Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9UVPC9
Type: Tese de Doutorado
Title: Efeito do escotoma temporal causado pelo piscar na atividade dos neurônios do Wulst visual da coruja buraqueira (Athene cunicularia)
Authors: Pedro Gabrielle Vieira
First Advisor: Jerome Paul Laurent Baron
First Referee: Mario Fiorani Junior
Second Referee: Marcio Flavio Dutra Moraes
Third Referee: Sergio Neuenschwander
metadata.dc.contributor.referee4: Theo Rolla Paula Mota
Abstract: Nós fechamos e reabrimos nossos olhos várias vezes por minuto. Esse comportamento conhecido como piscar é essencial para a saúde da superfície da córnea e proteger contra agentes externos potencialmente perigosos. Entretanto, o piscar também acarreta em uma interrupção transiente da visão. Curiosamente, nós não vivenciamos conscientemente essas interrupções, apesar de alterações similares da imagem que atinge a retina, realizadas por fontes externas, serem rapidamente percebidas. Quais são os mecanismos neuronais envolvidos na continuidade perceptual durante o piscar? Como o cérebro distinguir estímulos visuais produzidos por nosso próprio movimento daqueles produzidos por eventos de origem exógena com características similares? Essas questões nortearam o objetivo principal desta tese que se baseou em examinar especificamente como a atividade neuronal do wulst visual da coruja buraqueira é modulada pelo piscar. Inicialmente, um sistema de aquisição de vídeo, originalmente desenvolvido para pupilometria em humanos, foi adaptado para as necessidades do modelo animal. Em seguida, um estudo pupilométrico foi realizado para obter uma melhor compreensão da sensibilidade da retina à mudanças de intensidade luminosa. Os resultados dessa análise mostraram que o reflexo pupilar é aproximadamente sete vezes mais rápido do que em primatas e pode causar uma redução de quase 5 vezes no fluxo de luz que atinge a retina. Em seguida, realizamos um estudo da cinemática do piscar reflexivo (evocado por um sistema de estimulação por ar) e espontâneo, o qual mostrou que as fases de subida e descida da pálpebra possuem menor tempo de duração para o primeiro do que para o segundo. Além disso, foi observada a falta de oclusão total da pupila pela pálpebra para ambos os tipos de piscada. De forma contra-intuitiva, o tamanho da pupila tende a diminuir durante o fechamento palpebral. Por fim, o efeito de ambos os tipos de piscar foi estudado em 58 neurônios isolados do wulst visual da coruja buraqueira. Em geral, o piscar reflexivo e o espontâneo acarretam em uma redução da atividade neuronal durante a estimulação sustentada com grade senoidal. Entretanto, um aumento na frequência de disparos de potencias de ação foi encontrado para algumas células durante o piscar espontâneo. Ainda, simulando um piscar por meio de um decaimento rápido da luminância do monitor por um curto período gera uma diminuição na atividade neuronal ainda maior. Quando realizado no escuro, somente o piscar espontâneo está associado com um aumento robusto da atividade neuronal que começa antes do início do movimento de descida da pálpebra. Dessa forma, concluímos que nossos resultados são compatíveis com a ideia de que o piscar modula em parte a atividade dos neurônios do wulst visual por meio de um sinal extra retinal. Esse sinal pode estar associado com uma via de disparos corolários operando no wulst visual de corujas.
Abstract: Several times a minute, we rapidly close and reopen our eyelids. This behaviour, known as blinking, is essential, among other things, to keep the corneal surface healthy and free from potentially hazardous external agents. However, it also transiently disrupts patterned vision. Yet, intriguingly, we usually do not consciously experience such disruptions, even though comparable alterations of the retinal image due to external sources are readily noticeable. What are the neural mechanisms responsible for perceptual continuity during blinks? How does the brain distinguish visual stimuli produced by the own movement of the beholder from stimuli of similar physical characteristics but of exogenous origin? The aim of this thesis is to address these entirely opened issues by specifically examining how ongoing neuronal activity in the visual wulst of the awake burrowing owl (Athene cunicularia) is modulated by blinks. First, a camera-video acquisition system, originally developed for human pupillometry, was adapted to the experimental requirements of our animal model. A thorough pupilometric study was then undertaken to gain a better understanding of the retinal sensitivity to changes in light intensities. The results of this analysis show that the pupillary reflex is about seven times faster than that seen in primates and may cause an almost 5-fold reduction in retinal illuminance. Subsequently, a kinematic analysis of the owls reflex (evoked by an air-puff stimulation system) and spontaneous eyeblinks was performed, showing that the closing and opening phases of the former has shorter time duration than the latter. Moreover, a lack of complete closure of the pupil by the eyelid was found in both types of eyeblinks. Counterintuitively, a reduction in pupil size during the early phase of the eyelid closure was also observed. Finally, the effects of both types of eyeblinks were studied in 58 single neurons recorded from the visual wulst of the awake burrowing owl. In general, during sustained stimulation with sinusoidal gratings both reflex and spontaneous eyeblinks cause a reduction in the neuronal activity. However, an increase in spike discharge was also found in some cells during spontaneous blinks. In addition, simulating an eyeblink by instantly decreasing the monitor luminance for a brief period, diminishes the neuronal activity even further. When executed in the dark, only spontaneous eyeblinks are associated with a robust increase of neuronal activity, which starts before the onset of the eyelid movement. We conclude that our results are compatible with the idea that eyeblinks in part modulate the activity of neurons in the visual wulst trough an extra-retinal signal. This signal may be associated with a corollary discharge pathway incorporating the visual wuslt in owls.
Subject: Coruja
Telencéfalo
Wulst visual da coruja
Percepção visual do movimento
Fisiologia
Cinemática do piscar
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9UVPC9
Issue Date: 8-Aug-2014
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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