Malnutrição protéica e desenvolvimento hipocampal: estudo das implicações sobre memória/aprendizado e avaliação da distribuição da Óxido Nítrico Sintase

A nutrição inadequada é um dos principais fatores não-genéticos que afetam o desenvolvimento do encéfalo. O hipocampo é uma estrutura bastante sensível a alterações no aporte nutricional durante o desenvolvimento. No hipocampo a óxido nítrico sintase (ONS) é uma enzima altamente expressa e o óxido nítrico (ON) já foi apontado como tendo papel fundamental na potenciação de longa duração (LTP) e depressão de longa duração (LTD), responsáveis pelo processo de memória e aprendizado. Neste trabalho estudamos o efeito da malnutrição no comportamento associado à memória e aprendizado e na distribuição da ONS, através da técnica da nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato diaforase (NADPH-d). O presente trabalho foi aprovado pelo COMITÊ DE ÉTICA (CEA/055/2009). Foram utilizados ratos Wistar machos, divididos em dois grupos: grupo controle (GC) e grupo malnutrido (GM). A malnutrição se deu através da administração, para a mãe, de uma ração com 0% de proteína durante os 10 primeiros dias de lactação, iniciando-se no dia do nascimento dos filhotes. O GC recebeu ração comercial (22% de proteína). Os encéfalos foram processados histologicamente nas idades de P10, P20, P30, P45 e P90 (n=5 para cada idade e grupo estudado), sendo então realizada a histoquímica da NADPH-d para avaliar a distribuição da ONS. A avaliação dos comportamentos associados à ansiedade foi realizada através do labirinto em cruz elevado (LCE), o comportamento associados à busca por novos estímulos foi medida através do campo vazado (CV) e a memória/aprendizado foi avaliada através do labirinto aquático radial de 8 braços (LAROB) em animais P40 (n=10 para cada grupo) e P90 (n=11 para cada grupo). No GM em P10 observamos maior densidade de células NADPHd+ no giro denteado. Em P20, a marcação para NADPH-d no GM foi menor e esse padrão foi mantido em P30 e P45. No GM em P90 não observamos efeitos da dieta. Em P10, no GM observamos menor número de corpos marcados no stratum pyramidale (SPy). Em P20 o SPy encontrava-se intensamente marcado em ambos os grupos. Em P30 GM observamos maior número de células marcadas no SPy. Entretanto em P45, ambos os grupos apresentaram poucos corpos marcados. Em P90, o GM apresentou mais células marcadas no SPy. Não foram observadas diferenças significativas nas variáveis analisadas para o LCE. O GM em P90 explora maior número de orifícios, tanto na periferia (F=8,1; gl=1; P=0,014) quanto no número total (F=7,5; gl=1; P=0,017). Não foram observadas diferenças significativas para as variáveis analisadas no CV em P40. No teste de memória/aprendizagem foram observadas diferenças significativas entre o GM e o GC na latência de escape no 1 dia de testes em P90 (F=5,2; gl=1; P=0,033), com o GM apresentando melhor desempenho quando comparado ao GC. Esses valores podem ser explicados pela redução da latência para encontrar a plataforma de escape no GM. Não foram observadas diferenças significativas no LAROB em P40. Nossos resultados demonstram que a malnutrição protéica restrita aos 10 primeiros dias da lactação altera a distribuição da NADPH-d no hipocampo. A malnutrição afetou o comportamento dos animais em P40. Por outro lado, em P90 os primeiro dia de teste, sugerindo que o efeito observado está mais associado à novidade do ambiente de teste.

Ichthyoplankton community structure and comparative trophodynamics in an estuarine transition zone

Surveys were conducted to evaluate and compare assemblage structure and trophodynamics of ichthyoplankton, and their variability, in an estuarine transition zone. Environmental gradients in the saltfront region of the Patuxent River subestuary, Chesapeake Bay, were hypothesized to define spatiotemporal distributions and assemblages of ichthyoplankton. Larval fishes, zooplankton, and hydrographic data were collected during spring through early summer 2000 and 2001. Larvae of 28 fish species were collected and species richness was similar each year. Total larval abundance was highest in the oligohaline region down-estuary of the salt front in 2000, but highest at the salt front in 2001. Larvae of anadromous fishes were most abundant at or up-estuary of the salt front in both years. Two ichthyoplankton assemblages were distinguished: 1) riverine—characterized predominantly by anadromous species (Moronidae and Alosinae); and 2) estuarine—characterized predominantly by naked goby (Gobiosoma bosc) (Gobiidae). Temperature, dissolved oxygen, salinity-associated variables (e.g., salt-front location), and concentrations of larval prey, specifically the calanoid copepod Eurytemora affinis and the cladoceran Bosmina longirostris, were important indicators of larval fish abundance. In the tidal freshwater region up-estuary of the salt front, there was substantial diet overlap between congeneric striped bass (Morone saxatilis) and white perch (M. americana) larvae, and also larvae of alewife (Alosa pseudoharengus) (overlap= 0.71–0.93). Larval abundance, taxonomic diversity, and dietary overlap were highest within and up-estuary of the salt front, which serves to both structure the ichthyoplankton community and control trophic relationships in the estuarine transition zone.

Inferring Population Genetic Structure in Widely and Continuously Distributed Carnivores: The Stone Marten (Martes foina) as a Case Study

The stone marten is a widely distributed mustelid in the Palaearctic region that exhibits variable habitat preferences in different parts of its range. The species is a Holocene immigrant from southwest Asia which, according to fossil remains, followed the expansion of the Neolithic farming cultures into Europe and possibly colonized the Iberian Peninsula during the Early Neolithic (ca. 7,000 years BP). However, the population genetic structure and historical biogeography of this generalist carnivore remains essentially unknown. In this study we have combined mitochondrial DNA (mtDNA) sequencing (621 bp) and microsatellite genotyping (23 polymorphic markers) to infer the population genetic structure of the stone marten within the Iberian Peninsula. The mtDNA data revealed low haplotype and nucleotide diversities and a lack of phylogeographic structure, most likely due to a recent colonization of the Iberian Peninsula by a few mtDNA lineages during the Early Neolithic. The microsatellite data set was analysed with a) spatial and non-spatial Bayesian individual-based clustering (IBC) approaches (STRUCTURE, TESS, BAPS and GENELAND), and b) multivariate methods [discriminant analysis of principal components (DAPC) and spatial principal component analysis (sPCA)]. Additionally, because isolation by distance (IBD) is a common spatial genetic pattern in mobile and continuously distributed species and it may represent a challenge to the performance of the above methods, the microsatellite data set was tested for its presence. Overall, the genetic structure of the stone marten in the Iberian Peninsula was characterized by a NE-SW spatial pattern of IBD, and this may explain the observed disagreement between clustering solutions obtained by the different IBC methods. However, there was significant indication for contemporary genetic structuring, albeit weak, into at least three different subpopulations. The detected subdivision could be attributed to the influence of the rivers Ebro, Tagus and Guadiana, suggesting that main watercourses in the Iberian Peninsula may act as semi-permeable barriers to gene flow in stone martens. To our knowledge, this is the first phylogeographic and population genetic study of the species at a broad regional scale. We also wanted to make the case for the importance and benefits of using and comparing multiple different clustering and multivariate methods in spatial genetic analyses of mobile and continuously distributed species.

Desarrollo de un sistema de control remoto utilizando EPICS

[ES] El trabajo se centra en el estudio de un Freeware de sistemas distribuidos llamado EPICS, para la monitorización de un motor de paso y el uso de una cámara. Este proyecto consta de tres partes. Un primer capítulo está dedicado a introducir los conceptos básicos de EPICS que serán necesarios para el desarrollo del proyecto en su totalidad. Tales como la estructura de un sistema estándar EPICS, los conceptos de Process Variable, IOC, database, device support y driver support. También se hablará de las herramientas complementarias utilizadas para llevar a cabo el trabajo, como Python, C, C++ o AsynDriver. Una segunda parte dónde se describe en detalle el proceso llevado a cabo para crear las distintas aplicaciones para el motor y la cámara. En una tercera, se describe el proceso de como se han hecho los distintos entornos gráficos para cada una de las aplicaciones.

Effect of surface plasmon resonance in TiO2/Au thin films on the fluorescence of self-assembled CdTe QDs structure

23rd Congress of the International Comission for Optics (ICO 23)

Size-composition of Annual Landings in the White Shrimp, Litopenaeus setiferus, Fishery of the Northern Gulf of Mexico, 1960–2006: Its Trend and Relationships with Other Fishery-dependent Variable

The potential for growth overfishing in the white shrimp, Litopenaeus setiferus, fishery of the northern Gulf of Mexico appears to have been of limited concern to Federal or state shrimp management entities, following the cataclysmic drop in white shrimp abundance in the 1940’s. As expected from surplus production theory, a decrease in size of shrimp in the annual landings accompanies increasing fishing effort, and can eventually reduce the value of the landings. Growth overfishing can exacerbate such decline in value of the annual landings. We characterize trends in size-composition of annual landings and other annual fishery-dependent variables in this fishery to determine relationships between selected pairs of these variables and to determine whether growth overfishing occurred during 1960–2006. Signs of growth overfishing were equivocal. For example, as nominal fishing effort increased, the initially upward, decelerating trend in annual yield approached a local maximum in the 1980’s. However, an accelerating upward trend in yield followed as effort continued to increase. Yield then reached its highest point in the time series in 2006, as nominal fishing effort declined due to exogenous factors outside the control of shrimp fishery managers. The quadratic relationship between annual yield and nominal fishing effort exhibited a local maximum of 5.24(107) pounds (≈ MSY) at a nominal fishing effort level of 1.38(105) days fished. However, annual yield showed a continuous increase with decrease in size of shrimp in the landings. Annual inflation-adjusted ex-vessel value of the landings peaked in 1989, preceded by a peak in annual inflation-adjusted ex-vessel value per pound (i.e. price) in 1983. Changes in size composition of shrimp landings and their economic effects should be included among guidelines for future management of this white shrimp

Análise dinâmica e controle de vibrações de passarelas de pedestres submetidas ao caminhar humano.

Passarelas de pedestres mistas (aço-concreto) e de aço são frequentemente submetidas a ações dinâmicas de magnitude variável, devido à travessia de pedestres sobre a laje de concreto. Estas ações dinâmicas podem produzir vibrações excessivas e dependendo de sua magnitude e intensidade, estes efeitos adversos podem comprometer a confiabilidade e a resposta do sistema estrutural e, também, podem levar a uma redução da expectativa de vida útil da passarela. Por outro lado, a experiência e o conhecimento dos engenheiros estruturais em conjunto com o uso de novos materiais e tecnologias construtivas têm produzido projetos de passarelas mistas (aço-concreto) bastante arrojados. Uma consequência direta desta tendência de projeto é um aumento considerável das vibrações estruturais. Com base neste cenário, esta dissertação visa investigar o comportamento dinâmico de três passarelas de pedestres mistas (aço-concreto) localizadas no Rio de Janeiro, submetidas ao caminhar humano. Estes sistemas estruturais são constituídos por uma estrutura principal de aço e laje em concreto e são destinados à travessia de pedestres. Deste modo, foram desenvolvidos modelos numérico-computacionais, adotando-se as técnicas tradicionais de refinamento presentes em simulações do método de elementos finitos, com base no uso do software ANSYS. Estes modelos numéricos permitiram uma completa avaliação dinâmica das passarelas investigadas, especialmente em termos de conforto humano. As respostas dinâmicas foram obtidas em termos de acelerações de pico e comparadas com valores limites propostas por diversos autores e normas de projeto. Os valores de aceleração de pico e aceleração rms encontrados na presente investigação indicaram que as passarelas analisadas apresentaram problemas relacionados com o conforto humano. Assim sendo, considerando-se que foi detectado que estas estruturas poderiam atingir níveis elevados de vibração que possam vir a comprometer o conforto dos usuários, foi verificado que uma estratégia para o controle estrutural era necessária, a fim de reduzir as vibrações excessivas nas passarelas. Finalmente, uma investigação foi realizada com base em alternativas de controle estrutural objetivando atenuar vibrações excessivas, a partir do emprego de sistemas de atenuadores dinâmicos sintonizados (ADS).

Associação entre bebidas adoçadas e consumo calórico em refeições na população brasileira.

Nas últimas décadas, tem sido observado o aumento da oferta de bebidas com elevado conteúdo calórico e com grandes quantidades de açúcar de rápida absorção. Essas bebidas adoçadas, cujo consumo tem aumentado no Brasil assim como em outras partes do mundo, são consideradas fatores de risco para obesidade e diabetes. O consumo de bebidas adoçadas pode levar ao balanço energético positivo e consequentemente ao ganho de peso. Essa associação pode ser explicada pelo mecanismo regulatório de compensação de calorias líquidas. Compensação calórica ocorre quando há redução no consumo de calorias provenientes de alimentos sólidos para compensar as calorias líquidas adicionadas à refeição ou dieta. No entanto, não há consenso em relação a evidências da compensação calórica, dificultando a elaboração de recomendações sobre essas bebidas em saúde pública. Razões para a falta de consenso incluem a diversidade de desenhos de estudos, experimentos realizados em ambientes controlados e não reais em relação ao consumo de alimentos e bebidas, e estudos com amostras pequenas ou de conveniência. Esta dissertação estudou a associação entre bebidas adoçadas e consumo calórico, verificando se calorias de bebidas adoçadas são compensadas em refeições realizadas em um ambiente pragmático. Os dados de consumo calórico de 34.003 indivíduos, com idade igual ou superior a dez anos, foram obtidos pelo Inquérito Nacional de Alimentação 2008-2009, em todo território nacional. Os participantes completaram dois registros alimentares, em dias não consecutivos da mesma semana. Foram selecionadas as refeições dos períodos café da manhã, almoço e jantar de cada indivíduo em cada um dos dias. Para cada refeição, foi calculado o valor calórico de alimentos e de bebidas adoçadas consumidos. Para testar a compensação calórica, um modelo de regressão linear multinível com efeitos mistos foi ajustado para analisar cada período. A variável reposta utilizada foi consumo calórico proveniente de alimentos e a variável explicativa foi consumo calórico de bebida adoçada na refeição. Os efeitos intra-indivíduo da bebida adoçada no consumo calórico foram estimados e interpretados. Esses efeitos são considerados não-enviesados pois são controlados pelas características constantes dos indivíduos, tendo assim o indivíduo atuando como seu próprio controle na análise. Covariadas incluídas no modelo foram variáveis da refeição: local, dia da semana, horário, consumo calórico na refeição anterior e intervalo de tempo desde a última refeição; e do indivíduo: sexo, faixa etária, categoria de Índice de Massa Corpórea e quartos de renda per capita. Efeitos aleatórios dos indivíduos e dos domicílios foram incluídos no modelo para melhor estimar a estrutura de erros de dados correlacionados. A compensação calórica foi de 42% para o café da manhã, não houve compensação no almoço e para o jantar, compensação variou de 0 a 22%, tendo interação com quartos de renda per capita. A conclusão desta dissertação é que as bebidas adoçadas não são completamente compensadas em refeições realizadas em ambiente pragmático. Assim, a redução do consumo de bebidas adoçadas em refeições pode ajudar a diminuir o consumo calórico excessivo e levar a um melhor controle do peso em indivíduos.

Representations of uncertainty in sensorimotor control.

Uncertainty is ubiquitous in our sensorimotor interactions, arising from factors such as sensory and motor noise and ambiguity about the environment. Setting it apart from previous theories, a quintessential property of the Bayesian framework for making inference about the state of world so as to select actions, is the requirement to represent the uncertainty associated with inferences in the form of probability distributions. In the context of sensorimotor control and learning, the Bayesian framework suggests that to respond optimally to environmental stimuli the central nervous system needs to construct estimates of the sensorimotor transformations, in the form of internal models, as well as represent the structure of the uncertainty in the inputs, outputs and in the transformations themselves. Here we review Bayesian inference and learning models that have been successful in demonstrating the sensitivity of the sensorimotor system to different forms of uncertainty as well as recent studies aimed at characterizing the representation of the uncertainty at different computational levels.

Risk-sensitivity and the mean-variance trade-off: decision making in sensorimotor control.

Numerous psychophysical studies suggest that the sensorimotor system chooses actions that optimize the average cost associated with a movement. Recently, however, violations of this hypothesis have been reported in line with economic theories of decision-making that not only consider the mean payoff, but are also sensitive to risk, that is the variability of the payoff. Here, we examine the hypothesis that risk-sensitivity in sensorimotor control arises as a mean-variance trade-off in movement costs. We designed a motor task in which participants could choose between a sure motor action that resulted in a fixed amount of effort and a risky motor action that resulted in a variable amount of effort that could be either lower or higher than the fixed effort. By changing the mean effort of the risky action while experimentally fixing its variance, we determined indifference points at which participants chose equiprobably between the sure, fixed amount of effort option and the risky, variable effort option. Depending on whether participants accepted a variable effort with a mean that was higher, lower or equal to the fixed effort, they could be classified as risk-seeking, risk-averse or risk-neutral. Most subjects were risk-sensitive in our task consistent with a mean-variance trade-off in effort, thereby, underlining the importance of risk-sensitivity in computational models of sensorimotor control.

Limited genetic structure of Gulf Menhaden (Brevoortia patronus), as revealed by microsatellite markers developed for the genus Brevoortia (Clupeidae)

Long-term sustainable management of wild populations should be based on management actions that account for the genetic structure among populations. Knowledge of genetic structure and of the degree of demographic exchange between discreet [sic] populations allows managers to better define management units. However, adequate gene loci for population assessments are not always available. In this study, variable co-dominant DNA loci in the heavily exploited marine genus Brevoortia were developed with a microsatellite-enriched DNA library for the Gulf Menhaden (Brevoortia patronus). Microsatellite marker discovery was followed by genetic characterization of 4 endemic North American Brevoortia species, by using 14 novel loci as well as 5 previously described loci. Power analysis of these loci for use in species identification and genetic stock structure was used to assess their potential to improve the stock definition in the menhaden fishery of the Gulf of Mexico. These loci could be used to reliably identify menhaden species in the Gulf of Mexico with an estimated error rate of α=0.0001. Similarly, a power analysis completed on the basis of observed allele frequencies in Gulf Menhaden indicated that these markers can be used to detect very small levels of genetic divergence (Fst≈0.004) among simulated populations, with sample sizes as small as n=50 individuals. A cursory analysis of genetic structure among Gulf Menhaden sampled throughout the Gulf of Mexico indicated limited genetic structure among sampling locations, although the available sampling did not reach the target number (n=50) necessary to detect minimal values of significant structure.

Evaluation of wave drag reduction by flow control

An analytical expression is proposed to estimate the wave drag of an aerofoil equipped with shock control. The analysis extends the conventional approach for a single normal shock wave, based on the knowledge that all types of successful shock control on transonic aerofoils cause bifurcated λ-shock structures. The influence of surface curvature on the λ-shock structure has been taken into account. The extended method has been found to produce fairly good agreement with the results obtained by CFD methods while requiring negligible computational effort. This new formulation is expected to be beneficial in the industrial design process of transonic aerofoils and wings where a large number of computational simulations have to be performed.