Synergistic effect of polymorphism, substrate conductivity and electric field stimulation towards enhancing muscle cell growth in vitro

Poly(vinylidene difluoride), a well-known candidate for artificial muscle patch applications is a semi-crystalline polymer with a host of attributes such as piezo- and pyroelectricity, polymorphism along with low dielectric constant and stiffness. The present work explores the unique interplay among the factors (conductivity, polymorphism and electrical stimulation) towards cell proliferation on poly(vinylidene difluoride) (PVDF)-based composites. In this regard, multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) are introduced in the PVDF matrix (limited to 2%) through melt mixing to increase the conductivity of PVDF. The addition of MWNTs also led to an increase in the fraction of piezoelectric beta-phase, tensile strength and modulus. The melting and crystallization behaviour of PVDF-MWNT together with FT-IR confirms that the crystallization is found to be aided by the presence of MWNT. The conducting PVDF-MWNTs are used as substrates for the growth of C2C12 mouse myoblast cells and electrical stimulation with a range of field strengths (0-2 V cm(-1)) is intermittently delivered to the cells in culture. The cell viability results suggest that metabolically active cell numbers can statistically increase with electric stimulation up to 1 V cm(-1), only on the PVDF + 2% MWNT. Summarising, the current study highlights the importance of biophysical cues on cellular function at the cell-substrate interface. This study further opens up new avenues in designing conducting substrates, that can be utilized for enhancing cell viability and proliferation and also reconfirms the lack of toxicity of MWNTs, when added in a tailored manner.

Stimulation discomfort comparison of asynchronous and synchronous methods with multi-field electrodes

Functional Electrical Stimulation (FES) is a technique that consists on applying electrical current pulses to artificially activate motor nerve fibers and produce muscle contractions to achieve functional movements. The main applications of FES are within the rehabilitation field, in which this technique is used to aid recovery or to restore lost motor functions. People that benefit of FES are usually patients with neurological disorders which result in motor dysfunctions; most common patients include stroke and spinal cord injury (SCI). Neuroprosthesis are devices that have their basis in FES technique, and their aim is to bridge interrupted or damaged neural paths between the brain and upper or lower limbs. One of the aims of neuroprosthesis is to artificially generate muscle contractions that produce functional movements, and therefore, assist impaired people by making them able to perform activities of daily living (ADL). FES applies current pulses and stimulates nerve fibers by means of electrodes, which can be either implanted or surface electrodes. Both of them have advantages and disadvantages. Implanted electrodes need open surgery to place them next to the nerve root, so these electrodes carry many disadvantages that are produced by the use of invasive techniques. In return, as the electrodes are attached to the nerve, they make it easier to achieve selective functional movements. On the contrary, surface electrodes are not invasive and are easily attached or detached on the skin. Main disadvantages of surface electrodes are the difficulty of selectively stimulating nerve fibers and uncomfortable feeling perceived by users due to sensory nerves located in the skin. Electrical stimulation surface electrode technology has improved significantly through the years and recently, multi-field electrodes have been suggested. This multi-field or matrix electrode approach brings many advantages to FES; among them it is the possibility of easily applying different stimulation methods and techniques. The main goal of this thesis is therefore, to test two stimulation methods, which are asynchronous and synchronous stimulation, in the upper limb with multi-field electrodes. To this end, a purpose-built wrist torque measuring system and a graphic user interface were developed to measure wrist torque produced with each of the methods and to efficiently carry out the experiments. Then, both methods were tested on 15 healthy subjects and sensitivity results were analyzed for different cases. Results show that there are significant differences between methods regarding sensation in some cases, which can affect effectiveness or success of FES.

Psychobiophysics of transcranial magnetic stimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a technique that stimulates the brain using a magnetic coil placed on the scalp. Since it is applicable to humans non-invasively, directly interfering with neural electrical activity, it is potentially a good tool to study the direct relationship between perceptual experience and neural activity. However, it has been difficult to produce a clear perceptible phenomenon with TMS of sensory areas, especially using a single magnetic pulse. Also, the biophysical mechanisms of magnetic stimulation of single neurons have been poorly understood.

In the psychophysical part of this thesis, perceptual phenomena induced by TMS of the human visual cortex are demonstrated as results of the interactions with visual inputs. We first introduce a method to create a hole, or a scotoma, in a flashed, large-field visual pattern using single-pulse TMS. Spatial aspects of the interactions are explored using the distortion effect of the scotoma depending on the visual pattern, which can be luminance-defined or illusory. Its similarity to the distortion of afterimages is also discussed. Temporal interactions are demonstrated in the filling-in of the scotoma with temporally adjacent visual features, as well as in the effective suppression of transient visual features. Also, paired-pulse TMS is shown to lead to different brightness modulations in transient and sustained visual stimuli.

In the biophysical part, we first develop a biophysical theory to simulate the effect of magnetic stimulation on arbitrary neuronal structure. Computer simulations are performed on cortical neuron models with realistic structure and channels, combined with the current injection that simulates magnetic stimulation. The simulation results account for general and basic characteristics of the macroscopic effects of TMS including our psychophysical findings, such as a long inhibitory effect, dependence on the background activity, and dependence on the direction of the induced electric field.

The perceptual effects and the cortical neuron model presented here provide foundations for the study of the relationship between perception and neural activity. Further insights would be obtained from extension of our model to neuronal networks and psychophysical studies based on predictions of the biophysical model.

A formação de professores no curso Pré-vestibular Comunitário Prof. Wellington Ricardo

Essa pesquisa trata da investigação da formação na docência no curso Pré-Vestibular Comunitário Prof. Wellington Ricardo, com sede na periferia da cidade do Rio de Janeiro, e busca avaliar como os docentes deste curso, imbuídos da construção de um ensino popular, articulam e desenvolvem diferentes saberes e práticas que passam a se constituir como características importantes de sua constituição como professor. O estudo tem como objetivos conhecer o pensamento dos docentes deste curso a respeito do que é ser professor e o seu papel na sociedade, e também verificar de que maneiras esses docentes aprimoram sua formação e a sua prática como professores atuando no WR. Para tanto, alguns elementos foram considerados, como: a história escolar dos professores do curso, sua formação inicial, bem como os fatores de contexto relacionados a diferentes vivências junto à equipe do WR que influenciam nessa aprendizagem. Os pressupostos metodológicos utilizados neste estudo se coadunam com aqueles desenvolvidos pela chamada crítica imanente e investem na possibilidade da construção de uma teoria dialética da formação de professores, visando contribuir para a constituição não-metafísica do sujeito. Este trabalho endossa a perspectiva que a comunicação inconsciente influencia, de modo muito mais efetivo e prático, do que a comunicação verbal (racionalizada pelos indivíduos), o entendimento sobre o processo de formação do magistério. A vivência proveniente da inserção desses docentes numa comunidade não-totalizante e sem hierarquias permite que competências e habilidades que dificilmente seriam possíveis num curso de formação ou numa estrutura formal de ensino fossem edificadas e difundidas com sucesso. Desse modo, pode-se constatar na pesquisa, o incremento de uma nova forma de pensar e atuar politicamente, inventada pelos docentes WR. Assim, os docentes do curso reconstroem em seu dia-a-dia uma nova maneira de fazer e viver a política. Essa reconstrução passa necessariamente pelo investimento que fazem no estabelecimento de relações de amizade e de vínculos sólidos entre seus participantes. Uma nova forma que investe na participação horizontal e valorização da solidariedade e da autonomia, que passa, por isso, a produzir uma espécie de cultura pedagógica, que serve como apoio para a formação política e também profissional dos próprios docentes.

Classificação étnico-racial e ações afirmativas no contexto do vestibular

Os conceitos de raça e etnia são basilares para a antropologia desde o seu surgimento como área do conhecimento humano e, ainda hoje, são fundamentais para diversos debates nas esferas política, social e das ciências humanas em geral. No pensamento social brasileiro muitos foram os autores de diversas áreas a se debruçarem sobre a questão racial. A instituição do sistema de cotas para o ingresso em universidades acalorou e expandiu o debate tanto no senso comum como na academia e nos meios de comunicação em geral. Essa pesquisa partiu da intenção de investigar a relação entre as ações afirmativas e as identidades de cor/raça. Como metodologia, utilizamos os recursos tanto dos instrumentos quantitativos como qualitativos. Nosso foco foram estudantes do cursinho pré-vestibular Grupo Perspectiva Integral (GPI). Buscamos acessar o ponto de vista dos vestibulandos, seus significados e associações acerca de suas identidades étnico-raciais, opiniões e sentimentos sobre a questão racial no Brasil e, em especial referente às ações afirmativas no contexto da educação e investigar a relação entre quem sou eu e qual é a minha cor/raça no universo proposto. Para tanto, foram aplicados cento e vinte e um questionários e realizadas doze entrevistas. A intenção não era estabelecer uma relação direta e causal entre as ações afirmativas e as identidades de cor/raça e, sim, traçar um perfil geral e racial da população estudada, perceber e analisar diversos elementos referentes às classificações de cor/raça e opiniões e sentimentos acerca das ações afirmativas, do racismo e das expectativas profissionais dos vestibulandos.

Microelectrode Implants for Spinal Cord Stimulation in Rats

Paralysis is a debilitating condition afflicting millions of people across the globe, and is particularly deleterious to quality of life when motor function of the legs is severely impaired or completely absent. Fortunately, spinal cord stimulation has shown great potential for improving motor function after spinal cord injury and other pathological conditions. Many animal studies have shown stimulation of the neural networks in the spinal cord can improve motor ability so dramatically that the animals can even stand and step after a complete spinal cord transaction.

This thesis presents work to successfully provide a chronically implantable device for rats that greatly enhances the ability to control the site of spinal cord stimulation. This is achieved through the use of a parylene-C based microelectrode array, which enables a density of stimulation sites unattainable with conventional wire electrodes. While many microelectrode devices have been proposed in the past, the spinal cord is a particularly challenging environment due to the bending and movement it undergoes in a live animal. The developed microelectrode array is the first to have been implanted in vivo while retaining functionality for over a month. In doing so, different neural pathways can be selectively activated to facilitate standing and stepping in spinalized rats using various electrode combinations, and important differences in responses are observed.

An engineering challenge for the usability of any high density electrode array is connecting the numerous electrodes to a stimulation source. This thesis develops several technologies to address this challenge, beginning with a fully passive implant that uses one wire per electrode to connect to an external stimulation source. The number of wires passing through the body and the skin proved to be a hazard for the health of the animal, so a multiplexed implant was devised in which active electronics reduce the number of wires. Finally, a fully wireless implant was developed. As these implants are tested in vivo, encapsulation is of critical importance to retain functionality in a chronic experiment, especially for the active implants, and it was achieved without the use of costly ceramic or metallic hermetic packaging. Active implants were built that retained functionality 8 weeks after implantation, and achieved stepping in spinalized rats after just 8-10 days, which is far sooner than wire-based electrical stimulation has achieved in prior work.

O ethos discursivo nas redações de vestibular

O presente trabalho tem o objetivo de estudar o ethos constituído nas redações argumentativas de vestibular, verificando, a partir das escolhas linguísticas dos estudantes, a representação discursiva que eles constroem de si para defender sua tese. O corpus se constitui de cem redações, que integraram a segunda fase dos vestibulares 2006 e 2007, da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Para alcançarmos essa imagem coletiva, utilizamos, prioritariamente, a noção de ethos discursivo proposta por Dominique Maingueneau. Optamos por realizar uma análise quantitativa e qualitativa do corpus. A primeira abordagem nos proporcionou uma visão panorâmica das redações ao passo que a segunda revelou os casos mais representativos de cada fenômeno observado. No decorrer da análise, verificamos nas redações práticas que incidiam no risco de configurar ethé indesejados e mesmo censuráveis, causando prejuízo à argumentação dos vestibulandos. Por essa razão, finalizamos a pesquisa com sugestões de atividades didáticas, que focam o aprimoramento das habilidades de escrita e leitura, na tentativa de apresentar uma contribuição ao processo de ensino-aprendizagem de Produção Textual

A língua portuguesa no vestibular: ensino, leitura e conhecimento prévio

Esta tese objetiva a análise de provas discursivas de Língua Portuguesa de vestibulares, na perspectiva da leitura, focando a compreensão de texto, suas estratégias e os conhecimentos prévios necessários ao egresso do Ensino Médio. São analisadas as provas discursivas de Língua Portuguesa da UERJ, UNIRIO, UFF e UFRJ, realizadas nos vestibulares 2006, 2007 e 2008. Parte-se das seguintes hipóteses: as provas solicitam conhecimentos prévios baseados nos programas, habilidades e competências a serem desenvolvidos no nível médio; a dificuldade apresentada na realização das questões está relacionada não só ao conhecimento disciplinar de língua portuguesa, mas também à capacidade/estratégia de leitura dos enunciados e à dificuldade de seleção e interação de diferentes conhecimentos específicos relacionados ao seu uso pragmático. A partir de tais hipóteses, propõem-se os seguintes objetivos: levantar os conhecimentos específicos relativos ao ensino de língua portuguesa; compreender a relação do processo de leitura na ativação do conhecimento prévio; relacionar o processo de avaliação do vestibular ao contexto da educação básica; buscar explicação para as questões com nota média baixa. Para atingir os objetivos, contextualiza-se o ensino de Língua Portuguesa no Ensino Médio; aborda-se a leitura, no viés da compreensão de texto, focalizando principalmente conhecimentos prévios e inferências; faz-se uma breve história do vestibular, seus objetivos e seu papel; a seguir, analisam-se as provas indicadas, levantando-se conhecimento prévio, habilidades e competências envolvidas no processo de compreensão de texto. As principais conclusões são: as questões das provas analisadas estão de acordo com os programas publicados pelas universidades e com os PCNs; o nível de exigência é graduado, conforme as competências e habilidades variadas; o conhecimento prévio organizado e esquematizado é fundamental para a realização de inferências adequadas

O encapsulamento anafórico em redações de vestibular da UEMA

Tomando como base redações produzidas por candidatos que participaram do processo seletivo realizado em 2012 para o preenchimento a vagas de diferentes cursos de graduação oferecidos na Universidade Estadual do Maranhão - UEMA, corpus desta pesquisa, tem-se o objetivo de analisar as ocorrências das retomadas de porções textuais produzidas por pronomes demonstrativos e expressões nominais definidas, constituídas por esses pronomes, denominadas encapsulamentos anafóricos, que contribuem para a progressão referencial dos textos. A abordagem proposta fundamenta-se nos estudos de Referenciação, postulados por Koch (2002, 2006,2009, 2010, 2011), Marcuschi (1998, 2008), Cavalcante (2003, 2011, 2012) e Tedesco (2002). Foram levantadas categorias de análise para a observação do fenômeno em estudo, sob três perspectivas: as formas morfossemânticas que podem assumir as expressões de retomadas no texto; as funções semântico-discursivas exercidas por essas expressões e a localização das expressões de retomada na estrutura textual das redações. O corpus desta pesquisa 45 (quarenta e cinco) redações de vestibular UEMA/2012, que corresponde a 10% da amostra de 450 (quatrocentos e cinquenta) redações analisadas constitui-se em textos dissertativo-argumentativos, o que propiciou a discussão teórica dos conceitos de gêneros discursivos e tipos textuais, no que tange à natureza estrutural dos textos analisados, fundamentando-se em Marcuschi (2008), Koch (2002, 2011), Rojo (2012). O estudo nos leva a afirmar que o pronome demonstrativo e as denominadas expressões nominais definidas constituem-se em um recurso discursivo bastante utilizado nas referidas produções de texto, promovendo não só a ligação entre as diferentes partes do texto, mas também contribuindo para a progressão textual por meio da referenciação

Troca do ponto pela vírgula e da vírgula pelo ponto em redações de vestibular

A presente pesquisa objetiva investigar em que contextos ocorrem a troca do ponto pela vírgula e da vírgula pelo ponto em redações de vestibular. Este estudo foi buscar seu referencial teórico-metodológico numa teoria gramatical cientificamente fundamentada, bem como na Linguística do Texto, Análise do Discurso e Estilística. As perspectivas em relação à linguagem advindas do movimento teórico no interior da linguística tiveram consequências diretas na questão do ensino, motivando a construção deste estudo. Para fins de análise, serviram como corpus duzentas redações do vestibular da UERJ 2007/2008, além de alguns poucos textos de alunos de primeiro período de uma instituição de ensino particular em que a autora trabalha que mostraram-se interessantes para a análise. A pesquisa evidenciou que a troca da vírgula pelo ponto, de maneira geral, acarretou erro, possibilitando a formulação de regras; e a do ponto pela vírgula concentrou-se na esfera do estilisticamente desejável, favorecendo a formulação de conselhos. Os dados da análise serviram como referente básico para sugestões metodológicas com ressonância prática para os docentes em sala de aula

Dissertações de vestibular e ensino da argumentação escrita

A tese analisa redações produzidas por candidatos ao vestibular de 2008 da UERJ, nas quais são investigados aspectos concernentes à superestrutura do gênero dissertação de vestibular e às categorias do modo argumentativo de organização do texto, a saber: a tomada de posição, a presença de argumentos orientados para a tese do argumentador, a presença de contra-argumentos e as estratégias argumentativas que se destacam. Busca-se entender a relação entre as falhas redacionais e o ensino desse modo argumentativo do texto, apontando-se os estudos recentes em teoria da argumentação, semântica argumentativa, linguística textual e análise do discurso, que podem oferecer subsídios ao ensino da argumentação escrita, sobretudo os de Oliveira (2010), Charaudeau (2008) e Bernardo (2007 e 2010). Este trabalho interessa-se particularmente pelas contribuições passíveis de aplicação no ensino de redação em nível médio. Tanto os aspectos textuais, quanto os situacionais são analisados com vistas a que as conclusões advindas de tal análise possam convergir para contribuições ao ensino de produção de textos, o que se materializa no capítulo em que se apresentam sugestões de atividades

Estratégias e falhas na construção do sentido textual: análise dos problemas de progressão argumentativa no vestibular

O presente estudo parte da análise de uma amostra de 100 redações produzidas no exame de Vestibular da UERJ/2002. Tem por objetivo estabelecer critérios para o reconhecimento dos problemas de progressão argumentativa. Com base nas teorias propostas em Lingüística Textual e Análise do Discurso discutiram-se as noções de Cognição, Textualidade, Argumentação e coerência. Apresentou-se uma proposta metodológica de Produção Textual no Ensino Médio e exercícios didáticos. Os resultados da pesquisa apontam para a necessidade de que os recentes estudos sobre Cognição, Textualidade, Argumentação, Progressão e Métodos de Produção Textual sejam divulgados, debatidos e absorvidos pelos profissionais que exercem o ensino da disciplina