Navegando por Autor "Barbosa, Aline Amabile Viol"
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Dissertação Análise topológica de dados em redes funcionais do cérebro humano sob efeito da Ayahuasca(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-16) Santos, Tales Carneiro dos; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; Santos, Fernando Antônio Nóbrega; http://lattes.cnpq.br/1995273890709490; http://lattes.cnpq.br/4867675016397915; Barbosa, Aline Amabile Viol; Lima, Gustavo Zampier dos Santos; https://orcid.org/0000-0002-4462-0522; http://lattes.cnpq.br/6484225572798302; Gléria, Iram MarceloUma área de grande interesse por parte dos cientistas na atualidade é o estudo de sistemas complexos reais. Um exemplo de sistema complexo é o cérebro humano. O presente estudo lança mão dos métodos usuais no estudo dos sistemas complexos para investigar, de forma exploratória, a conectividade cerebral de forma comparativa os momentos antes e depois da ingestão do chá de Ayahuasca. As ferramentas utilizadas para este trabalho focaram na investigação da conectividade entre as diferentes regiões do cérebro, com base em dados de ressonância magnética funcional (fMRI). Estes dados foram representados através de complexos simpliciais, com o intuito de possibilitar a utilização das técnicas próprias para a avaliação da conectividade cerebral. As três medidas usadas para avaliar a conectividade do cérebro foram: (i) a entropia de Euler; (ii) a curvatura; (iii) e a entropia persistente. Utilizando testes estatísticos apropriados, foi possível observar alterações no ponto de transição de fase do sistema complexo em questão. Para a curvatura, não foram observadas mudanças significativas, contudo uma alteração relevante no perfil de participação dos nós durante a transição de fase do sistema foi observada. Já para a entropia persistente, uma diminuição de seu valor foi observada para os símplices de dimensão dois. Desta forma, o presente estudo amplia o entendimento sobre impacto da Ayahuasca no cérebro e abre portas para futuros estudos a respeito da conectividade cerebral sob a ação de psicodélicos.Tese Entropia de Shannon e propriedades topológicas de redes funcionais do cérebro humano sob efeito de Ayahuasca(2015-09-18) Barbosa, Aline Amabile Viol; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; Araújo, Draulio Barros de; ; ; ; Alencar, Adriano Mesquita; ; Costa, Francisco Alexandre da; ; Silva, Marco Antonio Alves da; ; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes;O recente desenvolvimento do poder de processamento computacional vem trazendo para dentro do escopo da física e outras ciência exatas desafios até então considerados exclusivos de ciências qualitativas. Métodos e conceitos da Física têm contribuído para avanços em diversas áreas, dentre elas neurociência. Vimos na presente tese de doutorado estudar o comportamento do cérebro humano em estado alterado de consciência, a partir de mapas funcionais gerados por ressonância magnética funcional (fMRI, {\it functional Magnetic Ressonance}) usando ferramentas da física estatística e da teoria de redes complexas. Analisamos dados de fMRI do cérebro de sujeitos em estado de repouso em duas condições distintas: em estado natural e em estado alterado de consciência pela ingestão de uma infusão psicoativa, proveniente da cultura indígena amazônica, chamada Ayahuasca. Em linhas gerais fomos guiados por duas perguntas. O Ayahuasca causa diferenças nas redes funcionais do cérebro? Como quantificar essas diferenças? Inicialmente construímos redes complexas usando os dados de fMRI para mapear informações das redes funcionais do cérebro de cada sujeito em ambas condições. A seguir analisamos as propriedades estatísticas e topológicas dessas redes. Comparando as redes geradas a partir dos dados adquiridos antes e depois da ingestão do Ayahuasca, detectamos duas mudanças importantes nas propriedades estatísticas e topológicas. Encontramos primeiramente um aumento na entropia de Shannon da distribuição de grau. Encontramos também uma segunda mudança importante: Uma variação na topologia que interfere nas eficiências das redes referentes ao estado alterado. Parte das mudanças nas eficiências de rede vão além do que pode ser explicado exclusivamente pelo aumento de entropia. Interpretamos e discutimos esses dois resultados no contexto de neurociência. Comentamos também sobre a como a quantificação de informações das redes funcionais pode ser melhorar nossa compreensão do funcionamento do cérebro humano e, consequentemente, contribuir para o desenvolvimento de novas metodologias em diagnóstico e tratamento de distúrbios psiquiátricos ainda pouco compreendidos.Artigo Física estatística aplicada à neurociência de estados alterados: o cérebro sob influência de psicodélicos(FapUNIFESP (SciELO), 2021-03-05) Barbosa, Aline Amabile Viol; Felippe Junior, Helcio; Ventura, Heloisa Helena dos Santos Onias; Araújo, Dráulio Barros de; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; Fontes, Fernanda Palhano Xavier deO objetivo principal da mecânica estatística é relacionar a física microscópica regida pelas leis de Newton, ou então pela mecânica quântica, com a física macroscópica regida pelas leis da termodinâmica. Conceitos macroscópicos, tais como a temperatura, que não fazem sentido do ponto de vista microscópico, surgem na mecânica estatística como propriedades emergentes quando o número de partículas torna-se suficientemente grande. O sucesso da mecânica estatística em explicar e prever uma variedade de fenômenos macroscópicos motivou a aplicação de conceitos e métodos da física estatística ao estudo de sistemas complexos e redes complexas, inclusive em neurociência. Nosso objetivo neste trabalho é aplicar essa abordagem a um problema chave na neurociência: como entender quantitativamente os correlatos neurais de estados mentais alterados de consciência induzidos por substâncias psicodélicas? Vamos primeiro introduzir alguns conceitos básicos sobre a conectividade funcional das regiões do cérebro. Discutimos então a fenomenologia e a neurociência relacionadas aos psicodélicos. Finalmente, resumimos alguns estudos que aplicaram a física estatística e a teoria de redes complexas para tentar melhor entender o comportamento do cérebro sob influência dos psicodélicosDissertação Pearson matrices as density operators: a test of the entropic brain hypothesis using the von Neumann entropy(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-07-30) Felippe Junior, Helcio; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; Barbosa, Aline Amabile Viol; 01397906677; http://lattes.cnpq.br/9378498918721758; http://lattes.cnpq.br/1995273890709490; http://lattes.cnpq.br/0182409903873217; Araújo, Draulio Barros de; http://lattes.cnpq.br/7818012155694188; Raposo, Ernesto Carneiro Pessoa; http://lattes.cnpq.br/4321118621178584; Fontes, Fernanda Palhano Xavier de; http://lattes.cnpq.br/5303845192389002A hipótese do cérebro entrópico afirma que importantes parâmetros funcionais devem exibir aumento de entropia durante estados cerebrais induzidos por psicodélicos. Essa hipótese ganhou considerável suporte ao longo dos últimos anos, particularmente via aplicação de limiar em matrizes de correlação de Pearson de redes de conectividade funcional. Entretanto, o procedimento de aplicação de limiar tem suas desvantagens, principalmente sua arbitrariedade na seleção do valor limiar. Neste trabalho, propomos um método de estimativa de entropia completamente objetivo e independente de limiar. Seja R uma matriz de correlação de Pearson genérica N ×N. Definimos ρ = R/N e provamos que ρ satisfaz as condições necessárias para um operador densidade. Portanto, a entropia de von Neumann S = − tr(ρ ln ρ) pode ser diretamente calculada a partir da matriz de Pearson. Em seguida, calculamos a entropia de correlações funcionais do cérebro humano. Consistente com a hipótese do cérebro entrópico, encontramos que a entropia aumenta durante os efeitos agudos da bebida psicodélica indígena amazônica ayahuasca.