Terapia nutricional no traumatismo cranioencefálico grave

O objetivo do presente artigo é revisar a literatura e organizar os principais achados, gerando recomendações baseadas nas melhores evidências encontradas relativas à terapia nutricional nos casos de traumatismo cranioencefálico. O traumatismo cranioencefálico permanece uma patologia altamente letal, apesar dos avanços em seu diagnóstico e tratamento. Poucas intervenções terapêuticas tem se mostrado eficazes em melhorar este quadro. Há múltiplas alterações metabólicas e hidroeletrolíticas decorrentes do traumatismo cranioencefálico, caracterizadas por um estado hipermetabólico associado a um intense catabolismo, que levam a necessidades nutricionais específicas. Na literatura atual não há diretrizes específicas para terapia nutricional em pacientes vítimas de traumatismo cranioencefálico grave, mas há muitos dados interessantes e questões que estão sendo melhores estudadas, possibilitando um melhor direcionamento da terapia nutricional neste cenário. Além de avaliação e acompanhamento por uma equipe multiprofissional qualificada e treinada para estas questões, a introdução precoce do suporte nutricional, a utilização preferencial da via enteral com a infusão adequada de calorias, o uso de formulações adequadas e nutricionalmente equilibradas para cada caso específico, associadas a utilização de imunonutrientes específicos, melhor controle hidroeletrolítico e metabólico, além de melhor entendimento fisiopatológico e das consequências das próprias terapêuticas instituídas, parece modificar os desfechos destes casos.

Avaliação radiográfica de quadris de pacientes lesados medulares

OBJETIVO: Os pacientes lesado-medulares passam a se submeter a uma nova conformação de forças sobre as articulações. O quadril é uma das mais afetadas, por utilizarem a cadeira de rodas como meio de locomoção. Alterações osteoarticulares, como ossificação heterotópica, podem ser encontradas nesses pacientes, sendo evidenciadas por estudos radiográficos. Este estudo visa identificar a incidência das alterações radiográficas em quadris de paciente lesados medulares. MÉTODOS: Foram avaliados 15 pacientes (30 quadris) acompanhados no Laboratório de Reabilitação Biomecânica do Aparelho Locomotor do HC-Unicamp, analisando-se radiografias da bacia em posições antero-posterior e lowenstein. RESULTADOS: Dos quadris avaliados, apenas sete (23%) não possuíam alguma evidência de dano à superfície articular. A prevalência de ossificação heterotópica encontrada (16,6%) aproximou-se a da literatura. CONCLUSÃO: Devido à prevalência de alterações articulares encontradas, justifica-se o acompanhamento radiográfico dos quadris destes pacientes. Nível de Evidência II. Desenvolvimento de critérios diagnósticos em pacientes consecutivo. (com padrão de referência "ouro" aplicado).

Ventilação elétrica: indicações e aspectos técnicos do implante cirúrgico do marca-passo de estimulação diafragmática

OBJETIVO: Pacientes com lesão medular cervical alta em geral são dependentes de ventilação mecânica, que, embora salve vidas, está associada a complicações e redução da expectativa de vida devido a infecções respiratórias. A estimulação do diafragma por marca-passo, às vezes chamada de ventilação elétrica, induz a inspiração por estimulação dos músculos inspiratórios. Nosso objetivo foi destacar as indicações e alguns aspectos da técnica cirúrgica empregada no implante laparoscópico dos eletrodos, assim como descrever cinco casos de pacientes tetraplégicos submetidos à técnica. MÉTODOS: A seleção dos pacientes envolveu estudos de condução do nervo frênico por via transcutânea para determinar se os nervos estavam preservados. A abordagem cirúrgica foi laparoscopia clássica, com quatro trocartes. A técnica foi iniciada com o mapeamento elétrico para encontrar os "pontos motores" (pontos de contração máxima do diafragma). Se o mapeamento era bem-sucedido, dois eletrodos eram implantados na face abdominal de cada lado do diafragma para estimular ramos do nervo frênico. RESULTADOS: Dos cinco pacientes, três e um, respectivamente, eram capazes de respirar somente com o uso do marca-passo por períodos superiores a 24 e 6 h, enquanto um não era capaz. CONCLUSÕES: Embora seja necessário um acompanhamento mais longo para chegar a conclusões definitivas, os resultados iniciais são promissores, pois, no momento, a maioria dos nossos pacientes pode permanecer sem ventilação mecânica por longos períodos de tempo.

Correlação das imagens da ressonância magnética e observação intra operatória nas lesões traumáticas da coluna vertebral

OBJETIVO: Avaliar a acurácia e a reprodutibilidade das imagens da ressonância magnética (RM) nas lesões ligamentares traumáticas da coluna vertebral. MÉTODOS: Estudo retrospectivo para avaliação das imagens da RM de 32 pacientes com lesões traumáticas da coluna vertebral submetidos a tratamento cirúrgico. A avaliação das lesões do complexo ligamentar posterior (CLP) por imagens da RM foi realizada independentemente por dois radiologistas. Um grupo de pacientes tinha exames com inclusão de sequência com supressão de gordura sensível ao líquido (STIR ou SPAIR T2), além das imagens de rotina e no outro grupo os exames de RM não incluíam imagens com a supressão da gordura. As avaliações dos exames de imagem foram comparadas com as observações obtidas durante o ato cirúrgico. Foi realizada a analise de reprodutibilidade intra e interobservador entre os dois radiologistas pelo cálculo do coeficiente Kappa. RESULTADOS: Foi observada lesão do CLP em 21/32 pacientes. De forma geral a sensibilidade da RM para lesões do CLP variou entre 88,9% a 100% e a especificidade entre 0 e 50%. A concordância entre a avaliação dos radiologistas foi maior nos exames de ressonância magnética sem a supressão da gordura (Κ=0,6) do que nos exames que incluíram sequências com supressão (Κ=0,34). CONCLUSÃO: A avaliação de lesões dos ligamentos posteriores por meio da RM pelos radiologistas resultou em boa sensibilidade em relação aos achados cirúrgicos, porém com baixa especificidade, reproduzindo resultados da literatura. Na casuística atual a utilização do sinal de edema presente nas sequências com supressão de gordura diminuiu a concordância interobservador.

Patologías en tortugas marinas: la influencia del hombre en las causas de varamiento

[ES]Las tortugas marinas, al igual que otros vertebrados, son susceptibles de padecer múltiples patologías, muchas de ellas desconocidas hasta épocas recientes por parte de la Ciencia Veterinaria. Algunas de estas patologías ocurren de forma natural, tanto en animales de vida libre como en tortugas mantenidas en cautividad. Pero otras son consecuencia de las actividades Se exponen los diferentes sistemas orgánicos, las principales enfermedades bacterianas, micóticas, víricas y parasitarias que afectan a las tortugas marinas, con especial atención a la fibropapilomatosis. Seguidamente se expondrán los cuadros lesionales consecutivos a la patología medioambiental derivada de actividades humanas: enmallamiento en artes de pesca, ingestión de anzuelos, traumatismos por colisión con embarcaciones, ingestión de restos antropogénicos, crudo y contaminantes químicos.

Contusión pulmonar

Fil: Perinetti, Carlos E.. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas

Análisis de la mortalidad en la unidad de cuidados intensivos del Hospital Central de Mendoza, Argentina

Objetivo: Analizar la mortalidad en la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI) del Hospital Central de Mendoza y evaluar el valor predictivo de la escala APACHE II (Evaluación Fisiológica Aguda y de Salud Crónica). Material y Método: Se realizó un estudio retrospectivo y observacional de los pacientes ingresados a la Unidad de Cuidados Intensivos del Hospital Central de Mendoza, desde el 01/11/06 hasta el 31/03/08. Se calculó la distribución de sexos y de edades de la muestra, la estadía promedio, principales motivos de ingreso a la UCI y la puntuación APACHE II en las primeras 24 horas de internación. Se calculó la mortalidad esperada y la mortalidad obtenida global y se analizó el coeficiente entre ambas mortalidades. Resultados: Se incluyeron 904 pacientes, 61,82% masculinos y 38,18% femeninos, con una edad media 46 años (±19,36). Estadía promedio en la UCI 8,5 días promedio. El principal motivo de internación fueron los Traumatismos Encéfalocraneanos (TEC) con un 27,7% del total (86% asociados a politraumatismo grave). La mortalidad global obtenida fue del 41,48% vs. 24,08% esperable, con un coeficiente de mortalidad de 1,72 (p<0,0001). Conclusiones: La UCI estudiada presenta por las características de la población asistida un elevado índice de mortalidad global. La mortalidad obtenida fue 72% mayor a la mortalidad esperable según la puntuación APACHE II, demostrando esta Escala un bajo valor predictivo en nuestra UCI. La diferencia entre mortalidades podría parcialmente explicarse por la alta prevalencia de entidades con mortalidades subvaloradas por este modelo pronóstico, como pacientes politraumatizados y neurocríticos. En nuestro estudio, la Escala APACHE II presentó una franca subestimación de la mortalidad en ambas patologías. Sugerimos la realización de un estudio de regresión logística local para determinar un factor de corrección y/o adicionar puntos al valor APACHE II según el diagnóstico de ingreso del paciente. Asimismo, proponemos evaluar el empleo de medidas alternativas para predecir mortalidad, como sistemas de tercera generación (por ejemplo: APACHE III, MPM II y SAPS II).

Revisión de los baremos odontológicos de aplicación en la justicia civil y formulación de nuevo baremo

Se realizó un estudio de expedientes judiciales para verificar la presencia de lesiones dentarias en litigios judiciales y corroborar si los baremos aplicados fueron pertinentes. Siendo muy importante el porcentaje de casos donde no existió pérdida dentaria pero sí lesión y no existiendo un baremo que contemple estos casos, surge entonces la necesidad de formular un nuevo baremo o modificar los existentes para que se incluya no sólo la pérdida total del elemento dentario sino también los traumatismos que no producen pérdida del elemento dentario pero si lesión, porque representan una importante incapacidad masticatoria, fonética y estética. Se propone agregar a los baremos en uso o redactar un nuevo baremo que incluya la siguiente valoración: - En caso de fracturas dentarias con compromiso pulpar y traumatismos que producen pérdida de vitalidad pulpar, adjudicar un porcentaje de incapacidad del 50% de los valores otorgados por los baremos existentes (Bertini, Briñon, etc.) para la pérdida total de dicho elemento. En los casos de fracturas dentarias sin pérdida de vitalidad, otorgar un 25% de los valores de los baremos existentes.

Odontodisplasia regional : caso clínico

La odontodisplasia regional, también denominada diente fantasma o detención localizada del desarrollo dental, es una anomalía estructural del desarrollo, compleja y rara. Su etiología es desconocida y no presenta un patrón hereditario, aunque se han considerado factores locales como alteraciones vasculares y traumatismos locales. Puede afectar ambas denticiones: temporal y permanente; existe una anormal aposición dentinaria, que a su vez está detenida precozmente. Se encuentran afectados todos los componentes histológicos del órgano dentario y radiográficamente el aspecto fantasma es típico: raíces cortas, coronas que semejan cáscaras y aspecto dismórfico general. Se recibieron estudios radiográficos correspondientes a una niña de 10 años derivada del Hospital Materno Infantil de la ciudad de Azul, provincia de Buenos Aires. Luego del análisis de signos radiográficos se determina el diagnóstico de odontodisplasia regional en los cuadrantes superior e inferior izquierdos. Se sugiere la investigación de antecedentes traumáticos al presentarse la lesión en dos cuadrantes isolaterales.

Sobre la generalización del trauma

El presente trabajo consiste en la descripción y análisis del concepto de trauma desde dos disciplinas diferentes, desde cuya comparación y contrastación nos proponemos arribar a una definición posible. Partimos del problema que ha dado en llamarse la generalización actual del trauma, problema que comporta un insoslayable interés teórico y clínico pero también implica una dimensión ética. Hablar de trauma en la época supone tomar una posición desde la cual se enunciará dicho término, posición que determina tanto una definición comoun modo de abordaje del fenómeno descripto. Nuestro objetivo será entonces concluir en una definición del concepto desde el psicoanálisis, tras revisar las críticas que pueden realizarse a la definición psiquiátrica que emerge de los manuales de clasificación diagnóstica. Cuando las referencias que nos guían son aquellos manuales psiquiátricos, la descripción se basa fundamentalmente en un conjunto de ítems que definen qué entender por síndrome por estrés postraumático y generalizan para toda una serie de acontecimientos una misma interpretación y una respuesta estandarizada sobre qué hacer y cómo intervenir en esos casos. Si, en cambio, pretendemos abordar estas cuestiones desde la teoría psicoanalítica, es imposible afirmar que existan traumatismos estándares así como tampoco podemos sostener que lo traumático se refiera a un acontecimiento. Se nos torna imprescindible introducir allí al sujeto y por lo tanto a su particularidad, adquiriendo entonces el trauma, un estatuto diferente. Abordar la cuestión por la vertiente estructural nos conduce, asimismo, a una posición diferente en la dirección de la cura. Nos proponemos llevar a cabo el trabajo a partir de una viñeta clínica, luego introducir las posiciones anteriormente mencionadas, y desde allí avanzar hacia una definición posible de trauma y una alternativa clínica de intervención. Será la contrastación de las posiciones la que permitirá decidir sobre aquellos argumentos que solventen las críticas y decidir sobre los elementos que comportarán nuestra definición. Hemos elegido la presentación de una viñeta clínica en tanto ella se ajusta perfectamente a los ítems consignados en los manuales psiquiátricos. Sin embargo, la conclusión a la que logramos arribar tras introducir la concepción psicoanalítica, es que sólo haciendo un recorte específico de dicha presentación podremos sostener que se trata de una presentación traumática. Es si y sólo si consideramos los dichos del paciente respecto del acontecimiento vivido que podremos decir que allí aconteció algo del orden de lo traumático. Y es porque consideramos que es preciso siempre considerar esos dichos que comenzamos el trabajo partiendo de una breve presentación clínica. Lo anteriormente afirmado constituye la especificidad del método psicoanalítico: no son hechos fácticos los que estudiamos, sino que la realidad que compete al psicoanálisis es la realidad discursiva. Tal es el principal argumento por el cual no serán los acontecimientos en sí mismos los traumáticos para todos los sujetos por igual, sino cómo se inscribe para cada uno el encuentro con lo real. Hay siempre una implicación del sujeto en aquello que le acontece, y es sólo por esa vía que el analista puede intervenir poniendo a hablar al paciente, único modo en el que se puede intentar reinventar algo allí donde lo que hay es un simple agujero, un vacío que por estructura habita al ser hablante

Sobre la generalización del trauma

El presente trabajo consiste en la descripción y análisis del concepto de trauma desde dos disciplinas diferentes, desde cuya comparación y contrastación nos proponemos arribar a una definición posible. Partimos del problema que ha dado en llamarse la generalización actual del trauma, problema que comporta un insoslayable interés teórico y clínico pero también implica una dimensión ética. Hablar de trauma en la época supone tomar una posición desde la cual se enunciará dicho término, posición que determina tanto una definición comoun modo de abordaje del fenómeno descripto. Nuestro objetivo será entonces concluir en una definición del concepto desde el psicoanálisis, tras revisar las críticas que pueden realizarse a la definición psiquiátrica que emerge de los manuales de clasificación diagnóstica. Cuando las referencias que nos guían son aquellos manuales psiquiátricos, la descripción se basa fundamentalmente en un conjunto de ítems que definen qué entender por síndrome por estrés postraumático y generalizan para toda una serie de acontecimientos una misma interpretación y una respuesta estandarizada sobre qué hacer y cómo intervenir en esos casos. Si, en cambio, pretendemos abordar estas cuestiones desde la teoría psicoanalítica, es imposible afirmar que existan traumatismos estándares así como tampoco podemos sostener que lo traumático se refiera a un acontecimiento. Se nos torna imprescindible introducir allí al sujeto y por lo tanto a su particularidad, adquiriendo entonces el trauma, un estatuto diferente. Abordar la cuestión por la vertiente estructural nos conduce, asimismo, a una posición diferente en la dirección de la cura. Nos proponemos llevar a cabo el trabajo a partir de una viñeta clínica, luego introducir las posiciones anteriormente mencionadas, y desde allí avanzar hacia una definición posible de trauma y una alternativa clínica de intervención. Será la contrastación de las posiciones la que permitirá decidir sobre aquellos argumentos que solventen las críticas y decidir sobre los elementos que comportarán nuestra definición. Hemos elegido la presentación de una viñeta clínica en tanto ella se ajusta perfectamente a los ítems consignados en los manuales psiquiátricos. Sin embargo, la conclusión a la que logramos arribar tras introducir la concepción psicoanalítica, es que sólo haciendo un recorte específico de dicha presentación podremos sostener que se trata de una presentación traumática. Es si y sólo si consideramos los dichos del paciente respecto del acontecimiento vivido que podremos decir que allí aconteció algo del orden de lo traumático. Y es porque consideramos que es preciso siempre considerar esos dichos que comenzamos el trabajo partiendo de una breve presentación clínica. Lo anteriormente afirmado constituye la especificidad del método psicoanalítico: no son hechos fácticos los que estudiamos, sino que la realidad que compete al psicoanálisis es la realidad discursiva. Tal es el principal argumento por el cual no serán los acontecimientos en sí mismos los traumáticos para todos los sujetos por igual, sino cómo se inscribe para cada uno el encuentro con lo real. Hay siempre una implicación del sujeto en aquello que le acontece, y es sólo por esa vía que el analista puede intervenir poniendo a hablar al paciente, único modo en el que se puede intentar reinventar algo allí donde lo que hay es un simple agujero, un vacío que por estructura habita al ser hablante

Sobre la generalización del trauma

El presente trabajo consiste en la descripción y análisis del concepto de trauma desde dos disciplinas diferentes, desde cuya comparación y contrastación nos proponemos arribar a una definición posible. Partimos del problema que ha dado en llamarse la generalización actual del trauma, problema que comporta un insoslayable interés teórico y clínico pero también implica una dimensión ética. Hablar de trauma en la época supone tomar una posición desde la cual se enunciará dicho término, posición que determina tanto una definición comoun modo de abordaje del fenómeno descripto. Nuestro objetivo será entonces concluir en una definición del concepto desde el psicoanálisis, tras revisar las críticas que pueden realizarse a la definición psiquiátrica que emerge de los manuales de clasificación diagnóstica. Cuando las referencias que nos guían son aquellos manuales psiquiátricos, la descripción se basa fundamentalmente en un conjunto de ítems que definen qué entender por síndrome por estrés postraumático y generalizan para toda una serie de acontecimientos una misma interpretación y una respuesta estandarizada sobre qué hacer y cómo intervenir en esos casos. Si, en cambio, pretendemos abordar estas cuestiones desde la teoría psicoanalítica, es imposible afirmar que existan traumatismos estándares así como tampoco podemos sostener que lo traumático se refiera a un acontecimiento. Se nos torna imprescindible introducir allí al sujeto y por lo tanto a su particularidad, adquiriendo entonces el trauma, un estatuto diferente. Abordar la cuestión por la vertiente estructural nos conduce, asimismo, a una posición diferente en la dirección de la cura. Nos proponemos llevar a cabo el trabajo a partir de una viñeta clínica, luego introducir las posiciones anteriormente mencionadas, y desde allí avanzar hacia una definición posible de trauma y una alternativa clínica de intervención. Será la contrastación de las posiciones la que permitirá decidir sobre aquellos argumentos que solventen las críticas y decidir sobre los elementos que comportarán nuestra definición. Hemos elegido la presentación de una viñeta clínica en tanto ella se ajusta perfectamente a los ítems consignados en los manuales psiquiátricos. Sin embargo, la conclusión a la que logramos arribar tras introducir la concepción psicoanalítica, es que sólo haciendo un recorte específico de dicha presentación podremos sostener que se trata de una presentación traumática. Es si y sólo si consideramos los dichos del paciente respecto del acontecimiento vivido que podremos decir que allí aconteció algo del orden de lo traumático. Y es porque consideramos que es preciso siempre considerar esos dichos que comenzamos el trabajo partiendo de una breve presentación clínica. Lo anteriormente afirmado constituye la especificidad del método psicoanalítico: no son hechos fácticos los que estudiamos, sino que la realidad que compete al psicoanálisis es la realidad discursiva. Tal es el principal argumento por el cual no serán los acontecimientos en sí mismos los traumáticos para todos los sujetos por igual, sino cómo se inscribe para cada uno el encuentro con lo real. Hay siempre una implicación del sujeto en aquello que le acontece, y es sólo por esa vía que el analista puede intervenir poniendo a hablar al paciente, único modo en el que se puede intentar reinventar algo allí donde lo que hay es un simple agujero, un vacío que por estructura habita al ser hablante

Large scale multiphysics modeling of neurites

Situado en el límite entre Ingeniería, Informática y Biología, la mecánica computacional de las neuronas aparece como un nuevo campo interdisciplinar que potencialmente puede ser capaz de abordar problemas clínicos desde una perspectiva diferente. Este campo es multiescala por naturaleza, yendo desde la nanoescala (como, por ejemplo, los dímeros de tubulina) a la macroescala (como, por ejemplo, el tejido cerebral), y tiene como objetivo abordar problemas que son complejos, y algunas veces imposibles, de estudiar con medios experimentales. La modelización computacional ha sido ampliamente empleada en aplicaciones Neurocientíficas tan diversas como el crecimiento neuronal o la propagación de los potenciales de acción compuestos. Sin embargo, en la mayoría de los enfoques de modelización hechos hasta ahora, la interacción entre la célula y el medio/estímulo que la rodea ha sido muy poco explorada. A pesar de la tremenda importancia de esa relación en algunos desafíos médicos—como, por ejemplo, lesiones traumáticas en el cerebro, cáncer, la enfermedad del Alzheimer—un puente que relacione las propiedades electrofisiológicas-químicas y mecánicas desde la escala molecular al nivel celular todavía no existe. Con ese objetivo, esta investigación propone un marco computacional multiescala particularizado para dos escenarios respresentativos: el crecimiento del axón y el acomplamiento electrofisiológicomecánico de las neuritas. En el primer caso, se explora la relación entre los constituyentes moleculares del axón durante su crecimiento y sus propiedades mecánicas resultantes, mientras que en el último, un estímulo mecánico provoca deficiencias funcionales a nivel celular como consecuencia de sus alteraciones electrofisiológicas-químicas. La modelización computacional empleada en este trabajo es el método de las diferencias finitas, y es implementada en un nuevo programa llamado Neurite. Aunque el método de los elementos finitos es también explorado en parte de esta investigación, el método de las diferencias finitas tiene la flexibilidad y versatilidad necesaria para implementar mode los biológicos, así como la simplicidad matemática para extenderlos a simulaciones a gran escala con un coste computacional bajo. Centrándose primero en el efecto de las propiedades electrofisiológicas-químicas sobre las propiedades mecánicas, una versión adaptada de Neurite es desarrollada para simular la polimerización de los microtúbulos en el crecimiento del axón y proporcionar las propiedades mecánicas como función de la ocupación de los microtúbulos. Después de calibrar el modelo de crecimiento del axón frente a resultados experimentales disponibles en la literatura, las características mecánicas pueden ser evaluadas durante la simulación. Las propiedades mecánicas del axón muestran variaciones dramáticas en la punta de éste, donde el cono de crecimiento soporta las señales químicas y mecánicas. Bansándose en el conocimiento ganado con el modelo de diferencias finitas, y con el objetivo de ir de 1D a 3D, este esquema preliminar pero de una naturaleza innovadora allana el camino a futuros estudios con el método de los elementos finitos. Centrándose finalmente en el efecto de las propiedades mecánicas sobre las propiedades electrofisiológicas- químicas, Neurite es empleado para relacionar las cargas mecánicas macroscópicas con las deformaciones y velocidades de deformación a escala microscópica, y simular la propagación de la señal eléctrica en las neuritas bajo carga mecánica. Las simulaciones fueron calibradas con resultados experimentales publicados en la literatura, proporcionando, por tanto, un modelo capaz de predecir las alteraciones de las funciones electrofisiológicas neuronales bajo cargas externas dañinas, y uniendo lesiones mecánicas con las correspondientes deficiencias funcionales. Para abordar simulaciones a gran escala, aunque otras arquitecturas avanzadas basadas en muchos núcleos integrados (MICs) fueron consideradas, los solvers explícito e implícito se implementaron en unidades de procesamiento central (CPU) y unidades de procesamiento gráfico (GPUs). Estudios de escalabilidad fueron llevados acabo para ambas implementaciones mostrando resultados prometedores para casos de simulaciones extremadamente grandes con GPUs. Esta tesis abre la vía para futuros modelos mecánicos con el objetivo de unir las propiedades electrofisiológicas-químicas con las propiedades mecánicas. El objetivo general es mejorar el conocimiento de las comunidades médicas y de bioingeniería sobre la mecánica de las neuronas y las deficiencias funcionales que aparecen de los daños producidos por traumatismos mecánicos, como lesiones traumáticas en el cerebro, o enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad del Alzheimer. ABSTRACT Sitting at the interface between Engineering, Computer Science and Biology, Computational Neuron Mechanics appears as a new interdisciplinary field potentially able to tackle clinical problems from a new perspective. This field is multiscale by nature, ranging from the nanoscale (e.g., tubulin dimers) to the macroscale (e.g., brain tissue), and aims at tackling problems that are complex, and sometime impossible, to study through experimental means. Computational modeling has been widely used in different Neuroscience applications as diverse as neuronal growth or compound action potential propagation. However, in the majority of the modeling approaches done in this field to date, the interactions between the cell and its surrounding media/stimulus have been rarely explored. Despite of the tremendous importance of such relationship in several medical challenges—e.g., traumatic brain injury (TBI), cancer, Alzheimer’s disease (AD)—a bridge between electrophysiological-chemical and mechanical properties of neurons from the molecular scale to the cell level is still lacking. To this end, this research proposes a multiscale computational framework particularized for two representative scenarios: axon growth and electrophysiological-mechanical coupling of neurites. In the former case, the relation between the molecular constituents of the axon during its growth and its resulting mechanical properties is explored, whereas in the latter, a mechanical stimulus provokes functional deficits at cell level as a consequence of its electrophysiological-chemical alterations. The computational modeling approach chosen in this work is the finite difference method (FDM), and was implemented in a new program called Neurite. Although the finite element method (FEM) is also explored as part of this research, the FDM provides the necessary flexibility and versatility to implement biological models, as well as the mathematical simplicity to extend them to large scale simulations with a low computational cost. Focusing first on the effect of electrophysiological-chemical properties on the mechanical proper ties, an adaptation of Neurite was developed to simulate microtubule polymerization in axonal growth and provide the axon mechanical properties as a function of microtubule occupancy. After calibrating the axon growth model against experimental results available in the literature, the mechanical characteristics can be tracked during the simulation. The axon mechanical properties show dramatic variations at the tip of the axon, where the growth cone supports the chemical and mechanical signaling. Based on the knowledge gained from the FDM scheme, and in order to go from 1D to 3D, this preliminary yet novel scheme paves the road for future studies with FEM. Focusing then on the effect of mechanical properties on the electrophysiological-chemical properties, Neurite was used to relate macroscopic mechanical loading to microscopic strains and strain rates, and simulate the electrical signal propagation along neurites under mechanical loading. The simulations were calibrated against experimental results published in the literature, thus providing a model able to predict the alteration of neuronal electrophysiological function under external damaging load, and linking mechanical injuries to subsequent acute functional deficits. To undertake large scale simulations, although other state-of-the-art architectures based on many integrated cores (MICs) were considered, the explicit and implicit solvers were implemented for central processing units (CPUs) and graphics processing units (GPUs). Scalability studies were done for both implementations showing promising results for extremely large scale simulations with GPUs. This thesis opens the avenue for future mechanical modeling approaches aimed at linking electrophysiological- chemical properties to mechanical properties. Its overarching goal is to enhance the bioengineering and medical communities knowledge on neuronal mechanics and functional deficits arising from damages produced by direct mechanical insults, such as TBI, or neurodegenerative evolving illness, such as AD.

Controle epigenético do gene imprinted SNRPN durante o desenvolvimento e reprogramação nuclear em equídeos

A tranferência nuclear de células somáticas (TNCS) está sendo utilizada para produzir cavalos de elite. No entanto, durante este procedimento pode ocorrer a perfuração da zona pelúcida, levando, ocasionalmente, à secção da massa celular interna, e conseqüente derivação de gêmeos monozigóticos. Além de serem relatadas alterações no processo de imprinting genômico, que conduzem ao desenvolvimento de doenças. Com a descoberta da possibilidade de reprogramar as células somáticas a um estado de pluripotência (iPSCs), estas células passaram a ser muito utilizadas em pesquisas de neurociência. Contudo, também ocorrem modificações epigenéticas durante esta reprogramação celular. Portanto, nossas hipóteses são que os gêmeos eqüinos gerados pela TNCS podem levar às irregularidades no desenvolvimento do sistema nervoso. O padrão de metilação do SNRPN nas estruturas dos fetos muares clonados, e as células iPSCs são diferentes dos padrões encontrados nos muares analisados. A expressão dos genes SNRPN, Necdin e UBE3A são maiores no cérebro, enquanto a expressão do H19 é maior nas membranas extra-embrionárias. Em nosso estudo, obtivemos duas gestações gemelares equinas derivadas da TNCS, que foram interrompidas com 40 e 60 dias de gestação, e comparados com gestações eqüinas únicas de idade similar. Diferenças no comprimento entre os embriões gêmeos foram observadas aos 40 (2.0 e 2.2 cm 10%) e aos 60 (6,5 e 8,5 cm 24%) dias de gestação. Somente o plexo coróide do quarto ventrículo apresentou-se mais desenvolvido nos fetos com maior comprimento. Ao analisarmos fetos muares clonados em diferentes idades gestacionais e compará-los com muares, nos períodos embrionário, fetal e adulto, não foi observada diferença no padrão de metilação do gene SNRPN. No entanto, na décima passagem das células iPSC o padrão de metilação alterou, em relação aos muares estudados e ao padrão observado nos fibroblastos. Ao analisarmos os fetos clonados nas diferentes idades gestacionais observou-se no cérebro menor expressão dos gene H19 e UBE3A, e maior expressão do gene SNRPN. Contudo, a expressão do gene Necdin variou entre as estruturas estudadas. Em conclusão, apesar dos gêmeos eqüinos provenientes de TNCS diferirem quanto ao tamanho, morfologicamente são iguais. Dentre as estruturas cerebrais o plexo coróide se apresentou mais desenvolvido nos fetos de maior comprimento. Os fetos muares clonados não apresentaram diferença no padrão de metilação do gene SNRPN. No entanto, as iPSCs apresentaram alteração no padrão de metilação deste gene na décima passagem. Embora os genes SNRPN, Necdin e UBE3A sejam expressos no cérebro, o SNRPN apresentou-se prevalente nessa estrutura

Avaliação de linguagem por ressonância magnética funcional em pacientes com epilepsia associada à esclerose mesial temporal unilateral: correlação com avaliação clínica de linguagem

Introdução: A esclerose mesial temporal (EMT) é a principal causa de epilepsia resistente ao tratamento medicamentoso. Pacientes com EMT apresentam dificuldades no processamento semântico e fonológico de linguagem e maior incidência de reorganização cerebral da linguagem (bilateral ou à direita) em relação à população geral. A ressonância magnética funcional (RMf) permite avaliar a reorganização cerebral das redes de linguagem, comparando padrões de ativação cerebral entre diversas regiões cerebrais. Objetivo: Investigar o desempenho linguístico de pacientes com EMT unilateral esquerda e direita e a ocorrência de reorganização das redes de linguagem com RMf para avaliar se a reorganização foi benéfica para a linguagem nestes pacientes. Métodos: Utilizamos provas clínicas de linguagem e paradigmas de nomeação visual e responsiva para RMf, desenvolvidos para este estudo. Foram avaliados 24 pacientes com EMTe, 22 pacientes com EMTd e 24 controles saudáveis, submetidos a provas de linguagem (fluência semântica e fonológica, nomeação de objetos, verbos, nomes próprios e responsiva, e compreensão de palavras) e a três paradigmas de linguagem por RMf [nomeação por confrontação visual (NCV), nomeação responsiva à leitura (NRL) e geração de palavras (GP)]. Seis regiões cerebrais de interesse (ROI) foram selecionadas (giro frontal inferior, giro frontal médio, giro frontal superior, giro temporal inferior, giro temporal médio e giro temporal superior). Índices de Lateralidade (ILs) foram calculados com dois métodos: bootstrap, do programa LI-Toolbox, independe de limiar, e PSC, que indica a intensidade da ativação cerebral de cada voxel. Cada grupo de pacientes (EMTe e EMTd) foi dividido em dois subgrupos, de acordo com o desempenho em relação aos controles na avaliação clinica de linguagem. O <= -1,5 foi utilizado como nota de corte para dividir os grupos em pacientes com bom e com mau desempenho de linguagem. Em seguida, comparou-se o desempenho linguístico dos subgrupos ao índices IL-boot. Resultados: Pacientes com EMT esquerda e direita mostraram pior desempenho que controles nas provas clínicas de nomeação de verbos, nomeação de nomes próprios, nomeação responsiva e fluência verbal. Os mapas de ativação cerebral por RMf mostraram efeito BOLD em regiões frontais e temporoparietais de linguagem. Os mapas de comparação de ativação cerebral entre os grupos revelaram que pacientes com EMT esquerda e direita apresentam maior ativação em regiões homólogas do hemisfério direito em relação aos controles. Os ILs corroboraram estes resultados, mostrando valores médios menores para os pacientes em relação aos controles e, portanto, maior simetria na representação da linguagem. A comparação entre o IL-boot e o desempenho nas provas clínicas de linguagem indicou que, no paradigma de nomeação responsiva à leitura, a reorganização funcional no giro temporal médio, e possivelmente, nos giros temporal inferior e superior associou-se a desempenho preservado em provas de nomeação. Conclusão: Pacientes com EMT direita e esquerda apresentam comprometimento de nomeação e fluência verbal e reorganização da rede cerebral de linguagem. A reorganização funcional de linguagem em regiões temporais, especialmente o giro temporal médio associou-se a desempenho preservado em provas de nomeação em pacientes com EMT esquerda no paradigma de RMf de nomeação responsiva à leitura