Desenvolvimento de uma interface de visualização de conectividade cerebral usando realidade virtual e controlo por gestos

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica(IBEB/FCUL)

Conectividade efectiva em epilepsia

A epilepsia é uma das mais comuns patologias que afectam o cérebro humano e caracteriza-se por uma actividade cerebral oscilatória desordenada e excessiva que prejudica gravemente a qualidade de vida do doente. Com o objectivo de detectar o percurso da actividade cerebral anormal a ressonância magnética, em conjunto com a técnica de electroencefalografia (EEG) têm evoluído no sentido de tornar a identificação do foco epiléptico e respectivas vias de propagação mais clara e fácil para o neurocirurgião. Esta detecção pode recorrer ao efeito BOLD (do inglês “Blood Oxygenation Level Dependent”) para, de forma indirecta, obter um mapa de activação neuronal da zona em estudo contribuindo para uma possível intervenção cirúrgica à área epiléptica. No entanto, para chegar a uma conclusão definitiva sobre este mapa neuronal é necessário ter em conta que diferentes regiões podem apresentar HRFs (do inglês “Hemodynamic Response Functions”) diferentes, influenciando o resultado de qualquer análise se este facto não for tido em conta. Na presente dissertação foi aplicado um método de cálculo de influência causal entre regiões do cérebro humano a dados de epilepsia obtidos através da técnica EEG+fMRI. Foram utilizadas técnicas de conectividade efectiva (causalidade de Granger) usando um pacote de software (PyHRF) para estimar com precisão a HRF da região em estudo e permitir a desconvolução do sinal antes do cálculo de conectividade. Foi demonstrada a utilidade desta contribuição metodológica para a caracterização topográfica e dinâmica de uma crise epiléptica.

Non-cell autonomous neuroprotective effect of carbon monoxide : microglia-to-neuron communication

RESUMO: A isquémia cerebral é uma das doenças mais predominantes a nivel mundial, sendo uma das principais causas de mortalidade e invalidez. Parte da propagação de dano no cérebro é causado por inflamação descontrolada, causada principalmente por disfunção da microglia. Desta forma, existe a necessidade de tentar desenvolver estratégias para melhor compreender e modular as acções destas células. O monóxido de carbono (CO), é uma molécula endógena com provas dadas como anti-neuroinflamatório em vários modelos. Assim, o principal objectivo do trabalho foi o estudo do CO como um modulador da acção da microglia, com principal foco dado à comunicação entre estas células e neurónios, tentando entender se existe um efeito neuroprotector por inibição da inflamação. Um protocolo de meio condicionado foi estabelecido usando as linhas celulares BV2 e SH-SY5Y, de microglia e neurónio. A molécula CORM-A1, que liberta expontaniamente CO, foi usada como método de entrega da molécula às celulas. Demonstrámos que o pre-tratamento de células BV2 com CORM-A1 gera neuroprotecção já que reduz a morte celular de neurónios SH-SY5Y quando são incubados com meio condicionado de microglia activada em conjunto com o pró-oxidante t-BHP (tert-butil hidroperóxido). Assim, considerámos que o CO promove neuroprotecção ao inibir as acções inflamatórias da microglia. O papel anti-inflamatório da molécula CORM-A1 foi confirmado quando se verificou que pré-tratamento desta molécula em microglia BV2 limita a secreção de TNF-α mas estimula a secreção de IL-10. Por último, a CORM-A1 induziu a expressão do receptor da microglia CD200R1, molécula que participa na comunicação neurónio-microglia e fundamental para a modulação das acções inflamatórias destas últimas. Em suma, o nosso trabalho reforçou as propriedades anti-neuroinflamatórias do CO e uma capacidade de modular viabilidade neuronal através do seu efeito a nível de comunicação célula-célula. ---------------------------- ABSTRACT: Brain ischemia is a widespread disease worldwide, being one of the main causes of mortality and permanent disability. A portion of the damage that ensues following the ischemic event is caused by unrestrained inflammation, which is mainly orchestrated by exacerbated microglial activity. Hence, developing strategies for modulating microglial inflammation is a major concern nowadays. The endogenous molecule carbon monoxide (CO) has been shown to possess anti-neuroinflammatory properties using in vitro and in vivo approaches. Thus, our objective was to study CO as modulator of microglial activity, in particular in what concerns their communication with neurons, by promoting neuronal viability and limiting inflammatory output of activated microglia. A conditioned media strategy was established with BV2 microglia and SH-SY5Y neurons as cell models. CO-releasing molecule A1 (CORM-A1), a compound that releases CO spontaneously, was used as method of CO delivery to cells. We found that CORM-A1 pre-treatment in BV2 cells yields neuroprotective results, as it limits cell death when SH-SY5Y neurons are challenged with conditioned media from LPS-activated microglia and the pro-oxidant t-BHP (tert-butyl-hydroperoxide). Thus, we assumed carbon monoxide promotes neuroprotection via inhibition of microglial inflammation, displaying a non-cell autonomous role. CORM-A1 pre-treatment limited inflammation by inhibiting BV2 secretion of TNF-α and stimulating IL-10 production. These results reinforce that CO’s anti-inflammatory role confers neuroprotection, as the alterations in these cytokines occur concurrently with the increase in SH-SY5Y viability. Finally, we showed for the first time that carbon monoxide promotes the expression of CD200R1, a microglial receptor involved in neuron-glia communication and modulation of microglia inflammation. Further studies are necessary to clarify this role. Altogether, other than just highlighting CO as an anti-inflammatory and neuroprotective molecule, this work set the foundation for disclosing its involvement in cell-to-cell communication.

Preparação e caracterização de micropartículas de polissacarídeos produzidas por secagem por atomização para libertação controlada de fármacos

Neste trabalho trabalho produziram-se micropartículas de polissacarídeos contendo um fármaco anticancerígeno, o 5-Fluorouracil, ou um anti-inflamatório, a Prednisolona, utilizando como matrizes encapsulantes o quitosano e o FucoPol. As micropartículas foram produzidas pelo método de secagem por atomização (spray-drying). Foram estudados vários reticulantes biocompatíveis: o ácido glutâmico; o ácido cítrico e a lisina. As micropartículas produzidas foram caracterizadas em termos de morfologia, tamanho, propriedades químicas, propriedades térmicas, cristalinidade e eficiência de encapsulamento recorrendo a técnicas como microscopia electrónica de varrimento (SEM), Espectro de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), calorimetria diferencial de varrimento (DSC), difracção de raios-X (XRD) e espectroscopia UV. Os perfis de concentração foram obtidos realizando ensaios de libertação em dois meios distintos, em Suco Gástrico Simulado (pH=1,2) e Suco Intestinal Simulado (pH=6,8) e foram calculadas as velocidades de libertação para cada ensaio. Verificou-se que os ensaios com o fármaco modelo Prednisolona em matrizes de quitosano em meio ácido, pH=1,2, apresentam uma libertação mais lenta. Os reticulantes mais adequados para o quitosano são o ácido glutâmico para a libertação no estômago, a pH=1,2, e o ácido cítrico para a libertação no intestino, a pH=6,8. Em relação ao FucoPol, a concentração de reticulante mais adequada para ambos os meios de libertação revelou ser a de 50% em massa de lisina relativamente à massa de FucoPol.

Análise da influência da alteração do ângulo de contacto na injectabilidade de grouts

Actualmente, a grande maioria dos monumentos e edifícios antigos que constituem os centros históricos e urbanos necessitam de profundas intervenções de reabilitação. Um dos seus principais problemas incide sobre as alvenarias de pedra que, devido à sua heterogeneidade, apresentam limitações a nível estrutural. Neste contexto, e também para correcção de outras anomalias existentes, são realizadas intervenções de consolidação de modo a torná-las funcionais e seguras face às exigências actuais. Uma das técnicas mais utilizadas de consolidação dessas alvenarias é a injecção de grouts, que tem sido considerada adequada no restabelecimento da compacidade, uniformidade de tensões e continuidade entre diferentes panos de alvenaria antiga. A utilização desta técnica de consolidação tem como objectivo não só aumentar a compacidade da parede de alvenaria através do preenchimento dos vazios existentes e, consequentemente, a resistência mecânica do meio injectado, mas também criar uma ligação entre os diferentes panos, incrementando o comportamento monolítico da alvenaria. Outro aspecto não menos importante a ter em conta numa injecção de grout reside na compatibilidade com os materiais existentes. Neste estudo, optou-se pela utilização de um grout a base de cal hidráulica tendo em conta as suas características química, física e mecânica com os materiais de alvenarias antigas. O grout deve ser concebido de forma a obter o melhor desempenho, quer a nível de injectabilidade, quer de durabilidade. Assim, optou-se por fazer um estudo prévio da composição do grout considerando-se a presença de diferentes quantidades de superplastificante. Aliás, o estudo das características do meio poroso considera-se tão relevante como o estudo das características do grout. Após inserido no meio poroso, devido às características de absorção das partículas constituintes do meio, o grout vai perdendo as suas propriedades (perda de água da sua composição), surgindo consequentemente problemas de penetração do grout. Neste sentido, no presente trabalho é abordado um novo factor no processo de injecção que tem como objectivo diminuir esse efeito de sucção da água constituinte do grout por parte do meio poroso, através da alteração do ângulo de contacto entre o grout e o meio poroso. Com o intuito de estudar o factor diferenciador da injecção referido e de avaliar a eficiência da injecção de grouts nesses meios porosos, procedeu-se à criação de modelos que simulassem, com a maior fiabilidade possível, diferentes permeabilidades passíveis de caracterizar o núcleo interior de alvenarias antigas. De modo a avaliar a qualidade destas injecções de grout recorreu-se a ensaios de ultra-sons e à técnica de tomografia ultra-sónica. A combinação destas técnicas de análise não-destrutivas revelou-se de grande utilidade na aferição da morfologia interna dos modelos criados, permitindo a obtenção de informações qualitativas e quantitativas sobre os meios porosos em estudo. Foram também realizados ensaios de resistência à tracção por compressão diametral de forma a conhecer as resistências mecânicas e as respectivas relações com a qualidade de injecção dos meios porosos.

Variação fenotípica em frutos de doze introduções de Cubiu (Solanum sessiliflorum Dunal) avaliadas em Manaus, AM, Brasil

RESUMOO cubiu foi domesticado pelos ameríndios e tem potencial econômico considerável para a agroindústria moderna. Frutos de doze introduções de cubiu foram avaliados em Manaus para determinar as diferenças entre estas: formato, dimensões e carateres de importância econômica (espessura de polpa, volume do suco, grau Brix). Existe considerável variação entre as introduções para todos os carateres avaliados, especialmente tamanho e número de frutos. A concentração de sólidos solúveis totais variou de 4 a 6 e o volume de suco de 10 a 30 ml em frutos de 40 a 190 g. Conclui-se que estas 12 introduções possuem variação ampla que permite progresso genético rápido no melhoramento para qualquer finalidade agroindustrial.

Morfologia da plântula em desenvolvimento de Astrocaryum aculeatum Meyer (Arecaceae)

Astrocaryum aculeatum (tucumã) é uma palmeira amazônica, cuja polpa dos frutos, rica em vitamina A, pode ser consumida ao natural ou na forma de sorvete, suco, licor e doce. Sua propagação é demorada, existindo pouco conhecimento sobre a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas. O presente trabalho teve como objetivo descrever o processo germinativo das sementes dessa espécie, submetidas ou não ao pré-tratamento de embebição, e caracterizar cronologicamente os estádios morfológicos da plântula. A germinação das sementes é do tipo adjacente ligulada, criptocotiledonar e hipógea. O tempo para alcançar cada estádio foi menor para as sementes embebidas, indicando efeito benéfico da embebição sobre a velocidade do processo germinativo, com média de emergência do pecíolo cotiledonar de 99 dias e de completa expansão da primeira folha bífida de 253 dias.

Aging and Alzheimer's disease: Searching for novel molecular cues

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Corpo e pós-corpo: Cyborg e pós-humano

Corpos pós-humanos: Mashup do homem e da máquina; Visão melhorada; Prótese para a e-beleza; Renascimento em capela sistina digital? Corpos culturais; Cyborgs; Donna Haraway; Pós-humano; Projeto 1: Digitalização do conhecimento; Os novos heróis da cena social e os novos vilões; Crítica pelo humor: humanidade aumentada? Máscara digital; E-sexualidades. Humano-Animal-Máquina: Corpo e sobrevivência; Corpo e estética: Projeto 2: Novas estéticas do corpo; Projeto 3: Corpos e poder; Corpo e identidade política; Lev Manovich: transcodificação; Cérebro como base de dados; Corpo desterritorializado; Transhumanismo; Elite de pós-humanos?

Otimização da remoção de condensados num mural de frio

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Possíveis interfaces entre TDAH e epilepsia

OBJETIVO: Identificar na literatura elementos para explicar uma possível associação entre o transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH) e a epilepsia e orientar quanto ao manejo clínico dos pacientes que compartilham esses transtornos. MÉTODOS: Realizou-se revisão da literatura dos últimos 10 anos nas bases de dados MedLine e Lilacs com a combinação dos descritores "attention deficit hyperactivity disorder", "ADHD" e "epilepsy". RESULTADOS: Sintomas de TDAH são frequentes em síndromes epilépticas idiopáticas. Vários fatores podem contribuir para a coexistência desses transtornos: 1) possibilidade de uma mesma propensão genética; 2) participação dos neurotransmissores noradrenalina e dopamina no TDAH e na modulação da excitabilidade neuronal; 3) anormalidades estruturais do cérebro evidenciadas em epilépticos portadores de TDAH; 4) influência dos efeitos crônicos das crises e das descargas epileptiformes interictais sob a atenção; 5) efeitos adversos das drogas antiepilépticas sob a cognição. CONCLUSÕES: As evidências atuais apontam que crises epilépticas e TDAH podem apresentar bases neurobiológicas comuns. Estudos que avaliam disfunções nas vias de sinalização das catecolaminas cerebrais e o papel das descargas epileptiformes interictais na geração dos sintomas são fundamentais na investigação desses mecanismos. Drogas psicoestimulantes são seguras e eficazes para o tratamento do TDAH na maioria dos portadores de epilepsia.

High-aspect-ratio tridimensional electrode arrays for neural applications

Tese de Doutoramento em Engenharia Biomédica.

A network approach to brain aging through multimodal neuroimaging

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde.

“PhenoWorld”: a new multidimensional strategy for studying behaviour in rodents

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Searching for therapeutic strategies in a mouse modelo of Machado-Joseph disease: targeting proteostases

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde