Produção e utilização de material didático sobre fisiologia da audição e neurofisiologia

The teaching of hearing physiology requires an knowledge integration of Human Anatomy, Biophysics, more precisely Bioacoustics and Bioelectrogenesis, as well as Neurophysiology. Students present difficulty to build knowledge about functional mechanisms of sound conduction and sensory transduction, especially if the elements are not visible forms, as the middle and inner ear structures. To make the teaching about hearing physiology and sensory perception easier, was produced a set of didactical materials about the subject. At first, a resin model that faithfully describes the anatomical relationship of the ossicles with the tympanic membrane was developed. Subsequently, a second model that, besides illustrates the mechanism of acoustic impedance overcoming, also reveals how acoustic sensorial transduction occurs in inner ear, was designed and produced. In the third didactical model, are visualized, through students interaction, areas of the cerebral cortex that interpret the different sensory modalities. In addition, were created three educational videos about hearing problems and a site on Human Hearing Physiology, available on Institute of Biosciences website. The results of this course conclusion monograph are presented in the form of articles that were submitted to Journal Physics in the School and the Journal of the Nucleus of Teaching

Análises morfológicas e bioacústicas em populações de Scinax hayii (Barbour, 1909) (Anura, Hylidae) ao longo da Mata Atlântica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diversidade e evolução do gênero Adenomera Steindachner, 1867 (Anura, Leptodactylidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análisis biométrico de la orejas

Programa de Doctorado: Percepción Artificial y Aplicaciones

Variabilidad espacio-temporal de la biomasa de la capa profunda de reflexión en aguas canarias

[ES] La Capa Profunda de Reflexión (Deep Scattering Layer, DSL) es una capa de reflexión bioacústica formada por organismos mesopelágicos y constituye uno de los recursos biológicos marinos más abundantes de las Aguas de Canarias. Utilizando los datos obtenidos mediante técnicas acústicas y de arrastres pelágicos realizados en estas aguas durante diferentes campañas, investigamos la distribución espacio-temporal de la biomasa de las comunidades mesopelágicas que la componen.

Evaluación del ruido ambiental en espacios naturales protegidos: implicaciones para su gestión

Esta Tesis Doctoral trata sobre la caracterización acústica de los ecosistemas naturales y la evaluación del impacto ambiental del ruido antropogénico sobre sus potenciales receptores en estos lugares, incluidos los receptores no humanos y sus efectos ecológicos, además, analiza las implicaciones para su gestión a distintas escalas y se lleva a cabo una valoración económica. Este trabajo ofrece soluciones para caracterizar los paisajes sonoros de forma compatible con distintas escalas de trabajo, nivel de esfuerzo técnico y en contextos de recursos limitados que haga viable su tratamiento como cualquier otra variable ambiental en el ámbito de la conservación y gestión del medio natural. Se han adaptado herramientas y metodologías propias de disciplinas como la acústica ambiental, bioacústica y ecología del paisaje, para servir a los objetivos específicos de la evaluación y gestión de los paisajes sonoros y el ruido ambiental en amplias extensiones geográficas. Se ha establecido un método general de muestreo sistemático para trabajo de campo y también se han adaptado métodos de modelización informática, que permiten analizar escenarios sonoros dinámicos en el tiempo y en el espacio, desde localizaciones puntuales hasta la escala del paisaje. Es posible elaborar cartografía ambiental con esta información y se ha representado gráficamente la zona de influencia de distintas fuentes de ruido sobre la calidad de distintos hábitats faunísticos. Se recomienda el uso del indicador del nivel de presión sonora equivalente (Leq) por su operatividad en medición y modelización, y su adaptabilidad a cualquier dimensión espacial y temporal que se requiera, por ejemplo en función del paisaje, actividades o especies que se establezcan como objeto de análisis. Se ha comprobado que las voces y conversaciones de parte de los excursionistas en zonas de reposo, observación y descanso (Laguna Grande de Peñalara) es la fuente de ruido que con mayor frecuencia identifican los propios visitantes (51%) y causa un incremento del nivel de presión sonora equivalente de unos 4,5 dBA sobre el nivel correspondiente al ambiente natural (Lnat). También se ha comprobado que carreteras con bajo nivel de tráfico (IMD<1000) pueden causar estrés fisiológico sobre la fauna y afectar a la calidad de sus hábitats. La isófona de 30 dBA del índice Leq (24h) permite dividir a los corzos de la zona de estudio en dos grupos con diferente nivel de estrés fisiológico, más elevado en los que se sitúan más cerca de la carretera con mayor volumen de tráfico y se expone a mayores niveles de ruido. Por otro lado, ha sido posible delimitar una zona de exclusión para la nidificación de buitre negro alrededor de las carreteras, coincidente con la isófona Leq (24h) de 40 dBA que afecta al 11% de su hábitat potencial. Además se ha llevado a cabo una novedosa valoración económica de la contaminación acústica en espacios naturales protegidos, mediante el análisis de la experiencia sonora de los visitantes del antiguo Parque Natural de Peñalara, y se ha constatado su disposición al pago de una entrada de acceso a estos lugares (aproximadamente 1 euro) si redundara en una mejora de su estado de conservación. En conclusión, los espacios naturales protegidos pueden sufrir un impacto ambiental significativo causado por fuentes de ruido localizadas en su interior pero también lejanas a ellos, que se sitúan fuera del ámbito de competencias de sus gestores. Sucesos sonoros como el sobrevuelo de aviones pueden incrementar en aproximadamente 8 dBA el nivel de referencia Lnat en las zonas tranquilas del parque. Se recomienda llevar a cabo una gestión activa del medio ambiente sonoro y se considera necesario extender la investigación sobre los efectos ecológicos del ruido ambiental a otros lugares y especies animales. ABSTRACT This PhD Thesis deals with acoustic characterization of natural ecosystems and anthropogenic noise impact assessment on potential receivers, including non-human receivers and their ecological effects. Besides, its management implications at different scales are analyzed and an economic valuation is performed. This study provides solutions for characterizing soundscapes in a compatible way with different working scales, level of technical effort and in a context of limited resources, so its treatment becomes feasible as for any other environmental variable in conservation and environmental management. Several tools and methodologies have been adapted from a variety of disciplines such as environmental acoustics, bioacoustics and landscape ecology, to better serve the specific goals of assessing and managing soundscapes and environmental noise in large areas. A procedure has been established for systematic field measurement surveys and noise common computer modelling methods have also been adapted in order to analyze dynamic soundscapes across time and space, from local to landscape scales. It is possible to create specific thematic cartography as for instance delimiting potential influence zone from different noise sources on animal habitats quality. Use of equivalent continuous sound pressure level index (Leq) is recommended because it provides great flexibility in operation for noise measurement and modelling, and because of its adaptability to any required temporal and spatial dimension, for instance landscape, activities or the target species established as study subjects. It has been found that human voices and conversations in a resting and contemplation area (Laguna Grande de Peñalara) is the most frequently referred noise source by national park visitors (51 %) when asked. Human voices alter this recreational area by increasing the sound pressure level approximately 4.5 dBA over the natural ambient level (Lnat). It has also been found that low traffic roads (AADT<1000 ) may cause physiological stress on wildlife and affect the quality of their habitats. It has also been possible to define a road-effect zone by noise mapping, which suggests an effective habitat loss within the Leq (24h) 30 dBA isophone in case of Roe deer and also divide the study area in two groups with different physiological stress level, higher for those exposed to higher noise levels and traffic volume. On the other hand, it has been possible to determine an exclusion area for Cinereous vulture nesting surrounding roads which is coincident with the Leq (24h) 40 dBA isophone and affects 11 % of the vulture potential habitat. It has also been performed an economic estimation of noise pollution impact on visitors’ perception and results showed that visitors would be willing to pay an entrance fee of approximately 1 euro if such payment is really bringing an improvement of the conservation status. In conclusion, protected areas may be significantly affected by anthropogenic noise sources located within the park borders but perturbations may also be caused by large-distance noise sources outside the park managers’ jurisdiction. Aircraft overflight events disrupted quietness and caused Leq increases of almost 8 dBA during a monitoring period with respect to Lnat reference levels in the park quiet areas. It is recommended to actively manage the acoustic environment. Finally, further research on ecological impacts of environmental noise needs to be extended to other species and places.

Sistema para monitoramento e análise de paisagens acústicas submarinas.

O Monitoramento Acústico Passivo (PAM) submarino refere-se ao uso de sistemas de escuta e gravação subaquática, com o intuito de detectar, monitorar e identificar fontes sonoras através das ondas de pressão que elas produzem. Se diz que é passivo já que tais sistemas unicamente ouvem, sem perturbam o meio ambiente acústico existente, diferentemente de ativos, como os sonares. O PAM submarino tem diversas áreas de aplicação, como em sistemas de vigilância militar, seguridade portuária, monitoramento ambiental, desenvolvimento de índices de densidade populacional de espécies, identificação de espécies, etc. Tecnologia nacional nesta área é praticamente inexistente apesar da sua importância. Neste contexto, o presente trabalho visa contribuir com o desenvolvimento de tecnologia nacional no tema através da concepção, construção e operação de equipamento autônomo de PAM e de métodos de processamento de sinais para detecção automatizada de eventos acústicos submarinos. Foi desenvolvido um equipamento, nomeado OceanPod, que possui características como baixo custo de fabrica¸c~ao, flexibilidade e facilidade de configuração e uso, voltado para a pesquisa científica, industrial e para controle ambiental. Vários protótipos desse equipamento foram construídos e utilizados em missões no mar. Essas jornadas de monitoramento permitiram iniciar a criação de um banco de dados acústico, o qual permitiu fornecer a matéria prima para o teste de detectores de eventos acústicos automatizados e em tempo real. Adicionalmente também é proposto um novo método de detecção-identificação de eventos acústicos, baseado em análise estatística da representação tempo-frequência dos sinais acústicos. Este novo método foi testado na detecção de cetáceos, presentes no banco de dados gerado pelas missões de monitoramento.

Parâmetros biológicos de Herpsilochmus pectoralis Sclater 1857 (Aves: Thamnophilidae) em fragmentos de mata atlântica do Nordeste do Brasil

The study of birds represents an important tool for the understanding of the processes involved in behavioral and morphological patterns. The species we have studied belongs to Thamnophilidae family, the third largest family restricted to the Neotropic ecozone. They are popularly known as antbirds and comprise 209 species. A large portion of the species has cryptic behavior, making the acoustic communication an important tool for maintaining contact among birds. Herpsilochmus pectoralis Sclater 1857 has evident sexual dimorphism, measured between 10 and 12 cm height and it is found in forest fragments in the Northeast and it is also categorized as vulnerable to extinction process. This study was conducted in three sandbank fragments on the east coast of the state of Rio Grande do Norte, Brazil. With the help of tape recordings between 2006 and 2012 it was possible to describe and characterize the sing of H. pectoralis. The sing from male birds has more and longer length than the female sing (16% of dimorphism). No differences were found in the dominant frequency between the sexes. We describe four types of calls from this species repertoire. Through capturing with ornithological nets between 2009 and 2012 it was possible to describe and compare the morphology of H. pectoralis. The species have shown lower corporal mass in the dry season. The young birds showed morphometric similarities in comparison to adults. The species has no accentuated dimorphism in their morphometric characteristics. The young ones with flying capabilities have morphometric characteristics of adults, even though they do not show a characteristic adult plumage. The moult pattern in the species is a characteristic of tropical birds, but it shows short reproductive period, typical of temperate species. Even being in the tropical region, the species suffers with seasonal rainfall, which influences their reproductive phenology and moult (remex and rectrix) cycle. Thus, this dissertation provides information on the biology of H. pectoralis to support the understanding of the relationship of this species to the environment and also to know the variations of morphology and vocal aspects, in order to understand patterns and general characteristics of Thamnophilidae.

Sistema de informação para a realização de testes de imagens em crianças

O Grupo de Investigação de Bioacústica e Sistemas (GIBS) da Escola Superior Tecnologia da Saúde de Coimbra proporciona várias actividades entre as quais o desenvolvimento de softwares aplicados na área da saúde. Neste trabalho vai ser abordado este tema, em particular, o teste “Peabody picture vocabular test”, um dos testes desenvolvidos no GIBS que vai ser associado a um sistema de informação, por forma a automatizar e dinamizar o procedimento do teste. O teste consiste em disponibilizar uma série de imagens a uma criança, que vai seleccionar as que conhece. Esta escolha tem em conta a idade da criança, bem como o seu desenvolvimento cognitivo, por isso este conjunto de imagens é amplo. Das imagens que a criança seleccionar, o protótipo vai gerar um conjunto de quatro imagens aleatórias, e reproduzir o som alusivo a uma delas. Dado que a criança seleccionou as imagens, caso não consiga identificar existe um potencial problema e o técnico encontra-se em condições de poder realizar mais testes para o identificar. No caso de identificar, o teste decorre sem problemas sendo que no final, o técnico terá acesso aos dados verificando quantas acertou em cada uma das intensidades apresentadas. Estas informações podem ser para cada um dos ouvidos em separado, caso se utilizem auscultadores, ou para ambos os ouvidos se o exame for realizado em campo livre. Actualmente o teste é realizado, numa sala acústica auxiliada por um audiométrico, que ajuda a regular a intensidade do som reproduzido e para qual dos ouvidos vai ser reproduzido. Essas mesmas condições serão mantidas. No entanto, o audiómetro funcionará em conjunto com um computador, com uma versão do protótipo a “correr”, substituindo os cartões com as imagens utilizados actualmente. Para além de ser um sistema totalmente automático, conta ainda com a vantagem de armazenar todas as variáveis associadas a cada teste, desde os dados do utente, os dados do técnico (utilizador), os dados do teste e os resultados. A fim de validar este protótipo, foi empreendido um grupo de experiências, abrangendo aspectos particulares e distintos em cada um deles, verificando-se a adequação do modelo e a utilidade do recurso, automatizado, à experiência passada. Os resultados obtidos nesta avaliação permitem considerar que o protótipo cumpre os requisitos pré-estabelecidos.

Tempo gasto em pastejo por novilhas Girolando em sistema integração Lavoura-Pecuária-Floresta.

Objetivou-se com esse trabalho avaliar o tempo gasto em pastejo por novilhas Girolando em área de integração Lavoura-Pecuária (iLP) e integração Lavoura-Pecuária-Floresta (iLPF). Oito novilhas ¾ Holandês x Gir com média de 25 meses de idade e 268 kg de peso vivo foram distribuídas em delineamento cross-over 2x2 (dois sistemas x dois períodos de avaliação) para coleta de dados de bioacústica por 48 horas utilizando gravadores MP3 fixados em cabrestos. Esses dados foram analisados pelo software Audacity®. As médias dos tempos (em minutos) gastos com a atividade de pastejo em cada tratamento (iLP e iLPF) nos períodos diurno e noturno foram comparadas pelo Teste de Tuckey a 5% de probabilidade. Os animais pastejaram mais tempo no período diurno em relação ao noturno (509,11 vs. 233,03 minutos, respectivamente). Houve diferença significativa entre os sistemas durante o período diurno, em que as novilhas no sistema iLPF pastejaram por maior tempo que as do iLP (581,35 vs. 433,88 minutos, respectivamente). Observou-se também que a atividade de pastejo ao longo de todo o dia foi maior no iLPF do que no iLP (333,44 vs. 409,71 minutos, respectivamente). Novilhas Girolando gastam mais tempo pastejando durante o dia e em pastagens com componente arbóreo.