ONNIS-GI: uma rede neural oscilatória para segmentação de imagens implementada em arquitetura maciçamente paralela

A presente tese apresenta a concepção de uma rede neural oscilatória e sua realização em arquitetura maciçamente paralela, a qual é adequada à implementação de chips de visão digitais para segmentação de imagens. A rede proposta, em sua versão final, foi denominada ONNIS-GI (Oscillatory Neural Network for Image Segmentation with Global Inhibition) e foi inspirada em uma rede denominada LEGION (Locally Excitatory Globally Inhibitory Oscillator Network), também de concepção recente. Inicialmente, é apresentada uma introdução aos procedimentos de segmentação de imagens, cujo objetivo é o de situar e enfatizar a importância do tema abordado dentro de um contexto abrangente, o qual inclui aplicações de visão artificial em geral. Outro aspecto abordado diz respeito à utilização de redes neurais artificiais em segmentação de imagens, enfatizando as denominadas redes neurais oscilatórias, as quais têm apresentado resultados estimulantes nesta área. A implementação de chips de visão, integrando sensores de imagens e redes maciçamente paralelas de processadores, é também abordada no texto, ressaltando o objetivo prático da nova rede neural proposta. No estudo da rede LEGION, são apresentados resultados de aplicações originais desenvolvidas em segmentação de imagens, nos quais é verificada sua propriedade de separação temporal dos segmentos. A versão contínua da rede, um arranjo paralelo de neurônios baseados em equações diferenciais, apresenta elevada complexidade computacional para implementação em hardware digital e muitos parâmetros, com procedimento de ajuste pouco prático. Por outro lado, sua arquitetura maciçamente paralela apresenta-se particularmente adequada à implementação de chips de visão analógicos com capacidade de segmentação de imagens. Com base nos bons resultados obtidos nas aplicações desenvolvidas, é proposta uma nova rede neural, em duas versões, ONNIS e ONNIS-GI, as quais suplantam a rede LEGION em diversos aspectos relativos à implementação prática. A estrutura dos elementos de processamento das duas versões da rede, sua implementação em arquitetura maciçamente paralela e resultados de simulações e implementações em FPGA são apresentados, demonstrando a viabilidade da proposta. Como resultado final, conclui-se que a rede ONNIS-GI apresenta maior apelo de ordem prática, sendo uma abordagem inovadora e promissora na solução de problemas de segmentação de imagens, possuindo capacidade para separar temporalmente os segmentos encontrados e facilitando a posterior identificação dos mesmos. Sob o ponto de vista prático, a nova rede pode ser utilizada para implementar chips de visão digitais com arquitetura maciçamente paralela, explorando a velocidade de tais topologias e apresentando também flexibilidade para implementação de procedimentos de segmentação de imagens mais sofisticados.

Expressão do VEGFR-2 em polpas de dentes decíduos e permanentes jovens humanos

O conhecimento dos mecanismos celulares envolvidos nos fenômenos orgânicos fisiológicos e/ou patológicos, poderá conduzir a diagnósticos clínicos mais precisos, tratamentos mais direcionados e prognósticos mais favoráveis. Considerando esta premissa, foi objetivo deste estudo avaliar por meio de reação imunohistoquímica a presença ou ausência do vascular endothelial growth factor receptor-2 (VEGFR-2) em células endoteliais pulpares de dentes decíduos e permanentes jovens humanos, assim como a distribuição da sua imuno-marcação. A amostra foi constituída de nove dentes decíduos e quatro dentes permanentes jovens, selecionados de indivíduos de ambos os sexos, com idade entre 5 e 10 anos e 11 e 14 anos, respectivamente. Os espécimes foram fixados em formol diluído a 10% com tampão fosfato 0,1 M por 24 horas e descalcificados com solução de Ana Morse. Após, os mesmos foram processados e incluídos em parafina. Realizaram-se cortes de 5 µm de espessura. Uma lâmina de cada amostra foi corada pela técnica de hematoxilina e eosina (H&E) para análise histológica e as demais foram submetidas à reação imunohistoquímica enzimática. Nesta, utilizou-se como anticorpo primário o anti-h VEGFR-2 na diluição de 1:100 e anticorpo secundário biotinilado na diluição/proporção pré-estabelecidas pelo fabricante. Após o processamento das lâminas, os campos microscópicos mais significativos foram capturados e analisados qualitativamente quanto à presença ou ausência do VEGFR-2 nas células endoteliais pulpares, assim como à distribuição da imuno-marcação Os resultados observados mostraram que tanto os dentes decíduos quanto os dentes permanentes jovens apresentaram, especificamente, as células endoteliais pulpares imuno-marcadas para o VEGFR-2. Entretanto, verificou-se que nem todas apresentaram a mesma distribuição de marcação, sendo esta nos dentes decíduos mais evidente próxima à região subodontoblástica. As células endoteliais da polpa dos dentes permanentes jovens demonstraram no mesmo espécime estudado, ausência e presença de marcação endotelial, entretanto esta se apresentou de forma mais uniforme. Levando-se em consideração as limitações encontradas neste estudo, sugere-se que os dentes decíduos apresentam uma capacidade de resposta maior das células endoteliais pulpares ao anti-h VEGFR-2 quando comparados aos dentes permanentes.