Indicadores de cálcio e de voltagem codificados geneticamente na detecção de potenciais de ação e inputs sinápticos em cultura de neurônios hipocampais

Recently, genetically encoded optical indicators have emerged as noninvasive tools of high spatial and temporal resolution utilized to monitor the activity of individual neurons and specific neuronal populations. The increasing number of new optogenetic indicators, together with the absence of comparisons under identical conditions, has generated difficulty in choosing the most appropriate protein, depending on the experimental design. Therefore, the purpose of our study was to compare three recently developed reporter proteins: the calcium indicators GCaMP3 and R-GECO1, and the voltage indicator VSFP butterfly1.2. These probes were expressed in hippocampal neurons in culture, which were subjected to patchclamp recordings and optical imaging. The three groups (each one expressing a protein) exhibited similar values of membrane potential (in mV, GCaMP3: -56 ±8.0, R-GECO1: -57 ±2.5; VSFP: -60 ±3.9, p = 0.86); however, the group of neurons expressing VSFP showed a lower average of input resistance than the other groups (in Mohms, GCaMP3: 161 ±18.3; GECO1-R: 128 ±15.3; VSFP: 94 ±14.0, p = 0.02). Each neuron was submitted to current injections at different frequencies (10 Hz, 5 Hz, 3 Hz, 1.5 Hz, and 0.7 Hz) and their fluorescence responses were recorded in time. In our study, only 26.7% (4/15) of the neurons expressing VSFP showed detectable fluorescence signal in response to action potentials (APs). The average signal-to-noise ratio (SNR) obtained in response to five spikes (at 10 Hz) was small (1.3 ± 0.21), however the rapid kinetics of the VSFP allowed discrimination of APs as individual peaks, with detection of 53% of the evoked APs. Frequencies below 5 Hz and subthreshold signals were undetectable due to high noise. On the other hand, calcium indicators showed the greatest change in fluorescence following the same protocol (five APs at 10 Hz). Among the GCaMP3 expressing neurons, 80% (8/10) exhibited signal, with an average SNR value of 21 ±6.69 (soma), while for the R-GECO1 neurons, 50% (2/4) of the neurons had signal, with a mean SNR value of 52 ±19.7 (soma). For protocols at 10 Hz, 54% of the evoked APs were detected with GCaMP3 and 85% with R-GECO1. APs were detectable in all the analyzed frequencies and fluorescence signals were detected from subthreshold depolarizations as well. Because GCaMP3 is the most likely to yield fluorescence signal and with high SNR, some experiments were performed only with this probe. We demonstrate that GCaMP3 is effective in detecting synaptic inputs (involving Ca2+ influx), with high spatial and temporal resolution. Differences were also observed between the SNR values resulting from evoked APs, compared to spontaneous APs. In recordings of groups of cells, GCaMP3 showed clear discrimination between activated and silent cells, and reveals itself as a potential tool in studies of neuronal synchronization. Thus, our results indicate that the presently available calcium indicators allow detailed studies on neuronal communication, ranging from individual dendritic spines to the investigation of events of synchrony in neuronal networks genetically defined. In contrast, studies employing VSFPs represent a promising technology for monitoring neural activity and, although still to be improved, they may become more appropriate than calcium indicators, since neurons work on a time scale faster than events of calcium may foresee

Análise de grafos aplicada a relatos de sonhos: ferramenta diagnóstica objetiva e diferencial para psicose esquizofrênica e bipolar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Caracterização comportamental e distribuição de neurônios inibitórios em um modelo animal de autismo induzido por ácido valpróico

Autism comprises a heterogeneous group of neurodevelopmental disorders that affects the brain maturation and produces sensorial, motor, language and social interaction deficits in early childhood. Several studies have shown a major involvement of genetic factors leading to a predisposition to autism, which are possibly affected by environmental modulators during embryonic and post-natal life. Recent studies in animal models indicate that alterations in epigenetic control during development can generate neuronal maturation disturbances and produce a hyper-excitable circuit, resulting in typical symptoms of autism. In the animal model of autism induced by valproic acid (VPA) during rat pregnancy, behavioral, electrophysiological and cellular alterations have been reported which can also be observed in patients with autism. However, only a few studies have correlated behavioral alterations with the supposed neuronal hyper-excitability in this model. The aim of this project was to generate an animal model of autism by pre-natal exposure to VPA and evaluate the early post-natal development and pre-puberal (PND30) behavior in the offspring. Furthermore, we quantified the parvalbumin-positive neuronal distribution in the medial prefrontal cortex and Purkinje cells in the cerebellum of VPA animals. Our results show that VPA treatment induced developmental alterations, which were observed in behavioral changes as compared to vehicle-treated controls. VPA animals showed clear behavioral abnormalities such as hyperlocomotion, prolonged stereotipies and reduced social interaction with an unfamiliar mate. Cellular quantification revealed a decrease in the number of parvalbumin-positive interneurons in the anterior cingulate cortex and in the prelimbic cortex of the mPFC, suggesting an excitatory/inhibitory unbalance in this animal model of autism. Moreover, we also observed that the neuronal reduction occurred mainly in the cortical layers II/III and V/VI. We did not detect any change in the density of Purkinje neurons in the Crus I region of the cerebellar cortex. Together, our results strengthens the face validity of the VPA model in rats and shed light on specific changes in the inhibitory circuitry of the prefrontal cortex in this autism model. Further studies should address the challenges to clarify particular electrophysiological correlates of the cellular alterations in order to better understand the behavioral dysfunctions

Avaliação do padrão do ciclo sono-vigília e a cognição em estudantes de medicina com diferentes esquemas de horários de aulas

The sleep patterns of students entering the university, is accompanied by many factors that can lead to changes in sleep habits, such as academic demands, new social opportunities, reduced parental care and irregular teaching schedules. The irregular pattern of sleep-wake cycle is usually accompanied by several daytime consequences, for example, reduced levels of motivation, performance, concentration, alertness and mood as well as increased fatigue and sleepiness.Thus, there are numerous reasons to support the fact that these students may suffer damage in their academic performance. The aim of this study was to evaluate the sleep-wake cycle (SWC) and cognition in medical students with different schemes teaching schedules. One group started classes at 08am, while the other started at 07am. We analyzed the data from 88 volunteers, 39 from each group. However, only those who participated in both stages of the study (n = 78) underwent cognitive testing. For subjective evaluation of the SWC was used questionnaires to check the quality of sleep, chronotype, daytime sleepiness and sleep habits. For objective evaluation was used actigraphy. For cognitive assessment was used the test MoCA (Montreal Cognitive Assessment). The results indicate that the group has class earlier had a greater irregularity of the SWC and a worse performance in cognitive testing. There was a difference between the schedules the week and weekend in the subjective variables, bedtime, wake up and sleep duration in both groups. The objective variables, time in bed showed difference between the schedules the week and weekend to the group started class at 08am and the variables bedtime, get up time, actual sleep time, time in bed and wake bouts in the class at 07am. In the cognitive test, there were differences between the groups in overall score and in the areas of executive function and memory recall. Thus, it is suggested that the class starting time may cause irregularity of the SWC and the irregularity may cause mild cognitive impairment. Moreover, cognitive testing MoCA was sensitive to detect differences among students, although the difference between the schedules is small

Uma estratégia dirigida a modelos e baseada em linguagem de descrição arquitetural para linhas de produtos de software

Model-oriented strategies have been used to facilitate products customization in the software products lines (SPL) context and to generate the source code of these derived products through variability management. Most of these strategies use an UML (Unified Modeling Language)-based model specification. Despite its wide application, the UML-based model specification has some limitations such as the fact that it is essentially graphic, presents deficiencies regarding the precise description of the system architecture semantic representation, and generates a large model, thus hampering the visualization and comprehension of the system elements. In contrast, architecture description languages (ADLs) provide graphic and textual support for the structural representation of architectural elements, their constraints and interactions. This thesis introduces ArchSPL-MDD, a model-driven strategy in which models are specified and configured by using the LightPL-ACME ADL. Such strategy is associated to a generic process with systematic activities that enable to automatically generate customized source code from the product model. ArchSPLMDD strategy integrates aspect-oriented software development (AOSD), modeldriven development (MDD) and SPL, thus enabling the explicit modeling as well as the modularization of variabilities and crosscutting concerns. The process is instantiated by the ArchSPL-MDD tool, which supports the specification of domain models (the focus of the development) in LightPL-ACME. The ArchSPL-MDD uses the Ginga Digital TV middleware as case study. In order to evaluate the efficiency, applicability, expressiveness, and complexity of the ArchSPL-MDD strategy, a controlled experiment was carried out in order to evaluate and compare the ArchSPL-MDD tool with the GingaForAll tool, which instantiates the process that is part of the GingaForAll UML-based strategy. Both tools were used for configuring the products of Ginga SPL and generating the product source code

Uma linguagem de modelagem da interação para auxiliar a comunicação designer-usuário

The development of interactive systems involves several professionals and the integration between them normally uses common artifacts, such as models, that drive the development process. In the model-driven development approach, the interaction model is an artifact that includes the most of the aspects related to what and how the user can do while he/she interacting with the system. Furthermore, the interactive model may be used to identify usability problems at design time. Therefore, the central problematic addressed by this thesis is twofold. In the first place, the interaction modeling, in a perspective that helps the designer to explicit to developer, who will implement the interface, the aspcts related to the interaction process. In the second place, the anticipated identification of usability problems, that aims to reduce the application final costs. To achieve these goals, this work presents (i) the ALaDIM language, that aims to help the designer on the conception, representation and validation of his interactive message models; (ii) the ALaDIM editor, which was built using the EMF (Eclipse Modeling Framework) and its standardized technologies by OMG (Object Management Group); and (iii) the ALaDIM inspection method, which allows the anticipated identification of usability problems using ALaDIM models. ALaDIM language and editor were respectively specified and implemented using the OMG standards and they can be used in MDA (Model Driven Architecture) activities. Beyond that, we evaluated both ALaDIM language and editor using a CDN (Cognitive Dimensions of Notations) analysis. Finally, this work reports an experiment that validated the ALaDIM inspection method

O uso de linguagem documentária em catálogos coletivos de bibliotecas universitárias: um estudo de avaliação sociocognitiva com protocolo verbal

Avaliou-se o uso de linguagem documentária alfabética de catálogos coletivos, na perspectiva das bibliotecas universitárias e no contexto sociocognitivo dos indexadores e dos usuários. Concluiu-se que o uso adequado de linguagens documentárias de áreas científicas especializadas faz-se por meio da avaliação quanto à atualização, especificidade e compatibilidade para atender às necessidades de indexação e recuperação da informação.

Produção de conhecimento sobre narrativas orais: contribuições para as investigações em linguagem infantil

Este estudo tem como objetivo indicar um panorama geral sobre a produção de conhecimento no que tange os padrões para o desenvolvimento da narrativa oral, nos últimos quatro anos por meio de uma revisão bibliográfica sistematizada, voltada para a temática de intervenção em linguagem infantil, com o uso de narrativas orais. A revisão foi realizada em uma única etapa, com critérios específicos, utilizando os seguintes descritores: narrativas, narrativa, narrativas de crianças, linguagem e desenvolvimento, linguagem oral, habilidades linguísticas, linguagem falada, linguagem infantil, narração/narração de histórias e linguagem. O período considerado foi de 2007 a 2011. Foram obtidos 900 registros, dentre os quais, nove (1%) atenderam aos critérios estabelecidos para análise. A maioria dos estudos relacionou-se com análises psicolinguísticas. Apenas um estudo utilizou método experimental. No período considerado foram produzidos poucos estudos abordando narrativas orais infantis; a sua grande maioria levou em consideração, fundamentalmente, aspectos cognitivos e linguísticos no processo de desenvolvimento da habilidade narrativa; a grande maioria das pesquisas foi realizada com crianças que possuem algum tipo de alteração em seu desenvolvimento linguístico. Considera-se que a produção de conhecimento, em relação ao desenvolvimento de narrativas orais infantis, exige, atualmente, um olhar voltado para as intervenções que utilizem metodologia experimental. Por fim, considera-se que é necessária uma atenção maior em relação ao desenvolvimento típico da habilidade narrativa.

Análise da produção científica nacional fonoaudiológica acerca da linguagem escrita

TEMA: a produção científica nacional sobre a linguagem escrita no âmbito da Fonoaudiologia. OBJETIVO: analisar parte da produção fonoaudiológica brasileira acerca da linguagem escrita, entre os anos de 1980 a 2004, levando em conta o período da publicação; a distribuição de freqüência por período; os tipos de publicações; as sub-temáticas abordadas e a autoria. MÉTODO: a pesquisa de caráter documental configurou a opção metodológica selecionada para a realização desse estudo. Foram analisados livros, capítulos de livros e artigos publicados em sete periódicos nacionais de Fonoaudiologia (1980 a 2004). RESULTADOS: as produções científicas em torno da linguagem escrita, no período considerado, perfazem um total de 236 publicações. Desse total, 3,39% foram publicadas na década de 1980; 44,1% na década de 1990; e 52,5% durante o período de 2000-2004. Quanto ao tipo das publicações, 18,5% foram publicadas em forma de livro, 39% de capítulo de livro e 42,5% de artigo em periódico. Quanto à autoria das publicações, 42 autores (76,36%), são vinculados a instituições de ensino superior, como docentes ou discentes, com maior concentração no Estado de São Paulo e menor no Rio de Janeiro. As produções analisadas versaram sobre cinco sub-temáticas: distúrbios de linguagem escrita (52%); processo de apropriação da linguagem escrita (23,5%); surdez e linguagem escrita (8,90%); alterações neurológicas e linguagem escrita (8,22%) e escola e linguagem escrita (7,53%). CONCLUSÃO: a pesquisa permitiu recuperar parte da memória acerca da construção de um campo de atuação e de conhecimento da área fonoaudiológica: a linguagem escrita. O ascendente crescimento de publicações em torno dessa temática aponta para o implemento de pesquisas nesse campo da Fonoaudiologia e, portanto, a pertinência de estudos que objetivem analisar os rumos da produção científica relativa ao mesmo.

Perfil de habilidades do desenvolvimento em crianças com holoprosencefalia e holoprosencefalia like

OBJETIVO: investigar e comparar o desempenho nas habilidades relacionadas ao desenvolvimento motor, cognitivo, linguístico, de socialização e autocuidados de indivíduos com holoprosencefalia e com holoprosencefalia-like. MÉTODO: participaram deste estudo 20 indivíduos com diagnóstico de holoprosencefalia, na faixa etária de 18 a 72 meses, de ambos os sexos, divididos em 2 grupos. O grupo 1 (G1) composto por 12 indivíduos com sinais clínicos do espectro da holoprosencefalia, e o grupo 2 (G2) com holoprosencefalia-like composto por 8 indivíduos com sinais clínicos do espectro da holoprosencefalia-like. A coleta de dados foi realizada por meio da aplicação do Inventário Portage Operacionalizado que avalia as áreas alvos deste estudo. Para a análise estatística utilizou-se análise descritiva da mediana e dos valores mínimos e máximos e foi aplicado o teste estatístico de Mann Whitney (< 0,05% para significância). RESULTADOS: os grupos 1 e 2 apresentaram alterações em todas as áreas do desenvolvimento avaliadas. Entretanto, os indivíduos do G1, com holoprosencefalia apresentaram maiores comprometimentos nas habilidades: motora, cognitiva, de linguagem, de socialização e autocuidados, quanto comparados aos indivíduos do G2, com holoprosencefalia-like. CONCLUSÃO: o desempenho nas áreas motoras, cognitivas, de linguagem, de socialização e autocuidados de indivíduos com holoprosencefalia e holoprosencefalia-like foi aquém do esperado, principalmente naqueles indivíduos com holoprosencefalia, que se justifica pelo maior comprometimento no sistema nervoso central. A natureza destas alterações pode estar associada ao universo de alterações neurológicas e craniofaciais descritas nestes quadros clínicos e também à influência do ambiente social.

Desempenho escolar de crianças com Distúrbio Específico de Linguagem: relações com habilidades metafonológicas e memória de curto prazo

OBJETIVO: Descrever o desempenho de crianças com Distúrbio Específico de Linguagem (DEL) em provas de leitura, escrita, aritmética, consciência fonológica e memória seqüencial auditiva, assim como, verificar se há associação positiva entre as provas que avaliam a aprendizagem escolar e as que avaliam o processamento da informação. MÉTODOS: Vinte sujeitos com diagnóstico de DEL, com idades entre 7 e 12 anos, foram submetidos ao Teste de Desempenho Escolar (TDE) e a duas provas, que avaliam o processamento da informação (Perfil de Habilidades Fonológicas e Subteste de Memória Seqüencial Auditiva do Teste de Illinois de Habilidades Psicolingüísticas - ITPA). RESULTADOS: A maioria apresentou alteração em todas as provas realizadas. As associações entre o desempenho do grupo nas diferentes provas demonstram que a habilidade metafonológica apresentou associação estatisticamente significante com as habilidades de leitura (p=0,02) e escrita (p=0,02). Por sua vez, a habilidade de memória seqüencial auditiva apresentou associação estatisticamente significante apenas com a habilidade de aritmética (p=0,0003). CONCLUSÃO: O desempenho escolar, assim como as habilidades de consciência fonológica e memória de curto prazo mostraram-se defasados na maioria dos sujeitos avaliados, havendo associação positiva entre: a prova de memória de curto prazo e a prova de aritmética; a prova de consciência fonológica e as provas de leitura e escrita. Neste contexto, reforça-se aqui a utilização de programas de intervenção baseados em Modelos Psicolingüísticos, que sugerem o uso de estratégias individuais para o desenvolvimento das habilidades metafonológicas.

Terapia de linguagem no espectro autístico: a interferência do ambiente terapêutico

OBJETIVO: Analisar o perfil funcional da comunicação de crianças e adolescentes com distúrbios do espectro autístico em dois ambientes de terapia de linguagem, que se diferenciam quanto ao aspecto físico. MÉTODOS: Participaram dez sujeitos com distúrbios do espectro autístico, seis do gênero masculino e quatro do gênero feminino, com idades entre 4 e 13 anos. Na coleta de dados, foram realizadas filmagens de oito sessões de terapia de linguagem individual com duração de 30 minutos, sendo quatro sessões em uma sala comum e quatro em uma sala com ambientação específica (sala NIC), intercaladamente, durante um mês. Para a análise dos dados foi empregado o Protocolo de Pragmática, e os resultados receberam tratamento estatístico. RESULTADOS: Verificou-se que não houve diferença significativa entre o perfil pragmático apresentado pelos dez sujeitos na sala comum e na sala NIC. CONCLUSÃO: O contexto físico aqui estudado não influenciou significativamente no perfil funcional da comunicação de indivíduos do espectro autístico, ainda que se tenha verificado tendências individuais apresentando melhor desempenho em uma sala ou em outra.

Síndrome de Silver-Russell: relato de caso

OBJETIVO: descrever o fenótipo da síndrome de Silver-Russell (SSR) e apresentar um caso diagnosticado com esta afecção genética, abordando aspectos genéticos, psicológicos e fonoaudiológicos. MÉTODOS: trata-se de relato de caso de uma criança do gênero feminino, sete anos e onze meses, portadora da síndrome de Silver-Russel. Foram realizadas avaliação genética médica e molecular, avaliação psicológica, avaliação fonoaudiológica e aplicação de testes complementares. RESULTADOS: a análise molecular da região 7p11 excluiu a dissomia uniparental para este caso. No exame físico foram constatados os principais sinais clínicos da SSR que incluiu retardo no crescimento de origem pré-natal, fácies típica, assimetrias ósseas e clinodactilia do 5º dedo. A avaliação cognitiva e fonoaudiológica mostraram deficiência mental, distúrbio de linguagem oral e comprometimento das funções orais. CONCLUSÃO: o estudo deste caso possibilitou a divulgação do fenótipo da SSR com suas manifestações físicas, cognitivas e fonoaudiológicas. Embora o teste molecular não tenha confirmado um dos possíveis mecanismos etiológicos da síndrome, a avaliação genética médica constatou a presença dos principais sinais clínicos que foram correlacionados à literatura. A avaliação psicológica e fonoaudiológica apontaram para comprometimento cognitivo e de comunicação, funções orais , sugerindo que importantes alterações fonoaudiológicas podem fazer parte do fenótipo desta síndrome, ainda pouco difundida para fonoaudiólogos.

A Linguagem de Especificação algébrica CASL e o Tipo de Dados Intervalos

Na computação científica é necessário que os dados sejam o mais precisos e exatos possível, porém a imprecisão dos dados de entrada desse tipo de computação pode estar associada às medidas obtidas por equipamentos que fornecem dados truncados ou arredondados, fazendo com que os cálculos com esses dados produzam resultados imprecisos. Os erros mais comuns durante a computação científica são: erros de truncamentos, que surgem em dados infinitos e que muitas vezes são truncados", ou interrompidos; erros de arredondamento que são responsáveis pela imprecisão de cálculos em seqüências finitas de operações aritméticas. Diante desse tipo de problema Moore, na década de 60, introduziu a matemática intervalar, onde foi definido um tipo de dado que permitiu trabalhar dados contínuos,possibilitando, inclusive prever o tamanho máximo do erro. A matemática intervalar é uma saída para essa questão, já que permite um controle e análise de erros de maneira automática. Porém, as propriedades algébricas dos intervalos não são as mesmas dos números reais, apesar dos números reais serem vistos como intervalos degenerados, e as propriedades algébricas dos intervalos degenerados serem exatamente as dos números reais. Partindo disso, e pensando nas técnicas de especificação algébrica, precisa-se de uma linguagem capaz de implementar uma noção auxiliar de equivalência introduzida por Santiago [6] que ``simule" as propriedades algébricas dos números reais nos intervalos. A linguagem de especificação CASL, Common Algebraic Specification Language, [1] é uma linguagem de especificação algébrica para a descrição de requisitos funcionais e projetos modulares de software, que vem sendo desenvolvida pelo CoFI, The Common Framework Initiative [2] a partir do ano de 1996. O desenvolvimento de CASL se encontra em andamento e representa um esforço conjunto de grandes expoentes da área de especificações algébricas no sentido de criar um padrão para a área. A dissertação proposta apresenta uma especificação em CASL do tipo intervalo, munido da aritmética de Moore, afim de que ele venha a estender os sistemas que manipulem dados contínuos, sendo possível não só o controle e a análise dos erros de aproximação, como também a verificação algébrica de propriedades do tipo de sistema aqui mencionado. A especificação de intervalos apresentada aqui foi feita apartir das especificações dos números racionais proposta por Mossakowaski em 2001 [3] e introduz a noção de igualdade local proposta por Santiago [6, 5, 4]

JFloat: uma biblioteca de ponto flutuante para a linguagem Java com suporte a arredondamento direcionado

This work presents JFLoat, a software implementation of IEEE-754 standard for binary floating point arithmetic. JFloat was built to provide some features not implemented in Java, specifically directed rounding support. That feature is important for Java-XSC, a project developed in this Department. Also, Java programs should have same portability when using floating point operations, mainly because IEEE-754 specifies that programs should have exactly same behavior on every configuration. However, it was noted that programs using Java native floating point types may be machine and operating system dependent. Also, JFloat is a possible solution to that problem