A graph-theoretical approach in brain functional networks. Possible implications in EEG studies

Abstract Background Recently, it was realized that the functional connectivity networks estimated from actual brain-imaging technologies (MEG, fMRI and EEG) can be analyzed by means of the graph theory, that is a mathematical representation of a network, which is essentially reduced to nodes and connections between them. Methods We used high-resolution EEG technology to enhance the poor spatial information of the EEG activity on the scalp and it gives a measure of the electrical activity on the cortical surface. Afterwards, we used the Directed Transfer Function (DTF) that is a multivariate spectral measure for the estimation of the directional influences between any given pair of channels in a multivariate dataset. Finally, a graph theoretical approach was used to model the brain networks as graphs. These methods were used to analyze the structure of cortical connectivity during the attempt to move a paralyzed limb in a group (N=5) of spinal cord injured patients and during the movement execution in a group (N=5) of healthy subjects. Results Analysis performed on the cortical networks estimated from the group of normal and SCI patients revealed that both groups present few nodes with a high out-degree value (i.e. outgoing links). This property is valid in the networks estimated for all the frequency bands investigated. In particular, cingulate motor areas (CMAs) ROIs act as ‘‘hubs’’ for the outflow of information in both groups, SCI and healthy. Results also suggest that spinal cord injuries affect the functional architecture of the cortical network sub-serving the volition of motor acts mainly in its local feature property. In particular, a higher local efficiency El can be observed in the SCI patients for three frequency bands, theta (3-6 Hz), alpha (7-12 Hz) and beta (13-29 Hz). By taking into account all the possible pathways between different ROI couples, we were able to separate clearly the network properties of the SCI group from the CTRL group. In particular, we report a sort of compensatory mechanism in the SCI patients for the Theta (3-6 Hz) frequency band, indicating a higher level of “activation” Ω within the cortical network during the motor task. The activation index is directly related to diffusion, a type of dynamics that underlies several biological systems including possible spreading of neuronal activation across several cortical regions. Conclusions The present study aims at demonstrating the possible applications of graph theoretical approaches in the analyses of brain functional connectivity from EEG signals. In particular, the methodological aspects of the i) cortical activity from scalp EEG signals, ii) functional connectivity estimations iii) graph theoretical indexes are emphasized in the present paper to show their impact in a real application.

Inclusão de crianças com deficiência na escola regular numa região do município de São Paulo: conhecendo estratégias e ações

A inclusão de alunos com necessidades educacionais especiais no ensino regular depende da preparação da comunidade escolar para promover a participação de todos os alunos. Foi objetivo deste estudo conhecer, do ponto de vista do professor do ensino fundamental da rede pública municipal, as estratégias pedagógicas que utilizavam para a inclusão de crianças com deficiência na classe comum. Para isso foram realizadas entrevistas semiestruturadas individuais e, posteriormente, grupais com 11 professores de cinco escolas, um representante do Centro de Formação e Acompanhamento à Inclusão e um coordenador pedagógico. As entrevistas foram gravadas e transcritas. Após diversas leituras foi possível identificar como temáticas principais: sentidos e imaginários do professor sobre a deficiência, formação do professor para efetivação do processo de inclusão, bem como a utilização de estratégias pedagógicas diferenciadas e formação de rede de apoio na escola. Os entrevistados utilizavam estratégias gerais como aula expositiva, debates, e específicas como: avaliação dos alunos, adaptação do material, atividades em duplas, parceria com o professor da sala de apoio e acompanhamento à inclusão. Parte dos entrevistados trouxe uma visão com relação aos alunos com deficiência permeada de possibilidades, acreditando no potencial de aprendizagem dos mesmos, enquanto para outros, o discurso centrou-se, sobretudo, na impossibilidade da aprendizagem. Os docentes identificaram a necessidade de apoio institucional para seu trabalho, incluindo possibilidades de formação a partir das demandas cotidianas. Responder às necessidades levantadas é parte dos desafios para implementar a Educação Inclusiva na perspectiva da Educação para Todos, para a efetivação dos direitos de crianças com necessidades educacionais especiais.

Impacto da orientação para a prática regular de atividade física dois anos após o parto

OBJETIVOS: avaliar as modificações na prática de atividade física (AF) e as barreiras para adoção de um estilo de vida saudável em mulheres que receberam orientações nutricionais e de AF durante a gestação e no primeiro ano após o parto. MÉTODOS: estudo de coorte com 57 mulheres (Grupo Controle = 29 e Grupo Intervenção = 28), e idade média igual a 28 (±6) anos. As informações foram obtidas através de entrevistas em visita domiciliar (durante a intervenção) e inquérito telefônico (um ano após o término da intervenção), utilizou-se questionário de AF. Para análise das barreiras foi realizada uma entrevista semiestruturada com questões abertas, as quais foram codificadas e agrupadas para análise dos dados. Foram realizados testes de qui-quadrado, Mann-Whitney U e Friedman. RESULTADOS: aos seis meses, apenas 30% das mulheres do grupo Intervenção realizavam AF no lazer pelo menos 120 minutos por semana, contra 10% do grupo Controle, reduzindo para 18% e 4%, respectivamente, dois anos após o parto. As principais barreiras à prática de AF regular foram: falta de tempo (44%), cuidado com os filhos (37%), trabalho (21%), afazeres domésticos (21%) e comodismo (26%). CONCLUSÕES: futuros programas devem priorizar a aquisição de conhecimento, visando à adoção de um estilo de vida ativo no pós-parto, considerando as barreiras maternas.

Inclusão do portador de necessidades especiais no ensino regular: revisão da literatura

OBJETIVOS: Analisar criticamente a inclusão do portador de necessidades especiais no ensino regular brasileiro, considerando aspectos sociais e jurídicos, por meio de revisão de literatura. ESTRATÉGIA DE PESQUISA: A pesquisa bibliográfica foi conduzida em bases de dados de acesso público: LILACS, SciELO, Portal Cochrane e IUSDATA, sendo esta última da Biblioteca da Faculdade de Direito da Universidade de São Paulo, considerando todos os artigos publicados até o mês de dezembro de 2010. Como estratégia de busca foram utilizados os seguintes termos livres: educação inclusiva, educação especial, proposta inclusiva e portador de necessidades especiais. CRITÉRIOS DE SELEÇÃO: Durante a busca, foram avaliados e selecionados apenas os estudos cujo resumo ou corpo do artigo tivesse relação com o objetivo proposto. ANÁLISE DE DADOS : Os artigos potencialmente relevantes para a revisão foram apresentados em uma ficha protocolar contendo critérios de elegibilidade do estudo, métodos utilizados, características do grupo de artigos analisado, tipo de intervenção realizada e resultados obtidos no estudo. Os artigos classificados como opinião de especialistas, apesar de apresentarem baixo nível de evidência científica, foram incluídos no trabalho, pois são frequentemente encontrados na literatura sobre o assunto. RESULTADOS: Foram encontrados 1.399 artigos, e após leitura dos resumos foram selecionados 120 artigos potencialmente relevantes considerando-se o objetivo da pesquisa. Destes, 67 artigos foram citados em mais de uma base de dados, o que resultou em 53 artigos para serem lidos na íntegra. Após a leitura dos 53 artigos, foram excluídos 15 que não se enquadravam nos critérios de inclusão. Desta forma, 38 estudos foram incluídos e analisados. CONCLUSÃO: Após a análise crítica da literatura da área conclui-se que, até o momento, de maneira geral, a escola recebe, mas há muito a percorrer para incluir os alunos portadores de necessidades especiais, embora o país possua o escopo da inclusão. Assim, faz-se necessário o estabelecimento de diretrizes e ações políticas visando uma inclusão efetiva.

Analysis of competitiveness in the NBA regular seasons

[EN] Research background and hypothesis. Several attempts have been made to understand some modalities of sport from the point of view of complexity. Most of these studies deal with this phenomenon with regard to the mechanics of the game itself (in isolation). Nevertheless, some research has been conducted from the perspective of competition between teams. Our hypothesis was that for the study of competitiveness levels in the system of league competition our analysis model (Shannon entropy), is a useful and highly sensitive tool to determine the degree of global competitiveness of a league. Research aim. The aim of our study was to develop a model for the analysis of competitiveness level in team sport competitions based on the uncertainty level that might exist for each confrontation. Research methods. Degree of uncertainty or randomness of the competition was analyzed as a factor of competitiveness. It was calculated on the basis of the Shannon entropy. Research results. We studied 17 NBA regular seasons, which showed a fairly steady entropic tendency. There were seasons less competitive (? 0.9800) than the overall average (0.9835), and periods where the competitiveness remained at higher levels (range: 0.9851 to 0.9902). Discussion and conclusions. A league is more competitive when it is more random. Thus, it is harder to predict the fi nal outcome. However, when the competition is less random, the degree of competitiveness will decrease signifi cantly. The NBA is a very competitive league, there is a high degree of uncertainty of knowing the fi nal result.

Breeze-forced oscillations and strongly nonlinear tide-generated internal solitons

Programa de doctorado en Oceanografía

Correlatos da participação no desporto escolar nos ensinos regular e militar, o papel do sexo, idade, estatuto socioeconómico e das atitudes

[POR] Introdução: Em Portugal, além das aulas de educação física, as escolas oferecem tempos destinados ao desporto escolar (DE), que poderão aumentar os níveis de actividade física dos alunos. Objectivo: Analisar os níveis e os correlatos da participação no DEnos ensinos regular e militar, identificando a su a relação com variáveis sociodomográficas e atitudes.

Labeling the nodes in the intrinsic order graph with their weights

[EN] This paper deals with the study of some new properties of the intrinsic order graph. The intrinsic order graph is the natural graphical representation of a complex stochastic Boolean system (CSBS). A CSBS is a system depending on an arbitrarily large number n of mutually independent random Boolean variables. The intrinsic order graph displays its 2n vertices (associated to the CSBS) from top to bottom, in decreasing order of their occurrence probabilities. New relations between the intrinsic ordering and the Hamming weight (i.e., the number of 1-bits in a binary n-tuple) are derived. Further, the distribution of the weights of the 2n nodes in the intrinsic order graph is analyzed…

Complex sochastic boolean systems : new properties of the intrinsic order graph

[EN]A complex stochastic Boolean system (CSBS) is a system depending on an arbitrary number n of stochastic Boolean variables. The analysis of CSBSs is mainly based on the intrinsic order: a partial order relation defined on the set f0; 1gn of binary n-tuples. The usual graphical representation for a CSBS is the intrinsic order graph: the Hasse diagram of the intrinsic order. In this paper, some new properties of the intrinsic order graph are studied. Particularly, the set and the number of its edges, the degree and neighbors of each vertex, as well as typical properties, such as the symmetry and fractal structure of this graph, are analyzed…

Nonlinear / electromagnetic co-simulation and co-design of microwave links in highly polluted and / or strongly inhomogeneous environments

The objective of the Ph.D. thesis is to put the basis of an all-embracing link analysis procedure that may form a general reference scheme for the future state-of-the-art of RF/microwave link design: it is basically meant as a circuit-level simulation of an entire radio link, with – generally multiple – transmitting and receiving antennas examined by EM analysis. In this way the influence of mutual couplings on the frequency-dependent near-field and far-field performance of each element is fully accounted for. The set of transmitters is treated as a unique nonlinear system loaded by the multiport antenna, and is analyzed by nonlinear circuit techniques. In order to establish the connection between transmitters and receivers, the far-fields incident onto the receivers are evaluated by EM analysis and are combined by extending an available Ray Tracing technique to the link study. EM theory is used to describe the receiving array as a linear active multiport network. Link performances in terms of bit error rate (BER) are eventually verified a posteriori by a fast system-level algorithm. In order to validate the proposed approach, four heterogeneous application contexts are provided. A complete MIMO link design in a realistic propagation scenario is meant to constitute the reference case study. The second one regards the design, optimization and testing of various typologies of rectennas for power generation by common RF sources. Finally, the project and implementation of two typologies of radio identification tags, at X-band and V-band respectively. In all the cases the importance of an exhaustive nonlinear/electromagnetic co-simulation and co-design is demonstrated to be essential for any accurate system performance prediction.

Strongly correlated quantum gases in one dimension

In this work, we discuss some theoretical topics related to many-body physics in ultracold atomic and molecular gases. First, we present a comparison between experimental data and theoretical predictions in the context of quantum emulator of quantum field theories, finding good results which supports the efficiency of such simulators. In the second and third parts, we investigate several many-body properties of atomic and molecular gases confined in one dimension.