Novel Metabolite Biomarkers of Huntington's Disease As Detected by High-Resolution Mass Spectrometry

Huntington's disease (HD) is a fatal autosomal-dominant neurodegenerative disorder that affects approximately 3-10 people per 100 000 in the Western world. The median age of onset is 40 years, with death typically following 15-20 years later. In this study, we biochemically profiled post-mortem frontal lobe and striatum from HD sufferers (n = 14) and compared their profiles with controls (n = 14). LC-LTQ-Orbitrap-MS detected a total of 5579 and 5880 features for frontal lobe and striatum, respectively. An ROC curve combining two spectral features from frontal lobe had an AUC value of 0.916 (0.794 to 1.000) and following statistical cross-validation had an 83% predictive accuracy for HD. Similarly, two striatum biomarkers gave an ROC AUC of 0.935 (0.806 to 1.000) and after statistical cross-validation predicted HD with 91.8% accuracy. A range of metabolite disturbances were evident including but-2-enoic acid and uric acid, which were altered in both frontal lobe and striatum. A total of seven biochemical pathways (three in frontal lobe and four in striatum) were significantly altered as a result of HD. This study highlights the utility of high-resolution metabolomics for the study of HD. Further characterization of the brain metabolome could lead to the identification of new biomarkers and novel treatment strategies for HD.

Face recognition by cortical multi-scale line and edge representations

Empirical studies concerning face recognition suggest that faces may be stored in memory by a few canonical representations. Models of visual perception are based on image representations in cortical area V1 and beyond, which contain many cell layers for feature extraction. Simple, complex and end-stopped cells provide input for line, edge and keypoint detection. Detected events provide a rich, multi-scale object representation, and this representation can be stored in memory in order to identify objects. In this paper, the above context is applied to face recognition. The multi-scale line/edge representation is explored in conjunction with keypoint-based saliency maps for Focus-of-Attention. Recognition rates of up to 96% were achieved by combining frontal and 3/4 views, and recognition was quite robust against partial occlusions.

Padrões de crescimento em otólitos de larvas de Pomatoschistus pictus (Pisces, Gobiidae)

Dissertação mest., Biologia Marinha, Universidade do Algarve, 2006

Recognition of facial expressions by cortical multi-scale line and edge coding

Empirical studies concerning face recognition suggest that faces may be stored in memory by a few canonical representations. Models of visual perception are based on image representations in cortical area V1 and beyond, which contain many cell layers for feature extraction. Simple, complex and end-stopped cells provide input for line, edge and keypoint detection. Detected events provide a rich, multi-scale object representation, and this representation can be stored in memory in order to identify objects. In this paper, the above context is applied to face recognition. The multi-scale line/edge representation is explored in conjunction with keypoint-based saliency maps for Focus-of-Attention. Recognition rates of up to 96% were achieved by combining frontal and 3/4 views, and recognition was quite robust against partial occlusions.

Cortical 3D Face Recognition Framework

Empirical studies concerning face recognition suggest that faces may be stored in memory by a few canonical representations. In cortical area V1 exist double-opponent colour blobs, also simple, complex and end-stopped cells which provide input for a multiscale line/edge representation, keypoints for dynamic routing and saliency maps for Focus-of-Attention. All these combined allow us to segregate faces. Events of different facial views are stored in memory and combined in order to identify the view and recognise the face including facial expression. In this paper we show that with five 2D views and their cortical representations it is possible to determine the left-right and frontal-lateral-profile views and to achieve view-invariant recognition of 3D faces.

Caracterização das capturas de tartaruga careta (Caretta caretta) e influência de parâmetros ambientais e pesqueiros, na pesca dirigida ao espadarte (Xiphias gladius) nos Açores

Dissertação de mest., Estudos Marinhos e Costeiros, Faculdade de Ciências do Mar e Ambiente, Univ. do Algarve, 2005

Processamento de emoções realizado por sujeitos com traumatismo crânio-encefálico

Tese de dout., Psicologia, Faculdade de Ciências Humanas e Sociais, Univ. do Algarve, 2010

A tomada de decisão e o envolvimento no jogo em doentes com Parkinson

Os processos de tomada de decisão na doença de Parkinson (DP) têm sido cada vez mais investigados nos últimos anos e têm estado associados à presença de perturbações de controlo de impulsos, nomeadamente o jogo patológico. De acordo com a literatura estas alterações comportamentais têm estado relacionadas a uma desregulação dopaminérgica nos circuitos ventromediais do córtex pré-frontal. O objetivo deste trabalho consistiu em compreender se os DP têm défices na tomada de decisão comparativamente ao grupo de controlo, estando associado a um risco acrescido destes doentes poderem tornar-se jogadores patológicos. Foram comparados 20 sujeitos com DP e sem demência e 20 indivíduos saudáveis sem doença neurológica, em tarefas de tomada de decisão (Iowa Gambling Task), risco de jogo patológico (South Oak Gambling Screen) e níveis de impulsividade (Barratt Impulsiveness Scale-11). Os resultados revelaram uma diminuição do desempenho na prova de tomada de decisão por parte dos DP e níveis de impulsividade ligeiramente superiores ao do grupo de controlo, particularmente da impulsividade não-planeada. Contudo não foram encontradas diferenças significativas entre grupos quanto ao risco de jogo patológico. De um modo geral, os DP têm dificuldade na tomada de decisão que poderá ser causada por uma disfunção no processamento do feedback emocional da recompensa e/ou punição. No entanto, não demonstraram um risco adicional em adotar condutas aditivas pelo jogo.

Processamento de emoções em traumatismos crânio-encefálicos frontais

Os traumatismos crânio-encefálicos (TCE) são a causa mais frequente de lesão cerebral em jovens adultos, integrando o campo de intervenção mais frequente na prática neuropsicológica (Portellano, 2005), sendo o lobo frontal uma das estruturas cerebrais mais vulneráveis ao impacto que ocorre no cérebro durante um TCE. Lesões nesta estrutura cerebral estão frequentemente associadas a sequelas em diferentes funções cognitivas, alterações a nível do comportamento emocional e social e que podem alterar gravemente o estilo de vida do doente. Está bem documentado na literatura a relação entre o reconhecimento visual de emoções e o lobo frontal (ver, por exemplo Green, Turner, & Thompson, 2004; Croker & McDonald, 2005; Radice-Neumanet al., 2007). Os estudos indicam uma marcada dificuldade por partes destes sujeitos no reconhecimento visual de emoções básicas e uma associação entre esta dificuldade e as sequelas comportamentais (ver, por exemplo, Radice-Neumanet al., 2007). Relativamente à valência das emoções, investigações prévias indicam que existe uma maior dificuldade no reconhecimento das emoções negativas, comparativamente às emoções positivas, sendo consensual que a alegria é a emoção básica mais bem reconhecida no grupo clínico de sujeitos com TCE, quando comparados com grupos não-clínicos. Pretendemos com a presente investigação dar continuidade ao estudo sobre o processamento de emoções e verificar se existe um compromisso no reconhecimento visual de emoções básicas em doentes com TCE frontais. Adicionalmente, procuramos investigar se existe uma associação entre o reconhecimento de emoções e o desempenho dos sujeitos em provas que avaliam o funcionamento executivo. Participaram no estudo 17 sujeitos com TCE recente no lobo frontal, e/ou em regiões subcorticais com conexão aos lobos frontais, recrutados nas unidades de Neurotraumatologia, Neuropsicologia e de Neurocirurgia do Hospital de S. José, em Lisboa. Este grupo foi emparelhado a um grupo de controlo constituído por 17 sujeitos saudáveis. A ambos os grupos foi aplicada uma entrevista clínica para recolha de dados sócio-demográficos e clínicos, testes neuropsicológicos para avaliação das funções executivas e cinco sub-testes adaptados da Florida Affect Battery (FAB) para avaliar o processamento de emoções. No geral, os resultados revelam um desempenho estatisticamente inferior no grupo TCE nas provas de avaliação do reconhecimento visual de emoções, quando comparado com o grupo de controlo, sobretudo para as emoções “triste” e “zangada”. Contudo, não existe compromisso no reconhecimento da emoção “alegria”. Relativamente às funções executivas, os resultados do estudo indicam que existe correlação entre a maioria das componentes avaliadas e o reconhecimento de emoções. Em suma, o nosso estudo indica a existência de um compromisso no reconhecimento visual de emoções no grupo clínico com TCE, sendo a dificuldade superior no reconhecimento de emoções negativas. Demonstramos também uma correlação inequívoca entre a disfunção executiva e a dificuldade no reconhecimento de emoções nos doentes com TCE.

Stresse e resiliência em situações de insuficiência económica e de depressão

Tese de doutoramento, Psicologia, Faculdade de Ciências Humanas e Sociais, Universidade do Algarve, 2015

Optical and mechanical analysis on a biological cell in optical tweezers

La réponse mécanique d’une cellule à une force externe permet d’inférer sa structure et fonction. Les pinces optiques s’avèrent une approche particulièrement attrayante pour la manipulation et caractérisation biophysique sophistiquée des cellules de façon non invasive. Cette thèse explore l’utilisation de trois types de pinces optiques couramment utilisées : 1) statiques (static), 2) à exposition partagée (time-sharing) et 3) oscillantes (oscillating). L’utilisation d’un code basé sur la méthode des éléments finis en trois dimensions (3DFEM) nous permet de modéliser ces trois types de piégeage optique afin d’extraire les propriétés mécaniques cellulaires à partir des expériences. La combinaison des pinces optiques avec la mécanique des cellules requiert des compétences interdisciplinaires. Une revue des approches expérimentales sur le piégeage optique et les tests unicellulaires est présentée. Les bases théoriques liant l’interaction entre la force radiative optique et la réponse mécanique de la cellule aussi. Pour la première fois, une simulation adaptée (3DFEM) incluant la diffusion lumineuse et la distribution du stress radiatif permet de prédire la déformation d’une cellule biconcave –analogue aux globules rouges—dans un piège statique double (static dual-trap). À l’équilibre, on observe que la déformation finale est donnée par l’espacement entre les deux faisceaux lasers: la cellule peut être étirée ou même comprimée. L’exposition partagée (time-sharing) est la technique qui permet de maintenir plusieurs sites de piégeage simultanément à partir du même faisceau laser. Notre analyse quantitative montre que, même oscillantes, la force optique et la déformation sont omniprésentes dans la cellule : la déformation viscoélastique et la dissipation de l’énergie sont analysées. Une autre cellule-type, la tige cubique, est étudiée : cela nous permet d’élucider de nouvelles propriétés sur la symétrie de la réponse mécanique. Enfin, l’analyse de la déformation résolue en temps dans un piége statique ou à exposition partagée montre que la déformation dépend simultanément de la viscoélasticité, la force externe et sa forme tridimensionnelle. La technique à force oscillante (oscillating tweezers) montre toutefois un décalage temporel, entre la force et la déformation, indépendant de la forme 3D; cette approche donnerait directement accès au tenseur viscoélastique complexe de la cellule.

Etude de la structuration laser femtoseconde multi-échelle de verres d’oxydes dopés à l’argent

La structuration laser femtoseconde de verres d’oxydes est aujourd’hui un domaine de recherche en pleine expansion. L’interaction laser-matière est de plus en plus utilisée pour sa facilité de mise en œuvre et les nombreuses applications qui découlent de la fabrication des composants photoniques, déjà utilisés dans l’industrie des hautes technologies. En effet, un faisceau d’impulsions ultracourtes focalisé dans un matériau transparent atteint une intensité suffisante pour modifier la matière en trois dimensions sur des échelles micro et nanométriques. Cependant, l’interaction laser-matière à ces régimes d’intensité n’est pas encore complètement maîtrisée, et les matériaux employés ne sont pas entièrement adaptés aux nouvelles applications photoniques. Par ce travail de thèse, nous nous efforçons donc d’apporter des réponses à ces interrogations. Le mémoire est articulé autour de deux grands volets. Le premier aborde la question de l’interaction de surface de verres avec de telles impulsions lumineuses qui mènent à l’auto-organisation périodique de la matière structurée. L’influence du dopage en ions photosensibles et des paramètres d’irradiation est étudiée afin d’appuyer et de conforter le modèle d’incubation pour la formation de nanoréseaux de surface. À travers une approche innovante, nous avons réussi à apporter un contrôle de ces structures nanométriques périodiques pour de futures applications. Le second volet traite de cristallisation localisée en volume induite en grande partie par l’interaction laser-matière. Plusieurs matrices vitreuses, avec différents dopages en sel d’argent, ont été étudiées pour comprendre les mécanismes de précipitation de nanoparticules d’argent. Ce travail démontre le lien entre la physicochimie de la matrice vitreuse et le caractère hors équilibre thermodynamique de l’interaction qui influence les conditions de nucléation et de croissance de ces nano-objets. Tous ces résultats sont confrontés à des modélisations de la réponse optique du plasmon de surface des nanoparticules métalliques. Les nombreuses perspectives de ce travail ouvrent sur de nouvelles approches quant à la caractérisation, aux applications et à la compréhension de l’interaction laser femtoseconde pour l’inscription directe de briques photoniques dans des matrices vitreuses.

Controlo cognitivo na memória episódica : dados de adolescentes e jovens adultos

Dissertação de mestrado, Ciência Cognitiva, Universidade de Lisboa, Faculdade de Psicologia, Faculdade de Medicina, Faculdade de Ciências, Faculdade de Letras, 2014

Ocorrência circadiária de crises em doentes com epilepsia

Tese de mestrado, Ciências do Sono, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2016

Utilidade dos exames de ressonância magnética no diagnóstico da doença de Parkinson : revisão sistemática e meta análise

Tese de mestrado, Neurociências, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014