Functional maps within a single neuron

Narayanan R, Johnston D. Functional maps within a single neuron. J Neurophysiol 108: 2343-2351, 2012. First published August 29, 2012; doi:10.1152/jn.00530.2012.-The presence and plasticity of dendritic ion channels are well established. However, the literature is divided on what specific roles these dendritic ion channels play in neuronal information processing, and there is no consensus on why neuronal dendrites should express diverse ion channels with different expression profiles. In this review, we present a case for viewing dendritic information processing through the lens of the sensory map literature, where functional gradients within neurons are considered as maps on the neuronal topograph. Under such a framework, drawing analogies from the sensory map literature, we postulate that the formation of intraneuronal functional maps is driven by the twin objectives of efficiently encoding inputs that impinge along different dendritic locations and of retaining homeostasis in the face of changes that are required in the coding process. In arriving at this postulate, we relate intraneuronal map physiology to the vast literature on sensory maps and argue that such a metaphorical association provides a fresh conceptual framework for analyzing and understanding single-neuron information encoding. We also describe instances where the metaphor presents specific directions for research on intraneuronal maps, derived from analogous pursuits in the sensory map literature. We suggest that this perspective offers a thesis for why neurons should express and alter ion channels in their dendrites and provides a framework under which active dendrites could be related to neural coding, learning theory, and homeostasis.

A Calcium-Dependent Plasticity Rule for HCN Channels Maintains Activity Homeostasis and Stable Synaptic Learning

Theoretical and computational frameworks for synaptic plasticity and learning have a long and cherished history, with few parallels within the well-established literature for plasticity of voltage-gated ion channels. In this study, we derive rules for plasticity in the hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels, and assess the synergy between synaptic and HCN channel plasticity in establishing stability during synaptic learning. To do this, we employ a conductance-based model for the hippocampal pyramidal neuron, and incorporate synaptic plasticity through the well-established Bienenstock-Cooper-Munro (BCM)-like rule for synaptic plasticity, wherein the direction and strength of the plasticity is dependent on the concentration of calcium influx. Under this framework, we derive a rule for HCN channel plasticity to establish homeostasis in synaptically-driven firing rate, and incorporate such plasticity into our model. In demonstrating that this rule for HCN channel plasticity helps maintain firing rate homeostasis after bidirectional synaptic plasticity, we observe a linear relationship between synaptic plasticity and HCN channel plasticity for maintaining firing rate homeostasis. Motivated by this linear relationship, we derive a calcium-dependent rule for HCN-channel plasticity, and demonstrate that firing rate homeostasis is maintained in the face of synaptic plasticity when moderate and high levels of cytosolic calcium influx induced depression and potentiation of the HCN-channel conductance, respectively. Additionally, we show that such synergy between synaptic and HCN-channel plasticity enhances the stability of synaptic learning through metaplasticity in the BCM-like synaptic plasticity profile. Finally, we demonstrate that the synergistic interaction between synaptic and HCN-channel plasticity preserves robustness of information transfer across the neuron under a rate-coding schema. Our results establish specific physiological roles for experimentally observed plasticity in HCN channels accompanying synaptic plasticity in hippocampal neurons, and uncover potential links between HCN-channel plasticity and calcium influx, dynamic gain control and stable synaptic learning.

La humanización del ejercicio de la vocación médica : un desafío fáctico

Resumen: Frente a los avances tecnológicos y el progreso de la ciencia; y en medio de la despersonalización que sufre la sociedad y consecuentemente la medicina, sería conveniente que los médicos propendan una actitud aún más reflexiva en la concepción del ejercicio de su profesión. Es tiempo de replantearse la vocación y posicionarse sobre las raíces de las ciencias médicas. La relación que se establece entre médico y paciente reviste ciertas particularidades en donde el vínculo se manifiesta de diferentes maneras. El propósito es analizar y reflexionar el aspecto peculiar que reviste ese encuentro interpersonal, a fin de que el trato con la persona enferma adquiera dimensiones profundamente más humanizadas. Como resultado de esta acción se podrá reconocer a la persona en todos los aspectos constitutivos. El médico debiera poseer la suficiente formación profesional a fin de percibir la vivencia de enfermar que experimentan todos los pacientes, y en un segundo tiempo, reconocer la manera en la cual se manifiesta esa experiencia. La mayoría de las veces este aspecto de la relación parece quedar librado al azar. Aquellos que observan más allá de los hechos manifiestos, perciben los gestos de humanidad del enfermo, arribando al diagnóstico de la patología con visión holística de la persona. Esta actitud genera en los pacientes seguridad y confianza, la cual puede teñir el resultado de cualquier tipo de terapéutica aplicada. Es precisamente en y con las personas, desde donde se construyen las profesiones.

En las distintas corrientes de la bioética clínica actual : ¿podemos encontrar puntos en común?

Resumen: En este corto tiempo de desarrollo de la Bioética se han ido proponiendo nuevas metas. El avance ha ido muy rápido y los procedimientos esquemáticos de los primeros años han sido ampliamente superados y complejizados. Pero, cada uno de ellos, nos ofrece una perspectiva distinta a tener en cuenta, que, si tenemos la apertura necesaria, contribuyen a descubrirnos algo más la realidad. El objetivo de la deliberación no es la toma de decisiones ciertas o exclusivas, sino prudentes. Distintas personas pueden tomar distintas decisiones ante un mismo hecho y todas ser prudentes. Esto plantea un desafío a futuro: el asumir un tipo de racionalidad que permita la participación de todos los implicados en el proceso de deliberación de los problemas prácticos, en nuestro caso los morales. Los argumentos que se esgrimen pueden no anular completamente otras perspectivas y, por tanto, otros argumentos sobre el mismo asunto o problema. De ahí que necesitamos las perspectivas y razones de los demás. Con esto, resulta que los otros se convierten en condición de posibilidad de mi propio desarrollo como ser racional.

Size effects on the melting of nickel nanowires: a molecular dynamics study

The melting process of nickel nanowires are simulated by using molecular dynamics with the quantum Sutten-Chen many-body force field. The wires studied were approximately cylindrical in cross-section and periodic boundary conditions were applied along their length; the atoms were arranged initially in a face-centred cubic structure with the [0 0 1] direction parallel to the long axis of the wire. The size effects of the nanowires on the melting temperatures are investigated. We find that for the nanoscale regime, the melting temperatures of Ni nanowires are much lower than that of the bulk and are linear with the reciprocal of the diameter of the nanowire. When a nanowire is heated up above the melting temperature, the neck of the nanowire begins to arise and the diameter of neck decreases rapidly with the equilibrated running time. Finally, the breaking of nanowire arises, which leads to the formation of the spherical clusters. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Orçamento público semi-impositivo para transferências voluntárias : diagnóstico, perspectivas e proposta de mudanças

Diagnóstico do modelo legal de transferências voluntárias realizadas pelo Governo Federal para os entes subnacionais, em face das recorrentes irregularidades relatadas pelos órgãos de controle. Questiona os motivos pelos quais o modelo vem sendo mantido há décadas diante da notória ineficiência. O fim da descentralização tutelada é a solução recomendada pela pesquisa.

Algunas condiciones necesarias para la gestión y organización en la universidad

[ES] La crisis del Estado de Bienestar y las Sociedades del Conocimiento generan una crisis en el actual sistema universitario. Este se queda sin respuestas claras y ante un panorama de fines y objetivos difuso y confuso. Frente a estas situaciones, la gestión y la organización devienen en factores estratágicos clave, y esto es así por el potencial competitivo de ambas en el ámbito universitario en particular.

Overfishing, uncertainty, and ocean governance: Lord Perry's question revisited

“Why does overfishing persist in the face of regulation?” The author argues that over fishing,a fundamental cause of the crisis facing our oceans, is the result of the failure of our fishing management agencies (ultimately our politicians and communities) to embrace a small suite of powerful tools (more correctly strategic approaches) which have been developed to account for uncertainty. Broad success in managing fisheries to achieve sustainability goals will only come if these tools are enthusiastically applied. This will not happen until organisational cultures within fishery management agencies undergo a major shift leading to an asset-based biodiversity conservation, rather than resource exploitation, to be placed at the centre of ocean governance.This thesis examines these issues in the context of case studies covering regional, national and provincial (State) fishery management agencies. With the exception of the case study of a regional fishery (the southern ocean krill fishery) all case studies are drawn from Australian experiences. The central recommendation of the thesis is that fishery management agencies, worldwide, should be replaced by biodiversity asset management agencies.

What is coastal climate?

Historical definitions of what determines whether one lives in a coastal area or not have varied over time. According to Culliton (1998), a “coastal county” is defined as a county with at least 15% of its total land area located within a nation’s coastal watershed. This emphasizes the land areas within which water flows into the ocean or Great Lakes, but may be better suited for ecosystems or water quality research (Crowell et al. 2007). Some Federal Emergency Management Agency (FEMA) documents suggest that “coastal” includes shoreline-adjacent coastal counties, and perhaps even counties impacted by flooding from coastal storms. An accurate definition of “coastal” is critical in this regard since FEMA uses such definitions to revise and modernize their Flood Insurance Rate Maps (Crowell et al. 2007). A recent map published by the National Oceanic and Atmospheric Administration’s (NOAA) Coastal Services Center for the Coastal Change Analysis Program shows that the “coastal” boundary covers the entire state of New York and Michigan, while nearly all of South Carolina is considered “coastal.” The definition of “coastal” one chooses can have major implications, including a simple count of coastal population and the influence of local or state coastal policies. There is, however, one aspect of defining what is “coastal” that has often been overlooked; using atmospheric long-term climate variables to define the inland extent of the coastal zone. This definition, which incorporates temperature, precipitation, wind speed, and relative humidity, is furthermore scalable and globally applicable - even in the face of shifting shorelines. A robust definition using common climate variables should condense the large broad definition often associated with “coastal” such that completely landlocked locations would no longer be considered “coastal.” Moreover, the resulting definition, “coastal climate” or “climatology of the coast”, will help coastal resource managers make better-informed decisions on a wide range of climatologically-influenced issues. The following sections outline the methodology employed to derive some new maps of coastal boundaries in the United States. (PDF contains 3 pages)

Robust near-threshold QDI circuit analysis and design

The two most important digital-system design goals today are to reduce power consumption and to increase reliability. Reductions in power consumption improve battery life in the mobile space and reductions in energy lower operating costs in the datacenter. Increased robustness and reliability shorten down time, improve yield, and are invaluable in the context of safety-critical systems. While optimizing towards these two goals is important at all design levels, optimizations at the circuit level have the furthest reaching effects; they apply to all digital systems. This dissertation presents a study of robust minimum-energy digital circuit design and analysis. It introduces new device models, metrics, and methods of calculation—all necessary first steps towards building better systems—and demonstrates how to apply these techniques. It analyzes a fabricated chip (a full-custom QDI microcontroller designed at Caltech and taped-out in 40-nm silicon) by calculating the minimum energy operating point and quantifying the chip’s robustness in the face of both timing and functional failures.

Assistência paliativa em oncologia na perspectiva do familiar: contribuições da enfermagem

O estudo emergiu da minha experiência profissional como enfermeira de um serviço especializado em cuidados paliativos em oncologia. A abordagem paliativa exige da equipe maior interação, não apenas na realização de procedimentos terapêuticos necessários naquele momento, mas, sobretudo, em orientar adequadamente, quanto aos cuidados realizados com pacientes que se encontram em estado de doença avançada, bem como promover a adesão terapêutica do familiar, através de ações interdisciplinares. Estudo de natureza qualitativa com referencial teórico metodológico na fenomenologia sociológica de Alfred Schutz, que tem como enfoque o significado da ação. Nesse sentido, as vivências e as ações dos familiares constituem fontes de significados subjetivos das experiências adquiridas, ao cuidar de um familiar em tratamento paliativo em oncologia. A partir dessas reflexões, o objeto de estudo é a experiência vivida pela família em cuidar de pessoa em tratamento paliativo em oncologia e tem como objetivo compreender a perspectiva de cuidar do familiar de pessoa em tratamento paliativo em oncologia. O cenário onde foi realizado o estudo é o Instituto Nacional de Câncer/MS, situado no município do Rio de Janeiro, na Unidade de Cuidados Paliativos/HCIV. Os sujeitos participantes foram, 20 familiares de pacientes em tratamento paliativo em oncologia. A apreensão das falas, deu-se mediante entrevista fenomenológica, guiada por meio da questão orientadora: como você está vivendo a experiência de cuidar de seu familiar em tratamento paliativo em oncologia? O estudo permitiu compreender que o familiar de pessoa em tratamento paliativo em oncologia se mostrou como aquele que ajuda, apóia, estando junto, não abandonando, dando apoio e representando a família, na perspectiva de enfrentar suas próprias dificuldades diante do tratamento paliativo em oncologia e tentar entender a abordagem paliativa que tem como foco reduzir a dor, superando o rótulo de terminal. Portanto, oferecer uma forma de compreender o cuidado desse familiar, situado no mundo institucional, possibilitando apreender o vivido e os significados que alicerçam esta prática conduz a um comportamento, ações e relações, ou seja, um modo de pensar que oriente o individuo no seu cotidiano para ser e estar com o outro nessa fase da vida. Nesse sentido, a escuta e a comunicação se constituem como os pilares do cuidar dos familiares em cuidados paliativos em oncologia. A inserção da família durante todo o processo é fundamental para os cuidados realizados com a pessoa, evidenciando para o enfermeiro a importância de atender às expectativas de ambos, agindo como facilitador na implementação do cuidar. Assim sendo, as ações de enfermagem podem contribuir e auxiliar a família a descobrir suas próprias soluções para as situações que envolvem o suporte às necessidades apresentadas.

A enfermeira obstétrica frente às transformações de sua prática consequente ao movimento de humanização do campo obstétrico hospitalar

Este estudo de perspectiva histórico-social estuda as transformações das práticas das enfermeiras obstétricas consequente ao movimento de humanização do campo obstétrico hospitalar. Tem por objetivos: identificar o capital global das enfermeiras obstétricas; analisar as concepções das enfermeiras sobre a prática profissional no campo obstétrico hospitalar no contexto do movimento de humanização; discutir as transformações percebidas pelas enfermeiras obstétricas sobre sua prática. Utilizei como método a história oral. Os sujeitos foram 25 enfermeiras que vivenciaram no campo obstétrico hospitalar, antes e após a implementação do movimento de humanização. Os cenários foram seis maternidades municipais do Rio de Janeiro. A técnica de coleta de dados foi a entrevista semiestruturada. À luz da perspectiva histórica realizarei a análise dos dados, tendo como base os pressupostos de Pierre Bourdieu. A conjuntura obstétrica do nascimento das entrevistadas era a de transição do parto domiciliar para o ambiente hospitalar. O cenário do parto e nascimento de muitas delas foi uma instituição pública de saúde ou conveniada. As agentes são oriundas de famílias humildes, com pouco capital econômico e cultural. Ressalta-se que as condições de acumulação de capital destas enfermeiras, à época, foram proporcionais às oportunidades que tiveram no campo social em que se encontravam e do processo de socialização. Algumas, após o curso de graduação em enfermagem, buscaram a especialização para adquirir um certificado, que lhes aumentasse o volume de capital e as legitimasse para a realização da assistência ao parto normal. O contexto político onde muitas adquiriram o título de especialista era o de implementação do modelo humanizado no campo obstétrico do município do Rio de Janeiro, favorável para a redução de práticas intervencionistas à parturiente com o incentivo ao parto normal focado na autonomia e no empoderamento feminino. Desse modo, as enfermeiras perceberam que as lutas dos agentes no campo obstétrico para a implantação de um novo modo de agir na obstetrícia foram importantes no processo de mudança de suas práticas. Especificamente sobre as transformações de sua práticas elas evidenciaram que, com esse movimento social e político elas passaram a ver e a assistir a mulher, de forma mais próxima, mais humanizada através da aquisição de capital cultural eficiente, outra evidência destacada foi quanto à questão das lutas, houve o reconhecimento de que as lutas foram importantes no processo de mudança, pois com estas foi possível adquirir lucros simbólicos significativos que permitiram gerar mudanças de posição e de práticas obstétricas no campo hospitalar.

Catalisadores à base de platina frente a correntes de H2 contendo acetaldeído geradas via reforma do etanol

Devido ao efeito estufa, a produção de hidrogênio a partir da reação de reforma do bioetanol tem se tornado um assunto de grande interesse em catálise heterogênea. Os catalisadores à base de Pt são empregados nos processos de purificação de H2 e também em eletrocatalisadores das células a combustível do tipo membrana polimérica (PEMFC). O hidrogênio obtido a partir da reforma do etanol contém como contaminante o acetaldeído e pequenas quantidades de CO. Assim, pode-se prever que muitas reações podem ocorrer na presença de catalisadores de Pt durante o processo de purificação do H2 e mesmo no próprio eletrocatalisador. Desta forma, este trabalho tem como objetivo descrever o comportamento do acetaldeído na presença de catalisadores de Pt. Para tanto foram preparados dois catalisadores, Pt/SiO2 e Pt/USY, contendo 1,5% de metal em ambos. Também foi estudado um eletrocatalisador (comercial) de Pt suportado em carvão (Pt/C). Os catalisadores foram caracterizados através das técnicas de análise textural, difração de raios X (DRX), quimissorção de H2, reação de desidrogenação do ciclohexano, espectroscopia no infravermelho de piridina adsorvida, dessorção a temperatura programada de n-butilamina (TPD de n-butilamina), dessorção a temperatura programada de CO2 (TPD-CO2), análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de dispersão de energia (EDS). Os testes catalíticos foram realizados entre as temperaturas de 50 e 350 C em corrente contendo acetaldeído, H2 e N2. Foi observado que as propriedades ácido-básicas dos suportes promovem as reações de condensação com formação de éter etílico e acetato de etila. O acetaldeído em catalisadores de Pt sofre quebra das ligações C-C e C=O. A primeira ocorre em uma ampla faixa de temperaturas, enquanto a segunda apenas em temperaturas abaixo de 200 C. A quebra da ligação C-C produz metano e CO. Já a quebra da ligação C=O gera carbono residual nos catalisadores, assim como espécies oxigênio, que por sua vez são capazes de eliminar o CO da superfície dos catalisadores. Nota-se que o tipo de suporte utilizado influencia na distribuição de produtos, principalmente a baixas temperaturas. Além disso, constatou-se que a descarbonilação não é uma reação sensível à estrutura do catalisador. Verificou-se também a presença de resíduos sobre os catalisadores, possivelmente oriundos não somente da quebra da ligação C=O, mas também de reações de polimerização

Ligações perigosas: a família portuguesa, na narrativa curta, durante a Regeneração

Além de discutir as grandes questões da humanidade, como as cisões políticas e as injustiças sociais, os escritores oitocentistas imiscuíram-se nas temáticas do cotidiano, que se ajustaram aos contos à perfeição. A vida doméstica, antes restrita às quatro paredes, passou a ser problematizada nas narrativas curtas de ficção, talhadas para jogar luzes sobre o microcosmo das relações familiares. Objetiva-se, com o presente trabalho, analisar por meio de onze contos pinçados dentre a produção literária de cinco autores de relevância no período conhecido como Regeneração, os conflitos com os quais a família portuguesa se deparou, assim como as saídas possíveis diante das rígidas regras de decoro e civilidade que imperavam naquela sociedade. Por meio do enlace entre história e literatura pretende-se ampliar a compreensão das crenças e valores e a evolução das mentalidades. Ao contribuírem com a formação do público-leitor, atraído pelos dilemas entre a tradição e a inovação, os escritores do século XIX elevaram o romance à sua expressão máxima. E aprofundaram as fissuras de um mundo em transição

Serviço Social e envelhecimento: um balanço da produção acadêmica das pós-graduações nas universidades públicas do Rio de Janeiro

Em meio a toda a turbulência que configura um cenário desastroso para as políticas sociais, a população idosa aumenta; com ela, aumenta a demanda por estudos que avaliem os avanços e os impactos derivados desse processo. Mas como o Serviço Social vem se posicionando perante a esta demanda? O que temos produzido sobre a temática? Poderíamos dizer que, em termo de produções, verificamos mais avanços ou retrocessos? Para analisar a produção acadêmica do Serviço Social, utilizei como referenciais as produções Dissertações e Teses sobre o idoso _ dos programas de pós-graduação em Serviço Social de três das principais Universidades públicas do estado do Rio de Janeiro UFF, UFRJ e UERJ_ devido ao fato de elas possuírem programas consolidados desde 2001, motivo pelo qual analisei as obras no período compreendido entre 2001 e 2009 . Busco evidenciar a importância da categoria neste debate, que pressupõe a capacidade teórico-metodológica para analisar seus determinantes, compreendendo o envelhecimento como um processo que possui um grande potencial a ser explorado em estudos e pesquisas, além de constituir-se num instigante desafio intelectual, social e político.