Enriched environment contributes to recovery of visual acuity and increases perineuronal nets in monocular-deprived animals

ABSTRACT The aim of the present study was to analyze the influence of enriched environment on the distribution of perineuronal nets (PNNs) using a stereogically based unbiased protocol and visual acuity in adult Swiss albino mice that underwent monocular deprivation during the critical period of postnatal development. Eight female Swiss albino mice were monocular deprived were removed and cut at 70 µm thickness in a vibratome and processed for lectin histochemical staining with Wisteria floribunda agglutinin (WFA). Architectonic limits of area 17 were conspicuously defined by WFA histochemical staining, and the optical fractionator stereological method was applied to estimate the total number of PNNs in the supragranular, granular, and infragranular layers. All groups were compared using Student's t-test at a 95% confidence level. Comparative analysis of the average PNN estimations revealed that the EE group had higher PNNs in the supragranular layer (2726.33 ± 405.416, mean ± standard deviation) compared with the SE group (1543.535 ± 260.686; Student's t-test, p = .0495). No differences were found in the other layers. Visual acuity was significantly lower in the SE group (0.55 cycles/degree) than in the EE group (1.06 cycles/degree). Our results suggest that the integrity of the specialized extracellular matrix PNNs of the supragranular layer may be essential for normal visual acuity development.

Division of labor between M and P visual pathways: different visual pathways minimize joint entropy differently

Visual perception and action are strongly linked with parallel processing channels connecting the retina, the lateral geniculate nucleus, and the input layers of the primary visual cortex. Achromatic vision is provided by at least two of such channels formed by the M and P neurons. These cell pathways are similarly organized in primates having different lifestyles, including species that are diurnal, nocturnal, and which exhibit a variety of color vision phenotypes. We describe the M and P cell properties by 3D Gábor functions and their 3D Fourier transform. The M and P cells occupy different loci in the Gábor information diagram or Fourier Space. This separation allows the M and P pathways to transmit visual signals with distinct 6D joint entropy for space, spatial frequency, time, and temporal frequency. By combining the M and P impacts on the cortical neurons beyond V1 input layers, the cortical pathways are able to process aspects of visual stimuli with a better precision than it would be possible using the M or P pathway alone. This performance fulfils the requirements of different behavioral tasks.

Comparison of the reliability of multifocal visual evoked cortical potentials generated by pattern reversal and pattern pulse stimulation

This study compared the effectiveness of the multifocal visual evoked cortical potentials (mfVEP) elicited by pattern pulse stimulation with that of pattern reversal in producing reliable responses (signal-to-noise ratio >1.359). Participants were 14 healthy subjects. Visual stimulation was obtained using a 60-sector dartboard display consisting of 6 concentric rings presented in either pulse or reversal mode. Each sector, consisting of 16 checks at 99% Michelson contrast and 80 cd/m2 mean luminance, was controlled by a binary m-sequence in the time domain. The signal-to-noise ratio was generally larger in the pattern reversal than in the pattern pulse mode. The number of reliable responses was similar in the central sectors for the two stimulation modes. At the periphery, pattern reversal showed a larger number of reliable responses. Pattern pulse stimuli performed similarly to pattern reversal stimuli to generate reliable waveforms in R1 and R2. The advantage of using both protocols to study mfVEP responses is their complementarity: in some patients, reliable waveforms in specific sectors may be obtained with only one of the two methods. The joint analysis of pattern reversal and pattern pulse stimuli increased the rate of reliability for central sectors by 7.14% in R1, 5.35% in R2, 4.76% in R3, 3.57% in R4, 2.97% in R5, and 1.78% in R6. From R1 to R4 the reliability to generate mfVEPs was above 70% when using both protocols. Thus, for a very high reliability and thorough examination of visual performance, it is recommended to use both stimulation protocols.

Os componentes visuais no ensino-aprendizagem da leitura em inglês: um estudo dos aspectos semiótico-discursivos em manuais de informática, no contexto do ensino superior

Esta pesquisa teve por objetivo refletir sobre o ensino instrumental da leitura em inglês, através da utilização de componentes visuais para auxiliar leitores na construção do significado. Com pressupostos teóricos baseados principalmente em Swales (1990); Soares (1993); Bronckart (1999); Joly (2002); Santaella (1983, 2000); Magno e Silva (2002, 2004); e Field (2004), efetuamos um estudo descritivo das características semiótico-discursivas presentes em manuais de instalação de softwares com enfoque nos recursos visuais. Além disso, coletamos dados e descrevemos os procedimentos pedagógicos observados em uma turma de Inglês Instrumental do Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores, da Faculdade de Tecnologia da Amazônia (FAZ), em Belém. Nossa pesquisa-ação objetivou também investigar em que medida os componentes visuais podem influenciar o leitor nas suas escolhas de leitura; de que forma os componentes visuais podem ser utilizados em atividades de pré-leitura, leitura e pós-leitura para conduzir o leitor à compreensão do sentido do texto; e qual a importância dos componentes visuais na leitura de manuais de instalação de softwares. Os resultados da análise foram sucessivamente alterando a coleta seqüencial dos dados e mostraram que os componentes visuais são excelentes ferramentas que, quando bem utilizadas e associadas às palavras, podem incentivar e simplificar o processamento da leitura, especialmente num contexto em que os participantes não possuem pleno domínio lingüístico na língua-alvo.

Mercury toxicity in the Amazon: contrast sensitivity and color discrimination of subjects exposed to mercury

We measured visual performance in achromatic and chromatic spatial tasks of mercury-exposed subjects and compared the results with norms obtained from healthy individuals of similar age. Data were obtained for a group of 28 mercury-exposed subjects, comprising 20 Amazonian gold miners, 2 inhabitants of Amazonian riverside communities, and 6 laboratory technicians, who asked for medical care. Statistical norms were generated by testing healthy control subjects divided into three age groups. The performance of a substantial proportion of the mercury-exposed subjects was below the norms in all of these tasks. Eleven of 20 subjects (55%) performed below the norms in the achromatic contrast sensitivity task. The mercury-exposed subjects also had lower red-green contrast sensitivity deficits at all tested spatial frequencies (9/11 subjects; 81%). Three gold miners and 1 riverine (4/19 subjects, 21%) performed worse than normal subjects making more mistakes in the color arrangement test. Five of 10 subjects tested (50%), comprising 2 gold miners, 2 technicians, and 1 riverine, performed worse than normal in the color discrimination test, having areas of one or more MacAdam ellipse larger than normal subjects and high color discrimination thresholds at least in one color locus. These data indicate that psychophysical assessment can be used to quantify the degree of visual impairment of mercury-exposed subjects. They also suggest that some spatial tests such as the measurement of red-green chromatic contrast are sufficiently sensitive to detect visual dysfunction caused by mercury toxicity.

Horizontal projections of area 17 in Cebus monkeys: metric features, and modular and laminar distribution

Metric features and modular and laminar distributions of intrinsic projections of area 17 were studied in Cebus apella. Anterogradely and retrogradely labeled cell appendages were obtained using both saturated pellets and iontophoretic injections of biocytin into the operculum. Laminar and modular distributions of the labeled processes were analyzed using Nissl counterstaining, and/or cytochrome oxidase and/or NADPH-diaphorase histochemistry. We distinguished three labeled cell types: pyramidal, star pyramidal and stellate cells located in supragranular cortical layers (principally in layers IIIa, IIIb α, IIIb ß and IIIc). Three distinct axon terminal morphologies were found, i.e., Ia, Ib and II located in granular and supragranular layers. Both complete and partial segregation of group I axon terminals relative to the limits of the blobs of V1 were found. The results are compatible with recent evidence of incomplete segregation of visual information flow in V1 of Old and New World primates.

Leitura recombinativa em pessoas com necessidades educacionais especiais: análise do controle parcial pelas sílabas

O controle parcial silábico dificulta a leitura recombinativa, podendo ser revertido por procedimentos de ensino. Verificou-se o controle silábico e efeitos de procedimentos de ensino nessa leitura. A três alunos especiais foram ensinadas relações palavras ditadas-desenhos e palavras ditadas-palavras escritas e testada a leitura compreensiva e textual das palavras de ensino e de generalização com recombinação de sílabas. Caso essa leitura não ocorresse, eram aplicadas sondas de controle silábico e ensinos isolados e combinados. Caso ocorresse, eram aplicados testes A'B'/A'C'/B'C'/C'B'. Os três participantes demonstraram leitura compreensiva das palavras de ensino. Dois deles apresentaram prontamente a leitura textual dessas palavras. A leitura textual e compreensiva das palavras de generalização ocorreu após a segunda seqüência de ensinos. O controle parcial por uma sílaba dificulta a generalização da leitura por recombinação silábica e esse controle pode ser revertido por procedimentos de ensino que garantam a discriminação visual e sonora das sílabas e sua reprodução oral.

Entropia conjunta de espaço e reqüência espacial estimada através da discriminação de estímulos espaciais com luminância e cromaticidade moduladas por funções de Gábor: implicações para o processamento paralelo de informação no sistema visual humano

O objetivo deste estudo foi estimar a entropia conjunta do sistema visual humano no domínio do espaço e no domínio das freqüências espaciais através de funções psicométricas. Estas foram obtidas com testes de discriminação de estímulos com luminância ou cromaticidade moduladas por funções de Gábor. A essência do método consistiu em avaliar a entropia no domínio do espaço, testando-se a capacidade do sujeito em discriminar estímulos que diferiam apenas em extensão espacial, e avaliar a entropia no domínio das freqüências espaciais, testando-se a capacidade do sujeito em discriminar estímulos que diferiam apenas em freqüência espacial. A entropia conjunta foi calculada, então, a partir desses dois valores individuais de entropia. Três condições visuais foram estudadas: acromática, cromática sem correção fina para eqüiluminância e cromática com correção para eqüiluminância através de fotometria com flicker heterocromático. Quatro sujeitos foram testados nas três condições, dois sujeitos adicionais foram testados na condição cromática sem eqüiluminância fina e um sétimo sujeito também fez o teste acromático. Todos os sujeitos foram examinados por oftalmologista e considerados normais do ponto de vista oftálmico, não apresentando relato, sintomas ou sinais de disfunções visuais ou de moléstias potencialmente capazes de afetar o sistema visual. Eles tinham acuidade visual normal ou corrigida de no mínimo 20/30. O trabalho foi aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa do Núcleo de Medicina Tropical da UFPA e obedeceu às recomendações da Declaração de Helsinki. As funções de Gábor usadas para modulação de luminância ou cromaticidade compreenderam redes senoidais unidimensionais horizontais, moduladas na direção vertical, dentro de envelopes gaussianos bidimensionais cuja extensão espacial era medida pelo desvio padrão da gaussiana. Os estímulos foram gerados usando-se uma rotina escrita em Pascal num ambiente Delphi 7 Enterprise. Foi utilizado um microcomputador Dell Precision 390 Workstation e um gerador de estímulos CRS VSG ViSaGe para exibir os estímulos num CRT de 20”, 800 x 600 pixels, 120 Hz, padrão RGB, Mitsubishi Diamond Pro 2070SB. Nos experimentos acromáticos, os estímulos foram gerados pela modulação de luminância de uma cor branca correspondente à cromaticidade CIE1931 (x = 0,270; y = 0,280) ou CIE1976 (u’ = 0,186; v’= 0,433) e tinha luminância média de 44,5 cd/m2. Nos experimentos cromáticos, a luminância média foi mantida em 15 cd/m2 e foram usadas duas series de estímulos verde-vermelhos. Os estímulos de uma série foram formados por duas cromaticidades definidas no eixo M-L do Espaço de Cores DKL (CIE1976: verde, u’=0,131, v’=0,380; vermelho, u’=0,216, v’=0,371). Os estímulos da outra série foram formados por duas cromaticidades definidas ao longo de um eixo horizontal verde-vermelho definido no Espaço de Cores CIE1976 (verde, u’=0,150, v’=0,480; vermelho, u’=0,255, v’=0,480). Os estímulos de referência eram compostos por redes de três freqüências espaciais diferentes (0,4, 2 e 10 ciclos por grau) e envelope gaussiano com desvio padrão de 1 grau. Os estímulos de testes eram compostos por uma entre 19 freqüências espaciais diferentes em torno da freqüência espacial de referência e um entre 21 envelopes gaussianos diferentes com desvio padrão em torno de 1 grau. Na condição acromática, foram estudados quatro níveis de contraste de Michelson: 2%, 5%, 10% e 100%. Nas duas condições cromáticas foi usado o nível mais alto de contraste agregado de cones permitidos pelo gamut do monitor, 17%. O experimento consistiu numa escolha forçada de dois intervalos, cujo procedimento de testagem compreendeu a seguinte seqüência: i) apresentação de um estímulo de referência por 1 s; ii) substituição do estímulo de referência por um fundo eqüiluminante de mesma cromaticidade por 1 s; iii) apresentação do estímulo de teste também por 1 s, diferindo em relação ao estímulo de referência seja em freqüência espacial, seja em extensão espacial, com um estímulo sonoro sinalizando ao sujeito que era necessário responder se o estímulo de teste era igual ou diferente do estímulo de referência; iv) substituição do estímulo de teste pelo fundo. A extensão espacial ou a freqüência espacial do estímulo de teste foi mudada aleatoriamente de tentativa para tentativa usando o método dos estímulos constantes. Numa série de 300 tentativas, a freqüencia espacial foi variada, noutra série também de 300 tentativas, a extensão espacial foi variada, sendo que cada estímulo de teste em cada série foi apresentado pelo menos 10 vezes. A resposta do indivíduo em cada tentativa era guardada como correta ou errada para posterior construção das curvas psicométricas. Os pontos experimentais das funções psicométricas para espaço e freqüência espacial em cada nível de contraste, correspondentes aos percentuais de acertos, foram ajustados com funções gaussianas usando-se o método dos mínimos quadrados. Para cada nível de contraste, as entropias para espaço e freqüência espacial foram estimadas pelos desvios padrões dessas funções gaussianas e a entropia conjunta foi obtida multiplicando-se a raiz quadrada da entropia para espaço pela entropia para freqüência espacial. Os valores de entropia conjunta foram comparados com o mínimo teórico para sistemas lineares, 1/4π ou 0,0796. Para freqüências espaciais baixas e intermediárias, a entropia conjunta atingiu níveis abaixo do mínimo teórico em contrastes altos, sugerindo interações não lineares entre dois ou mais mecanismos visuais. Este fenômeno occorreu em todas as condições (acromática, cromática e cromática eqüiluminante) e foi mais acentuado para a frequência espacial de 0,4 ciclos / grau. Uma possível explicação para este fenômeno é a interação não linear entre as vias visuais retino-genículo-estriadas, tais como as vias K, M e P, na área visual primária ou em níveis mais altos de processamento neural.

Emergência de leitura recombinativa de frases em crianças de escolas públicas

Uma das principais queixas acadêmicas refere-se à dificuldade de compreensão de leitura, apresentada por uma parcela considerável do corpo estudantil brasileiro, em diversos níveis de ensino. O paradigma de equivalência tem contribuído para o entendimento dos processos comportamentais envolvidos na aquisição do repertório de leitura de textos com compreensão. Os objetivos do estudo foram, por meio de replicação sistemática: 1) verificar o efeito do ensino das discriminações de sílabas na emergência da leitura textual de palavras e frases de ensino e recombinadas; 2) investigar o efeito de um procedimento de ensino de discriminação de palavras ditadas e impressas (AC) na emergência da leitura com compreensão de palavras e frases de ensino e recombinadas; 3) programar um procedimento de ensino que produza poucos ou nenhum erro; 4) aprimorar os procedimentos utilizados por estudos anteriores, tornando-os mais eficientes e econômicos e com menor variabilidade de desempenho entre participantes. Os estímulos foram auditivos, visuais e auditivo-visuais (sílabas, palavras e frases faladas e impressas e figuras impressas). Foi realizado o ensino das discriminações condicionais entre palavras/ frases faladas e figuras (relação AB) sílabas/ palavras/ frases faladas e estímulos impressos (relações AC). Foram programadas seis fases experimentais. A unidade de leitura foi ampliada gradualmente durante as fases, as quais foram compostas, na Fase V, de pronomes demonstrativos, substantivos concretos, adjetivos e verbos intransitivos. Todos os participantes demonstraram a leitura textual das sílabas simples e complexas e a emergência imediata com compreensão das palavras de ensino. A maioria dos participantes demonstrou prontamente a leitura textual das palavras. Todos os participantes, exceto um, demonstrou a emergência da leitura textual de todas as frases com quatro palavras. A maioria dos participantes apresentou prontamente a leitura com compreensão das palavras e das frases. Na Fase III, a maioria dos participantes apresentou a leitura das frases com duas palavras na primeira exposição e uma participante leu corretamente na segunda exposição. Na Fase IV, cinco participantes apresentaram a leitura textual das frases com três palavras na primeira exposição e uma participante após a emergência da leitura com compreensão. No teste de manutenção de repertório, a maioria dos participantes leu todas as palavras e frases do estudo, com exceção de duas participantes na leitura das frases de duas e três palavras. O melhor desempenho dos participantes deu-se na leitura das frases com quatro palavras. Esses resultados indicam que se as discriminações entre sílabas forem ensinadas diretamente, ocorrerá a emergência da leitura generalizada recombinativa de palavras e frases com até quatro componentes sem estabelecer o controle parcial e sem a necessidade de procedimentos especiais de ensino.

Ensino de discriminações de palavras com Onset/Rime e a emergência da leitura recombinativa em inglês da simbologia braille e do alfabeto romano em relevo em cegos

Estudos recentes têm documentado que o ensino explícito de discriminação de sílabas promove a emergência da leitura das sílabas de ensino e das sílabas com recombinação das letras das sílabas de ensino. Promove também prontamente a leitura de palavras, formadas pelas sílabas de ensino e recombinadas. Estudos têm demonstrado a leitura de palavras novas com recombinação de onset e rime como fator facilitador quando a língua inglesa é ensinada como língua materna. O aprendizado do inglês por cegos tem sido documentado como um fator de inclusão. O presente estudo investigou se o ensino de discriminação de palavras com segmentação onset/rime facilita a leitura de novas palavras em inglês, como língua estrangeira, usando o Braille e o alfabeto romano em relevo. Três cegas, leitoras fluentes em Braille, participaram. O estudo compreendeu três etapas. Etapa I: Etapa Ia (auditivo/Braille), Etapa Ib (Braille/alfabeto romano em relevo) e Etapa Ic (auditivo/alfabeto romano em relevo). A Etapa I (a e b) compreendeu um pré-teste, fases de ensino de discriminações condicionais de palavras simples e testes de leitura textual das palavras simples e recombinadas. Na Etapa Ic era aplicado um teste de discriminações condicionais. Nas Etapas II e III eram aplicados testes de leitura textual das palavras simples recombinadas (Etapa II) e compostas (Etapa III) e nomeação de objetos. Eram testadas as relações entre palavras ditadas e objetos (AB), palavras ditadas e palavras impressas (AC), objetos e palavras impressas (BC) e palavras impressas e objetos (CB) que documentam a leitura com compreensão das palavras impressas em Braille e no alfabeto romano em relevo, e ainda, a emergência de cópia e ditado. As três participantes atingiram o critério de acertos em todas as fases em todas as etapas. Os resultados mostraram que o ensino de discriminações de palavras com a segmentação onset/rime facilita a emergência da leitura recombinativa em inglês, como língua estrangeira, com cegos falantes do português, usando o Braille e o alfabeto romano em relevo, mostraram ainda a emergência da leitura com compreensão com os procedimentos de equivalência de estímulos. Estes resultados indicam que novas tecnologias de ensino, que permitam uma maior inclusão de pessoas cegas na comunidade, podem ser geradas.

Seletividade espacial de cor do potencial cortical provocado visual pseudoaleatório

A seletividade espacial para cor tem sido investigada usando métodos eletrofisiológicos invasivos e não invasivos, e métodos psicofísicos. Em eletrofisiologia cortical visual não invasiva este tópico foi investigado usando métodos convencionais de estimulação periódica e extração de respostas por promediação simples. Novos métodos de estimulação (apresentação pseudo-aleatória) e extração de respostas corticais não invasivas (correlação cruzada) foram desenvolvidos e ainda não foram usados para investigar a seletividade espacial de cor de respostas corticais. Este trabalho objetivou introduzir esse novo método de eletrofisiologia pseudoaleatória para estudar a seletividade espacial de cor. Foram avaliados 14 tricromatas e 16 discromatópsicos com acuidade visual normal ou corrigida. Os voluntários foram avaliados pelo anomaloscópio HMC e teste de figuras de Ishihara para caracterizar a visão de cores quanto à presença de tricromacia. Foram usadas redes senoidais, 8º de ângulo visual, vermelho-verde para 8 frequências espaciais entre 0,2 a 10 cpg. O estímulo foi temporalmente modulado por uma sequência-m binária em um modo de apresentação de padrão reverso. O sistema VERIS foi usado para extrair o primeiro e o segundo slice do kernel de segunda ordem (K2.1 e K2.2, respectivamente). Após a modelagem da resposta às frequências espaciais com função de diferença de gaussianas, extraiu-se a frequência espacial ótima e banda de frequências com amplitudes acima de ¾ da amplitude máxima da função para servirem como indicadores da seletividade espacial da função. Também foi estimada a acuidade visual cromática pelo ajuste de uma função linear aos dados de amplitude a partir da frequência espacial do pico de amplitude até a mais alta frequência espacial testada. Em tricromatas, foi encontrada respostas cromáticas no K2.1 e no K2.2 que apresentaram seletividade espacial diferentes. Os componentes negativos do K2.1 e do K2.2 apresentaram sintonia passa-banda e o componente positivo do K2.1 apresentou sintonia passa-baixa. A acuidade visual estimada de todos os componentes estudados foi próxima àquelas encontradas por Mullen (1985) e Kelly (1983). Diferentes componentes celulares podem estar contribuindo para a geração do VECP pseudoaleatório. Este novo método se candidata a ser uma importante ferramenta para a avaliação não invasiva da visão de cores em humanos.

Functional trophic composition of the ichthyofauna of forest streams in eastern Brazilian Amazon

Este estudo teve como objetivo descrever a organização funcional da fauna de peixes de riachos do nordeste do estado do Pará, Brasil, com base em observações comportamentais das táticas alimentares das espécies. Sete igarapés foram amostrados entre junho e novembro de 2010 por técnicas de observações diretas durante sessões de mergulho livre, totalizando 91h 51min de observação, nos períodos diurno, crepuscular vespertino e noturno. Foram observadas 73 espécies distribuídas em seis ordens, 26 famílias e 63 gêneros, com predomínio de Characiformes, seguidos por Siluriformes. A partir de informações coligidas por observações ad libitum, as espécies foram organizadas em 18 grupos tróficos funcionais (GTFs), de acordo com duas características principais: (1) a tática alimentar observada com maior frequência; e (2) sua distribuição espacial no riacho, considerando suas dimensões lateral (margens e canal central) e vertical (coluna d'água). Os GTFs mais frequentes foram Catadores noturnos de invertebrados (9 espécies), Coletores diurnos de canal (8 spp.), Catadores diurnos de superfície (7 spp.), e Predadores de tocaia e emboscada (6 spp.). Os GTFs aqui definidos possibilitam uma análise comparativa da estrutura e composição da ictiofauna, que representa uma abordagem alternativa ao uso da estrutura taxonômica em estudos ecológicos. A classificação da ictiofauna baseada em GTFs proposta neste trabalho é comparada com outras três classificações, propostas por Sazima (1986), Sabino & Zuanon (1998) e Casatti et al. (2001).