Uso de redes recorrentes para identificação automática de contaminantes e para a estimação de um sensor virtual de eletromiografia no contexto de um sistema tolerante a falhas

O desenvolvimento de sistemas inteligentes controlados por eletromiografia que possam se adaptar a possíveis contaminações extrínsecas e intrínsecas, que afetem a taxa de acerto do classificador de movimentos, leva a dispositivos mais robustos e seguros, vistos que evitariam acionamentos indevidos e inesperados. Esse trabalho apresenta uma solução para contaminações por Artefato de Movimento, Ruído de Linha Elétrica, Ruído Branco Aditivo e ECG em 9 diferentes níveis de SNR, de -40dB a 40dB, utilizando Redes Neurais Recorrentes (RNR) com unidades LSTM nas duas etapas deste trabalho. A primeira etapa é o sistema de identificação da contaminação, que traz como inovação a identificação do contaminante diretamente do sinal bruto de sEMG, deixando para a rede a extração das características temporais, onde os resultados apontaram uma taxa de mais de 90% de acerto do tipo de contaminante para SNR = -30dB. A segunda etapa é a geração de um Sensor Virtual a partir de 7 estudos de caso em falhas de eletrodos, que traz como inovação a regressão do sinal retificado e suavizado por um filtro AVT. A geração do sensor virtual é realizada a partir dos canais não contaminados também utilizando uma RNR - LSTM com o objetivo de recuperar a taxa de acerto em 18 classes de um classificador Extreme Learning Machine (ELM), aplicado nas bases NinaPro e IEE. Os resultados indicaram que foi possível recuperar a taxa média de acerto para 2 canais contaminados com ruído branco aditivo em -30dB, de um total de 12 canais, de 7,28% para 68,34% em 4 indivíduos não amputados e de 15,07% para 43,67% em 9 indivíduos amputados.The development of electromyographic controlled systems adaptable to possibles extrinsic and intrisec contaminations, affecting the movement classification hit rate, lead to more robust and secure devices avoiding unexpected situations. This work presents a solution for Movement Artifact, Electrical Noise, White Gaussian Noise and ECG in nine SNR levels, ranging from -40dB to 40dB in 10dB steps, using Recurrent Neural Networks with LSTM units in the two stages of this work. The first stage is an automatic contamination detector, that has the contaminant identification made direct from the raw sEMG signal as a novelty, where the the tests point to 90% correct identification for SNR = -30dB. The second stage is the development of a virtual sensor, that generates the corrupted channel using the non-corrupted ones using a RNR-LSTM with the objective to recover the 18 movement class classification hit rate for an Extreme Learning Machine (ELM). The results shows that was possible to recovery the classification hit rate for 2 contaminated channels from 7.28% to 63.34% in 4 non-amputee subjects and from 15,07% to 43.67% in 9 amputee subjects

Substrate specificity and the effect of calcium on Trypanosomabrucei metacaspase 2

Metacaspases are cysteine peptidases found only in yeast, plants and lower eukaryotes, including the protozoa. To investigate the extended substrate specificity and effects of Ca<sup>2+</sup> on the activation of these enzymes, detailed kinetic, biochemical and structural analyses were carried out on metacaspase 2 from Trypanosoma brucei (TbMCA2). These results reveal that TbMCA2 has an unambiguous preference for basic amino acids at the P<sub>1</sub> position of peptide substrates and that this is most probably a result of hydrogen bonding from the P<sub>1</sub> residue to Asp95 and Asp211 in TbMCA2. In addition, TbMCA2 also has a preference for charged residues at the P<sub>2</sub> and P<sub>3</sub>positions and for small residues at the prime side of a peptide substrate. Studies into the effects of Ca<sup>2+</sup> on the enzyme revealed the presence of two Ca<sup>2+</sup> binding sites and a reversible structural modification of the enzyme upon Ca<sup>2+</sup> binding. In addition, the concentration of Ca<sup>2+</sup> used for activation of TbMCA2 was found to produce a differential effect on the activity of TbMCA2, but only when a series of peptides that differed in P<sub>2</sub> were examined, suggesting that Ca<sup>2+</sup>activation of TbMCA2 has a structural effect on the enzyme in the vicinity of the S2 binding pocket. Collectively, these data give new insights into the substrate specificity and Ca<sup>2+</sup> activation of TbMCA2. This provides important functional details and leads to a better understanding of metacaspases, which are known to play an important role in trypanosomes and make attractive drug targets due to their absence in humans

Executed movement using EEG signals through a naive bayes classifier

Recent years have witnessed a rapid development of brain-computer interface (BCI) technology. An independent BCI is a communication system for controlling a device by human intension, e.g., a computer, a wheelchair or a neuroprosthes is, not depending on the brain’s normal output pathways of peripheral nerves and muscles, but on detectable signals that represent responsive or intentional brain activities. This paper presents a comparative study of the usage of the linear discriminant analysis (LDA) and the naive Bayes (NB) classifiers on describing both right- and left-hand movement through electroencephalographic signal (EEG) acquisition. For the analysis, we considered the following input features: the energy of the segments of a band pass-filtered signal with the frequency band in sensorimotor rhythms and the components of the spectral energy obtained through the Welch method. We also used the common spatial pattern (CSP) filter, so as to increase the discriminatory activity among movement classes. By using the database generated by this experiment, we obtained hit rates up to 70%. The results are compatible with previous studies

Deep learning for surface electromyography artifact contamination type detection

The quality of surface Electromyography (sEMG) signals could be an issue if highly contaminated by Power Line Interference (PLI), Electrocardiogram signal (ECG), Movement Artifact (MOA) or White Gaussian Noise (WGN), that could lead to unsafe operation of devices that is controlled by sEMG data, such as electro-mechanical prothesis. There are some mitigation methods proposed for some specifics sEMG contaminants and to use these methods in an efficient way is important to identify the contaminant in the sEMG signal. In this work we propose the use of a Recurrent Neural Network (RNN) using Long Short-Term Memory (LSTM) units in the hidden layer with no need of features extraction with the objective to classify the signal directly from sequences of the band-pass filtered data. The method proposed use the NinaPro database with amputee and non-amputee subjects. Only non-amputee subjects are used for parameters selection and then tested on both databases. The results show that 98% of the non-contaminated sEMG data was corrected classified and more than 95% of the contaminants were identified inside the training SNR range. Also, in this work is presented a SNR sensibility control and the contamination analysis in the range from −40 dB to 40 dB in 10 dB steps. The conclusion is that is possible to classify the contamination type in sEMG signals with a RNN-LSTM with a 112.5 ms time window and to predicted with a small error the classification hit rate for each SNR level in some cases

Mecanismo bioquímicos e moleculares envolvidos nos efeitos do treinamento concorrente de força e endurance sobre a massa muscular esquelética

Orientador: Gleisson Allisson Pereira de BritoMonografia (Especialização) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Curso de Especialização em Fisiologia do Exercício.Resumo: A musculatura esquelética é um tecido altamente plástico, capaz de alterar o tipo e a quantidade de proteína celular em resposta ao exercício. Este processo de adaptação induzido pelo exercício na musculatura esquelética envolve múltiplas vias de sinalização que, de maneira geral, irão estimular a transcrição de genes alvos que serão traduzidos em proteínas específicas, as quais exercerão funções específicas relacionadas com a demanda solicitada. Por exemplo, a realização de treinamento de força leva a aumento na massa muscular e força, enquanto a realização de treinamento de endurance leva a aumento na capacidade aeróbica e biogênese mitocondrial da musculatura treinada. Contudo, a realização de ambas as modalidades de treinamento simultaneamente exerce interferencia antagônica nas adaptações específicas de cada uma. Pouco se sabe sobre os mecanismos bioquímicos e moleculares envolvidos nos efeitos treinamento concorrente de força e endurance sobre a massa muscular, diante disto, este estudo irá revisar mecanismos chaves envolvidos nestas repostas. Um maior conhecimento sobre estes mecanismos não tem sua importância restringida aos cientistas do esporte e do exercício, mas pode também prover alvos terapêuticos para o tratamento de doenças musculares esqueléticas agudas e crônicas

Efeitos da suplementação com B-Hidroxi-B-Metilbutirato sobre parâmetros envolvidos na atrofia muscular esquelética induzida pela imobilização em ratos

Orientador : Prof. Dr. Luiz Cláudio FernandesDissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Biológicas, Programa de Pós-Graduaçao em Educaçao Física. Defesa: Curitiba, 13/04/2010Bibliografia: fls. 84-98Área de concentraçao: Exercício e esporteResumo: O treinamento resistido e o suporte nutricional estimulam a hipertrofia muscular. Inversamente, o repouso no leito, imobilizacao do membro, microgravidade, lesao da medula espinhal, lesao periferica, lesao tendinea, entre outros estimulos, resultam em atrofia muscular. A atrofia muscular pode surgir de situacoes como: elevacao da proteolise, diminuicao da sintese proteica ou ambas. A suplementacao com ƒÀ-hidroxi-ƒÀ-metilbutirato (HMB), tem sido utilizada como medida anti-catabolica, em situacoes desde caquexia ate lesoes musculares induzidas pelo exercicio. Diante disto, este estudo objetivou verificar quais os efeitos da suplementacao com HMB sobre a atrofia muscular induzida pela imobilizacao da pata posterior esquerda em posicao de encurtamento de ratos Wistar, durante um periodo de sete dias. Foram realizadas as seguintes analises: massa corporal total; peso do soleo; area de secao transversa das fibras musculares do soleo; analise ultra-estrutural dos sarcomeros das fibras musculares do soleo; proteolise total pela liberacao de tirosina do musculo em meio de incubacao; peroxidacao lipidica; expressao proteica do NF-kB e producao basal de lactato no meio de incubacao. Os animais foram submetidos a imobilizacao da pata posterior esquerda em posicao de encurtamento durante sete dias, divididos em dois grupos (HMB e placebo . CaCO3), e, suplementados por gavagem com 76 mg.kg.-1d-1 de HMB ou CaCO3. Foi verificado ao setimo dia que a imobilizacao da pata posterior diminuiu a massa corporal total, o peso do soleo, area de seccao transversa das fibras musculares do soleo e causou lesoes nos sarcomeros das fibras musculares do soleo em comparacao aos dos musculos nao imobilizados. Contudo, a suplementacao com HMB nao foi capaz de alterar estes parametros envolvidos na atrofia muscular em comparacao ao placebo. Diferentemente do que se esperava, os musculos atrofiados nao elevaram a taxa de proteolise em comparacao a dos musculos contra-lateral controles. A expressao do NF-KB nao alterou nos musculos sujeitos a imobilizacao ou controles de ambos os grupos. A producao de lipoperoxidos, e a producao basal de lactato do soleo em meio de incubacao elevaram-se nos musculos atrofiados em comparacao a dos contra-lateral, porem, a suplementacao com HMB nao alterou estes parametros. Diante destes resultados, conclui-se que a suplementacao com HMB nao foi capaz de alterar a atrofia muscular induzida pela imobilizacao, nem os parametros envolvidos na atrofia muscular induzida pela imobilizacao. A falta de elevacao na proteolise total dos musculos imobilizados em comparacao aos controles, e uma indicativa de que os musculos imobilizados estao se atrofiando devido a uma diminuicao da sintese proteica ao inves de um aumento na proteolise no setimo dia.Abstract: Resistance training and nutritional support have been used to stimulate muscle hypertrophy. Conversely, bed rest, limb immobilization, microgravity, spinal cord injury, peripheral injury, tendon injury, and other stimuli result in muscle atrophy. Muscle atrophy can arise from situations such as: increased proteolysis, decreased protein synthesis, or both. Supplementation with â-hydroxy-â-methylbutyrate (HMB) has been used as anti-catabolic agent in situations leading to cachexia and also to muscle damage induced by exercise. This study aimed to assess the effects of HMB supplementation on muscle atrophy induced by immobilization of the hindlimb in a shortened position of rats over a period of seven days. We measured the followed: total body mass, soleus muscle weight, cross-sectional area of soleus muscle fibers, ultra-structural analysis of the sarcomeres of muscle fibers of the soleus, overall proteolysis by the release of tyrosine from muscle incubation, peroxidation lipid, protein expression of NF-kB and, basal production of lactate by the muscle. The animals were subjected to immobilization of the left hindlimb in a shortened position for seven days, and divided into two groups (HMB and placebo – CaCO3), and supplemented by gavage with 76 mg.kg.-1d-1 of HMB or CaCO3. We found that immobilization of the hindlimb reduced the total body mass, tweight of the soleus, cross-sectional area of muscle fibers of the soleus and caused damage to the sarcomeres of muscle fibers in soleus muscles when compared to non-immobilized. Supplementation with HMB was not able to change these parameters. Unlike what was expected, muscles atrophy did not increase the rate of proteolysis when compared to the contralateral muscles which were the control ones. The expression of NF-KB was not altered in muscle from immobilized or controls of both groups. The production of lipidperoxide and basal production of lactate in the soleus incubated increased in the muscles atrophied when compared to the contralateral side. Again, HMB supplementation did not alter these parameters. In summary supplementation with HMB was not able to reversal the skeletal muscle atrophy induced by immobilization, or the parameters involved in muscle atrophy induced by immobilization. The lack of increase in total proteolysis of the immobilized muscles compared to controls, is indicative of the immobilized muscle are atrophying due to a decrease in protein synthesis rather than an increase in proteolysis in the seventh day

A relação entre o marketing de serviços e a empresa Azul Linhas Aéreas / The relationship between service marketing and Azul Airlines

Trabalhar para que a experiência com o negócio seja positiva não é mais um diferencial e sim uma obrigação para qualquer empresa que deseja se destacar dos seus concorrentes. Por conta do elevado grau de desenvolvimento tecnológico e a acirrada competição entre as empresas, as transformações no ambiente empresarial estão ocorrendo cada vez de forma mais rápida e profunda. Este trabalho teve como objetivo expor os conceitos sobre o marketing de serviços, bem como, destacar o “p” processo em um estudo de caso sobre a empresa Azul Linhas Aéreas. Para conseguir alcançar tais objetivos, tornou-se necessário realizar uma pesquisa bibliográfica sobre o assunto, através do método dedutivo e uso de dados secundários. Na análise, utilizou-se a análise de conteúdo que apresentou como resultados, o entendimento sobre os processos em marketing de serviços, podendo exemplificar os mesmos no estudo de caso da Azul Linhas Aéreas, evidenciando que os processos correspondem aos mecanismos e ao fluxo de atividades que a empresa adota para atender seus clientes. Logo, é imprescindível para as empresas, desenvolverem estratégias voltadas ao marketing de serviços, sendo um diferencial para criar a fidelidade dos clientes. Diante disso, tornou-se necessário um aprofundamento no assunto

Síndrome de supercrescimento bacteriano do intestino delgado associada à síndrome metabólica e à doença hepática gordurosa não alcoólica

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) has multifactorial etiopathogenesis, and in most cases is associated with metabolic syndrome (MS). The intestinal microbiota has potential involvement in both metabolic disorders and NAFLD. The aim of this study was to evaluate the intestinal microbiota in NAFLD patients with different metabolic profiles. Thirty-six patients with biopsy-proven nonalcoholic steatohepatitis (NASH) were evaluated. Subjects were divided into two groups according to their metabolic profile. We selected 16 patients with MS, 13 female, with mean age of 49.5 years. In the group without MS, there were 20 patients, 15 male, with mean age of 47.5 years. Their characteristics in relation to liver disease and intestinal microbiota were analyzed. The groups were similar in the laboratory and histological evaluation of liver disease. For microbiota evaluation, a breathing test for small intestinal bacterial overgrowth (SIBO) and in situ fluorescence hybridization (FISH) fecal microbiota analysis were performed. Breathing test was positive in 43.8% of patients with MS and 50% of those without MS. There was a high frequency of SIBO in both groups, with no significant difference between them. The fecal microbiota analysis showed significant difference in order Verrucomicrobiales. Its average concentration was 0.84 x 108 cells g-1 in the group without MS and 1.44 x 108 cells g-1 in those with MS (p 0.01). Verrucomicrobiales quantification also inversely correlated with serum ferritin and hepatocyte ballooning, markers of inflammation associated with NASH. This order of bacteria, through its representative in the human microbiota, Akkermansia muciniphila, is associated with intestinal mucosa protection and better metabolic profile. Given these findings, it is suggested that the lower concentration of Verrucomicrobiales is associated with higher inflammatory activity in patients with NAFLD without MS, in which the etiopathogenesis of the disease does not have its classic metabolic substrate.A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) tem etiopatogenia multifatorial, sendo na maioria dos casos associada à síndrome metabólica (SM). A microbiota intestinal tem potencial envolvimento tanto em distúrbios metabólicos como na DHGNA. O objetivo deste estudo foi avaliar a microbiota intestinal em pacientes com DHGNA com diferentes perfis metabólicos. Foram avaliados 36 pacientes com esteato-hepatite não alcoólica (EHNA) comprovada por biópsia. Os indivíduos foram divididos em dois grupos de acordo com seu perfil metabólico. Foram selecionados 16 pacientes com SM, 13 do gênero feminino, com média de idade de 49,5 anos. No grupo sem SM, foram 20 pacientes, 15 do gênero masculino, com média de idade de 47,5 anos. Foram analisadas suas características em relação à doença hepática e à microbiota intestinal. Os grupos foram semelhantes na avaliação laboratorial e histológica da doença hepática. Para avaliação da microbiota, foram realizados teste de respiratório para pesquisa de supercrescimento bacteriano do intestino delgado (SBID) e análise da microbiota fecal por hibridização por fluorescência in situ (FISH). O teste respiratório foi positivo em 43,8% dos pacientes com SM e em 50% daqueles sem SM. Houve alta frequência de SBID nos dois grupos, sem diferença significativa entre eles. À análise da microbiota fecal, houve diferença significativa quanto à ordem Verrucomicrobiales. Sua concentração média foi de 0,84 x 108 células g-1 no grupo sem SM e de 1,44 x 108 células g-1 naqueles com SM (p 0,01). A quantificação de Verrucomicrobiales também se correlacionou inversamente com ferritina sérica e balonização hepatocitária, marcadores de inflamação associados à EHNA. Essa ordem de bactérias, através de seu representante na microbiota humana, Akkermansia muciniphila, está associada a proteção da mucosa intestinal e a melhor perfil metabólico. Diante desses achados, sugere-se que a menor concentração de Verrucomicrobiales esteja associada a maior atividade inflamatória em pacientes com DHGNA sem SM, na qual a etiopatogenia da doença não possui seu substrato metabólico clássico.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai

Caffeine supplementation and intermittent exercise: effects on white blood cells

Caffeine is a common substance in the diets of most athletes and it is appearing in energy drinks, sport gels, alcoholic beverages and diet aids. The effects of caffeine ingestion prior to endurance training have been extensively studied. However, less is known concerning the effects of caffeine ingestion prior to intermittent exercise. The purpose of this study was to evaluate the effect of caffeine ingestion prior to intermittent exercise on white blood cells in soccer players. 15 professional soccer players completed a double-blind, placebo-controlled experiment. Forty-five minutes before exercise all subjects received 5.5 mg.kg-1 of caffeine (E+C, n=8) or placebo (cellulose; E+P, n=7). The exercise protocol was composed of 12 sets with ten sprints of 20 m each. The rest interval between sprints and between sets was ten seconds and 2 minutes, respectively. Between the 6th and 7th sets the rest interval was of 15 min. Blood samples were collected before and immediately after exercise protocol and the leukocytes were counted in Micros 60 (ABX Horiba) automated hematology analyzer. Anova two-way with Tukey post hoc tests were applied (p \u3c .05). Training session resulted in significant percentage increases (p \u3c .05) in the total leukocyte count (E+C = 31.1%; E+P = 30.5%), neutrophils (E+C = 44.4%; E+P = 38.3%), and lymphocytes (E+C = 21.9%; E+P = 23.0%), with no significant differences between groups for any variable. The main finding was that the ingestion of caffeine (5.5 mg.kg-1) may not cause greater leukocytes levels above that which occurs through exercise alone

Altitude and temperature drive anuran community assembly in a Neotropical mountain region

Understanding the spatial variation in species richness and the mechanisms that limit species range sizes along geographical gradients belong to the central research issues in macroecology. Here, we aim to test the topographic and climatic effects on anuran species richness and community composition in mountainous regions in the Brazilian Atlantic Forest biome. We used Individual-Based Rarefaction Curve (interpolation and extrapolation), Generalized Additive Model (GAM), Midpoint method and Principal Coordinates Analysis (PCoA) to analyze the topographic and climatic effects on anuran community composition, richness, and range sizes in a global biodiversity hotspot. Our results showed that altitude and annual mean temperature and temperature seasonality were the main drivers of species altitudinal range sizes and community assembly in mountainous regions. In conclusion, Anuran community richness peaked at intermediate altitudes following thus a hump-shaped pattern and corroborated the Rapoport's altitudinal rule as range sizes increased with altitude in mountainous regions from the Atlantic Forest biome. This study revealed new insights into the patterns and drivers of Neotropical anuran communities. Abstract in Portuguese is available with online material.Peer reviewe