Constrained principal component analysis reveals functionally connected load-dependent networks involved in multiple stages of working memory

Constrained principal component analysis (CPCA) with a finite impulse response (FIR) basis set was used to reveal functionally connected networks and their temporal progression over a multistage verbal working memory trial in which memory load was varied. Four components were extracted, and all showed statistically significant sensitivity to the memory load manipulation. Additionally, two of the four components sustained this peak activity, both for approximately 3 s (Components 1 and 4). The functional networks that showed sustained activity were characterized by increased activations in the dorsal anterior cingulate cortex, right dorsolateral prefrontal cortex, and left supramarginal gyrus, and decreased activations in the primary auditory cortex and "default network" regions. The functional networks that did not show sustained activity were instead dominated by increased activation in occipital cortex, dorsal anterior cingulate cortex, sensori-motor cortical regions, and superior parietal cortex. The response shapes suggest that although all four components appear to be invoked at encoding, the two sustained-peak components are likely to be additionally involved in the delay period. Our investigation provides a unique view of the contributions made by a network of brain regions over the course of a multiple-stage working memory trial.

The multisensory attentional consequences of tool use: a functional magnetic resonance imaging study

Background: Tool use in humans requires that multisensory information is integrated across different locations, from objects seen to be distant from the hand, but felt indirectly at the hand via the tool. We tested the hypothesis that using a simple tool to perceive vibrotactile stimuli results in the enhanced processing of visual stimuli presented at the distal, functional part of the tool. Such a finding would be consistent with a shift of spatial attention to the location where the tool is used. Methodology/Principal Findings: We tested this hypothesis by scanning healthy human participants' brains using functional magnetic resonance imaging, while they used a simple tool to discriminate between target vibrations, accompanied by congruent or incongruent visual distractors, on the same or opposite side to the tool. The attentional hypothesis was supported: BOLD response in occipital cortex, particularly in the right hemisphere lingual gyrus, varied significantly as a function of tool position, increasing contralaterally, and decreasing ipsilaterally to the tool. Furthermore, these modulations occurred despite the fact that participants were repeatedly instructed to ignore the visual stimuli, to respond only to the vibrotactile stimuli, and to maintain visual fixation centrally. In addition, the magnitude of multisensory (visual-vibrotactile) interactions in participants' behavioural responses significantly predicted the BOLD response in occipital cortical areas that were also modulated as a function of both visual stimulus position and tool position. Conclusions/Significance: These results show that using a simple tool to locate and to perceive vibrotactile stimuli is accompanied by a shift of spatial attention to the location where the functional part of the tool is used, resulting in enhanced processing of visual stimuli at that location, and decreased processing at other locations. This was most clearly observed in the right hemisphere lingual gyrus. Such modulations of visual processing may reflect the functional importance of visuospatial information during human tool use

Prediction of a typhoon using a fine-mesh NWP model

The ECMWF operational grid point model (with a resolution of 1.875° of latitude and longitude) and its limited area version (with a resolution of !0.47° of latitude and longitude) with boundary values from the global model have been used to study the simulation of the typhoon Tip. The fine-mesh model was capable of simulating the main structural features of the typhoon and predicting a fall in central pressure of 60 mb in 3 days. The structure of the forecast typhoon, with a warm core (maximum potential temperature anomaly 17 K). intense swirling wind (maximum 55 m s-1 at 850 mb) and spiralling precipitation patterns is characteristic of a tropical cyclone. Comparison with the lower resolution forecast shows that the horizontal resolution is a determining factor in predicting not only the structure and intensity but even the movement of these vortices. However, an accurate and refined initial analysis is considered to be a prerequisite for a correct forecast of this phenomenon.

Increased neural processing of rewarding and aversive food stimuli in recovered anorexia nervosa

Background Recent evidence has shown that individuals with acute anorexia nervosa and those recovered have aberrant physiological responses to rewarding stimuli. We hypothesized that women recovered from anorexia nervosa would show aberrant neural responses to both rewarding and aversive disorder-relevant stimuli. Methods Using functional magnetic resonance imaging (fMRI), the neural response to the sight and flavor of chocolate, and their combination, in 15 women recovered from restricting-type anorexia nervosa and 16 healthy control subjects matched for age and body mass index was investigated. The neural response to a control aversive condition, consisting of the sight of moldy strawberries and a corresponding unpleasant taste, was also measured. Participants simultaneously recorded subjective ratings of “pleasantness,” “intensity,” and “wanting.” Results Despite no differences between the groups in subjective ratings, individuals recovered from anorexia nervosa showed increased neural response to the pleasant chocolate taste in the ventral striatum and pleasant chocolate sight in the occipital cortex. The recovered participants also showed increased neural response to the aversive strawberry taste in the insula and putamen and to the aversive strawberry sight in the anterior cingulate cortex and caudate. Conclusions Individuals recovered from anorexia nervosa have increased neural responses to both rewarding and aversive food stimuli. These findings suggest that even after recovery, women with anorexia nervosa have increased salience attribution to food stimuli. These results aid our neurobiological understanding and support the view that the neural response to reward may constitute a neural biomarker for anorexia nervosa.

Language in calculation: A core mechanism?

Although there is evidence that exact calculation recruits left hemisphere perisylvian language systems, recent work has shown that exact calculation can be retained despite severe damage to these networks. In this study, we sought to identify a “core” network for calculation and hence to determine the extent to which left hemisphere language areas are part of this network. We examined performance on addition and subtraction problems in two modalities: one using conventional two-digit problems that can be easily encoded into language; the other using novel shape representations. With regard to numerical problems, our results revealed increased left fronto-temporal activity in addition, and increased parietal activity in subtraction, potentially reflecting retrieval of linguistically encoded information during addition. The shape problems elicited activations of occipital, parietal and dorsal temporal regions, reflecting visual reasoning processes. A core activation common to both calculation types involved the superior parietal lobule bilaterally, right temporal sub-gyral area, and left lateralized activations in inferior parietal (BA 40), frontal (BA 6/8/32) and occipital (BA 18) regions. The large bilateral parietal activation could be attributed to visuo-spatial processing in calculation. The inferior parietal region, and particularly the left angular gyrus, was part of the core calculation network. However, given its activation in both shape and number tasks, its role is unlikely to reflect linguistic processing per se. A possibility is that it serves to integrate right hemisphere visuo-spatial and left hemisphere linguistic and executive processing in calculation.

N1 enhancement in synesthesia during visual and audio-visual perception in semantic cross-modal conflict situations: an ERP study

Synesthesia entails a special kind of sensory perception, where stimulation in one sensory modality leads to an internally generated perceptual experience of another, not stimulated sensory modality. This phenomenon can be viewed as an abnormal multisensory integration process as here the synesthetic percept is aberrantly fused with the stimulated modality. Indeed, recent synesthesia research has focused on multimodal processing even outside of the specific synesthesia-inducing context and has revealed changed multimodal integration, thus suggesting perceptual alterations at a global level. Here, we focused on audio-visual processing in synesthesia using a semantic classification task in combination with visually or auditory-visually presented animated and in animated objects in an audio-visual congruent and incongruent manner. Fourteen subjects with auditory-visual and/or grapheme-color synesthesia and 14 control subjects participated in the experiment. During presentation of the stimuli, event-related potentials were recorded from 32 electrodes. The analysis of reaction times and error rates revealed no group differences with best performance for audio-visually congruent stimulation indicating the well-known multimodal facilitation effect. We found enhanced amplitude of the N1 component over occipital electrode sites for synesthetes compared to controls. The differences occurred irrespective of the experimental condition and therefore suggest a global influence on early sensory processing in synesthetes.

Frontonasal Dysplasia, Severe Neuropsychological Delay, and Midline Central Nervous System Anomalies: Report of 10 Brazilian Male Patients

Here we report on 10 male patients with frontonasal dysplasia, cleft lip/palate, mental retardation, lack of language acquisition, and severe central nervous system involvement. Imaging studies disclosed absence of the corpus callosum, midline cysts, and an abnormally modeled cerebellum. Neuronal heterotopias were present in five patients and parieto-occipital encephalocele in three patients. We suggest that this pattern found exclusively in males, most likely represents a newly recognized syndrome distilled from the group of disorders subsumed under frontonasal dysplasia. (C) 2009 Wiley-Liss, Inc.

Functionally conserved cis-regulatory elements of COL18A1 identified through zebrafish transgenesis

Type XVIII collagen is a component of basement membranes, and expressed prominently in the eye, blood vessels, liver, and the central nervous system. Homozygous mutations in COL18A1 lead to Knobloch Syndrome, characterized by ocular defects and occipital encephalocele. However, relatively little has been described on the role of type XVIII collagen in development, and nothing is known about the regulation of its tissue-specific expression pattern. We have used zebrafish transgenesis to identify and characterize cis-regulatory sequences controlling expression of the human gene. Candidate enhancers were selected from non-coding sequence associated with COL18A1 based on sequence conservation among mammals. Although these displayed no overt conservation with orthologous zebrafish sequences, four regions nonetheless acted as tissue-specific transcriptional enhancers in the zebrafish embryo, and together recapitulated the major aspects of col18a1 expression. Additional post-hoc computational analysis on positive enhancer sequences revealed alignments between mammalian and teleost sequences, which we hypothesize predict the corresponding zebrafish enhancers; for one of these, we demonstrate functional overlap with the orthologous human enhancer sequence. Our results provide important insight into the biological function and regulation of COL18A1, and point to additional sequences that may contribute to complex diseases involving COL18A1. More generally, we show that combining functional data with targeted analyses for phylogenetic conservation can reveal conserved cis-regulatory elements in the large number of cases where computational alignment alone falls short. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Estudo dos restos de peixes dos sítios arqueológicos da área de influência da usina hidrelétrica Machadinho, RS, Brasil

Durante o resgate do material arqueológico dos sítios da região de Piratuba, SC, e de Aratiba, Machadinho e Maximiliano de Almeida, RS, área de influência da Usina Hidroelétrica de Machadinho, foram observadas grandes quantidades de ossos e escamas de peixes incorporando os restos alimentares encontrados nestes locais. Utilizando uma coleção osteológica de referência pudemos identificar restos de Salminus maxillosus Valenciennes, 1850, Brycon orbignyanus (Valenciennes, 1849), Pogonopoma obscurum Quevedo & Reis, 2002, Hemiancistrus fuliginosus Cardoso & Malabarba, 1999, Prochilodus lineatus (Valenciennes, 1836), Schizodon sp., Leporinus sp., Hoplias sp., Hypostomus sp. e Crenicichla sp. Com base em medições realizadas em exemplares de coleções, foram obtidas regressões a partir das dimensões do osso pré-maxilar em Crenicichla spp. e do esporão peitoral em Hemiancistrus fuliginosus, Pogonopoma obscurum e Hypostomus spp. correlacionadas com o comprimento padrão e peso dos espécimes. A partir das estimativas de comprimento padrão e peso das peças ósseas encontradas foi possível formular hipóteses sobre a tecnologia de pesca utilizada pelos habitantes destes sítios.

Rinoplastia experimental com enxerto autógeno de costela de cães

A rinoplastia é a cirurgia plástica da cavidade nasal, que é muito difundida na medicina humana por motivos estéticos. Os animais possuem doenças que exigem cirurgia na cavidade nasal e na espécie canina pouco foi estudado com relação a rinoplastia. Algumas lesões causadas por traumatismo, tumores, fungos e reações inflamatórias crônicas, podem causar destruição de tecidos, sendo necessária a reconstituição do local. O uso de enxertos em animais é bastante difundido, principalmente os ósseos. No presente trabalho estudou-se o uso de costela autógena para correção de defeito criado em osso nasal em cães. O experimento foi realizado na Faculdade de Veterinária da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Utilizou-se 15 animais, separados em três grupos de pós-operatório onde após 30, 60 e 90 dias finalizavam-se seus acompanhamentos. Cada grupo era composto de quatro animais enxertados e um animal controle onde se utilizava o material do próprio defeito criado para coaptação. Os animais foram acompanhados clinicamente, a integração do enxerto foi avaliada com exames radiográficos obtidos a cada 15 dias até o final de seu acompanhamento pós-operatório. A histopatologia foi realizada no último dia de acompanhamento, conforme a distribuição dos animais nos grupos. Os resultados mostraram que a técnica cirúrgica é de fácil execução e possui praticidade em seu uso. O emprego da costela foi suficiente para cobertura de todos defeitos criados. O efeito estético foi excelente. Os exames radiográficos comprovaram a integração do enxerto e a avaliação histopatológica evidenciou a presença de células compatíveis com a viabilização da técnica proposta. Sendo possível então o uso de enxerto autógeno de costela para reconstrução de defeito criado experimentalmente em dorso nasal de cães.

Estudo comparativo da influência da forma de hastes femorais cimentadas afiladas e polidas nos padrões de transmissão de carga e estabilidade in vitro

A necessidade de uma maior longevidade da artroplastia total do quadril em pessoas mais jovens e ativas tem impulsionado a evolução do projeto de hastes cimentadas polidas e sem colar, através de alterações da forma desde a original de Charnley, passando pela dupla cunha e mais recentemente, a tripla cunha. Essa pesquisa foi direcionada à análise comparativa da estabilidade de hastes cujos ângulos de cunha foram a variável de projeto. Modelos físicos simplificados de diferentes conicidades foram elaborados e submetidos a testes e simulações numéricas para verificar, respectivamente, a migração distal e o ambiente mecânico da interface entre a haste e o cimento. Em modelos anatômicos constituídos das formas de hastes comerciais, implantadas em fêmures compósitos, foram acompanhadas as movimentações axial e rotacional e foi determinado o padrão de transmissão de carga através do nível de deformações no interior do manto de cimento e na superfície do osso. A hipótese é que uma prótese que apresente maiores deslocamentos e maiores níveis de deformações impostas ao manto de cimento em testes estáticos e cíclicos devem ser as de maior probabilidade de revisão precoce. Por outro lado, a relação entre o nível de deformação da superfície cortical antes e depois da implantação das hastes indica o potencial para o remodelamento ósseo As hastes foram extraídas e reimplantadas nos modelos anatômicos após os testes de fadiga para verificar alterações nos padrões de deformação. Também foi avaliada a contribuição da polimerização do cimento na estabilidade através do acompanhamento das deformações e de simulações numéricas. O processo de polimerização do cimento contribui para o acoplamento, pois promove um grande nível de deformações residuais devido à retração. Por outro lado pode provocar trincas iniciais e espaços na interface entre o cimento e o osso, além de facilitar a propagação de trincas por fadiga. Nas simulações numéricas dos modelos físicos observamos que a condição inicial de adesão na interface é representativa entre a haste e o manto. Os modelos físicos indicaram maior migração com menor conicidade. Para os modelos anatômicos houve diferença significativa apenas quanto à rotação permanente entre os grupos, estando isto associado à rigidez proximal e ao raio de transição do calcar. As hastes tripla cunha conferem uma menor redução do nível de carregamento no grande trocânter, o que pode prevenir a reabsorção óssea adaptativa. As hastes dupla cunha provocam menor redução do nível de carregamento na região do calcar. Entretanto, outros fatores devem ser considerados, tais como o raio de transição do calcar e a rigidez proximal das hastes. Nos modelos anatômicos, mesmo após a extração e reimplantação das hastes, manteve-se o padrão de deformações tanto no manto quanto na superfície dos fêmures compósitos.

Sistematização das artérias da base do encéfalo e suas fontes de suprimento sangüíneo em nutria (Myocastor coypus)

Neste trabalho estudou-se as artérias da base do encéfalo e suas fontes de suprimento sangüíneo em nutria (Myocastor coypus). Foram utilizados 32 espécimes. Em 30 animais, o sistema arterial foi preenchido com látex 603 corado em vermelho através da artéria aorta. Duas fêmeas foram utilizadas na confecção de moldes acrílicos. Sistematizou-se a origem das fontes de suprimento sangüíneo para o encéfalo e as artérias (Aa) da face ventral do cérebro, à direita (D) e à esquerda (E), com suas respectivas percentagens de aparecimento. O arco aórtico emitiu o tronco braquiocefálico e a artéria (A.) subclávia E (60%) ou tronco braquiocefálico, A. carótida comum E e A. subclávia E (40%). O tronco braquiocefálico lançou A. carótida comum D e E e A. subclávia D (60%) ou A. carótida comum D e A. subclávia D (40%). A A. carótida comum D e E dividiu-se em A. carótida externa e A. occipital. A A. carótida interna foi ramo da A. occipital (100%), à D e E, e não cooperou na irrigação encefálica. Ramos terminais das Aa. Vertebrais D e E presentes (100%) formaram a A. basilar (100%). A. espinhal ventral presente (100%). A. cerebelar caudal à D foi simples (60%), dupla (36,7%) e tripla (3,3%), e à E foi simples (60%) e dupla (40%). A. cerebelar média como ramo da A. cerebelar caudal à D (70%) e à E (73,3%). A. trigeminal D e E ímpar (100%). A. cerebelar rostral D, simples (73,3%) e dupla (26,7%), à E, simples (70%) e dupla (30%). A. cerebral caudal D, simples (66,7%) e dupla (33,3%), à E, simples (73,3%) e dupla (26,7%). A. hipofisária D e E ímpar presente (100%). A. cerebral média D e E ímpar presente (100%). A. cerebral rostral D, desenvolvida e ímpar (86,7%), dupla (10%) e ausente (3,3%), à E desenvolvida e ímpar (100%). Ramo medial da A. cerebral rostral D, ímpar e desenvolvido (66,7%), vestigial (23,3%) ou ausente (10%), à E, ímpar e desenvolvido (73,3%), vestigial (23,3%) e ausente (3,3%). A. inter-hemisférica rostral presente (100%), formada pela anastomose do ramo medial da A. cerebral rostral D e E (40%), formada apenas pelo ramo medial da A. cerebral rostral E (33,3%) e formada apenas pelo ramo medial da A. cerebral rostral D (26,7%). A. lateral do bulbo olfatório D e E presente e ímpar (100%). A. medial do bulbo olfatório D e E ímpar (100%). A. etmoidal interna D simples (96,7%) e dupla (3,3%), à E, simples (100%). Observou-se que o círculo arterial cerebral da nutria foi fechado caudalmente (100%) e rostralmente aberto (60%) ou fechado (40%). O encéfalo foi suprido exclusivamente pelo sistema vértebro-basilar.

Sports administration: an examination of the competitive balance concept through european and brazilian domestic soccer leagues comparison

A questão do Equilíbrio Competitivo é um tema importante da economia dos esportes profissionais nos Estados Unidos e na Europa. Muitas pesquisas foram feitas para estabelecer os critérios mais relevantes para avaliar a competitividade das ligas profissionais de futebol. Esta pesquisa analisou a relevância do Equilíbrio Competitivo como determinante da competitividade comparando o Brasileirão Série A com as nove principais ligas na Europa (Bélgica, Inglaterra, Alemanha, Holanda, França, Itália, Portugal, Escócia e Espanha). A competitividade é a capacidade de uma empresa (um clube) ou de uma indústria de enfrentar a concorrência efetiva ou potencial. A medida da competitividade deve levar em consideração uma série de fatores importantes como a qualidade e a relação qualidade/preço, a gestão de recursos humanos e a organização empresarial. Esse trabalho visa demonstrar que, apesar da incerteza do resultado ter sido considerado por muito tempo como um fator positivo de atratividade/interesse dos fãs nos esportes, um campeonato equilibrado poderia ter um efeito insignificante, para não dizer desprezível sobre a competitividade das ligas de futebol a longo prazo. Os resultados mostraram que o aumento do Equilíbrio Competitivo pode ser relevante para os campeonatos mais fracos (Bélgica, Holanda, Portugal, Escócia), mas nao dos cincos melhores (Alemanha, Espanha, França, Inglaterra, Itália). Consequentemente, o Equilíbrio Competitivo deve ser contemplado como uma variável desprezível quanto à competitividade das ligas de futebol, apesar do interesse crescente pelo conceito na literatura. Baseado principalmente em pesquisas de Dell'Osso e Symanski (1991) e de Oughton e Michie (2004), o índice HHI (Herfindahl-Hirschman) tem sido utilizado para determinar o nível de concentração de 11 ligas de futebol estudadas. Uma revisão da literatura sobre administração de futebol e esportes foi realizada.

Avaliação histológica da aplicação de um campo magnético em enxertos ósseos autógenos em ratos

Proposição: avaliar a qualidade do reparo de cavidades cirúrgicas com enxertos ósseos sob efeito de um campo magnético permanente, sepultado, in vivo. Materiais e Método: foi utilizada uma estrutura metálica constituída de duas arruelas de aço inoxidável, fixadas, isoladamente, à estrutura óssea por parafusos de titânio comercialmente puro. Neste estudo experimental, com grupos teste e controle, foram selecionados 30 Rattus norvergicus albinus, linhagem Wistar, divididos em seis grupos: três testes e três controles. Os animais foram submetidos à cirurgia acessando-se o fêmur direito para criação de uma cavidade cirúrgica e fixação de um par de dispositivos metálicos, tangenciando as margens dessa cavidade. Em seguida, o osso removido da cavidade cirúrgica foi reimplantado de modo a simular um enxerto ósseo autógeno. Nos grupos-teste, as arruelas encontravam-se imantadas, evento que diferiu nos grupos-controle. Os animais foram mortos aos 15, 45 e 60 dias pós-operatórios. As peças foram submetidas à avaliação histológica. Resultados: comparando os grupos-teste e controle durante os períodos experimentais de 15, 45 e 60 dias, houve favorecimento no processo de integração do enxerto ósseo. As formações ósseas, nas proximidades das regiões das arruelas e dos enxertos ósseos autógenos, nos grupos teste aos 45 e 60 dias pós-operatórios, demonstram a ação permanente do campo magnético. Conclusões: a liga de aço inoxidável imantada, sepultada, in vivo, foi capaz de favorecer o processo de integração do enxerto ósseo. Em todos os tempos experimentais, foi predominante o estímulo da neoformação óssea, no grupo teste quando comparado ao controle.

Avaliação do reparo ósseo em fêmures de ratos após implante de blocos de cimento de fosfato de cálcio e enxerto ósseo autógeno

Proposição: o trabalho busca descrever, por resultado histológico, o processo de reparo ósseo de cavidades cirurgicamente criadas avaliando a biocompatibilidade e osteocondutibilidade do cimento de α-fosfato tricálcico (CFtC) (SANTOS, 2002); e o comportamento da cicatrização óssea frente ao implante de CFtC comparada ao enxerto ósseo autógeno e à cavidade cirúrgica livre de enxerto. Metodologia: foram utilizados 30 ratos da raça Rattus novergicus albinus, Cepa Wistar, divididos em cinco grupos. O Grupo I correspondeu ao período de três; Grupo II, de sete; Grupo III, de 14; Grupo IV, de 21; Grupo V, de 60 dias pós-operatórios. Na diáfise óssea de cada fêmur direito, houve a confecção de três cavidades ósseas, sendo designadas: teste (T), na porção proximal do fêmur, que recebeu implantação do bloco de CFtC; controle positivo (C+), na porção distal, onde foi realizada a enxertia óssea autógena; e controle negativo (C-), na porção média, que permaneceu livre de enxerto. Resultados: aos três dias pós-operatórios, observou-se a presença de infiltrado inflamatório, hemácias e proliferação fibroblástica em T, C- e C+. Aos sete dias, a intensa neoformação óssea foi constatada nos grupos T e C+, o que não ocorreu no grupo C-. Nesse período, verificou-se início da reabsorção do CFtC pelas células do sistema fagocitário. Aos 14 dias, houve intensa atividade osteoblástica nos três grupos, assim como em 21 dias. Aos 60 dias pós-operatórios, nos grupos T, C- e C+, o osso neoformado assemelhou-se ao osso circundante, sendo que em C- e C+ verificou-se discreta solução de continuidade no osso cortical ostectomizado. Em T, não houve a oclusão do teto da cavidade. Conclusões: CFtC, formulado por Santos (2002), responde a biocompatibilidade e osteotransdutividade; o osso alveolar, em ratos, frente ao implante do CFtC e ao enxerto ósseo autógeno, realiza um processo de neoformação óssea, já no período de sete dias, assim, quando comparados, o grupo C- com os grupos T e C+, declara-se uma aceleração inicial do processo cicatricial nas cavidades preenchidas; e aos 60 dias, os grupos controles apresentaram cicatrização óssea quase total, sendo assim, sugere-se, experimentalmente, tempos de implantação superiores há 60 dias, para análise da reabsorção do cimento estudado (SANTOS, 2002).