Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/59122
Type: Dissertação
Title: Caracterização comportamental da coruja-buraqueira como modelo aviário para investigação das bases neurais e farmacológicas do piscar espontâneo
Authors: Alice Timponi França Magalhães
First Advisor: Fabrício de Araújo Moreira
metadata.dc.contributor.advisor2: Jérôme Baron
First Referee: Cleiton Lopes Aguiar
Second Referee: Maristela de Oliveira Polentini
Third Referee: Bruno Resende de Souza
metadata.dc.contributor.referee4: Theo Rolla Paula Mota
Abstract: O piscar dos olhos se caracteriza pelo rápido fechamento e reabertura das pálpebras causando um breve momento de perda da informação visual. Este movimento ocorre enquanto um reflexo, para manter a homeostase corneal, bem como espontaneamente. Pesquisas em mamíferos, principalmente primatas, têm mostrado que a taxa do piscar espontâneo está relacionado com o controle dopaminérgico de processos cognitivos e atencionais. Apesar de não sabermos o mecanismo neural por trás dessa associação, sabe-se que o sistema dopaminérgico é bastante conservado ao longo da evolução de vertebrados. Partindo desse argumento, nosso trabalho propõe a coruja-buraqueira (Athene cunicularia) como um novo animal modelo para estudar este comportamento. O comportamento de piscar foi registrado para seis animais durante um período de 24 horas e nós realizamos a análise temporal do padrão de piscar dessas corujas. Por se tratar de uma espécie catemeral, este animal alterna entre os períodos de vigília e sono ao longo do dia e da noite, possibilitando que pudéssemos examinar como o estado central e os fatores exógenos contribuem para a dinâmica deste comportamento. Os piscares foram amostrados enquanto eventos discretos resolução temporal: 1Hz). As séries temporais foram compiladas para piscares acompanhados de sacadas e piscares ocorrendo isoladamente (piscares isolados). Ao longo das 24 horas, a taxa mediana (IQR - variação inter-quartil) foi de 1,77 (IQR, 0,55) para piscar com sacada e 0,21 (IQR, 0,28) eventos/min para piscar isolado. Utilizando uma abordagem de seleção de modelos circular, descobrimos que a distribuição do piscar ao longo do dia não era uniforme e era melhor ajustada por modelos baseados em von Mises que incorporam pelo menos um pico no período da tarde. Não houve diferença significativa na média do horário de pico da tarde entre o piscar com sacada e o piscar isolado (teste de Watson-Williams, F = 0,0787, p = 0,7847). Para caracterizar a estrutura temporal de cada série temporal, calculamos o parâmetro de intermitência B, com base na distribuição de tempo entre piscares, e o parâmetro de memória M, baseado em métricas que correlacionam o tempo entre um piscares. A partir dessa análise, descobrimos que a ocorrência de eventos de piscar não é periódica e nem aleatória, mas segue uma dinâmica intermitente que é impulsionada por um forte efeito de curto-prazo. Além disso, nossos achados demonstraram que a privação de sono tem um impacto mais significativo sobre o piscar isolado do que nos piscares que ocorrem em conjunto com sacadas. De toda forma, a comparação entre os períodos pré- e pós-privação mostrou que a dinâmica temporal do piscar é preservada mesmo após a privação de sono.
Abstract: Eye blinking is characterized by the rapid closing and reopening of the eyelids causing a brief moment of loss of visual information. This movement occurs as a reflex, to maintain corneal homeostasis, as well as spontaneously. Research in mammals, mainly primates, has shown that the rate of spontaneous blinking is related to dopaminergic control of cognitive and attentional processes. Although we do not know the neural mechanism behind this association, it is known that the dopaminergic system is highly conserved throughout vertebrate evolution. Based on this argument, our work proposes the burrowing owl (Athene cunicularia) as a new animal model to study this behavior. We recorded the blinking behavior of six animals over a 24-hour period and conducted a temporal analysis of their blinking patterns. Because it is a cathemeral species, this animal alternates between periods of wakefulness and sleep throughout the day and night, allowing us to examine how central states and exogenous factors contribute to the dynamics of this behavior. Eye blinks were sampled as discrete events (temporal resolution: 1Hz). Time series were compiled for blinks accompanied by head saccades and from blinks occurring alone (isolated blinks). Over the 24 hours, the median rate (IQR - inter-quartile range) was 1.77 (IQR, 0.55) for saccade-associated blinks and 0.21 (IQR, 0.28) events/min for isolated blinks. Using a circular model selection approach, we found that the distribution of daily blinks was not uniform and was better fitted by Von Mises-based models that incorporate at least one peak in the afternoon. There was no significant difference in mean afternoon peak hours between blink with saccade and isolated blinking (Watson-Williams test, F = 0.0787, p = 0.7847). To characterize the temporal structure of each time series, we computed the burstiness parameter B based on the inter-blink time distribution and the memory parameter M based on the inter-blink time correlations metrics. From this analysis, we found that the occurrence of blinking events is neither periodic nor random but follows an intermittent dynamics that is primarily driven by a strong short-term memory effect. Moreover, our findings demonstrated that sleep deprivation has a more significant impact on isolated blinks than those occurring in conjunction with saccades. In any case, the comparison between the pre- and post-deprivation periods showed that the temporal dynamics of blinking are preserved even after sleep deprivation.
Subject: Fisiologia
Aves
Estrigiformes
Piscadela
Dopamina
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/59122
Issue Date: 12-Jun-2023
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