the expression of genes PER 1, 2 and 3 in the suprachiasmatic nucleus. Throughout the first 6 min, the locomotor activity of animals tested during the light period did not change or only increased slightly, while animals tested during the dark period presented a marked reduction. Furthermore, animals tested between 00:00 and 1:30 h presented the highest activity while animals tested between 12:00 and 13:30 h presented the lowest locomotor activity. Importantly, neonatal exposure to ethanol caused locomotor activity only in those animals tested between 00:00 and 1:30 h. As for the the clock genes, neonatal exposure to ethanol only affected the PER 1 expression, which was lowest between 18:00 and 19:30. Our data is in line with the idea that locomotor activity varies as a function of the time of the day. The fact that the expression of a clock gene was altered in then middle of the dark cycle and that locomotor hyperactivity was observed only at the end of this period is compatible with the hypothesis that the hyperactivity observed as result of ethanol exposure is associated with alterations in the control of the circadian rhythm.

Submitted by GUSTAVO DE ANDRADE SILVA (obscuremetaller@gmail.com) on 2018-10-09T01:43:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Mestrado - Gustavo de Andrade SIlva.pdf: 6925468 bytes, checksum: 967cb2ee2e821188542fb5b1fb5af49f (MD5) / Rejected by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: 1 - Inserir no corpo do texto a ficha catalográfica, pois é um ítem obrigatório. 2 - Inserir no corpo do texto a cópia da ata de defesa, pois é um ítem obrigatório. Agradecemos a compreensão. on 2018-10-09T12:05:19Z (GMT) / Submitted by GUSTAVO DE ANDRADE SILVA (obscuremetaller@gmail.com) on 2018-10-09T15:27:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Mestrado - Gustavo de Andrade SIlva.pdf: 7092505 bytes, checksum: 841cdeae95494c0f93e55115aa751924 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-10-09T16:59:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ga_me_bauru.pdf: 7092505 bytes, checksum: 841cdeae95494c0f93e55115aa751924 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T16:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ga_me_bauru.pdf: 7092505 bytes, checksum: 841cdeae95494c0f93e55115aa751924 (MD5) Previous issue date: 2018-08-30 / O relógio inteligente é um novo tipo de eletrônico para o punho com funcionalidades idênticas as de um celular, que também é utilizado por motoristas durante a tarefa de condução do veículo, representando uma nova forma de distração do motorista, e risco aumentado de acidentes no trânsito; uma demanda da ergonomia cognitiva. O objetivo do presente estudo foi determinar o efeito do uso de relógio inteligente sobre motoristas experientes e novatos durante a condução simulada de automóvel, na tarefa de seguir o automóvel à frente, através da análise de movimento dos olhos, da cabeça e do desempenho na condução. Vinte motoristas experientes (EXP) e vinte motoristas novatos (NOV) realizaram a tarefa de seguir um carro à frente por um percurso de 2 km em quatro condições: somente seguir o carro (CAR), seguir o carro e receber uma notificação de texto no relógio inteligente (NOT), seguir o carro que freará de modo inesperado e brusco (FRE) e seguir o carro que freará de modo inesperado e brusco e, adicionalmente, receber uma notificação de texto (FNOT). Os dados do olhar, da cabeça e do desempenho na condução do automóvel foram submetidos à análise de variância de grupo (EXP, NOV) por condição de freada (CAR, FRE) por condição de notificação (NOT, FNOT) por tentativa (1, 2, 3). O desempenho da condução de veículo foi afetado pela freada do carro à frente e pelo uso do relógio inteligente ao receber notificação. Ao receber uma notificação no relógio, mudava-se o foco atencional do trânsito para realizar a leitura de texto, aumentando as chances de ocorrência de acidente. Experientes e novatos apresentaram diferentes estratégias para viabilizar a leitura do texto no relógio; experientes mostraram-se mais eficientes, mas ambos grupos desviaram o olhar da pista em detrimento da atenção, o que resultou em condição de risco. / Smartwatch is a new kind of electronic to be worn on the wrist with features similar to those of mobile phones, they are also being used by drivers during their driving task, representing a new form of distraction for drivers and increasing chances of traffic accidents. The goal of this project is to determine the use effect of smartwatches on experienced and novice drivers while driving on a simulated driving task following a vehicle ahead, through the analysis of eye and head movement and driving performance in a driving simulator. Twenty experienced drivers (EXP) and twenty novice drivers (NOV) will follow a car ahead for 2 kilometers in four conditions: follow a car ahead (CAR), follow a car ahead and receive a text message notification on the smartwatch (NOT), follow a car ahead that brakes abruptly (FRE) and follow a car ahead and receive a text message notification on the smartwatch while the car ahead brakes abruptly (FNOT). The gaze, head movement and driving performance data will be subjected to group variance analysis (EXP, NOV), with or without braking (CAR, FRE), with or without smartwatch notification (NOT, FNOT) and by trial (1, 2, 3). The diver’s performance showed to be affected by the car’s ahead braking and by the use of smartwatch during reading tasks. Attentional focus was shifted away from the road to the smartwatch when drivers tried to perform the reading task, thus increasing the chances of an accident. Experienced and novice drivers used different strategies to perform the reading task while driving; experienced drivers were more efficient but both groups shifted their gaze away from the road in detriment of their attention to the traffic, which resulted in risk conditions.

Several research has shown that caffeine ingestion (1, 2, 7 trimethylxanthine) increases performance. Due to these findings and their removal from the list of banned substances in 2004 by the international anti doping agency, athletes of various sports have widely used caffeine in order to increase performance during competitions. Studies have shown an increase in performance in high-intensity exercise after caffeine ingestion. The increase in performance with the use of caffeine in this type of performance, seems to be related to increasing the anaerobic contribution . On the other hand, depletion of glycogen stores appear to reduce performance during high intensity exercise. This reduction according studies appears to be due to a reduction of the anaerobic contribution. More recently, research has been conducted in order to investigate whether supplementation of carbohydrate with the addition of caffeine provides the additional effect on performance. Thus, the goal of this dissertation was: 1) review the main findings about the effects on performance in time trial and what the mechanisms involved in the combined supplementation of caffeine and carbohydrate (review article). 2) verify if intake of caffeine can reverse the impairment in performance and anaerobic contribution caused by depletion of muscle glycogen during 4000m cycling time trial (results article). In the studies reviewed in the review article found that most studies with combined ingestion of caffeine and carbohydrate showed a further increase in performance. However, more studies need to be performed to elucidate what are the mechanisms of action during time trial arising from the combined ingestion of caffeine and carbohydrate. In the article results the caffeine reversed the performance impaired prior by depletion of muscle glycogen and anaerobic contribution increased to levels above the conditions with muscle glycogen depletion with ingestion of placebo and control / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Diversas pesquisas têm demonstrado que a ingestão de cafeína (1, 2, 7 trimetilxantina) aumenta o desempenho. Devido a esses achados e de sua retirada da lista de substâncias proibidas no ano de 2004 pela agência internacional anti doping, atletas de várias modalidades esportivas tem amplamente utilizado a cafeína com intuito de aumentar o desempenho durante as competições. Estudos tem evidenciado um aumento no desempenho em exercícios de alta intensidade após a ingestão de cafeína. O aumento no desempenho com o uso da cafeína nesse tipo de exercício, parece estar relacionado ao aumento da contribuição anaeróbia. Por outro lado, a depleção das reservas de glicogênio muscular parece reduzir o desempenho durante exercícios de alta intensidade. Essa redução segundo estudos parece ser devido a uma redução da contribuição anaeróbia. Mais recentemente, pesquisas têm sido realizadas com objetivo de investigar a relação entre suplementação de carboidrato com a adição de cafeína sobre o desempenho. Desta forma o objetivo dessa dissertação foi: 1º) Revisar os principais achados acerca dos efeitos da ingestão combinada da cafeína e carboidrato sobre o desempenho em exercícios contra-relógio e quais os mecanismos de ação estariam envolvidos (artigo de revisão). 2º) Verificar se a ingestão de cafeína reverte o desempenho e a contribuição anaeróbia prejudicados com a depleção de glicogênio muscular durante 4000m de ciclismo contra-relógio (artigo de resultados). Nos estudos revisados no artigo de revisão foi constado que a maioria dos trabalhos com ingestão combinada de cafeína e carboidrato demonstraram aumento adicional no desempenho. Entretanto mais estudos necessitam ser realizados para elucidar quais são os mecanismos de ação durante exercícios do tipo contra-relógio decorrentes da ingestão combinada de cafeína e carboidrato. No artigo de resultados, a cafeína reverteu o desempenho antes prejudicado com a depleção de glicogênio muscular e aumentou a contribuição anaeróbia para níveis acima do encontrado na condição controle

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A hiperatividade locomotora e as alterações nos ritmos circadianos têm sido descritas em roedores e humanos expostos ao etanol durante o desenvolvimento. Considerando que a atividade locomotora em camundongos é conhecida por variar ao longo das fases do ciclo claro escuro, é possível que o fenótipo hiperativo resultante da exposição precoce ao etanol também varie em função da hora do dia. Além disso, é possível que a hiperatividade apresentada pelos indivíduos expostos ao etanol durante o desenvolvimento esteja associada com distúrbios no sistema de controle do ritmo circadiano. Neste estudo, avaliamos estas duas possibilidades realizando uma análise circadiana da atividade locomotora e da expressão dos genes de relógio de camundongos adolescentes expostos ao etanol durante o período de surto de crescimento cerebral. Para tanto, camundongos suíços criados e mantidos em um ciclo claro/escuro de 12h (luzes acesas às 2:00h, apagadas as 14:00h) foram injetados com etanol (5g/kg ip, grupo ETOH) ou um volume equivalente de solução salina (grupo SAL) em dias alternados do segundo ao oitavo dias pós-natais. No 30 dia pós-natal, os animais foram testados em campo aberto por 15 minutos em diferentes momentos do ciclo claro/escuro: durante a fase clara entre 6:00 e 7:30h e entre12:00 e 13:30h; durante a fase escura entre 18:00 e 19:30h e entre 0:00 e 01:30h. Durante a fase escura os testes foram realizados sob iluminação com luz vermelha. Após os testes comportamentais, alguns animais foram randomicamente selecionados para as análises de imunofluorescência da expressão dos genes PER 1, 2 e 3 no núcleo supraquiasmático. Ao longo dos seis primeiros minutos, a atividade locomotora dos animais testados durante o período claro não mudou significativamente ou apresentou um leve aumento e a dos animais testados no período escuro apresentou uma marcante redução. Além disso, o grupo de animais testados entre 00:00 e 1:30h apresentou a maior atividade locomotora e o grupo dos animais testados entre 12:00 e 13:30h apresentou a menor atividade locomotora. De modo importante, a exposição neonatal ao etanol promoveu hiperatividade locomotora apenas no grupo de animais testados entre 00:00 e 1:30h. Em relação aos genes de controle do ritmo circadiano, a exposição precoce ao etanol afetou apenas a expressão do gene Per1 que foi menor entre 18:00 e 19:30h. O fato de que a expressão dos genes de controle do ritmo circadiano foi alterada no meio da fase escura e que a hiperatividade locomotora foi observada apenas no final da fase escura é compatível com a hipótese de que a hiperatividade induzida pelo etanol pode estar associada com as perturbações de controle do ritmo circadiano. / Locomotor hyperactivity and alterations of circadian rhythmicity have been described both in rodents and in humans exposed to ethanol during development. Considering that spontaneous locomotor activity in mice is known to vary as a function of the time of the day, it is conceivable that the expression of the locomotor hyperactivity phenotype resulting from developmental ethanol exposure also varies throughout the day. In addition, it is possible that the hyperactivity presented by individuals early exposed to ethanol is associated with a dysfunction in the control system of the circadian rhythm. In this study, we tested these two possibilities by performing a circadian analysis of the locomotor activity and the expression of clock genes in adolescent mice exposed to ethanol during the brain growth spurt period. Subjects were Swiss mice that were bred and maintained in our laboratory on a 12:12h light/dark cycle (lights on: 2:00, lights off: 14:00). From postnatal day 2 (PN2) to PN8, litters either received ethanol (5 l/g i.p., 25% in saline solution) or an equivalent volume of saline solution every other day. At PN30, locomotor activity was automatically assessed for 15 min in the open field test. During the light period, the animals were tested between 6:00 and 7:30 h or between 12:00 and 13:30 h whereas during the dark period the tests were performed between 18:00 and 19:30 h or between 0:00 and 1:30 h. During the dark period, the tests were conducted under red dim light illumination. After the behavioral tests, a sample of animals was randomly selected for the analysis by immunofluorescence of the expression of genes PER 1, 2 and 3 in the suprachiasmatic nucleus. Throughout the first 6 min, the locomotor activity of animals tested during the light period did not change or only increased slightly, while animals tested during the dark period presented a marked reduction. Furthermore, animals tested between 00:00 and 1:30 h presented the highest activity while animals tested between 12:00 and 13:30 h presented the lowest locomotor activity. Importantly, neonatal exposure to ethanol caused locomotor activity only in those animals tested between 00:00 and 1:30 h. As for the the clock genes, neonatal exposure to ethanol only affected the PER 1 expression, which was lowest between 18:00 and 19:30. Our data is in line with the idea that locomotor activity varies as a function of the time of the day. The fact that the expression of a clock gene was altered in then middle of the dark cycle and that locomotor hyperactivity was observed only at the end of this period is compatible with the hypothesis that the hyperactivity observed as result of ethanol exposure is associated with alterations in the control of the circadian rhythm.

Considere um sistema de comunicação em que um equipamento transmissor envia pacotes de dados, de tamanho fixo e a uma taxa uniforme, a um equipamento receptor. Considere também que esses equipamentos estejam conectados por uma rede de comutação de pacotes, que introduz um atraso aleatório a cada pacote que trafega na rede. Nesta tese, é proposto um modelo de recuperação adaptativa de relógio capaz de sincronizar as frequências e as fases desses dispositivos, dentro de certos limites especificados de precisão. Esse método para atingir sincronização de frequência e de fase é baseado em medições dos tempos de chegada dos pacotes ao receptor, que são usados para controlar a dinâmica de um phase-locked loop (PLL) digital. O desempenho desse modelo é avaliado através de simulações numéricas realizadas considerando valores de parâmetros realistas. Os resultados indicam que esse esquema tem potencial para ser usado em aplicações práticas. / Consider a communication system in which a transmitter equipment sends fixed-size packets of data at a uniform rate to a receiver equipment. Consider also that these equipments are connected by a packet-switched network, which introduces a random delay to each packet. In this thesis, we propose an adaptive clock recovery scheme capable of synchronizing the frequencies and the phases of these devices, within specified limits of precision. This scheme for achieving frequency and phase synchronization is based on measurements of the packet arrival times at the receiver, which are used to control the dynamics of a digital phase-locked loop (PLL). The scheme performance is evaluated via numerical simulations performed by using realistic parameter values. The results suggest that this scheme has potential to be used in practical applications.

Esta dissertação propõe o projeto e a implementação de um sintetizador de sinal pertencente à banda X, com frequência de 9.192 GHz, para promover a transição atômica do átomo de césio durante o ciclo de operação do padrão atômico de frequência do CePOF/IFSC. Diferente do sintetizador em uso, este provê duas fontes de sinais, a fim de realizar a alimentação simétrica da cavidade de micro-ondas. A alimentação simétrica apresenta uma melhoria em relação à montagem experimental atual e visa atenuar os efeitos de gradiente de potência ao quais os átomos estão expostos enquanto cruzam a cavidade de interrogação. O sintetizador também apresenta um controle de fase em um dos sinais, para que seja possível um ajuste de fase entre eles, permitindo que ambos cheguem à cavidade de interrogação em fase. O método utilizado para a síntese dos sinais é o indireto, onde o sinal de interesse é obtido por meio de osciladores e componentes que possibilitam a manipulação algébrica das frequências, aliados aos circuitos de travamento para controle dos osciladores / This text considers the design and implementation of an X-band signal synthesizer, with a 9.192 GHz frequency, to promote the atomic transition of cesium during the operation process of the CePOF/IFSCs atomic frequency standard. Unlike the current synthesizer, the present one provides two sources of signal, in order to perform the symmetrical feed of the microwave cavity. The symmetrical feed is an improvement compared to the current experimental set up and aims at reducing the power gradient effects to which the atoms are exposed when travelling throughout the interrogation cavity. The synthesizer also has a phase control in one of the signals, in order to ensure that both signals will get into the interrogation cavity in phase. The synthesis method used is the indirect one; the desired signal is formed by means of oscillators and devices that allow the algebraic manipulation of frequencies, combined with lock circuits to control the oscillators

A adaptação temporal é fundamental para a sobrevivência de espécies que precisam coordenar sua fisiologia e comportamentos ajustando-se a sinais externos. Ritmos biológicos não são simplesmente uma resposta às mudanças de 24 horas no ambiente físico impostas pela rotação da Terra sobre o seu próprio eixo, ao contrário, surgem a partir de um sistema de cronometragem endógeno. No teleósteo Danio rerio, ainda não foi identificada a presença de uma região que atue como relógio central; alguns estudos têm evidenciado a existência de células e tecidos que contêm relógios circadianos autônomos, fotossensíveis, comprovando um outro tipo de regulação dos ritmos circadianos onde a percepção do ambiente e o ajuste do período circadiano são efetivados diretamente em nível celular. As consequências deletérias do aumento da temperatura são impedidas, em certa medida, por uma resposta adaptativa que assegura a sobrevivência celular na presença de calor. Esta via de sobrevivência ativada por calor, conhecida como resposta ao choque térmico, é composta por uma cascata de eventos que conduzem à indução de proteínas de choque térmico (HSPs) que minimizam a lesão celular aguda. Acredita-se que os sistemas de percepção dos ciclos diários de temperatura e luminosidade sofreram as mesmas pressões seletivas em sua co-evolução, resultando em sua associação. As bases da sensação térmica estão em um grupo de canais altamente conservados, presente em todos os metazoários estudados até o momento e envolvidos em uma série de modalidades sensoriais, os canais de potencial receptor transiente (TRP); os que respondem a estímulos térmicos foram agrupados em uma subfamília e denominados termoTRPs. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência do pulso de temperatura (33 ºC) na expressão de genes de relógio e de proteínas de choque térmico, bem como o papel do canal TRPV1, em células embrionárias de blástula de Danio rerio, denominadas ZEM-2S, submetidas a escuro constante (DD) ou ciclos claro-escuro (LD 12:12). Através de PCR em tempo real (quantitativo) demonstrou-se que as células ZEM-2S expressam os genes dos seguintes canais TRP: trpA1a, trpA1b, trpV1/2, trpV4, trpC6, trpM2, trpM4a, trpM4b/c e trpM5. Após um pulso de temperatura, observou-se um aumento no transcrito de hsp90 aa1 em células mantidas tanto em DD como em LD, sendo a expressão de hsp90 aa1 em LD, no ponto uma hora, duas vezes menor quando comparada a sua expressão no mesmo ponto temporal em DD. O pulso de temperatura não promoveu efeito em nenhum dos genes do relógio estudados (bmal1a, bmal1, bmal2, cry1a, cry1b, per1, per2) quando as células foram mantidas em DD. Porém, o transcrito de per2 aumentou em resposta ao pulso de temperatura quando as células foram sincronizadas pelos ciclos claro-escuro. A inibição do canal TRPV1 não alterou o efeito induzido pelo pulso de temperatura na expressão do gene hsp90 aa1 em células ZEM-2S mantidas em DD. Por outro lado, nossos dados permitem afirmar que o mesmo participa parcialmente na indução do aumento da expressão do gene per2 pelo estímulo térmico em células mantidas em LD, tendo em vista um decaimento significativo na resposta deste gene. Os dados obtidos neste trabalho abrem uma nova perspectiva sobre a investigação da relação temperatura e genes de relógio, colocando um novo “ator” na regulação deste fenômeno: o canal TRPV1 / Temporal adaptation is essential for the survival of species which need to coordinately adjust their physiology and behavior to external signals. Biological rhythms are not just a response to the 24 hour changes in the physical environment imposed by the rotation of the Earth around its own axis, but they arise from an endogenous timing system. In the teleost Danio rerio, there has not been identified so far a region in the nervous system that could act as a central clock; some studies have reported the existence of cells and tissues which contain photosensitive, autonomous circadian clocks, demonstrating the existence of another type of circadian rhythm regulation in which environment perception and entrainment of the circadian period are directly effected at cell level. The deleterious consequences of temperature increase are prevented by an adaptive response which assures cell survival in the presence of heat. This survival pathway activated by heat, known as response to temperature shock, is signaled by a cascade of events leading to the induction of thermal shock proteins (HSPs) which attenuate the acute cell lesion. It is believed that the systems perceiving temperature and light daily cycles were subject to the same selective pressures during their co-evolution, resulting in their association. The base of thermal sensation is a family of highly conserved channels, present in all metazoans studied to date, and involved in a variety of sensorial modalities, the transient receptor potential channels (TRP); those responding to thermal stimuli were grouped in a sub-family named thermo-TRPs. The aim of this work was to investigate the influence of a temperature pulse (33 ºC) on the expression of clock and heat shock protein genes, as well as the role of TRPV1 channel, in blastula embryonic cells of Danio rerio, named ZEM-2S, subject to constant dark (DD) or light-dark cycles (LD). Using quantitative PCR, we demonstrated that ZEM-2S cells express genes for the following TRP channels: trpA1a, trpA1b, trpV1/2, trpV4, trpC6, trpM2, trpM4a, trpM4b/c and trpM5. After the pulse of temperature, we observed an increase of hsp90 aa1 transcripts in DD as well as in LD; hsp90 aa1 expression 1 hour after the stimulus was two-fold lower in LD than in DD. Temperature pulse did not affect the expression of any of the studied clock genes (bmal1a, bmal1, bmal2, cry1a, cry1b, per1, per2), when the cells were kept in DD. However, per2 transcript increased in response to the temperature pulse when the cells were synchronized by light-dark cycles. Inhibition of TRPV1 channel did not change the effect induced by the temperature pulse on hsp90 aa1 in ZEM-2S cells kept in DD. On the other hand, our data suggest that this channel participates, at least partially, in the temperature-induced increase of per2 in cells maintained in LD, as indicated by the significant decay observed in the gene response in the presence of the inhibitor. Our results open new investigative perspective about the relationship between temperature and clock genes, placing a new “actor” in the regulation of the phenomenon: the TRPV1 channel