Spinal cord injury therapy through active learning

Therapy employing epidural electrostimulation holds great potential for improving therapy for patients with spinal cord injury (SCI) (Harkema et al., 2011). Further promising results from combined therapies using electrostimulation have also been recently obtained (e.g., van den Brand et al., 2012). The devices being developed to deliver the stimulation are highly flexible, capable of delivering any individual stimulus among a combinatorially large set of stimuli (Gad et al., 2013). While this extreme flexibility is very useful for ensuring that the device can deliver an appropriate stimulus, the challenge of choosing good stimuli is quite substantial, even for expert human experimenters. To develop a fully implantable, autonomous device which can provide useful therapy, it is necessary to design an algorithmic method for choosing the stimulus parameters. Such a method can be used in a clinical setting, by caregivers who are not experts in the neurostimulator's use, and to allow the system to adapt autonomously between visits to the clinic. To create such an algorithm, this dissertation pursues the general class of active learning algorithms that includes Gaussian Process Upper Confidence Bound (GP-UCB, Srinivas et al., 2010), developing the Gaussian Process Batch Upper Confidence Bound (GP-BUCB, Desautels et al., 2012) and Gaussian Process Adaptive Upper Confidence Bound (GP-AUCB) algorithms. This dissertation develops new theoretical bounds for the performance of these and similar algorithms, empirically assesses these algorithms against a number of competitors in simulation, and applies a variant of the GP-BUCB algorithm in closed-loop to control SCI therapy via epidural electrostimulation in four live rats. The algorithm was tasked with maximizing the amplitude of evoked potentials in the rats' left tibialis anterior muscle. These experiments show that the algorithm is capable of directing these experiments sensibly, finding effective stimuli in all four animals. Further, in direct competition with an expert human experimenter, the algorithm produced superior performance in terms of average reward and comparable or superior performance in terms of maximum reward. These results indicate that variants of GP-BUCB may be suitable for autonomously directing SCI therapy.

Estudio de caso: intervención en el área de educación física para avanzar en la inclusión de un alumno con parálisis cerebral

En este trabajo se propone mediante dos sesiones de Educación Física, la inclusión educativa de un alumno con parálisis cerebral mediante actividades y juegos. Previa a esta programación, se destaca la relevancia que tiene la inclusión a nivel social y el eco que está logrando en la comunidad educativa. Centrándonos en su análisis conceptual y haciendo referencia al alumnado con necesidades educativas especiales, se numeran la infinidad de beneficios existentes para todo el grupo. Analizados sus beneficios y teniendo en cuenta las adaptaciones necesarias, se presentan las actividades mencionadas con anterioridad y se resaltan las conclusiones extraídas.

Segurança na deglutição de pacientes disfágicos pós acidente vascular cerebral: contribuições do enfermeiro

Trata da temática do paciente portador de acidente vascular cerebral, especificamente das ações do enfermeiro para a prevenção das complicações decorrentes da disfagia após um acidente vascular cerebral no atendimento domiciliar. Objetivou-se propor ações de enfermagem que garantam uma deglutição segura em pacientes com disfagia pós-AVC a partir dos dados obtidos junto a pacientes usuários do SAD. Pesquisa desenvolvida no serviço de atendimento domiciliar de um hospital público do Rio de Janeiro com 30 sujeitos. Aplicou-se um instrumento, que descreveu dados sócio-laboriais, presença de disfagia e a consistência dos alimentos ingeridos pelos pacientes. Resultados: dezessete pacientes desenvolveram a disfagia, caracterizando-se como idosos, 76,47% foram do sexo feminino, a média de idade foi de 73,6 ( 9,55). A maioria com ensino fundamental completo (76,48%) e aposentados (70,59%). Todos são hipertensos e a metade diabéticos (58,82%). Com relação ao tipo de AVC, todos tiveram AVC isquêmico, sendo 58,82% um episódio e 41,18% dois episódios. A prevalência da disfagia é de 57%. Não há associação entre a idade e a disfagia e sua presença não dependeu da frequência de episódios de AVC. Pacientes com dois fatores de risco, hipertensão e diabetes apresentam maior prevalência de disfagia para líquidos do que para alimentos sólidos ou ambos. O enfermeiro deve realizar orientações em relação ao ambiente, posicionamento do paciente, aos materiais e utensílios a serem usados na alimentação, quantidade, temperatura e consistência do alimento. Informações como cabeceira elevada, colher de sobremesa para administração de dietas com volume de 3 a 5 ml, além do uso de espessantes para gerar uma consistência segura na deglutição, são fundamentais para garantir o mínimo de complicações. É importante também que a família participe de todo o processo de recuperação do paciente. Considerações finais: após o AVC, a disfagia merece atenção por gerar complicações como a aspiração e a pneumonia, o que serve para nortear o planejamento e orientações de enfermagem direcionadas a limitar o efeito dessa sequela, assim como a possibilidade de realização de pesquisas que tratem de conhecer o que os enfermeiros podem fazer no domicílio dos pacientes disfágicos de forma a melhorar o desempenho nas atividades diárias de vida.

Simulation of shock-induced bubble collapse with application to vascular injury in shockwave lithotripsy

Shockwave lithotripsy is a noninvasive medical procedure wherein shockwaves are repeatedly focused at the location of kidney stones in order to pulverize them. Stone comminution is thought to be the product of two mechanisms: the propagation of stress waves within the stone and cavitation erosion. However, the latter mechanism has also been implicated in vascular injury. In the present work, shock-induced bubble collapse is studied in order to understand the role that it might play in inducing vascular injury. A high-order accurate, shock- and interface-capturing numerical scheme is developed to simulate the three-dimensional collapse of the bubble in both the free-field and inside a vessel phantom. The primary contributions of the numerical study are the characterization of the shock-bubble and shock-bubble-vessel interactions across a large parameter space that includes clinical shockwave lithotripsy pressure amplitudes, problem geometry and tissue viscoelasticity, and the subsequent correlation of these interactions to vascular injury. Specifically, measurements of the vessel wall pressures and displacements, as well as the finite strains in the fluid surrounding the bubble, are utilized with available experiments in tissue to evaluate damage potential. Estimates are made of the smallest injurious bubbles in the microvasculature during both the collapse and jetting phases of the bubble's life cycle. The present results suggest that bubbles larger than 1 μm in diameter could rupture blood vessels under clinical SWL conditions.

Alteración de lípidos en la enfermedad de Alzheimer. Estudio en tejido cerebral humano postmortem mediante MALDI-IMS.

En el presente estudio, se analizó la distribución lipídica de 3 áreas de hipocampo (CA1, subiculum y giro dentado) en muestras cerebrales de pacientes con enfermedad de Alzheimer y se comparó con muestras de sujetos sin patología neurológica. Las muestras de tejido de cerebro humano postmortem de la región de hipocampo, fueron procesadas mediante la técnica MALDI-IMS.

Cerebral hemodynamics during graded Valsalva maneuvers

The Valsalva maneuver (VM) produces large and abrupt changes in mean arterial pressure (MAP) that challenge cerebral blood flow and oxygenation. We examined the effect of VM intensity on middle cerebral artery blood velocity (MCAv) and cortical oxygenation responses during (phases I-III) and following (phase IV) a VM. Healthy participants (n = 20 mean +/- SD: 27 +/- 7 years) completed 30 and 90% of their maximal VM mouth pressure for 10 s (order randomized) whilst standing. Beat-to-beat MCAv, cerebral oxygenation (NIRS) and MAP across the different phases of the VM are reported as the difference from standing baseline. There were significant interaction (phase * intensity) effects for MCAv, total oxygenation index (TOI) and MAP (all P < 0.01). MCAv decreased during phases II and III (P < 0.01), with the greatest decrease during phase III (-5 +/- 8 and -19 +/- 15 cm.s(-1) for 30 and 90% VM, respectively). This pattern was also evident in TOI (phase III: -1 +/- 1 and -5 +/- 4%, both P < 0.05). Phase IV increased MCAv (22 +/- 15 and 34 +/- 23 cm.s(-1)), MAP (15 +/- 14 and 24 +/- 17 mm Hg) and TOI (5 +/- 6 and 7 +/- 5%) relative to baseline (all P < 0.05). Cerebral autoregulation, indexed, as the % MCAv/%MAP ratio, showed a phase effect only (P < 0.001), with the least regulation during phase IV (2.4 +/- 3.0 and 3.2 +/- 2.9). These data illustrate that an intense VM profoundly affects cerebral hemodynamics, with a reactive hyperemia occurring during phase IV following modest ischemia during phases II and III.

Redução de peso na prevenção primária de acidente vascular cerebral

Como as doenças cardiovasculares (DCV) constituem a principal causa de morte na maioria dos países e as tendências de mortalidade não se apresentam totalmente elucidadas nos países em desenvolvimento, torna-se adequado explorar a evolução da mortalidade das DCV, dando ênfase ao acidente vascular cerebral (AVC) no Brasil. Devido à prevalência de AVC e também devido à associação causal entre sobrepeso ou obesidade e AVC não ser clara, é importante avaliar o efeito da perda de peso na prevenção primária de AVC. Baseado no fato do rimonabant ser a primeira droga de uma nova classe de medicamentos promissora não apenas na redução de peso, mas por sua influência sobre os fatores de risco cardiovascular, torna-se pertinente estabelecer sua eficácia e segurança. Inicialmente, para traçar um panorama sobre a epidemiologia das DCV no Brasil, com ênfase em AVC, foram realizados dois estudos com as tendências temporais de mortalidade por DCV ao longo das três últimas décadas, investigando as diferenças entre as regiões do país e entre indivíduos de diversas faixas etárias e de ambos os sexos, (artigo I e II). Além disso, duas revisões sistemáticas foram realizadas: uma para avaliar o efeito da perda de peso na prevenção primária de AVC; a segunda para investigar o uso do medicamento rimonabant no tratamento da obesidade (artigo III e IV). As taxas de mortalidade de AVC diminuíram substancialmente nas últimas três décadas, de 68,2 a 40,9 por 100 000 habitantes. Essa redução foi detectada em ambos os sexos de todas as faixas etárias, e nas diferentes regiões do país, sendo mais acentuadas nas regiões mais ricas (artigo I). A mesma tendência foi observada nas demais DCV, que em geral apresentaram uma redução anual média de 3,9%. As maiores reduções foram encontradas para AVC (média de 4,0% ao ano) seguido por doença coronariana (média de 3,6% ao ano) (artigo II). Não existem estudos avaliando o efeito da redução de peso na prevenção primária de AVC (artigo III). Houve um efeito doseresposta com o uso do rimonabant: comparado com placebo, 20 mg da droga produziu uma redução de peso maior (4,9 kg) em 4 ensaios clínicos com duração de 1 ano. Foram observadas melhoras nos marcadores de risco cardiovascular. Porém 5 mg comparado com placebo mostrou apenas uma redução de 1,3 kg a mais do peso. A maior dose também provocou maiores efeitos adversos. Perdas no seguimento foram de aproximadamente 40% (artigo IV). Durante as últimas décadas, a mortalidade por DCV em geral e AVC diminiu consistentemente no Brasil, porém a magnitude do declínio variou de acordo com as diferenças socioeconômicas. Amplas intervenções poderiam ter mais êxito se planejadas de acordo com as desigualdades sociais e diferenças culturais. Os achados apontam para a necessidade da realização de ensaios clínicos randomizados controlados avaliando a perda de peso na prevenção primária do AVC, devido à alta relevância dessa condição. Como intervenções não são totamente eficazes no tratamento da obesidade, a prevenção, englobando um conjunto articulado de ações, permanece a forma mais eficiente de controlá-la. O medicamento rimonabant apresentou modesta perda de peso, porém os resultados obtidos devem ser interpretados com cautela de acordo com as deficiências na qualidade metodológica apresentadas por todos os estudos. São necessárias pesquisas de alta qualidade para avaliar a eficácia e a segurança do rimonabant em períodos mais longos.

Desarrollo de un prototipo de exoesqueleto básico activado con una señal cerebral.

[ES]En este documento se estudia el desarrollo de una aplicación electrónica para la ayuda a gente con movilidad reducida a través de unos sensores cerebrales que permitan el análisis de la iniciativa de la persona a realizar acciones que de otra manera no podría realizar. El concepto completo consiste en el diseño del sensor que el paciente se colocaría en la cabeza, el tratamiento de la información extraída y la actuación por medio de una solución mecánica, como un conjunto cilindro-pistón para el futuro desarrollo de un sistema de ayuda a la movilidad.

La Educación Física como medio de inclusión para el alumnado con parálisis cerebral.

[ES] El presente trabajo ha estudiado la eficacia de la asignatura de Educación Física dentro del Sistema Educativo Español como método de inclusión para el alumnado con Parálisis Cerebral. Hemos realizado la Fundamentación Teórica sobre la Educación Física y la Parálisis Cerebral y hemos explicado la metodología utilizada hasta ahora en las clases (LOCE 2002 y LOMCE 2014) con el objetivo de lograr la integración de estas personas en las clases de E. Física y en la sociedad. Además, hemos llevado a cabo un caso práctico en el que se asistió a una clase de Educación Física con un paralítico cerebral en el Instituto Valle del Ebro (Tudela, Navarra), con el fin de analizar, tanto la clase impartida por el profesor, como la situación que vivía el alumno dentro de la misma. Los resultados de algunas investigaciones avalan que aún queda mucho camino por recorrer en esta área de intervención, Orta Tierra, J.; Badia Corbella, M.; Mayán, Núñez Mª Teresa entre otros. Por último, hemos propuesto el modelo de intervención metodológica por proyectos (procesos) en la EF de la próxima década, con vistas a su posible utilización con alumnos que presenten este trastorno.

Avaliação das habilidades de compreensão e expressão em criança com paralisia cerebral através do uso da comunicação alternativa: contribuições para uma Investigação Transcultural

A linguagem e a comunicação são certamente as aquisições mais notáveis e significativas no processo de evolução humana. A fala é apenas um das formas da linguagem, embora seja a mais empregada pelo ser humano. Cerca de uma em cada duzentas pessoas é incapaz de comunicar-se através da fala devido a problemas neurológicos, físicos, emocionais e cognitivos, como é o caso das pessoas com paralisia cerebral, autismo, deficiência intelectual e alterações cognitivas. Nestes casos, pode ser necessário o uso da comunicação alternativa. A Comunicação Alternativa é definida como qualquer forma de comunicação diferente da fala, como o uso gestos manuais, expressões faciais e corporais, símbolos gráficos, linguagem alfabética, voz digitalizada ou sintetizada dentre outros, e é utilizada em contextos de comunicação face a face. O objetivo do presente trabalho é descrever e analisar os padrões comunicativos de duas crianças de doze anos de idade, Tereza, com paralisia cerebral não oralizada que faz uso de sistema alternativo de comunicação, e Alicia, com desenvolvimento normal e que faz uso da fala (sujeito controle). Este estudo faz parte de um projeto transcultural cujo objetivo é descrever como ocorre a compreensão e a expressão de determinados tipos de enunciados gráficos em crianças e jovens de diferentes idades e em diferentes países que utilizam sistemas alternativos de comunicação, e como estes enunciados são compreendidos por seus parceiros - pais, professores e pares. O sistema de comunicação utilizado pela criança com paralisia cerebral consistia de fotografias e do sistema PCS (Picture Communication System), no formato de um livro de comunicação. Para a coleta de dados foram utilizados os seguintes instrumentos: entrevistas semi-estruturadas com os pais e professora de Tereza, Tereza e Alicia; avaliação do sistema de comunicação e da educação da criança realizada pelos pais e pela professora de Tereza; instrumentos normatizados de avaliação da inteligência, da linguagem receptiva, aplicados em ambas as participantes; instrumento aplicado em Tereza para avaliar suas habilidades motoras; tarefas comunicativas aplicadas às duas meninas (provas de compreensão e produção). Os dados revelaram maior competência e conhecimento da mãe quanto ao uso do sistema de comunicação alternativa, bem como no favorecimento do desenvolvimento da linguagem alternativa da criança especial. O envolvimento da professora quanto ao emprego da comunicação alternativa por Tereza em sala de aula foi limitado. Os dados também ressaltaram dificuldades na linguagem compreensiva e expressiva de Tereza que pareceram estar relacionadas à falta de vivência, ao reduzido uso da linguagem alternativa por parte dos interlocutores da criança, bem como à diferença entre as organizações sintáticas da linguagem gráfica e da linguagem oral. Os resultados revelaram portanto a dificuldade de Tereza nas tarefas comunicativas, mas também apontaram para a necessidade de um treinamento mais sistemático no uso desses sistemas direcionados a esses jovens especiais e seus interlocutores.

Programa de intervención de actividades acuáticas con personas con parálisis cerebral en aspace de Vitoria -Gasteiz : caso real

[ES] El objetivo del presente trabajo de investigación es la elaboración de un programa de intervención de actividades acuáticas dirigido a personas con parálisis cerebral en ASPACE de Vitoria-Gasteiz (Álava). Se han diseñado, aplicado y evaluado las actividades en función de los objetivos pretendidos en el programa. Consideramos que su puesta en práctica servirá para favorecer la convivencia entre nuestros participantes del programa. Este programa pretende ser un modelo de acción que puede ser aplicado tanto en el ámbito del ocio y del tiempo libre como en el ámbito educativo, considerados estos estos como elementos favorecedores de su desarrollo

Percepção das famílias de crianças com Paralisia Cerebral: a fisioterapia e o processo de reabilitação contínua

Os serviços de saúde desenvolvidos dentro de uma escola especial são de fundamental importância para o suporte e desenrolar das atividades focadas à criança com distúrbio motor. A ação ao intervir se dá sob peculiares e diversificados aspectos, proporcionando o suporte necessário para o desenvolvimento neuropsicomotor e pedagógico da criança com deficiência motora e/ou associadas. Este estudo discute a percepção das famílias de crianças com diagnóstico de Paralisia Cerebral frente ao processo de reabilitação contínua, pelo qual uma criança especial perpassa durante toda sua vida. A partir de uma articulação entre diferentes abordagens teóricas, dados obtidos com a análise de prontuários da entidade e em um estudo de campo com familiares ou responsáveis pela criança. O estudo de campo foi realizado em uma escola de educação especial também conhecida por ANPR Associação Norte Paranaense de Reabilitação, que presta atendimento a crianças com distúrbios motores, utilizando-se uma abordagem metodológica qualitativo-quantitativa. No curso da pesquisa, foram realizadas 25 entrevistas semi-estruturadas com os familiares de crianças cujo diagnóstico era Paralisia Cerebral. Todas as famílias a serem contatadas foram resselecionadas a partir de uma triagem pelo setor de psicologia, para garantia de que a mesma não estivesse vivenciando nenhum momento de abalo ou instabilidade emocional. Os resultados apontam para uma evidente segurança das famílias quanto à equipe Multidisciplinar, com ênfase à fisioterapia, e ao processo de reabilitação proposto dentro da ANPR e vinculados ao SUS, em detrimento aos atendimentos e serviços públicos das Unidades de Saúde externas à escola.

Structural Integrity of the Contralesional Hemisphere Predicts Cognitive Impairment in Ischemic Stroke at Three Months

After stroke, white matter integrity can be affected both locally and distally to the primary lesion location. It has been shown that tract disruption in mirror's regions of the contralateral hemisphere is associated with degree of functional impairment. Fourteen patients suffering right hemispheric focal stroke (S) and eighteen healthy controls (HC) underwent Diffusion Weighted Imaging (DWI) and neuropsychological assessment. The stroke patient group was divided into poor (SP; n = 8) and good (SG; n = 6) cognitive recovery groups according to their cognitive improvement from the acute phase (72 hours after stroke) to the subacute phase (3 months post-stroke). Whole-brain DWI data analysis was performed by computing Diffusion Tensor Imaging (DTI) followed by Tract Based Spatial Statistics (TBSS). Assessment of effects was obtained computing the correlation of the projections on TBSS skeleton of Fractional Anisotropy (FA) and Radial Diffusivity (RD) with cognitive test results. Significant decrease of FA was found only in right brain anatomical areas for the S group when compared to the HC group. Analyzed separately, stroke patients with poor cognitive recovery showed additional significant FA decrease in several left hemisphere regions; whereas SG patients showed significant decrease only in the left genu of corpus callosum when compared to the HC. For the SG group, whole brain analysis revealed significant correlation between the performance in the Semantic Fluency test and the FA in the right hemisphere as well as between the performance in the Grooved Pegboard Test (GPT) and theTrail Making Test-part A and the FA in the left hemisphere. For the SP group, correlation analysis revealed significant correlation between the performance in the GPT and the FA in the right hemisphere.

Neuroprotective effects of resveratrol and docosahexaenoic acid antioxidants in perinatal hypoxic-ischemic brain injury in rats

295 p.

Efeitos da hipóxia-isquemia perinatal sobre o comportamento motor, distribuição da Tirosina Hidroxilase na substância negra e da NADPH diaforase no hipocampo durante o desenvolvimento em ratos

A hipóxia isquemia (HI) pré-natal é uma das principais causas de mortalidade e doenças neurológicas crônicas em neonatos, que podem apresentar déficits remanentes como: retardamento, paralisia cerebral, dificuldade de aprendizado ou epilepsia. Estes prejuízos, provavelmente, estão relacionados com o atraso no desenvolvimento neural, astrogliose e com a perda de neurônios e oligodendrócitos. Déficits funcionais e cognitivos estão associados à degeneração de vias dopaminérgicas e de estruturas hipocampais. A enzima tirosina hidroxilase (TH) é a enzima limitante na síntese de dopamina e seus níveis são alterados em eventos de HI. O óxido nítrico (NO) é um gás difusível que atua modulando diferentes sistemas, participando de eventos como plasticidade sináptica e neuromodulação no sistema nervoso central e é produzido em grandes quantidades em eventos de injúria e inflamação, como é o caso da HI. O presente estudo teve por objetivos avaliar, utilizando o modelo criado por Robinson e colaboradores em 2005, os efeitos da HI sobre o comportamento motor e avaliar o desenvolvimento de estruturas encefálicas relacionadas a este comportamento como a substância negra (SN) e o complexo hipocampal. A HI foi induzida a partir do clampeamento das artérias uterinas da rata grávida, por 45 minutos no décimo oitavo dia de gestação (grupo HI). Em um grupo de fêmeas a cirurgia foi realizada, mas não houve clampeamento das artérias (grupo SHAM). A avaliação do comportamento motor foi realizada com os testes ROTAROD e de campo aberto em animais de 45 dias. Os encéfalos foram processados histologicamente nas idades de P9, P16, P23 e P90, sendo então realizada imunohistoquímica para TH e histoquímica para NADPH diaforase (NADPH-d), para avaliação do NO. Nossos resultados demonstraram redução da imunorreatividade para a TH em corpos celulares na SN aos 16 dias no grupo HI e aumento na imunorreatividade das fibras na parte reticulada aos 23 dias, com a presença de corpos celulares imunorreativos nesta região no grupo HI. Demonstramos também aumento do número de células marcadas para NADPH-d no giro dentado nos animais HI, nas idades analisadas, assim como aumento na intensidade de reação no corno de Ammon (CA1 e CA3) aos 9 dias no grupo HI, e posterior redução nesta marcação aos 23 e 90dias neste mesmo grupo. Nos testes comportamentais, observamos diminuição da atividade motora no grupo HI com uma melhora do desempenho ao longo dos testes no ROTAROD, sem entretanto atingir o mesmo nível do grupo SHAM. Os animais HI não apresentaram maior nível de ansiedade em relação ao grupo SHAM, descartando a hipótese das alterações observadas nos testes de motricidade estarem relacionadas a fatores ansiogênicos. O modelo de clampeamento das artérias uterinas da fêmea se mostrou uma ferramenta importante no estudo das alterações decorrentes do evento de HI pré-natal, por produzir diversos resultados que são similares aos ocorridos em neonatos que passam por este evento.