Functional Upregulation of Ca2+ -Activated K+ Channels in the Development of Substantia Nigra Dopamine Neurons

Many connections in the basal ganglia are made around birth when animals are exposed to a host of new affective, cognitive, and sensori-motor stimuli. It is thought that dopamine modulates cortico-striatal synapses that result in the strengthening of those connections that lead to desired outcomes. We propose that there must be a time before which stimuli cannot be processed into functional connections, otherwise it would imply an effective link between stimulus, response, and reward in uterus. Consistent with these ideas, we present evidence that early in development dopamine neurons are electrically immature and do not produce high-frequency firing in response to salient stimuli. We ask first, what makes dopamine neurons immature? and second, what are the implications of this immaturity for the basal ganglia? As an answer to the first question, we find that at birth the outward current is small (3nS-V), insensitive to Ca2+, TEA, BK, and SK blockers. Rapidly after birth, the outward current increases to 15nS-V and becomes sensitive to Ca2+, TEA, BK, and SK blockers. We make a detailed analysis of the kinetics of the components of the outward currents and produce a model for BK and SK channels that we use to reproduce the outward current, and to infer the geometrical arrangement of BK and Ca2+ channels in clusters. In the first cluster, T-type Ca2+ and BK channels are coupled within distances of similar to 20 nm (200 parallel to). The second cluster consists of L-type Ca2+ and BK channels that are spread over distances of at least 60 nm. As for the second question, we propose that early in development, the mechanism of action selection is in a "locked-in" state that would prevent dopamine neurons from reinforcing cortico-striatal synapses that do not have a functional experiential-based value.

Modelling the lava dome extruded at Soufrière Hills Volcano, Montserrat, August 2005–May 2006. Part II: Rockfall activity and talus deformation

During many lava dome-forming eruptions, persistent rockfalls and the concurrent development of a substantial talus apron around the foot of the dome are important aspects of the observed activity. An improved understanding of internal dome structure, including the shape and internal boundaries of the talus apron, is critical for determining when a lava dome is poised for a major collapse and how this collapse might ensue. We consider a period of lava dome growth at the Soufrière Hills Volcano, Montserrat, from August 2005 to May 2006, during which a 100 × 106 m3 lava dome developed that culminated in a major dome-collapse event on 20 May 2006. We use an axi-symmetrical Finite Element Method model to simulate the growth and evolution of the lava dome, including the development of the talus apron. We first test the generic behaviour of this continuum model, which has core lava and carapace/talus components. Our model describes the generation rate of talus, including its spatial and temporal variation, as well as its post-generation deformation, which is important for an improved understanding of the internal configuration and structure of the dome. We then use our model to simulate the 2005 to 2006 Soufrière Hills dome growth using measured dome volumes and extrusion rates to drive the model and generate the evolving configuration of the dome core and carapace/talus domains. The evolution of the model is compared with the observed rockfall seismicity using event counts and seismic energy parameters, which are used here as a measure of rockfall intensity and hence a first-order proxy for volumes. The range of model-derived volume increments of talus aggraded to the talus slope per recorded rockfall event, approximately 3 × 103–13 × 103 m3 per rockfall, is high with respect to estimates based on observed events. From this, it is inferred that some of the volumetric growth of the talus apron (perhaps up to 60–70%) might have occurred in the form of aseismic deformation of the talus, forced by an internal, laterally spreading core. Talus apron growth by this mechanism has not previously been identified, and this suggests that the core, hosting hot gas-rich lava, could have a greater lateral extent than previously considered.

Cognitive and bodily selves: how do they interact following brain lesion?

Dualism has long distinguished between the mental and the body experiences. Probing the structure and organisation of the self traditionally calls for a distinction between these two sides of the self coin. It is far beyond the scope of this chapter to address these philosophical issues, and our starting point will be the simple distinction between reflective processes involved in the elaboration of body image, self awareness and self-recognition (i.e. ‘the self’) and the sensori-motor dialogues involved in action control, reactions and automatisms (i.e. ‘the body’ schema). This oversimplification does not take into account the complex interactions taking place between these two levels of description, but our initial aim will be to distinguish between them, before addressing the question of their interactions. Cognitive and sensori-motor processes have frequently been distinguished (review: Rossetti and Revonsuo 2000), and it may be proposed that a similar dissociation can be put forward, a priori, between a central representation of self and a bodily representation corresponding to body schema (Figure 1).

Constrained principal component analysis reveals functionally connected load-dependent networks involved in multiple stages of working memory

Constrained principal component analysis (CPCA) with a finite impulse response (FIR) basis set was used to reveal functionally connected networks and their temporal progression over a multistage verbal working memory trial in which memory load was varied. Four components were extracted, and all showed statistically significant sensitivity to the memory load manipulation. Additionally, two of the four components sustained this peak activity, both for approximately 3 s (Components 1 and 4). The functional networks that showed sustained activity were characterized by increased activations in the dorsal anterior cingulate cortex, right dorsolateral prefrontal cortex, and left supramarginal gyrus, and decreased activations in the primary auditory cortex and "default network" regions. The functional networks that did not show sustained activity were instead dominated by increased activation in occipital cortex, dorsal anterior cingulate cortex, sensori-motor cortical regions, and superior parietal cortex. The response shapes suggest that although all four components appear to be invoked at encoding, the two sustained-peak components are likely to be additionally involved in the delay period. Our investigation provides a unique view of the contributions made by a network of brain regions over the course of a multiple-stage working memory trial.

EEG activation differences in the pre-motor cortex and supplementary motor area between normal individuals with high and low traits of autism

The human mirror neuron system (hMNS) is believed to provide a basic mechanism for social cognition. Event-related desynchronization (ERD) in alpha (8–12 Hz) and low beta band (12–20 Hz) over sensori-motor cortex has been suggested to index mirror neurons' activity. We tested whether autistic traits revealed by high and low scores on the Autistic Quotient (AQ) in the normal population are linked to variations in the electroencephalogram (EEG) over motor, pre-motor cortex and supplementary motor area (SMA) during action observation. Results revealed that in the low AQ group, the pre-motor cortex and SMA were more active during hand action than static hand observation whereas in the high AQ group the same areas were active both during static and hand action observation. In fact participants with high traits of autism showed greater low beta ERD while observing the static hand than those with low traits and this low beta ERD was not significantly different when they watched hand actions. Over primary motor cortex, the classical alpha and low beta ERD during hand actions relative to static hand observation was found across all participants. These findings suggest that the observation–execution matching system works differently according to the degree of autism traits in the normal population and that this is differentiated in terms of the EEG according to scalp site and bandwidth.

A formação do conhecimento físico: um estudo da causalidade em J. Piaget

No contexto dos estudos psicogenéticos de J. Piaget, as investigações sobre o conhecimento físico abrangem .diferentes ternas, oriundos predominantemente da mecânica clássica. Há, no entanto, um terna específico que, ainda no contexto dos estudos psicogenéticos, é abordado de forma circunscrita: a causalidade, ou explicação causal, que é entendida por Piaget corno sinônimo do conhecimento físico. Este ensaio parte, em uma primeira etapa, dos três textos por ele escritos sobre este terna: "La causalité physique chez l'enfant" (1927); "Le développement de la causalité sensori-motrice", analisado em "La construction du ,réel chez l'enfant" (1937); e "Les explications ccausales"(197l). Desta apresentação se depreende a origem e evolução de alguns conceitos básicos de seu modelo teórico, bem corno os limites de uma pSicologia cognitiva que se volta para o estudo do sujeito epistêmico. Acrescentam-se observações e comentários críticos, originados de pesquisas atuais que, desenvolvidas no contexto do ensino e aprendizagem de física, focalizam as concepções espontâneas ou alternativas em mecânica. Finalmente, aborda-se o terna da formação do conhecimento físico, a partir da perspectiva de uma psicologia cognitiva, baseada em uma análise crítica dos estudos de J. Piaget.

Duas vertentes da ontogênese da linguagem no desenvolvimento cognitivo

Este estudo pretende trazer uma contribuição à discussão da relação linguagem-cognição, através do exame de um aspecto restrito do problema: a hipótese de uma base cognitiva para aquisição de linguagem. O modelo teórico piagetiano é analisado em sua explicação da ontogenese da linguagem como resultante das construções da inteligência sensório-motora. Alguns de seus aspectos são questionados, a possibilidade de sua explicitação em forma de hipótese verificável é examinada e a literatura é analisada em busca de evidências relevantes. A principal lacuna constatada é a visão de linguagem restrita a aspectos de desempenho, sendo levado em conta apenas o começo da emissão de palavras na quase totalidade das pesquisas. Ainda dentro de uma perspectiva construtivista, o esboço de um novo modelo teórico é proposto, incluindo a discussão da ontogenese da compreensão de linguagem. Hipóteses decorrentes da proposta teórica, especialmente a de início da possibilidade de tratar o signo linguístico antes do estágio VI, são formuladas e verificadas por pesquisa empírica. Esta inclui um estudo longitudinal e outro transversal do desenvolvimento linguístico e cognitivo de 45 crianças entre 8 e 18 meses. O desenvolvimento da compreensão é comparado em diversos aspectos ao da produção ou fala. Verifica-se que o primeiro começa mais cedo, é mais rápido e atinge um vocabulário maior e um nível mais complexo na faixa etária estudada. Há evidências ainda de diferenças no papel da imitação na construção do vocabulário nas duas vertentes. Observa-se um início de resposta mais generalizada e sistemática à linguagem a partir de nove meses, ocasião em que a criança se mostra capaz de coordenação de reações circulares secundárias e quando consegue reconstruir mentalmente um objeto invisível a partir de uma fração visível. Considera-se que esta resposta já envolve a decodificação de signos e a diferenciação significante-significado, numa etapa preliminar de um processo evolutivo que se entrelaça com a formação de conceitos. Os dados nao permitem a identificação de prê-requisitos cognitivos para aquisição de liguagem, mas dois aspectos podem ser destacados como correlatos do início do processo de compartilhar o signo linguístico: a possibilidade da criança compreender que tem um nome e responder a ele e uma intencionalidade primitiva. Os resultados apoiam as hipóteses formuladas e sugerem que as construções finais do período sensório-motor não são condições necessárias para aquisição de linguagem e que esta não ê consequência direta do desenvolvimento cognitivo. Novos estudos são necessários para suprir as limitações desta pesquisa e verificação das implicações decorrentes dos resultados obtidos.

Influência de pontas de pulverização e adjuvantes na deriva em caldas com glyphosate

O uso inadequado da tecnologia de aplicação de agrotóxicos, relacionados ao uso de pontas de pulverização e adição de adjuvantes, resulta diretamente em um maior risco de deriva. Objetivou-se como trabalho quantificar a deriva gerada por pontas de pulverização com e sem indução de ar, em aplicações de glyphosate e adjuvantes. O experimento foi realizado em túnel de vento, com o herbicida glyphosate isolado ou em mistura com ureia ou adjuvante redutor de deriva (LI700). As coletas foram realizadas, com fios de polietileno, nas distâncias de 5,0; 10,0 e 15,0 m em relação à barra e nas alturas de 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 e 1,0 m em relação ao piso do túnel, a deriva foi aferida por meio do processo de condutividade elétrica. Os resultados apresentaram maior deriva nas menores alturas, tendo igual comportamento para todas as caldas e em todas as distâncias. A ponta de jato plano com indução de ar (AVI 110-015) proporcionou menor deriva em relação à ponta jato plano padrão (AXI 110-015), para todas as caldas avaliadas. Para a ponta de jato plano padrão o acréscimo de adjuvante reduziu a deriva para as três distâncias avaliadas em relação à calda contendo somente o herbicida. Já para a ponta de jato plano com indução de ar a ureia elevou a deriva para todas as distâncias em relação às outras caldas. A ureia pode ser utilizada em aplicações com o modelo de ponta jato plano padrão, por diminuir os riscos de deriva.

Pontas de pulverização e eletrificação das gotas na deposição da calda em plantas de crisântemo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a deposição das gotas de pulverização, dotadas de carga elétrica (eletrostática), em comparação à técnica de pulverização convencional em crisântemo, com uso de diferentes pontas de pulverização. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente ao acaso, com oito tratamentos: combinação das pontas TXVK-3, AXI 110015, AXI 12002 TWIN e AXI 11003, com duas técnicas de pulverização (com e sem eletrostática), e quatro repetições. Cada repetição foi representada por 12 plantas, às quais foram afixados papéis do tipo mata-borrão na superfície abaxial e adaxial dos folíolos, e em duas posições da planta: ápice e base. Um corante marcador (Rodamina B) foi pulverizado na proporção de 5 g por 100 L d'água em cada um dos tratamentos. Os depósitos do marcador foram quantificados por fluorometria. As pontas com gotas de menor diâmetro mediano volumétrico (TXVK-3 e AXI 110015) apresentaram maiores depósitos na superfície abaxial da folha, quando se utilizou a pulverização eletrostática. Esse fato não foi observado, quando foram pulverizadas gotas com maior diâmetro mediano volumétrico e desprovidas de carga elétrica, nas diferentes partes da planta.

Assistência de ar e volumes de aplicação na deposição de calda e no controle do arroz vermelho (Oryza sativa L.)

O trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da assistência de ar junto à barra pulverizadora e de três volumes de pulverização na dessecação e deposição da calda em arroz vermelho, sob cultivo de nabo forrageiro, em áreas de recuperação de várzeas, utilizando o herbicida paraquat e o corante Azul Brilhante, respectivamente. Os volumes de pulverização foram 100; 200 e 300 L ha-1 da solução aquosa, contendo corante alimentício (1.500 mg L-1). Com ou sem a assistência de ar junto à barra, foram utilizadas pontas de pulverização de jato plano tipo AXI 110015 à pressão de 117,3 kPa, AXI 11002 e AXI 11003 a 276 kPa. A avaliação da deposição da pulverização deu-se em folhas de plantas de arroz vermelho. Os maiores volumes (200 e 300 L ha-1) pulverizados com a assistência de ar junto à barra pulverizadora proporcionaram maiores depósitos do corante em relação ao volume de 100 L ha-1. Não foram constatadas diferenças na deposição do corante para os volumes pulverizados, sem a assistência de ar junto à barra, tampouco entre os volumes de 200 e 300 L ha-1 com a assistência de ar junto à barra. As maiores percentagens de controle do arroz vermelho foram obtidas com a assistência de ar junto à barra, independentemente do volume pulverizado, equivalendo-se ao controle obtido com 300 L ha-1, sem o uso dessa tecnologia.

Deposição e perdas da calda em feijoeiro em aplicação com assistência de ar na barra pulverizadora

Com o objetivo de avaliar a influência da assistência de ar na deposição da calda de pulverização, em plantas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) aos 26 dias após a emergência (DAE), com pontas de pulverização de jato cônico vazio (JA-0,5 e JA-1) e jato plano (AXI-110015), e volumes de calda, foi realizado um experimento em delineamento inteiramente casualizado, utilizando como traçador o íon cobre. Alvos coletores (papel de filtro com 3 x 3 cm) foram afixados nas superfícies adaxial e abaxial de folíolos posicionados nas partes superior e inferior das plantas. Para aplicar a solução traçadora, utilizou-se pulverizador com barras de 14 metros, com e sem assistência de ar, volumes de 60 e 100 L.ha-1, e velocidade do ar correspondente a 50% da rotação máxima do ventilador. Após a aplicação, os coletores foram lavados individualmente em solução extratora de ácido nítrico a 1,0 mol.L-1, e a quantificação dos depósitos através de espectrofotometria. A assistência de ar não influenciou na deposição da calda tanto a 60 quanto a 100 L.ha-1. O maior volume proporcionou maiores depósitos, sendo constatadas elevadas perdas para o solo (mais de 60%).

Effect of nozzle angle and air-jet parameters in air-assisted sprayer on biological effect of soybean asian rust chemical protection

Aiming at improving the efficiency control of Phakopsora pachyrhizi, this research evaluated different application techniques, using spray deposits and yield parameters of soybean crop. Two experiments were carried out in the experimental area of FCA/UNESP - Botucatu, SP, Brazil, in the soybean crop, Conquista variety, in the 2006/2007 season. The first experiment was arranged in random blocks with eight treatments and four replications. The treatments were conducted in factorial arrangement 4×2 (four air levels 0, 9, 11 and 29 km/h combined at two nozzle angles 0 and 30°) using AXI 110015 nozzles. Ten plants on each plot were selected for sampling spray deposits. Artificial targets were fixed on plants, two in the top and another two in the bottom part of plants (abaxial and adaxial leaf surface each one). For deposit evaluations, a cupric tracer was used and the amount of deposits was determined by a spectrophotometer. The second experiment was carried out in the same place and the treatments were of the same arrangement as the previous experiment, including control treatment (untreated plants). The spraying with triazole fungicide was realized in R2 and R5.2 growth stages of soybean with 142 l/ha spray volume. The nozzle angled of 30° combined with maximum air speed promoted the highest spray deposits on the soybean crop and influenced positively the control of the soybean Asian rust as well in the productivity of this crop.

Assistência de ar e aplicação em volume baixo no controle da ferrugem asiática da soja (Phakopsora pachyrhizi Sydon & Sydon

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Assistência de ar e volumes de pulverização na deposição de gotas e controle do arroz vermelho (Oryza sativa L.)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O esquema de ação e a constituição do sujeito epistêmico: contribuições da epistemologia genética à teoria do conhecimento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)