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Previous issue date: 2008-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the present work we analyze the dynamics of electrical cortical activity during the phenomenon of spreading depression (DA) and during the periods before and after this phenomenon. The characteristic of DA is reduced amplitude of spontaneous electrical activity that occurs in neural tissue after the application of stimulus that can be electrical, chemical, mechanical, luminous etc. In order to study properties of time series of electrical cortical activity recorded by ECoG (electrocortiogram) before,during and after DA, we apply Detrended Fluctuation Analysis(DFA). This method is designed to quantify long term correlations (memory) in temporal series such ECoG register. The method was successfully applied in studies of DNA sequences and non-stationary time series as heart rate variability, stride intervals, financial time series etc. The application of DFA results in scaling exponentα that quantifies correlation properties of nonlinear dynamical systems. This experiment indicates if temporal series posses long term correlations. In this work we calculate exponent α for different intervals: control (before the stimulus), after the stimulus, during the avalanche, during DA and after DA for two experimental groups of rats, nourished and malnourished. For both experimental groups the values of exponent α indicates persistent behavior for all intervals except during the avalanche in which correlations degrade. The presence of long term correlations in physiological time series observed in healthy organisms represents complexity that guaranties the organism’s adaptability to stress and disease. The absence of correlations during the avalanche indicates the loss of this complexity. Non-parametric Wilcoxon test was used to compare mean values of exponents α for all intervals of analyzed time series. In cases of nourished rats, the mean values ofα are significantly different for control, stimulus, avalanche, DA and after-DA intervals. Wilcoxon test was also used to compare mean values of α for corresponding intervals for the two experimental groups. The result is significant difference in mean values of α for control, stimulus avalanche, DA and after DA intervals between two experimental groups. The hypothesis that α =0.5 for avalanche intervals was not rejected by test, confirming the loss of correlations in this phase. Comparison of mean values of α for different intervals (control, stimulus, DA and after DA) with avalanche using the Wilcoxon test results in significant difference between two groups. / O presente estudo se propõe a analisar a dinâmica da atividade elétrica cortical durante o fenômeno da depressão alastrante (DA) e nos períodos que antecede e sucede o fenomêno. A DA é caracterizada pela redução da amplitude da atividade elétrica espontânea que ocorre no tecido neural, após a aplicação de um estímulo de natureza elétrica, química, mecânica, luminosa e outros. Visando estudar o comportamento da série temporal da atividade elétrica cortical, registrada no ECoG (eletrocorticograma), durante a DA e nos períodos que precede e sucede o fenômeno, foi aplicado o método do DFA (Detrended Fluctuation Analysis). Este método permite quantificar a existência de correlação de longo alcance (memória) numa série temporal, como é o caso do registro do ECoG. Anteriormente, o método foi aplicado em seqüências de DNA e no estudo de séries temporais não estacionárias, tais como, dinâmica da variabilidade cardíaca, flutuações de eletroencefalograma de humanos, intervalos entre passos sucessivos de humanos, séries econômicas e outros. A aplicação do DFA numa série temporal permite a determinação de um expoente de escalonamento α, que pode contribuir para a compreensão das propriedades dos sistemas dinâmicos não lineares. Este expoenteα revela se a série temporal apresenta correlação de longo alcance ou não. Neste trabalho os expoentes α foram calculados nas fases de controle, estímulo, avalanche, DA e após a DA para o ECoG, em dois grupos experimentais, ratos nutridos e ratos desnutridos. Em ambos os grupos experimentais, os valores obtidos para o expoente de escalonamento α denotam que a série temporal do ECoG apresenta correlação persistente (comportamento da série no presente se mantém no futuro) em todas as fases do processo com exceção da avalanche, período no qual ocorre perda de correlação. A presença de correlação de longo alcance numa série temporal biológica é uma resposta sempre observada em organismos saudáveis cuja complexidade do sinal registrado garante a adaptabilidade do organismo a situações de estresse e/ou distúrbios. Enquanto a ausência de correlação, observada na avalanche, indica a perda de propriedades fractais nos sistemas fisiológicos. O uso do método não-paramétrico de Wilcoxon, para comparar os valores médios dos expoentes α obtidos para o grupo de animais nutrido, durante as fases de controle, estimulação, DA, após DA, revelou que essas diferentes fasesdiferem significativamente. Os valores médios dos expoentes α obtidos para o grupo de animais desnutrido, durante as fases de controle, estimulação, DA, após DA, também não foram significativamente diferentes, quando comparados pelo método de Wilcoxon. Na comparação dos valores médios de α nas fases de controle, estimulação, DA, após DA entre os dois grupos de animais (nutrido e desnutrido) o teste de Wilcoxon revelou que as médias dos expoentes α em cada fase para os animais nutridos diferem significativamente daquelas obtidas para os animais desnutridos. Na avalanche a hipótese de que o expoente α é igual a 0,5, não foi rejeitada pelo teste de Wilcoxon, ou seja, o teste confirmou a perda de correlação nessa fase. Na comparação entre as médias dos expoentes α nos diferentes intervalos (controle, estimulação, DA, após DA) com o valor do expoente α na avalanche, o teste de Wilcoxon acusou diferença significativa tanto no grupo dos nutridos como no grupo dos desnutridos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/5308 |
| Date | 29 February 2008 |
| Creators | NASCIMENTO, Rosângela Silveira do |
| Contributors | NOGUEIRA, Romildo de Albuquerque, STOSIC, Tatijana, SANTOS, Laélia Pumilla Botêlho Campos dos, BARBOSA, Catão Temístocles de Freitas, SANTOS, Eufrázio de Souza |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Biometria e Estatística Aplicada, UFRPE, Brasil, Departamento de Estatística e Informática |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 768382242446187918, 600, 600, 600, 600, -6774555140396120501, -5836407828185143517, 2075167498588264571 |
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