Exploring the role of substantia nigra dopaminergic neurons in the initiation of self paced actions

RESUMO: Decidir quando nos movemos é essencial para a nossa sobrevivência. A perda de neurónios dopaminérgicos (DANs) na substantia nigra pars compacta (SNc), a alteração patológica característica da doença de Parkinson (PD), causa deficits na iniciação do movimento e lentificação do movimento. A teoria dominante é que o papel dos DANs da SNc no movimento deve-se a mudanças mantidas da atividade destes neurónios (atividade tónica) enquanto as alterações fásicas da atividade estão envolvidas na aprendizagem baseada na recompensa. No entanto, foi demonstrado que a atividade fásica dos DANs da SNc se correlaciona com o início e terminação de uma sequência de ações aprendida. Contudo, continua por esclarecer se esta atividade é ou não necessária para a iniciação ‘self-paced’ de sequências de ações. A maioria dos estudos anteriores que incidiram sobre movimento ou iniciação de ações utilizaram lesões crónicas ou fármacos para manipular a via nigro-estriada. Estes métodos não são ideais para estudar o papel de populações neuronais específicas devido a limitações tais como a baixa resolução temporal e a baixa especificidade destas manipulações. Devido a isto, o papel dos DANs da SNc na iniciação de movimentos/ações ‘self-paced’ continua a ser pouco claro. Para resolver esta questão nós utilizámos uma abordagem optogenética para gravar, visualizar e manipular a atividade de DANs da SNc com uma elevada especificidade neuronal e resolução temporal. Descobrimos que quando murganhos se movimentavam livremente num ‘open field’, os DANs da SNc aumentavam a sua atividade de forma transitória, antes do início do movimento. Para testar se este aumento de atividade era ou não necessário para a iniciação do movimento, expressámos uma opsina inibitória (ArchT) nos DANs da SNc dos murganhos. Utilizando esta estratégia foto-inibimos estes neurónios transitoriamente e descobrimos que conseguíamos perturbar a probabilidade e o vigor das iniciações de movimento mas não conseguíamos modificar a aceleração dos animais quando estes já se encontravam em movimento. Em seguida quisemos saber se uma breve activação destes neurónios era suficiente para promover a iniciação de movimento. Para conseguirmos isto expressámos ChR2 nos DANs da SNc e ativámos transitoriamente estes neurónios enquanto os murganhos se moviam livremente. Ao contrário da experiência de inibição, esta breve ativação promoveu a iniciação do movimento quando os murganhos se encontravam imóveis, e de uma forma semelhante não modificou a aceleração dos murganhos quando estes já se encontravam em movimento. Quando treinámos os murganhos para realizarem uma sequência de acções (recompensando-os se eles pressionassem uma alavanca 8 vezes) descobrimos que os DANs da SNc aumentavam a sua actividade transitoriamente imediatamente antes do início e o final da sequência. Para além disto, estes neurónios na sua maioria correspondiam a uma população que não respondia à recompensa. Quando inibimos transitoriamente os DANs da SNC imediatamente antes do inicio da sequência os murganhos exibiram um aumento da latência para iniciarem a sequência. Contudo, não conseguimos perturbar a execução da sequência quando fizemos a mesma inibição após a sequência ter sido iniciada. Os nossos resultados demonstram que a actividade dos DANs da SNc modulam não apenas a probabilidade mas também o vigor dos movimentos futuros mas não modula o movimento durante a sua execução. Isto sugere que o ‘gating’ de iniciações ‘selfpaced’ acontece através de efeitos permissivos da dopamina nos circuitos estriatais que por sua vez recebem a informação relativa a que ações iniciar de outros ‘inputs’. A depleção de dopamina na PD é crónica. Os estudos sobre o papel da dopamina no movimento utilizando modelos animais de depleção crónica são bastante importantes mas têm uma utilidade limitada para a compreensão do papel dinâmico dos DANs da SNc nos circuitos para os quais projetam. O nosso trabalho, ao demonstrar a relevância da atividade transitória destes neurónios imediatamente antes do início de movimentos ‘self-paced’, sugere que poderá ser benéfico desenvolver terapêuticas que providenciem modulações transitórias dos circuitos dos gânglios da base quando os doentes com PD querem iniciar uma ação (e.g. estimulação cerebral profunda em ‘closed–loop’ despoletada por atividade cortical nas áreas relacionadas com o planeamento motor).ABSTRACT: Deciding if and when to move is critical for survival. Loss of dopamine neurons (DANs) in substantia nigra pars compacta (SNc), the pathological hallmark of Parkinson’s disease (PD), causes deficits in movement initiation and slowness of movement. The dominant theory is that the role of SNc DANs in movement is mainly due to sustained changes in their firing (tonic changes) while phasic changes are involved in rewardbased learning. Nevertheless, phasic activity of SNc DANs has been found to correlate with the start and finish of a learned action sequence. However, it remains unclear whether this activity is necessary for self-paced action initiation. The majority of previous studies on movement/action initiation have used chronic lesions or drugs to manipulate the nigrostriatal pathway. These methods are not ideal to study the role of specific neuron populations due to constraints such as temporal resolution and/or specificity of the manipulations. Thus, the role of SNc DANs in self-paced movement/action initiation remains unsettled. To tackle this question we used an optogenetic approach to record, image and manipulate the activity of genetically identified SNc DANs with high specificity and temporal resolution. We found that when mice were freely moving in an open field SNc DANs transiently increased their activity just before self-paced movements were initiated. To test whether this transient increase in activity was necessary for movement initiation we expressed an inhibitory opsin (ArchT) in SNc DANs of mice. We proceeded to briefly photoinhibit these neurons and found that we could disturb the probability and vigor of movement initiations but we could not change mice's acceleration when they were already moving. Next we wanted to know whether brief activation of SNc DANs was sufficient to promote movement initiation. To achieve this we expressed ChR2 in mice's SNc DANs and briefly activated these neurons while mice were freely moving. Contrary to the inhibition experiment, this brief activation promoted movement initiation when mice were immobile and in a similar way it did not change significantly mice's acceleration when they were already moving. When we trained mice to perform a learned action sequence (by rewarding them if they pressed a lever 8 times) we found that SNc DANs increased their activity transiently just before the start and finish of the action sequence. Furthermore, these neurons were largely non-overlapping with reward related DANs. When we briefly inhibited SNc DANs just before the action sequence, mice increased their latency to initiate the sequence. However, inhibition of these neurons when mice had already started the action sequence did not change their performance. Our results show that the activity of SNc DANs modulates not only the probability but also the vigor of future movements but that it does not modulate movements once they have been initiated. This suggests that the gating of self-paced initiation happens by permissive effects of dopamine on downstream striatal circuits that would receive information about which plans to execute from other inputs. Dopamine depletion in PD is chronic. Studies of the role of dopamine in movement in chronic models of depletion are very valuable, but have limited our understanding of the dynamic role of SNc DAN activity in downstream circuits. Our work, by highlighting the relevance of transient activity of these neurons before self-paced movement initiation, suggests that it could be beneficial to pursue treatments aimed at providing transient modulations of basal ganglia circuitry when patients initiate movements, e.g. via closed-loop deep brain stimulation triggered by activity in cortical areas related to motor planning

Motivação dos alunos no ensino especializado da música: implementação de uma ferramenta metodológica

Mestrado em Ensino da MúsicaEste estudo incide sobre a motivação dos alunos do ensino especializado da música e na implementação de uma ferramenta metodológica. São discutidos os principais problemas de motivação nos alunos do ensino artístico da música, apontando estratégias para que, encarregados de educação, professores e escola, possam intervir na sua identificação e resolução. Esta discussão contextualiza e fundamenta um estudo empírico, que consistiu na implementação de uma ferramenta metodológica, nomeadamente, uma agenda escolar. Realizada a análise dos resultados, com base na observação do autor e em questionários efectuados aos alunos objecto deste estudo e respectivos encarregados de educação, conclui-se que esta agenda escolar ajuda na prevenção do insucesso escolar.This study focuses on students’ motivation of specialized music teaching and in the implementation of a methodological tool. In this work it is discussed the main issues related with students’ motivation in the artistic music teaching, pointing out strategies so parents, teachers and school, may intervene in its identification and resolution. This discussion contextualizes and supports an empiric study, which consisted in the implementation of a methodological tool, namely a school agenda. After the analysis of the results, based on the author’s observation and questionnaires done to students, subjects of this study, and to their parents, it is concluded that this school agenda helps in the prevention of school failure

Does risk management increases the firm value? : evidence from the jet fuel hedging in the airline industry

This thesis examines the use of financial instruments to hedge jet fuel risk in the airline industry during 2000-2014. The main goals are to understand if changes in the hedging policy increases the airline firm's value, measure by the Tobin's Q and if the use of different financial tools also has an impact in the airline company's value. The results show that all the values are statistically insignificant. This leads to the conclusion that the model used may not be the right one. Further research is needed in the area and maybe the best approach is the one followed by Viessmann (2010).Ce mémoire de recherche analyse l'utilisation des instruments financiers pour couvrir le risque de carburéacteur dans l'industrie des transports aérien entre 2000 et 2014. Les principaux objectifs sont comprendre si les changements dans la politique de couverture augmentent la valeur des entreprises de transport aérien mais aussi, tester, à l’aide du Q de Tobin, si l'utilisation de différents outils financiers a un impact sur la valeur de la compagnie aérienne. Les résultats montrent que toutes les valeurs sont statistiquement insignifiantes. Par conséquent, cela veut dire que le modèle utilisé peut ne pas être le bon. On peut donc penser que peut-être la meilleure approche est celle suivie par Viessmann (2010), et que de la recherche supplémentaire est nécessaire.Esta tese examina a utilização de instrumentos financeiros para cobrir o risco do jet fuel na indústria da aviação comercial durante o período de 2000 a 2014. Os principais objetivos são entender se as mudanças na política de gestão de risco aumenta o valor da empresa de aviação, medida pelo Tobin's Q, e se o uso de diferentes instrumentos financeiras também tem um impacto no valor da companhia aérea. Os resultados mostram que todos os valores são estatisticamente insignificantes. Isto leva à conclusão de que o modelo usado pode não ser o mais adequado para este estudo. É necessária mais investigação na área e, talvez, a melhor abordagem seria a seguida pela Viessmann (2010)

A relação entre médico e pessoa doente na diálise

Introduction: Despite many technical and scientific advances in haemodialysis, the outcomes in patients with end stage renal disease are far from reaching the desired targets. How can they be improved? The doctor-patient relationship is a key issue in the healthcare provided to patients with end stage chronic kidney disease on dialysis. Patients and Methods: We, therefore, built a patient-centred biopsychosocial personalized approach to enhance patient autonomy and self-care as an alternative to the conventional medical approach to dialysis patients. We compared patient satisfaction achieved in both approaches using a patient satisfaction questionnaire, and we assessed the correlation between satisfaction and social, clinical and biological outcomes. Results and Conclusion: The alternative physician-patient relationship approach achieved better outcomes than the conventional one, and so it must be the choice approach for these patients.Introdução: Apesar de muitos avanços técnicos e científicos no tratamento por hemodialise, os resultados obtidos nas pessoas com doença renal cronica estão longe de atingir os resultados desejados. Como podemos melhorá-los? A relação entre médico e pessoa doente e um fator chave nos cuidados de saúde prestados a esta população. Doentes e Métodos: Construímos um modelo de abordagem da pessoa doente, personalizado, isto e, biopsicossocial e centrado na pessoa, para aumentar a sua autonomia e envolvimento nos autocuidados, como alternativa ao modelo convencional, centrado nos profissionais ou no sistema. Comparamos os resultados obtidos com as duas abordagens, utilizando um inquérito de satisfação das pessoas. Avaliamos a correlação entre a satisfação percebida e os resultados sociais, clínicos e biológicos. Resultados e conclusão: O modelo personalizado obteve melhores resultados que o convencional e por isso deve ser o modelo de escolha para estas pessoas.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

The contribution of the polytechnic institutions for regional development: the case of IPPortalegre. Notes from an ongoing research

O estudo da contribuição das instituições de ensino superior politécnico para o desenvolvimento regional é um projeto de investigação em curso que envolve uma parceria de sete Institutos Politécnicos (Bragança, Castelo Branco, Leiria, Portalegre, Setúbal, Viana do Castelo e Viseu), em colaboração com as universidades do Minho e do Porto, com o objetivo principal de desenvolver um modelo, adaptado ao contexto português, que permita estimar o impacto económico daquelas instituições para as regiões em que se encontram inseridas. Atendendo ao facto da pesquisa se encontrar numa fase inicial de desenvolvimento, procurar-se-á apresentar os objetivos de partida, a estratégia metodológica consensualizada no âmbito da parceria, o modelo conceptual aferido e, finalmente, alguns resultados/produtos esperados. A informação empírica subjacente ao estudo tem origem num conjunto de indicadores e variáveis, reunidos em quatro inquéritos por questionário, on-line, junto de uma amostra aleatória constituída por estudantes, docentes, colaboradores e ex-alunos, transversalmente às quatro unidades orgânicas do IPP e às ofertas formativas atualmente disponibilizadas (CETs, cursos de 1º e 2º ciclos)

Applied colorimetry as instrument in the elaboration of a timber color chart

A cor da madeira é muito instável, estando sujeita a rápidas alterações. Esta instabilidade está intrinsecamente relacionada com os elementos anatômicos constituintes da madeira. Por ser subjetiva, a cor da madeira pode ser interpretada dediversas formas. Neste trabalho estudaram-se as cores de 350 espécies de madeira(402 amostras). Seguiu-se o Sistema CIE La*b* de 1976. Determinaram-se os dados colorimétricos dessas amostras por meio de um espectrofotômetro Datacolor Microflash 200d. Fez-se, por meio de aplicação de um questionário, o levantamento da nomenclatura das cores das madeiras adotadas na tabela. Utilizando-se de análise multivariada, os dados foram classificados em 33 grupos de cores homogêneascom o objetivo de confeccionar uma tabela de cores de madeiras. Constatou-se queo ângulo de tinta (H), no sistema CIE La*b*, de todas as cores das madeiras estudadasse enquadrou de 0º a 90º. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACTDue to its subjectivity, color in timber can be interpreted in different ways, in addition to the fact that it is unstable and subjected to alterations caused by weathering. This experiment studied colors and figures of 380. Brazilian tropical wood species based on the CIE La*b* Color System from 1976. Colorimetric data was determined by means of a Datacolor Microflash 200d Spectophotometer. A multivariate statistical analyses by Cluster grouping method was used to determine 25 groups of colors using the Variables L, a*, b* e h, with the objective of creating a wood color chart. A survey was used to define the nomenclature of the colors to be adopted in the chart. It was determined 512 color names for 34 wood specimens studied among 28 surveied. It was observed that the angle of ink (h) in the CIE La*b* System for the species studied was between 0º and 90º (first quadrant)

Simulação de Sinal ECG Patológico

Na prática clínica e em particular no processo de diagnóstico, a avaliação das funções cardíaca e respiratória é suportada por eletrocardiograma e auscultação. São exames não invasivos, rápidos e baratos de realizar e fáceis de interpretar. Por esses motivos, esse tipo de avaliação é uma constante no dia a dia do clínico e as informações obtidas são essências para a tomada de decisão. Assim, é imprescindível que durante a sua formação, os estudantes de disciplinas da área da saúde adquiram competências na aquisição e avaliação dos referidos sinais fisiológicos. A simulação, considerando as possibilidades tecnológicas da atualidade, é uma excelente ferramenta de preparação, pois expõe os formandos a contextos próximos dos reais, mas sem os riscos associados. Por estas razões, a simulação de sinais fisiológicos desempenha um papel importante na formação de profissionais de saúde, profissionais de bioengenharia e também no desenvolvimento e calibração de dispositivos médicos. Esta apresentação descreve um projeto de desenvolvimento, no âmbito da unidade curricular de Projeto ou Estágio. O objetivo principal é o de aprimorar um manequim simulador existente no Centro Biomédico de Simulação CHP-ICBAS e teve início há mais de 2 anos. O sistema desenvolvido permite, de forma integrada através de uma interface gráfica, gerar sinais sincronizados de eletrocardiograma (ECG), fonocardiograma (PCG) e de sons respiratórios, sendo possível simular a introdução de diferentes distúrbios nos sinais.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Fiber reinforced concrete of enhanced fire resistance for tunnel segments

In the last decades, technical and scientific efforts have been done to increase the concrete strength, based on the assumption that more economic, lightweight, durable and good looking structures can be built. This strength enhancement, however, has been obtained by increasing the compactness of the concrete internal structure, resulting concretes with a void percentage much lower than the values observed in concretes of current strength classes. Research and fire accidents have shown that the concrete failure of structures exposed to fire is as explosive as high is the concrete strength class, since the concrete brittleness increases with the concrete compressive strength. In the present work a fiber reinforced concrete of enhanced fire resistance was developed and its properties are characterized by experimental research. This concrete is intended to have enough resistance for the most structural engineering applications, while the performance of the fibrous reinforcement system was evaluated in terms of verifying its possibilities for replacing, partially or totally, conventional reinforcement used in concrete precast tunnel segments.The authors wish to acknowledge the support provided by the Portuguese Science and Technology Foundation (FCT) by means of the project POCTI/ECM/57518/2004 “FICOFIRE - High performance fiber reinforced concrete of enhanced fire resistance”, as well as the support of Spie Batignolles Company

Ponto de fantasia, ponto de esquadria e cartografia náutica no tempo das descobertas

Durante o período dos descobrimentos e expansão marítima europeia a posição do navio no mar era determinada recorrendo a dois métodos: o método do ponto de fantasia, desenvolvido durante o século XIII no Mediterrâneo e baseado nas direcções indicadas pela agulha de marear e nas distâncias estimadas pelos pilotos; e o método do ponto de esquadria, introduzido pelos portugueses durante o século XV, e baseado na determinaçãoda latitude por métodos astronómicos. Na ausência de quaisquer erros na medição dos rumos, distâncias e latitudes, as duas posições são teoricamente coincidentes. Contudo, e devido ao facto de, no ponto de esquadria, a latitude observada prevalecer sempre sobre os outros elementos de informação, essa coincidência não se verifica na presença da declinação magnética. Enquanto no ponto de fantasia o efeito da declinação magnética se reflecte tanto em latitude como em longitude, no ponto de esquadria só a longitude é afectada

Papel do Conselho Municipal de Desenvolvimento Rural : a experiencia de Espirito Santo do Pinhal

Orientador : João Luiz CardosoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgricolaMestrad