Responses to auditory stimuli in macaque lateral intraparietal area

The lateral intraparietal area (LIP) of macaque posterior parietal cortex participates in the sensorimotor transformations underlying visually guided eye movements. Area LIP has long been considered unresponsive to auditory stimulation. However, recent studies have shown that neurons in LIP respond to auditory stimuli during an auditory-saccade task, suggesting possible involvement of this area in auditory-to-oculomotor as well as visual-to-oculomotor processing. This dissertation describes investigations which clarify the role of area LIP in auditory-to-oculomotor processing.

Extracellular recordings were obtained from a total of 332 LIP neurons in two macaque monkeys, while the animals performed fixation and saccade tasks involving auditory and visual stimuli. No auditory activity was observed in area LIP before animals were trained to make saccades to auditory stimuli, but responses to auditory stimuli did emerge after auditory-saccade training. Auditory responses in area LIP after auditory-saccade training were significantly stronger in the context of an auditory-saccade task than in the context of a fixation task. Compared to visual responses, auditory responses were also significantly more predictive of movement-related activity in the saccade task. Moreover, while visual responses often had a fast transient component, responses to auditory stimuli in area LIP tended to be gradual in onset and relatively prolonged in duration.

Overall, the analyses demonstrate that responses to auditory stimuli in area LIP are dependent on auditory-saccade training, modulated by behavioral context, and characterized by slow-onset, sustained response profiles. These findings suggest that responses to auditory stimuli are best interpreted as supramodal (cognitive or motor) responses, rather than as modality-specific sensory responses. Auditory responses in area LIP seem to reflect the significance of auditory stimuli as potential targets for eye movements, and may differ from most visual responses in the extent to which they arc abstracted from the sensory parameters of the stimulus.

Macaque lateral intraparietal area and oculomotor behaviors

Neurons in the primate lateral intraparietal area (area LIP) carry visual, saccade-related and eye position activities. The visual and saccade activities are anchored in a retinotopic framework and the overall response magnitude is modulated by eye position. It was proposed that the modulation by eye position might be the basis of a distributed coding of target locations in a head-centered space. Other recording studies demonstrated that area LIP is involved in oculomotor planning. These results overall suggest that area LIP transforms sensory information for motor functions. In this thesis I further explore the role of area LIP in processing saccadic eye movements by observing the effects of reversible inactivation of this area. Macaque monkeys were trained to do visually guided and memory saccades and a double saccade task to examine the use of eye position signal. Finally, by intermixing visual saccades with trials in which two targets were presented at opposite sides of the fixation point, I examined the behavior of visual extinction.

In chapter 2, I will show that lesion of area LIP results in increased latency of contralesional visual and memory saccades. Contralesional memory saccades are also hypometric and slower in velocity. Moreover, the impairment of memory saccades does not vary with the duration of the delay period. This suggests that the oculomotor deficits observed after inactivation of area LIP is not due to the disruption of spatial memory.

In chapter 3, I will show that lesion of area LIP does not severely affect the processing of spontaneous eye movement. However, the monkeys made fewer contralesional saccades and tended to confine their gaze to the ipsilesional field after inactivation of area LIP. On the other hand, lesion of area LIP results in extinction of the contralesional stimulus. When the initial fixation position was varied so that the retinal and spatial locations of the targets could be dissociated, it was found that the extinction behavior could best be described in a head-centered coordinate.

In chapter 4, I will show that inactivation of area LIP disrupts the use of eye position signal to compute the second movement correctly in the double saccade task. If the first saccade steps into the contralesional field, the error rate and latency of the second saccade are both increased. Furthermore, the direction of the first eye movement largely does not have any effect on the impairment of the second saccade. I will argue that this study provides important evidence that the extraretinal signal used for saccadic localization is eye position rather than a displacement vector.

In chapter 5, I will demonstrate that in parietal monkeys the eye drifts toward the lesion side at the end of the memory saccade in darkness. This result suggests that the eye position activity in the posterior parietal cortex is active in nature and subserves gaze holding.

Overall, these results further support the view that area LIP neurons encode spatial locations in a craniotopic framework and is involved in processing voluntary eye movements.

Lehiaketa motor baten direkzio piparen diseinua

[EU]Hurrengo orrialdeetan aurkezten den proiektu honetan, lehiaketa motor baten direkzio piparen diseinua proposatzen da zeinak Moto Engineering Foundation fundazioak sustatutako nazioarteko Motostudent txapelketan parte hartzeko motorrera egokituta egon beharko den. Honako helburu honekin beraz, direkzio piparen diseinu egoki bat egin ahal izateko piezak sufrituko dituen karga egoerak aurreikusi beharko ditugu hauen arabera jasan beharreko tentsio egoerak aztertu ahal izateko. Piezaren tentsioen analisia aurrera eraman beharko da beraz, diseinaturiko piezaren funtzionamendu egokia ziurtatu ahal izateko. Historian zehar existitutako diseinu modelo ezberdinak eta baita gaur egunean gehien erabilitakoak ere aurkeztu eta gero, gure kasura hobekien moldatuko zaion adibidetik ekingo zaio diseinuari, aldez aurretik eskuratutako datu eta errodamenduetatik abiatuz. Horrenbestez, oinarritzat hartutako direkzio sistema modeloa eta bestelako elementuen neurriak datutzat hartuta, tija zein norabide ardatzarena esate baterako, direkzio piparen hasierako geometria definituko da. Eskuragarri ditugun analisi metodo ezberdinak aztertu eta gure kasura hobekien moldatzen dena aukeratu eta eraikitako piezari aplikatuko zaio. Lorturiko emaitzen arabera hasiera batean planteaturiko diseinua onartu edo baztertzea erabaki beharko dugu. Beraz, gure diseinua optimizatuz joateko aukera izango dugu, baldintzak eta betebeharrak egiztatuko dituen amaierako pieza diseinua lortu arte. Bukatzeko, proiektuari itxiera emango dion atala aurkeztuko da, hala nola, proiektuaren garapenean zehar lorturiko emaitzak eta ondorioak biltzen dituen atala non lorturiko direkzio piparen funtzionamendu egokia bermatzen dituzten parametroak aurkeztuko diren. Gainera, direkzio sistemaren funtsezko atala izango diren errodamenduen kalkulu eta aukeraketa bideratuko da baita ere.

Lehiaketako motor baten erditxasiaren diseinua

[EU]Proiektu honek lehiaketarako moto baten erditxasia garatzen du, baita txasira lotuta egongo den modua ere. Erditxasia pieza estruktural bat da eta nahiz eta agian beharrezkoa ez izan lehiaketako moto batean, izan ere hauetan pilotuek ipurdia oso aurrean kokatzen dute pisua txasira bideratuz, moto guztiek duten atal bat da eta pertsonaren pisua eta honek egiturari eragiten dizkion indar eta esfortzuak eusteko erabiltzen da. Kasu batzuetan txasiaren beraren barnean egoten da zati hau eta beraz dena pieza bat izaten da, baina gure kasuan biak, erditxasia eta txasia elkarri lotuta egongo dira. Hasteko erditxasi hau zein eratara fabrikatua izan daitekeen aztertuko da(hodi, txapa…), eta modu bakoitzaren abantailak eta desabantailak ikusi beharko dira azkenik nola egingo den aukeratzeko. Honela gure piezaren eboluzio bat emango da guk behar ditugun exijentzia teknikoak bete ditzan eta ekonomikoki ere bideragarria izan dadin. Amaitzeko pieza bere lekuan bermatzeko beharko diren elementu laguntzaileak ere kalkulatu edo aukeratu beharko dira, lehiaketan dugun portaera guk nahi duguna izan dadin.

Lehiaketa motor baten atzealde-suspentsio sistema doigarri baten elementuen diseinua

[EU]Proiektu hau lehiaketa motor baten atzealde-suspentsio sistema doigarri baten elementuen diseinuan datza. Luzeran erregulagarria izango den tirantea eta suspentsio triangelua diseinatu eta optimizatuko dira. Diseinuak ahalik eta pisu txikiena izatea ahalbidetzen duten makinen elementuak (errotulak eta errodamenduak) aukeratuko dira. Lanaren garapenerako Motostudent izeneko lehiaketatik hartutako datu errealak erabiliko dira. Suspentsio sistemaren diseinua Creo2.0 (lehengo Pro-Engineer) software-arekin egingo da. Bestalde, beste software batzuk ere erabiliko dira, hala nola, Working Model 2D eta ANSYS, sistemaren analisia errazteko.

Efeitos da administração de inibidores de fosfodiesterases na reversão da hiperatividade de camundongos expostos ao etanol no período correspondente ao terceiro trimestre de gestação em humanos

O consumo de etanol durante a gestação é um grave problema de saúde pública. Durante o desenvolvimento, o sistema nervoso é especialmente susceptível aos efeitos tóxicos do etanol e a exposição ao etanol durante este período pode gerar um amplo espectro de distúrbios neurocomportamentais, sendo o mais frequente, a hiperatividade. Recentemente, estudos têm sugerido que distúrbios na plasticidade neuronal podem estar relacionados com a hiperatividade. Os inibidores de PDE são drogas que agem impedindo a degradação de segundos mensageiros celulares como AMPc e GMPc, mantendo a ativação de proteínas quinases e de fatores de transcrição como o CREB, levando a expressão de genes relacionados à plasticidade. Neste trabalho, avaliamos através do teste de campo aberto se a administração de Vinpocetina ou Rolipram (inibidores de PDE) seria capaz de amenizar ou reverter a hiperatividade de camundongos Suíços expostos ao etanol no período correspondente ao terceiro trimestre de gestação humana. Para tanto, foram realizadas duas etapas: na primeira etapa, durante o período neonatal, os animais receberam injeções intraperitoneais de etanol (5g/Kg em solução salina a 25%, no 2, 4, 6 e 8 dias de vida pós-natal - PN2 a PN8) ou de salina, e 4 horas antes do teste comportamental no campo aberto (10 min), em PN30, receberam Vinpocetina (10mg/Kg ou 20mg/Kg diluídas em DMSO ip) ou somente DMSO ip. Na segunda etapa, os animais foram expostos ao etanol ou à salina no período neonatal nas mesmas condições da primeira etapa e no dia do teste comportamental receberam Rolipram (0,5mg/Kg diluídas em DMSO ip ou somente DMSO ip). Posteriormente aos testes, foram coletados o córtex cerebral frontal e o hipocampo dos animais para avaliação dos níveis de AMPc. Os resultados comportamentais indicam que somente o tratamento com Vinpocetina (20mg/Kg) reverteu a hiperatividade de camundongos expostos ao etanol, resultado que não foi observado com o tratamento com Rolipram. Desta forma, a dosagem dos níveis de AMPc foi realizada apenas nos animais que receberam injeção de Vinpocetina (20mg/Kg). A exposição neonatal ao etanol reduziu significativamente os níveis de AMPc no córtex e no hipocampo. O tratamento com Vinpocetina gerou um aumento nos níveis de AMPc no córtex e restaurou estes níveis no hipocampo. Nossos resultados sugerem que a reversão da hiperatividade pelo tratamento com Vinpocetina pode estar associada ao aumento da plasticidade neural induzida por esta droga.

Metodologia para conversão de veículos equipados com motores a combustão interna para tração elétrica: aplicação de motor síncrono de ímã permanente com fluxo magnético radial a um furgão, Brasil. 2009.

Questões climáticas, atmosféricas e de poluição ambiental têm tornado o uso final da energia assunto de interesse mundial. Sistemas com tração elétrica oferecem a oportunidade de redução de emissões. O mix de energia caracterizado pela matriz energética brasileira viabiliza o desenvolvimento desta tecnologia. É desenvolvida aqui uma metodologia para conversão de veículos equipados com motores a combustão interna para tração elétrica. A metodologia considera fatores como o peso e tamanho, o torque de partida, transmissão e potência, entre outros. Ferramentas matemáticas e a prática corrente fornecem a base para a elaboração deste trabalho, que descreve a análise de desempenho de veículos elétricos, os componentes utilizados, as equações mecânicas e os critérios para escolha do veículo ideal para conversão. É apresentada a execução de um projeto de conversão de uma Kombi para tração elétrica, cujo objetivo tem caráter educativo, buscando assim promover os benefícios da tecnologia veicular elétrica. Para viabilização do experimento, o trabalho conclui que é necessário ampliar a demanda por nacionalização de tecnologia, o que tornaria o projeto uma realidade comercialmente viável. Além disto, há necessidade de políticas públicas para o incentivo da tecnologia veicular elétrica no Brasil. Este trabalho apresenta uma contribuição para converter veículos para tração elétrica, visto que sistematiza as etapas de projeto, a partir das quais outros poderão seguir, utilizando componentes encontrados no mercado nacional.

Contribution of the temporoammonic pathway to hippocampal processing

The temporoammonic (TA) pathway is the direct, monosynaptic projection from layer III of entorhinal cortex to the distal dendritic region of area CA1 of the hippo­ campus. Although this pathway has been implicated in various functions, such as memory encoding and retrieval, spatial navigation, generation of oscillatory activity, and control of hippocampal excitability, the details of its physiology are not well understood. In this thesis, I examine the contribution of the TA pathway to hippocampal processing. I find that, as has been previously reported, the TA pathway includes both excitatory, glutamatergic components and inhibitory, GABAergic components. Several new discoveries are reported in this thesis. I show that the TA pathway is subject to forms of short-term activity-dependent regulation, including paired-pulse and frequency­ dependent plasticity, similar to other hippocampal pathways such as the Schaffer collateral (SC) input from CA3 to CA1. The TA pathway provides a strongly excitatory input to stratum radiatum giant cells of CA1. The excitatory component of the TA pathway undergoes a long-lasting decrease in synaptic strength following low-frequency stimulation in a manner partially dependent on the activation of NMDA receptors. High­ frequency activation of the TA pathway recruits a feedforward inhibition that can prevent CA1 pyramidal cells from spiking in response to SC input; this spike-blocking effect shows that the TA pathway can act to regulate information flow through the hippocampal trisynaptic pathway.