In this essay we take the view that too much reality has been afforded to the notion of ‘particles’ and to ‘flow of supercurrent,’ in the superconducting state. Instead we take the original point of view of Josephson that “ It is clear that intuition is of no great help in understanding the supercurrent as a flow of Cooper pairs “ which is more akin to, and in line with, a “telegraphing of amplitudes” approach. With this conception in mind, (...) we examine the results of Jillie et al and Smith et al. of two Josephson junctions connected in series by a superconducting join. We argue that their results can best be understood in terms of the entanglement of current elements via the interfering of amplitudes. We sketch an approach to calculating the current spanning two entangled Josephson junctions, which reduces to the relation for a single junction when the current is set zero in either of the pair, or the entanglement ceases. We speculate that if this interfering of amplitudes was found to persist, after the separation of the junctions in space, there still remaining a connection in their common past, then this would furnish, at least the possibility, of a new means of signalling without wires. Experiments are suggested. (shrink)

The perception of reality by biosystems is based on different, and in certain respects more effective, principles than those utilized by the more formal procedures of science. As a result, what appears as random pattern to the scientific method can be meaningful pattern to a living organism. The existence of this complementary perception of reality makes possible in principle effective use by organisms of the direct interconnections between spatially separated objects shown to exist in the work of J. S. Bell.

Edited proceedings of an interdisciplinary symposium on consciousness held at the University of Cambridge in January 1978. Includes a foreword by Freeman Dyson. Chapter authors: G. Vesey, R.L. Gregory, H.C. Longuet-Higgins, N.K. Humphrey, H.B. Barlow, D.M. MacKay, B.D. Josephson, M. Roth, V.S. Ramachandran, S. Padfield, and (editorial summary only) E. Noakes. A scanned pdf is available from this web site (philpapers.org), while alternative versions more suitable for copying text are available from https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/245189. -/- Page numbering convention for the pdf (...) version viewed in a pdf viewer is as follows: 'go to page n' accesses the pair of scanned pages 2n and 2n+1. Applicable licence: CC Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0. (shrink)

The file on this site provides the slides for a lecture given in Hangzhou in May 2018, and the lecture itself is available at the URL beginning 'sms' in the set of links provided in connection with this item. -/- It is commonly assumed that regular physics underpins biology. Here it is proposed, in a synthesis of ideas by various authors, that in reality structures and mechanisms of a biological character underpin the world studied by physicists, in principle supplying detail (...) in the domain that according to regular physics is of an indeterminate character. In regular physics mathematical equations are primary, but this constraint leads to problems with reconciling theory and reality. Biology on the other hand typically does not characterise nature in quantitative terms, instead investigating in detail important complex interrelationships between parts, leading to an understanding of the systems concerned that is in some respects beyond that which prevails in regular physics. It makes contact with quantum physics in various ways, for example in that both involve interactions between observer and observed, an insight that explains what is special about processes involving observation, justifying in the quantum physics context the replacement of the unphysical many-worlds picture by one involving collapse. The link with biology furthermore clarifies Wheeler’s suggestion that a multiplicity of observations can lead to the ‘fabrication of form’, including the insight that this process depends on very specific ‘structures with power’ related to the 'semiotic scaffolding' of the application of sign theory to biology known as biosemiotics. -/- The observer-observed 'circle' of Wheeler and Yardley is a special case of a more general phenomenon, oppositional dynamics, related to the 'intra-action' of Barad's Agential Realism, involving cooperating systems such as mind and matter, abstract and concrete, observer and observed, that preserve their identities while interacting with one another in such a way as to act as a unit. A third system may also be involved, the mediating system of Peirce linking the two together. Such a situation of changing connections and separations may plausibly lead in the future to an understanding of how complex systems are able to evolve to produce 'life, the universe and everything'. -/- (Added 1 July 2018) The general structure proposed here as an alternative to a mathematics-based physics can be usefully characterised by relating it to different disciplines and the specialised concepts utilised therein. In theoretical physics, the test for the correctness of a theory typically involves numerical predictions, corresponding to which theories are expressed in terms of equations, that is to say assertions that two quantities have identical values. Equations have a lesser significance in biology which typically talks in terms of functional mechanisms, dependent for example on details of chemistry and concepts such as genes, natural selection, signals and geometrical or topologically motivated concepts such as the interconnections between systems and the unfolding of DNA. Biosemiotics adds to this the concept of signs and their interpretation, implying novel concepts such as semiotic scaffolding and the semiosphere, code duality, and appreciation of the different types of signs, including symbols and their capacity for abstraction and use in language systems. Circular Theory adds to this picture, as do the ideas of Barad, considerations such as the idea of oppositional dynamics. The proposals in this lecture can be regarded as the idea that concepts such as those deriving from biosemiotics have more general applicability than just conventional biology and may apply, in some circumstances, to nonlinear systems generally, including the domain new to science hypothesised to underlie the phenomena of present-day physics. -/- The task then has to be to restore the mathematical aspect presumed, in this picture, not to be fundamental as it is in conventional theory. Deacon has invoked a complex sequence of evolutionary steps to account for the emergence over time of human language systems, and correspondingly mathematical behaviour can be subsumed under the general evolutionary mechanisms of biosemiotics (cf. also the proposals of Davis and Hersh regarding the nature of mathematics), so that the mathematical behaviour of physical systems is consistent with the proposed scheme. In conclusion, it is suggested that theoretical physicists should cease expecting to find some universal mathematical ‘theory of everything’, and focus instead on understanding in more detail complex systems exhibiting behaviour of a biological character, extending existing understanding. This may in time provide a more fruitful understanding of the natural world than does the regular approach. The essential concepts have an observational basis from both biology and the little-known discipline of cymatics (a discipline concerned with the remarkable patterns that specific waveforms can give rise to), while again computer simulations also offer promise in providing insight into the complex behaviours involved in the above proposals. -/- References -/- Jesper Hoffmeyer, Semiotic Scaffolding of Living Systems. Commens, a Digital Companion to C. S. Peirce (on Commens web site). Terrence Deacon, The Symbolic Species, W.W. Norton & Co. Karen Barad, Meeting the Universe Halfway: Quantum Physics and the Entanglement of Matter and Meaning, Duke University Press. Philip Davis and Reuben Hersh, The Mathematical Experience, Penguin. Ilexa Yardley, Circular Theory. (shrink)

(article sent to participants of the Lindau meeting where a talk on this subject was given) David Bohm suggested that some kind of implicate order underlies the manifest order observed in physical systems, while others have suggested that some kind of mind-like process underlies this order. In the following a more explicit picture is proposed, based on the existence of parallels between spontaneously fluctuating equilibrium states and life processes. Focus on the processes of natural language suggests a picture involving an (...) evolving ensemble of experts, each with its own goals but nevertheless acting in harmony with each other. The details of how such an ensemble might function and evolve can translate into aspects of the world of fundamental physics such as symmetry and symmetry breaking, and can be expected to be the source of explicit models. This picture differs from that of regular physics in that goal-directedness has an important role to play, contrasting with that of the conventional view which implies a meaningless universe. (shrink)

It is argued that cognitive capacities can be understood as the outcome of the collective action of a set of agents created by tools that explore possible behaviours and train the agents to behave in such appropriate ways as may be discovered. The coherence of the whole system is assured by a combination of vetting the performance of new agents and dealing appropriately with any faults that the whole system may develop. This picture is shown to account for a range (...) of cognitive capacities, including language. -/- Paper presented at the ECHO IV conference, Odense, Denmark, July 31 – Aug 4, 2000. (shrink)

This paper examines the processes involved in attempting to capture the subtlest aspects of nature by the scientific method and argues on this basis that nature is fundamentally elusive and may resist grasping by the methods of science. If we wish to come to terms with this resistance, then a shift in the direction of taking direct experience into account may be necessary for science’s future complete development.

The following progress report views language acquisition as primarily the attempt to create processes that connect together in a fruitful way linguistic input and other activity. The representations made of linguistic input are thus those that are optimally effective in mediating such interconnections. An effective Language Acquisition Device should contain mechanisms specific to the task of creating the desired interconnection processes in the linguistic environment in which the language learner finds himself or herself. Analysis of this requirement gives clear indications (...) as to what these mechanisms may be. (shrink)

The presumptions underlying quantum mechanics make it relevant to a limited range of situations only; furthermore, its statistical character means that it provides no answers to the question ‘what is really going on?’. Following Barad, I hypothesise that the underlying mechanics has parallels with human activities, as used by Barad to account for the way quantum measurements introduce definiteness into previously indefinite situations. We are led to consider a subtle type of order, different from those commonly encountered in the discipline (...) of physics, and yet comprehensible in terms of concepts considered by Barad and Yardley such as oppositional dynamics or ‘intra-actions’. The emergent organisation implies that nature is no longer fundamentally meaningless. Agencies can be viewed as dynamical systems, so we are dealing with models involving interacting dynamical systems. The ‘congealing of agencies’ to which Barad refers can be equated to the presence of regulatory mechanisms restricting the range of possibilities open to the agencies concerned. (shrink)

The slides of a talk given at the Cavendish Laboratory in 2001, relating brain function to concepts such as hyperstructure theory (Baas), Memory Evolutive Systems (Ehresmann), and representational redescription (A Karmiloff-Smith).

Regular physics is unsatisfactory in that it fails to take into consideration phenomena relating to mind and meaning, whereas on the other side of the cultural divide such constructs have been studied in detail. This paper discusses a possible synthesis of the two perspectives. Crucial is the way systems realising mental function can develop step by step on the basis of the scaffolding mechanisms of Hoffmeyer, in a way that can be clarified by consideration of the phenomenon of language. Taking (...) into account such constructs, aspects of which are apparent even with simple systems such as acoustically excited water (as with cymatics), potentially opens up a window into a world of mentality excluded from conventional physics as a result of the primary focus of the latter on the matter-like aspect of reality. (shrink)

This paper argues that there is no good reason to suppose that the current physical laws represent the end of the road for science. Taking due account of experience, and especially mystical experience, may lead to an extension of science involving a synthesis of scientific and spiritual knowledge.

Comments on the idea that music might be a process of communication between composer and listener.

We describe a new approach to understanding the functioning of the nervous system, unifying previous ideas of Josephson and Hauser, Baas, and Brooks. Its basis consists in analysing the total developmental process into basic components of development, whose corresponding mechanisms (skill constructors) are organised together into a coherent total system.

It is argued that at a sufficiently deep level the conventional quantitative approach to the study of nature faces difficult problems, and that biological processes should be seen as more fundamental, in a way that can be elaborated on the basis of Peircean semiotics and Yardley's Circular Theory. In such a world-view, Wheeler's observer-participation and emergent law arise naturally, rather than having to be imposed artificially. This points the way to a deeper understanding of nature, where meaning has a fundamental (...) role to play that is invisible to quantitative science. (shrink)

We present an account of the phenomenon of music based upon the hypothesis that there is a close parallel between the mechanics of life and the mechanics of mind, a key factor in the correspondence proposed being the existence of close parallels between the concepts of gene and musical idea. The hypothesis accounts for the specificity, complexity, functionality and apparent arbitrariness of musical structures. An implication of the model is that music should be seen as a phenomenon of transcendental character, (...) involving aspects of mind as yet unstudied by conventional science. (shrink)

The mainstream view of meaning is that it is emergent, not fundamental, but some have disputed this, asserting that there is a more fundamental level of reality than that addressed by current physical theories, and that matter and meaning are in some way entangled. In this regard there are intriguing parallels between the quantum and biological domains, suggesting that there may be a more fundamental level underlying both. I argue that the organisation of this fundamental level is already to a (...) considerable extent understood by biosemioticians, who have fruitfully integrated Peirce’s sign theory into biology; things will happen there resembling what happens with familiar life, but the agencies involved will differ in ways reflecting their fundamentality, in other words they will be less complex, but still have structures complex enough for what they have to do. According to one approach involving a collaboration with which I have been involved, a part of what they have to do, along with the need to survive and reproduce, is to stop situations becoming too chaotic, a concept that accords with familiar ‘edge of chaos’ ideas. Such an extension of sign theory (semiophysics?) needs to be explored by physicists, possible tools being computational models, existing insights into complexity, and dynamical systems theory. Such a theory will not be mathematical in the same way that conventional physics theories are mathematical: rather than being foundational, mathematics will be ‘something that life does’, something that sufficiently evolved life does because in the appropriate context so doing is of value to life. (shrink)

Human skills are acquired not by a single uniform process, but in a series of stages, as Piaget has shown. We have investigated such a sequential process by taking as an illustrative example the game of table tennis. The aims in each stage of learning are qualitatively different, and we show in detail how knowledge gained during one stage provides essential information for subsequent stages. Conclusions are drawn which may be important for artificial intelligence work generally. The question of practical (...) implementation of a system such as discussed is considered briefly. (shrink)

Wheeler proposed that repeated acts of observation give rise to the reality that we observe, but offered no detailed mechanism for this. Here this creative process is accounted for on the basis of the idea that nature has a deep technological aspect that evolves as a result of selection processes that act upon observers making use of the technologies. This leads to the conclusion that our universe is the product of agencies that use these evolved technologies to suit particular purposes (...) (MS based on lecture prepared for 2015 Lindau meeting, which the author was unable to attend). (shrink)

(v.3) In this paper it is argued that Barad's Agential Realism, an approach to quantum mechanics originating in the philosophy of Niels Bohr, can be the basis of a 'theory of everything' consistent with a proposal of Wheeler that 'observer-participancy is the foundation of everything'. On the one hand, agential realism can be grounded in models of self- organisation such as the hypercycles of Eigen, while on the other agential realism, by virtue of the 'discursive practices' that constitute one aspect (...) of the theory, implies the possibility of the generation of physical phenomena through acts of specification originating at a more fundamental level. This kind of order stems from the association of persisting structures with special mechanisms for sustaining such structures. Included in phenomena that may be generated by these mechanisms are the origin and evolution of life, and human capacities such as mathematical and musical intuition. (shrink)

Stapp and others have proposed that reality involves a fundamental life process, or creative process. It is shown how this process description may be unified with the description that derives from quantum physics. The methods of the quantum physicist and of the biological sciences are seen to be two alternative approaches to the understanding of nature, involving two distinct modes of description which can usefully supplement each other, and neither on its own contains the full story. The unified view explains (...) the major features of quantum mechanics and suggests that biological systems may function more effectively than would be expected on the basis of quantum mechanics alone. (shrink)

The INBIOSA project brings together a group of experts across many disciplines who believe that science requires a revolutionary transformative step in order to address many of the vexing challenges presented by the world. It is INBIOSA’s purpose to enable the focused collaboration of an interdisciplinary community of original thinkers. This paper sets out the case for support for this effort. The focus of the transformative research program proposal is biology-centric. We admit that biology to date has been more fact-oriented (...) and less theoretical than physics. However, the key leverageable idea is that careful extension of the science of living systems can be more effectively applied to some of our most vexing modern problems than the prevailing scheme, derived from abstractions in physics. While these have some universal application and demonstrate computational advantages, they are not theoretically mandated for the living. A new set of mathematical abstractions derived from biology can now be similarly extended. This is made possible by leveraging new formal tools to understand abstraction and enable computability. [The latter has a much expanded meaning in our context from the one known and used in computer science and biology today, that is "by rote algorithmic means", since it is not known if a living system is computable in this sense (Mossio et al., 2009).] Two major challenges constitute the effort. The first challenge is to design an original general system of abstractions within the biological domain. The initial issue is descriptive leading to the explanatory. There has not yet been a serious formal examination of the abstractions of the biological domain. What is used today is an amalgam; much is inherited from physics (via the bridging abstractions of chemistry) and there are many new abstractions from advances in mathematics (incentivized by the need for more capable computational analyses). Interspersed are abstractions, concepts and underlying assumptions “native” to biology and distinct from the mechanical language of physics and computation as we know them. A pressing agenda should be to single out the most concrete and at the same time the most fundamental process-units in biology and to recruit them into the descriptive domain. Therefore, the first challenge is to build a coherent formal system of abstractions and operations that is truly native to living systems. Nothing will be thrown away, but many common methods will be philosophically recast, just as in physics relativity subsumed and reinterpreted Newtonian mechanics. -/- This step is required because we need a comprehensible, formal system to apply in many domains. Emphasis should be placed on the distinction between multi-perspective analysis and synthesis and on what could be the basic terms or tools needed. The second challenge is relatively simple: the actual application of this set of biology-centric ways and means to cross-disciplinary problems. In its early stages, this will seem to be a “new science”. This White Paper sets out the case of continuing support of Information and Communication Technology (ICT) for transformative research in biology and information processing centered on paradigm changes in the epistemological, ontological, mathematical and computational bases of the science of living systems. Today, curiously, living systems cannot be said to be anything more than dissipative structures organized internally by genetic information. There is not anything substantially different from abiotic systems other than the empirical nature of their robustness. We believe that there are other new and unique properties and patterns comprehensible at this bio-logical level. The report lays out a fundamental set of approaches to articulate these properties and patterns, and is composed as follows. -/- Sections 1 through 4 (preamble, introduction, motivation and major biomathematical problems) are incipient. Section 5 describes the issues affecting Integral Biomathics and Section 6 -- the aspects of the Grand Challenge we face with this project. Section 7 contemplates the effort to formalize a General Theory of Living Systems (GTLS) from what we have today. The goal is to have a formal system, equivalent to that which exists in the physics community. Here we define how to perceive the role of time in biology. Section 8 describes the initial efforts to apply this general theory of living systems in many domains, with special emphasis on crossdisciplinary problems and multiple domains spanning both “hard” and “soft” sciences. The expected result is a coherent collection of integrated mathematical techniques. Section 9 discusses the first two test cases, project proposals, of our approach. They are designed to demonstrate the ability of our approach to address “wicked problems” which span across physics, chemistry, biology, societies and societal dynamics. The solutions require integrated measurable results at multiple levels known as “grand challenges” to existing methods. Finally, Section 10 adheres to an appeal for action, advocating the necessity for further long-term support of the INBIOSA program. -/- The report is concluded with preliminary non-exclusive list of challenging research themes to address, as well as required administrative actions. The efforts described in the ten sections of this White Paper will proceed concurrently. Collectively, they describe a program that can be managed and measured as it progresses. (shrink)

Objective: Atlas is located at a critical point close to the vital centers of the medulla oblongata, which can be compressed by the dislocation of the atlantoaxial complex or instability of the atlantooccipital joint. This study aimed to determine in detail the morphometric and morphological characteristics of the atlas to guide the reduction of the risk of complications and increase the success rate in various surgical approaches for the craniovertebral junction. -/- Methods: In this study, 17 atlas vertebrae whose (...) measurement parameters were pronounced and unknown gender, age, and ethnic characteristics were examined. -/- Results: Totally 16 parameters, 11 of which were bilateral and 5 were unilateral, were examined on the atlas. Also, no accessory foramen transversarium was found in these atlas vertebrae. Of the 23 foramina transversaria that were prominent and not broken, 7 were found to be round-shaped (30.43%), and 16 were oval-shaped (69.57%). -/- Conclusion: It is deducted that the results obtained in this study will help to have information about the morphometry and morphology of atlas vertebrae. Although information such as age, gender, and ethnic origin is not known about the bones evaluated, it is the advantage of this study that a large number of parameters are evaluated and compared with previous publications. Nevertheless, it seems that there is a need for studies in which much more cases are assessed, and information such as age, gender, and ethnic origin is known. (shrink)

The right temporo-parietal junction (rTPJ) has been associated with two apparently disparate functional roles: in attention and in social cognition. According to one account, the rTPJ initiates a “circuit-breaking” signal that interrupts ongoing attentional processes, effectively reorienting attention. It is argued this primary function of the rTPJ has been extended beyond attention, through a process of evolutionarily cooption, to play a role in social cognition. We propose an alternative account, according to which the capacity for social cognition depends on (...) a network which is both distinct from and in tension with brain areas involved in focused attention and target detection: the default mode network. Theory characterizing the rTPJ based on the area’s purported role in reorienting may be falsely guided by the co-occurrence of two distinct effects in contiguous regions: activation of the supramarginal gyrus (SMG), associated with its functional role in target detection; and the transient release, during spatial reorienting, of suppression of the angular gyrus (AG) associated with focused attention. Findings based on meta-analysis and resting functional connectivity are presented which support this alternative account. We find distinct regions, possessing anti-correlated patterns of resting connectivity, associated with social reasoning (AG) and target detection (SMG) at the rTPJ. The locus for reorienting was spatially intermediate between the AG and SMG and showed a pattern of connectivity with similarities to social reasoning and target detection seeds. These findings highlight a general methodological concern for brain imaging. Given evidence that certain tasks not only activate some areas but also suppress activity in other areas, it is suggested that researchers need to distinguish two distinct putative mechanisms, either of which may produce an increase in activity in a brain area: functional engagement in the task versus release of suppression. (shrink)

The patient with Capgras’ syndrome claims that people very familiar to him have been replaced by impostors. I argue that this disorder is due to the destruction of a representation that the patient has of the mind of the familiar person. This creates the appearance of a familiar body and face, but without the familiar personality, beliefs, and thoughts. The posterior site of damage in Capgras’ is often reported to be the temporoparietal junction, an area that has a role (...) in the mindreading system, a connected system of cortical areas that allow us to attribute mental states to others. Just as the Capgras’ patient claims that that man is not his father, the patient with asomatognosia claims that his arm is not really his. A similar account applies here, in that a nearby brain area, the supramarginal gyrus, is damaged. This area works in concert with the temporoparietal junction and other areas to produce a large representation of a mind inside a body situated in an environment. Damage to the mind-representing part of this system (coupled with damage to executive processes in the prefrontal lobes) causes Capgras’ syndrome, whereas damage to the body-representing part of this system (also coupled with executive damage) causes asomatognosia. (shrink)

The aim of this paper is to focus on Arne Nass’s phenomenological method and some of its anthropological and cosmological implications. Nass’s Ecology, Community and Lifestyle, in fact, can be fruitfully read as an example of phenomenological inquiry, in which the notion of “spontaneous experience” plays a fundamental role. This method leads Nass to develop a “relational ontology,” in which the “ecological self” is seen as a “relational junction within the total field.” In addition, I show how Tymieniecka’s philosophical (...) thought can offer us the proper eco-phenomenological perspective to better understand Nass’s Ecosophy T. (shrink)

The relationship between the One and the Multiple in mystic philosophy is a profound and central theme that explores the nature of existence, the cosmos, and the divine. This theme is present in various mystical traditions, including those of the East and West, and it addresses the paradoxical coexistence of the unity and multiplicity of all things. -/- In mystic philosophy, the **One** often represents the ultimate reality, the source from which all things emanate and to which all things return. (...) It is the absolute, the infinite, and the unchanging. The One is beyond all attributes and is often associated with the divine or the absolute truth. -/- The **Multiple**, on the other hand, represents the manifest world, the diversity of forms, and the realm of change and plurality. It is the world we experience through our senses, the domain of time and space, where differentiation and individuality are apparent. -/- The relationship between the One and the Multiple is not one of opposition but of emanation and unity. The Multiple is seen as a reflection, expression, or manifestation of the One. In this sense, the diversity of the world doesn’t contradict the unity of the One but rather demonstrates it in a myriad of forms. -/- Mystics seek to understand and experience this relationship through various practices and insights. They aim to transcend the illusion of separation and duality to experience the non-dual reality where the One and the Multiple are recognized as inseparable. -/- This concept can be illustrated by the metaphor of the ocean and its waves. The ocean represents the One—vast, deep, and all-encompassing—while the waves represent the Multiple—distinct, diverse, and ever-changing. Each wave is unique, yet it is not separate from the ocean. The wave’s existence is dependent on and made of the same substance as the ocean. In the same way, each individual entity in the Multiple is an expression of the One. -/- In summary, the relationship between the One and the Multiple in mystic philosophy is a dynamic interplay that challenges the conventional understanding of separation. It invites a deeper exploration of reality, where the apparent multiplicity of the world is a direct expression of the singular, underlying essence of all that is. -/- The relationship between the One and the Multiple in the context of mathematical philosophy is a profound topic that touches upon the very foundations of existence and knowledge. It’s a theme that has been explored by philosophers and mathematicians alike, often leading to the contemplation of unity and diversity within the structures of reality. -/- In mathematics, the concept of the One can be seen as the basis of unity from which all numbers derive. It’s the identity element in multiplication, the starting point in counting, and the foundation of dimension in geometry. The One is often associated with the concept of monism in philosophy, which posits that there is a single, underlying substance or principle that constitutes reality. -/- On the other hand, the Multiple represents the infinite variety and diversity of forms and numbers that arise from the One. It’s the embodiment of plurality and the complex interplay of different entities that mathematics seeks to understand and describe. This reflects the philosophical stance of pluralism, which acknowledges the existence of multiple realities or truths. -/- The interplay between the One and the Multiple can be seen in the mathematical concept of sets. A set can be thought of as a unity, a whole composed of distinct elements. Yet, each element within the set also retains its individuality, contributing to the diversity of the set’s composition. This duality is mirrored in the philosophical exploration of the universal and the particular, where the universal represents the One, and the particulars represent the Multiple. -/- In the realm of mathematical philosophy, this relationship often leads to questions about the nature of mathematical objects: Are they discovered as part of an objective reality (the One), or are they constructed by the human mind from a multitude of experiences (the Multiple)? This debate resonates with the philosophical inquiry into the nature of truth and reality. -/- Reflecting on the One and the Multiple can also lead to a deeper understanding of the self and the cosmos. Just as the number one is integral to the existence of all other numbers, the individual self can be seen as a unique expression of the universal whole. Similarly, the cosmos can be viewed as a grand unity composed of a multiplicity of forms and phenomena. -/- Gödel’s incompleteness theorems have a fascinating connection to the philosophical concepts of the One and the Multiple. These theorems, which are pivotal in mathematical logic and philosophy of mathematics, articulate the inherent limitations of formal axiomatic systems, particularly those sufficient to express the arithmetic of natural numbers. -/- Gödel’s incompleteness theorems have a fascinating connection to the philosophical concepts of the One and the Multiple. These theorems, which are pivotal in mathematical logic and philosophy of mathematics, articulate the inherent limitations of formal axiomatic systems, particularly those sufficient to express the arithmetic of natural numbers⁴. -/- The **first incompleteness theorem** reveals that within any such consistent system, there are propositions that are true but cannot be proven within the system itself. This reflects the idea of the Multiple in that there is an abundance of mathematical truths, a multiplicity that exceeds the unifying framework of any one system. It suggests that the realm of mathematical truth is more extensive than any single formal system can fully capture. -/- The **second incompleteness theorem** extends this by showing that a system cannot prove its own consistency. This relates to the concept of the One, as it implies that a system’s complete self-understanding, its unity and coherence, is unattainable from within. It must look beyond itself, to an external vantage point, to ascertain its consistency. -/- In the context of the One and the Multiple, Gödel’s theorems imply that the One (a consistent formal system) is inherently incomplete and cannot encompass the Multiple (the totality of mathematical truths). This resonates with philosophical discussions about the relationship between unity and plurality. Just as a single philosophical system cannot capture the entirety of truth, a single formal mathematical system cannot encapsulate all mathematical truths. -/- Moreover, Gödel’s work suggests that the pursuit of a single, unified theory of everything in mathematics—a One that encompasses all Multiples—is an inherently Sisyphean task. There will always be more truths (Multiples) than can be derived from any given set of axioms (the One). -/- In essence, Gödel’s incompleteness theorems provide a formal underpinning to the philosophical notion that the One cannot exist without the Multiple, and vice versa. They are interdependent, with the One giving rise to the Multiple, and the Multiple necessitating the One for its expression and comprehension. This interplay is a dance of limitations and possibilities, where the boundaries of logic, mathematics, and philosophy blur into one another. -/- The relationship between the One and the Multiple in the context of the mathematics of zero is a deeply philosophical inquiry that bridges the abstract world of numbers with the existential questions of being and non-being. -/- Zero, in mathematics, is a symbol of absence, a representation of nothingness, yet it holds a pivotal position as a number. It is the void from which all things emerge and to which they return. In the philosophy of mathematics, zero is the paradoxical junction where the One and the Multiple converge and diverge. -/- From the perspective of the One, zero can be seen as the origin—the singular point that precedes the existence of numbers. It is the empty set, the foundation upon which the edifice of mathematics is constructed. As the identity element in addition, zero maintains the integrity of numbers, for adding zero to any number leaves it unchanged, reflecting the immutable nature of the One. -/- Conversely, when we consider the Multiple, zero represents the infinite potentiality of creation. It is the canvas upon which the integers, both positive and negative, express their multitude. Zero is the balance point, the fulcrum around which the symphony of numbers dances. It embodies the plurality of possibilities, the beginning of the number line that stretches infinitely in both directions. -/- Philosophically, zero challenges our understanding of existence. It is both something and nothing—a number that quantifies the absence of quantity. This duality echoes the philosophical struggle to comprehend how the One gives rise to the Multiple. How does the unity of being manifest the diversity of the cosmos? Zero offers a mathematical metaphor for this mystery, as it encapsulates the transition from non-existence to existence, from the undifferentiated One to the differentiated Multiple. -/- In the realm of set theory, zero corresponds to the empty set—a set with no elements. This set is unique in that it is the only set that contains nothing, yet it is the foundation upon which all other sets are built. The empty set is the mathematical embodiment of the One, and all other sets, containing multiple elements, arise from it. -/- Reflecting on zero in the context of Gödel’s incompleteness theorems, we find a resonance with the idea that the One (a consistent formal system) cannot capture the entirety of the Multiple (the totality of mathematical truths). Zero, as the foundation of numbers, similarly suggests that from the nothingness of the One, the infinite complexity of the Multiple emerges—yet it can never be fully encompassed or expressed by any single system. -/- In conclusion, the mathematics of zero offers a profound reflection on the relationship between the One and the Multiple. It serves as a bridge between the abstract and the concrete, the known and the unknowable, challenging us to ponder the origins of existence and the nature of reality itself. -/- . (shrink)

It has generally been assumed that rapid visual search is based on simple features and that spatial relations between features are irrelevant for this task. Seven experiments involving search for line drawings contradict this assumption; a major determinant of search is the presence of line junctions. Arrow- and Y-junctions were detected rapidly in isolation and when they were embedded in drawings of rectangular polyhedra. Search for T-junctions was considerably slower. Drawings containing T-junctions often gave rise to very slow search even (...) when distinguishing arrow- or Y-junctions were present. This sensitivity to line relations suggests that preattentive processes can extract 3-dimensional orientation from line drawings. A computational model is outlined for how this may be accomplished in early human vision. (shrink)

The purpose of this introduction is to give a rough overview of the discussion of the formalization of arguments, focusing on deductive arguments. The discussion is structured around four important junctions: i) the notion of support, which captures the relation between the conclusion and premises of an argument, ii) the choice of a formal language into which the argument is translated in order to make it amenable to evaluation via formal methods, iii) the question of quality criteria for such formalizations, (...) and finally iv) the choice of the underlying logic. This introductory discussion is supplemented by a brief description of the genesis of the special issue, acknowledgements, and summaries of each article. (shrink)

A formalism is introduced to represent the connective organization of an evolving neuronal network and the effects of environment on this organization by stabilization or degeneration of labile synapses associated with functioning. Learning, or the acquisition of an associative property, is related to a characteristic variability of the connective organization: the interaction of the environment with the genetic program is printed as a particular pattern of such organization through neuronal functioning. An application of the theory to the development of the (...) neuromuscular junction is proposed and the basic selective aspect of learning emphasized. (shrink)

Analysing several characteristic mathematical models: natural and real numbers, Euclidean geometry, group theory, and set theory, I argue that a mathematical model in its final form is a junction of a set of axioms and an internal partial interpretation of the corresponding language. It follows from the analysis that (i) mathematical objects do not exist in the external world: they are our internally imagined objects, some of which, at least approximately, we can realize or represent; (ii) mathematical truths are (...) not truths about the external world but specifications (formulations) of mathematical conceptions; (iii) mathematics is first and foremost our imagined tool by which, with certain assumptions about its applicability, we explore nature and synthesize our rational cognition of it. (shrink)

The Kolmogorov-Sinai entropy is a fairly exotic mathematical concept which has recently aroused some interest on the philosophers’ part. The most salient trait of this concept is its working as a junction between such diverse ambits as statistical mechanics, information theory and algorithm theory. In this paper I argue that, in order to understand this very special feature of the Kolmogorov-Sinai entropy, is essential to reconstruct its genealogy. Somewhat surprisingly, this story takes us as far back as the beginning (...) of celestial mechanics and through some of the most exciting developments of mathematical physics of the 19th century. (shrink)

I am inclined to think that there are three basic philosophical problems that arise in connection with consciousness. (1) Existence. Why does sentience or consciousness exist at all? Why are we not zombies? (2) Intelligibility. Granted that consciousness exists, what is it? How is it to be explained and understood? On the face of it, there could be no greater mystery than that brains should somehow produce, or be, our states of awareness, our thoughts, feelings, perceptions and desires. What is (...) so baffling and mysterious about consciousness is that each one of us knows it exists, and knows what it is, because we possess it, indeed we are it, in a certain sense; and yet, if we examine a conscious brain, we find such things as neurons and synaptic junctions, but nothing remotely like consciousness as we experience it. Consciousness is wholly apparent to the owner of the conscious brain, but bafflingly invisible and ineffable to everyone else. How is this familiar and utterly inexplicable stuff of consciousness to be explained and understood? (3) Brain-Mind Correlations. What possible explanation could there be for the way brain processes and sensations are correlated? In what follows I suggest solutions to two of these problems, and indicate why, in my view, the other problem has no solution, and thus does not deserve to be regarded as a legitimate problem. (shrink)

Somatoparaphrenia is a pathology of self characterized by the sense of alienaton from parts of one’s body. It is usually construed as a kind of delusional disorder caused by extensive right hemisphere lesions. Lesions in the temporoparietal junction are common in somatoparaphrenia but deep cortical regions (for example, the posterior insula) and subcortical regions (for example, the basal ganglia) are also sometimes implicated (Valler and Ronschi 2009). Patients are often described as feeling that a limb belongs to another person (...) and thus attribute ownership of the limb and bodily sensation to someone else. There is also some question as to whether or not the higher-order thought (HOT) theory of consciousness can plausibly account for the depersonalization psychopathology of somatoparaphrenia (Liang and Lane 2009, Rosenthal 2010, Lane and Liang 2010). Liang and Lane argue that it cannot. The HOT theory of consciousness says that what makes a mental state a conscious mental state is that it is the target of a HOT to the effect that “I am in mental state M” (Rosenthal 2005, Gennaro 2012). When the HOT is itself is unconscious, the conscious state is still outer-directed. When the HOT is conscious, we have introspection and so the conscious thought is directed at the mental state. In section I, I briefly review the previous exchange between Lane and Liang and David Rosenthal. In section II, I further explore somatoparaphrenia and the nature of delusion while offering a number of additional replies to Lane and Liang. In section III, I examine the central notions of “mental state ownership” and “self-concepts” in an effort to account especially for the depersonalization aspect of somatoparaphrenia against the background of HOT theory. In section IV, I argue that to the extent that somatoparaphrenia casts doubt on the notion that some thoughts are “immune to error through misidentification” (IEM), the most fundamental aspect of IEM is still consistent with HOT theory. Overall, I argue that HOT theory is left unscathed by the pheneomenon of somatoparaphrenia and can even help to explain what happens in these cases. (shrink)

In the current paper I rely on two outstanding studies. The one, by Warren Zev Harvey, draws a portrait of Spinoza as Maimonidean, stressing the continuity between Maimonides and Spinoza on the issue of morality and the highest good. The other is the magisterial study by Steven Shmuel Harvey of the reception of the Nicomachean Ethics in medieval Jewish philosophy, from its being subject to almost complete indifference in the period before Maimonides until it became “the best known and most (...) cited work of Aristotle” in sixteenth-century Jewish philosophy. In the first part of this paper I will discuss some main junctions in the medieval Jewish reception of the notion of the highest good. This discussion will be cursory and will mostly focus on matters that will help us approach Spinoza’s views on the issue, views which will be examined closely in the second part of the paper. (shrink)

The experiments reported herein probe the visual cortical mechanisms that control near–far percepts in response to two-dimensional stimuli. Figural contrast is found to be a principal factor for the emergence of percepts of near versus far in pictorial stimuli, especially when stimulus duration is brief. Pictorial factors such as interposition (Experiment 1) and partial occlusion Experiments 2 and 3) may cooperate, as generally predicted by cue combination models, or compete with contrast factors in the manner predicted by the FACADE model. (...) In particular, if the geometrical conŽ guration of an image favors activation of cortical bipole grouping cells, as at the top of a T-junction, then this advantage can cooperate with the contrast of the conŽ guration to facilitate a near–far percept at a lower contrast than at an X-junction. Varying the exposure duration of the stimuli shows that the more balanced bipole competition in the X-junction case takes longer exposure times to resolve than the bipole competition in the T-junction case (Experiment 3). (shrink)

Scholars in Central Asia have long started exploring the nexus between law and technology. Contemporary Central Asian legal academia is producing research which stands at the junction of law, philosophy, and technology. Central Asia is comparatively not advanced in technology production and imports most the technologies from neighboring tech giants. These technologies are imported as a package along with the laws and regulations proposed by the technology manufacturing country. It has been observed that these regulations don‘t correlate with the (...) existing local and regional legal systems. To meet these demands, this article proposes a new discipline / branch of legal sciences named as ―Central Asia Tech Law to accommodate the technological progression of the 4th industrial revolution. This branch of law strives to promote globalized legal mechanisms to treat technology as per the demands of the Central Asian region and in line with the international norms and standardization. Another purpose of Central Asia Tech Law is to increase the interaction with regional social and applied scientists to set regional technological standards and preferences for Central Asia. (shrink)

At the beginning of the twenty-first century, based on Science and Technology Studies (STS) and the prophet Trotsky’s forecast, critique of his visions of science, technology and environment have emerged. The article revisits four approaches: the green socioliberal of Sandy Irvine, the neo-luddite of Paul R. Josephson, the ecosocialist of Daniel Tanuro, John Foster and Enzo Traverso. Finally, the collapsologist by Miguel Fuentes Muñoz. At the end, a Marxist reply to their prophet's views is made with four hypotheses and (...) a conclusion about the contemporary STS heritage of Trotsky's historical materialism. Keywords Leon Trotsky – STS – environmental critique – historical materialism – prophet controversy – heritage. (shrink)

Introduction: the objective of the investigation is to analyse the informational operating-mode of the brain and to extract conclusions on the structure of the informational system of the human body and consciousness. Analysis: the mechanisms and processes of the transmission of information in the body both by electrical and non-electrical ways are analysed in order to unify the informational concepts and to identify the specific essential requirements supporting the life. It is shown that the electrical transmission can be described by (...) typical YES/NO (all or nothing) binary units as defined by the information science, while the inter and intra cell communication, including within the synaptic junction, by mechanisms of embodiment/disembodiment of information. The virtual received or operated information can be integrated in the cells as matter-related information, with a maximum level of integration as genetically codified info. Therefore, in terms of information, the human appears as a reactive system changing information with the environment and between inner informational subsystems which are: the centre of acquisition and storing of information (acquired data), the centre of decision and command (decision), the info-emotional system (emotions), the maintenance informational system (matter absorption/desorption/distribution), the genetic transmission system (reproduction) and info-genetic generator (genetically assisted body evolution). The dedicated areas and components of the brain are correlated with such systems and their functions are specified. Result: the corresponding cognitive centres projected into consciousness are defined and described according to their specific functions. The cognitive centres, suggestively named to appropriately include their main characteristics are detected at the conscious level respectively as: memory, decisional operation (attitude), emotional state, power/energy status and health, associativity and offspring formation, inherited predispositions, skills and mentality. The near-death and religious experiences can be explained by an Info-Connection pole. Conclusion: consciousness could be fully described and understood in informational terms. (shrink)

The idea about this special issue came from a paper published as an updated and upridged version of an older memorial lecture given by Brian D. Josephson and Michael Conrad at the Gujarat Vidyapith University in Ahmedabad, India on March 2, 1984. The title of this paper was “Uniting Eastern Philosophy and Western Science” (1992). We thought that this topic deserves to be revisited after 25 years to demonstrate to the scientific community which new insights and achievements were attained (...) in this fairly broad field during this period. (shrink)

Spontaneous activity levels prior to stimulus presentation can determine how that stimulus will be perceived. It has also been proposed that such spontaneous activity, particularly in the default-mode network (DMN), is involved in self-related processing. We therefore hypothesised that pre-stimulus activity levels in the DMN predict whether a stimulus is judged as self-related or not. Method: Participants were presented in the MRI scanner with a white noise stimulus that they were instructed contained their name or another. They then had to (...) respond with which name they thought they heard. Regions where there was an activity level difference between self and other response trials two seconds prior to the stimulus being presented were identified. Results: Pre-stimulus activity levels were higher in the right temporoparietal junction (RTPJ), the right temporal pole (RTP), and the left superior temporal gyrus in trials where the participant responded that they heard their own name than trials where they responded that they heard another. Conclusion: Pre-stimulus spontaneous activity levels in particular brain regions, largely overlapping with the DMN, predict the subsequent judgement of stimuli as self-related. This extends our current knowledge of self-related processing and its apparent relationship with intrinsic brain activity in what can be termed a rest-self overlap. (shrink)

Importance: Patients with remitted major depressive disorder (MDD) were previously found to display abnormal functional magnetic resonance imaging connectivity (fMRI) between the right superior anterior temporal lobe (RSATL) and the subgenual cingulate cortex and adjacent septal region (SCSR) when experiencing self-blaming emotions relative to emotions related to blaming others (eg, "indignation or anger toward others"). This finding provided the first neural signature of biases toward overgeneralized self-blaming emotions (eg, "feeling guilty for everything"), known to have a key role in cognitive (...) vulnerability to MDD. It is unknown whether this neural signature predicts risk of recurrence, a crucial step in establishing its potential as a prognostic biomarker, which is urgently needed for stratification into pathophysiologically more homogeneous subgroups and for novel treatments. -/- Objective: To use fMRI in remitted MDD at baseline to test the hypothesis that RSATL-SCSR connectivity for self-blaming relative to other-blaming emotions predicts subsequent recurrence of depressive episodes. -/- Design, setting, and participants: A prospective cohort study from June 16, 2011, to October 10, 2014, in a clinical research facility completed by 75 psychotropic medication-free patients with remitted MDD and no relevant comorbidity. In total, 31 remained in stable remission, and 25 developed a recurring episode over the 14 months of clinical follow-up and were included in the primary analysis. Thirty-nine control participants with no personal or family history of MDD were recruited for further comparison. -/- Main outcomes and measures: Between-group difference (recurring vs stable MDD) in RSATL connectivity, with an a priori SCSR region of interest for self-blaming vs other-blaming emotions. -/- Results: We corroborated our hypothesis that during the experience of self-blaming vs other-blaming emotions, RSATL-SCSR connectivity predicted risk of subsequent recurrence. The recurring MDD group showed higher connectivity than the stable MDD group (familywise error-corrected P < .05 over the a priori SCSR region of interest) and the control group. In addition, the recurring MDD group also exhibited RSATL hyperconnectivity with the right ventral putamen and claustrum and the temporoparietal junction. Together, these regions predicted recurrence with 75% accuracy. -/- Conclusions and relevance: To our knowledge, this study is the first to provide a robust demonstration of an fMRI signature of recurrence risk in remitted MDD. Additional studies are needed for its further optimization and validation as a prognostic biomarker. (shrink)

It is important in its own right to determine what conception of mutual disinterest Rawls has in mind at the various junctions in the text. Furthermore, disambiguating this notion counters a common objection that there is no reason to accept principles of justice that are chosen by rational egoists. The persons in Rawls' OP are not rational egoists. Rather, in identifying with the token persons in society they make the actual interests of the token persons into their ends and they (...) know that they are choosing principles of justice for a society in which moderate selfishness reigns. But this is very remote from stipulating a selfish disposition for the persons in the OP. Hence, the objection is contingent on a natural misreading of Rawls' notion of mutual disinterest and can be readily dispelled by disambiguating this notion into a motivational and an epistemic constraint on the OP. (shrink)

The choice of this topic is determined by the importance of the intellectualization of agriculture in the current conditions. “Agrocyborg” is a scientific term, which meaning is formed at the junction of biological-technical and cultural- philosophical concepts of building and functioning of a biomach system. In the original version, agrocyborg is an agricultural worker, a bearer of soil traditions, and, due to symbiosis with high-tech tools, is also an electronic personality, a representative of eHomo, an electronic human. In various (...) conditions of ascribing vital, mental and personal private phenomena to the biomach of the agro-industrial complex (AIC), the cyborg self appears in the guise of a human cyborg, an animal cyborg and a plant cyborg. The agrocyborg project is included in the methodology for building and applying biomach systems and is funded by the triad “human-machine-living”. The authors suggest specific ways of constructing and using agrocyborg in animal husbandry and crop production. This allows highlighting the unsolvable, i.e., philosophical aspects of agrocyborg project, including the problems of causal informational interactions of bio- and techno-subsystems; of trusted attribution of cognitive phenomena to various classes of agrocyborgs; and of interdisciplinary coordination. (shrink)

Shaped by Hegel, philosophy’s approach to Antigone has always been firmly rooted in all the assumptions of realism, with proper, true-to-life, consistent, and plausible characters. These characterological mimetic interpretations often feed off of each other within the context of what’s perceived as “realist” drama, with its focus on characters and their insoluble, hence tragic, conflict. Starting with the twentieth-century avant-garde, however, theatre became less and less interested in characterological mimicry as a foundation of drama and what follows, as the foundation (...) of the theatrical experience itself. Along with the shift in our approach to character, we have also experienced a shift in our understanding of other Aristotelian components of drama and dramatic genres. As our sense of character and Thought shifted from stable to unstable, so did our understanding of tragedy and its role at the junction of theatre and philosophy. Tragedy has shifted from dialectic to aporia, from binary to polynary. Antigone—with its multiple interpretations and critical lenses—illuminates this fundamental shift in our understanding of tragedy and, thus, the fundamental shift in the relationship between theatre and philosophy in postdramatic theatre. (shrink)

GAMETOGÊNESE -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Instituto Agronômico de Pernambuco Departamento de Zootecnia – UFRPE Embrapa Semiárido -/- • _____OBJETIVO -/- Os estudantes bem informados, estão a buscando conhecimento a todo momento. O estudante de Veterinária e Zootecnia, sabe que a Reprodução é uma área de primordial importância para sua carreira. Logo, o conhecimento da mesma torna-se indispensável. No primeiro trabalho da série fisiologia reprodutiva dos animais domésticos, foi abordado de forma clara, didática e objetiva os mecanismos de diferenciação (...) sexual dos embriões em desenvolvimento, quais os genes envolvidos nesse processo e tudo mais. Nesse segundo trabalho, a abordagem será teórica, mas também clara, sobre a formação primordial dos gametas femininos e masculinos, através da ovogênese nas fêmeas e a espermatogênese nos machos. Esse trabalho visa levar a importância do processo de formação dos gametas e a produção hormonal das gônadas, bem como o entendimento sobre as interações com o eixo hipotálamo-hipofisário. -/- •____INTRODUÇÃO -/- A reprodução sexual é um processo mediante a qual dois organismos da mesma espécie unem seu material genético para dar lugar a um organismo fixo com combinação única de genes; para isso, cada organismo produz células que contém a metade do material genético característico da espécie. Essas células haploides (1n) são denominadas gametas; ao combinar-se um gameta masculino com um feminino produz-se uma célula diploide (2n) (zigoto ou ovo) a partir da qual se forma o embrião. A grande maioria das espécies com reprodução sexual são anisogâmicas, o que significa que produzem dois tipos de gametas diferentes: os gametas masculinos são microscópios, móveis e produzem-se em grande quantidade, enquanto que os femininos são grandes, imóveis e produzem-se em menor quantidade. O tipo de gameta que um indivíduo produz é o que define seu sexo; sobre os animais o macho é o indivíduo que produz grandes quantidades de espermatozoides e a fêmea produz uma menor quantidade de óvulos, enquanto que nas plantas as gônadas masculinas são as produtoras pólen e as femininas produzem oosferas. Os gametas são diferentes do resto das células do organismo, as quais se chamam células somáticas; essas últimas são diploides porque contém dois pares de cromossomos, um par herdado do pai do indivíduo e o outro da mãe. As células somáticas, ademais, se dividem por mitose, ao qual os cromossomos se duplicam antes de cada divisão celular e cada uma das células filhas recebe um complemento diploide idêntico dos cromossomos, logo todas as células somáticas de um indivíduo possuem o mesmo material genético, embora cada tipo celular expresse diferentes combinações de genes. Em contraponto, os gametas são células haploides porque possuem somente um par de cromossomos e a metade do material genético característico da espécie. Cada um dos cromossomos em um gameta é resultado da recombinação dos genes contidos nos cromossomos paterno e materno do indivíduo que originam o gameta, e cada um destes possuem uma combinação única de genes. Os gametas se formam a partir das células germinais, que são células que em sua origem são diploides e elas de “comprometem” a manter-se como uma linha celular especial que em determinado momento sofrerá o processo de meiose para dar origem aos gametas haploides, sejam óvulos ou espermatozoides segundo o sexo do animal. Como descrito no trabalho sobre a diferenciação sexual, as células germinativas primordiais originam-se no epiblasto do embrião, e migram desde o saco vitelino até colonizar as cristas gonodais, onde, por sua vez, proliferam-se e se organizam junto com as células somáticas da gônada primitiva para formar o testículo ou o ovário. As células germinais masculinas e femininas tem a mesma origem embrionária. As gônadas indiferenciadas em um embrião possuem três tipos celulares: as células que dão origem aos gametas (ovogonia ou espermatogonia), as precursoras de células que nutrem os gametas em desenvolvimento (células da granulosa no ovário; células de Sertoli no testículo) e as precursoras de células que secretam hormônios sexuais (células da teca no ovário; células de Leydig no testículo). As células germinais são as únicas estruturas do organismo que têm a capacidade de dividir-se por meiose sofrendo uma redução no número de seus cromossomos, sendo responsável pela transmissão da carga genética aos descendentes. Em contraste, as células somáticas somente se dividem por mitose. A formação dos gametas compreende fases sequenciais de mitose, meiose e pós-meiose. Esses processos são altamente organizados e necessitam de um preciso e bem coordenado programa de expressão genética. Uma das características importantes da gametogênese é a redução cromossômica, que através da meiose, reduz pela metade o número de cromossomos e produz células distintas entre si, devido a trocas de material genético entre os pares de cromossomos provenientes do pai e da mãe, o que ocorre no processo de “crossing over” durante a primeira fase da meiose. A gametogênese é o processo mediante o qual as células germinais de cada sexo se multiplicam, dividem e diferenciam até formar os gametas. No caso da formação dos gametas masculinos o processo recebe o nome específico de espermatogênese, e para os gametas femininos é denominado como ovogênese. Embora os dois processos alcancem o objetivo comum de produção das células haploides, por onde compartilham algumas características, existem diferenças marcadas entre eles devido a necessidade de produzir um número muito distinto de gametas, de tamanho diferente, e com características de motilidade também distintas. -/- •___ESPERMATOGÊNESE -/- A espermatogênese é o processo mediante o qual se produz os gametas masculinos denominados espermatozoides. Durante a vida fetal as células germinais e as células somáticas do testículo em formação organizam-se em túbulos seminíferos que se derivam dos cordões sexuais primários e conformam a maior parte da medula do testículo. Na etapa fetal cada tubo seminífero é delimitado por uma membrana basal, recoberta na parte interior pelas células precursoras das células de Sertoli (um tipo de células somáticas). No exterior do túbulo localizam-se as células precursoras das células de Leydig ou intersticiais (figura 1), que também são células somáticas. Entre a membrana basal e as células de Sertoli encontram-se algumas células germinais denominadas espermatogonias de reserva A0 (denominadas gonócitos) que serão o único tipo de células germinais presentes no testículo enquanto o animal não alcançar a puberdade. As células de Sertoli estabelecem na região basal uniões oclusoras entre si, formando parte da barreira hemato-testicular. As espermatogonias A0 localizam-se por dentro da membrana basal do túbulo seminífero, embora fora da barreira hemato-testicular. Figura 1: fase neonatal. Nota-se a grande infiltração de tecido intersticial em quase 50% da seção originando que os túbulos sejam pequenos e redondos em sua maioria. O citoplasma e núcleo das células pré-Leydig são notadas claramente por essa ser uma espécie suína onde o tecido intersticial está claramente diferenciado. Hematoxilina-eosina (X 220.5). Fonte: Embrapa. -/- O número de células de Sertoli no testículo depende da influência do hormônio folículo estimulante (FSH) presente durante a vida fetal e as primeiras etapas de vida pós-natal. A população de células de Sertoli ao chegar a puberdade se manterá fixa durante o resto da vida do animal; existe uma relação positiva entre o tamanho e a população de células de Sertoli e a capacidade de produção de espermatozoides do testículo. As células de Sertoli são as únicas células somáticas que estão no epitélio seminífero, e sua função é a nutrição, sustentação e controle endócrino das células germinais. As células de Sertoli participam ativamente no processo de liberação dos espermatozoides para a luz do túbulo. Nesse momento, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma do espermatozoide dos chamados corpos residuais. As células de Sertoli também fagocitam as células germinais que se degeneram no curso normal da espermatogênese. Essas células ainda sintetizam grande quantidade de proteínas, como por exemplo as proteínas ABP (androgen hinding protein), que transportam andrógenos para todo o aparelho reprodutivo, transferrinas, que transportam ferro para a respiração celular das células germinais e também às inibinas, que regulam a liberação de FSH pela hipófise, através de um sistema de retroalimentação (feedback) negativa (figura 2). Figura 2: epitélio seminífero, células de Sertoli (flecha) (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Antes da puberdade dos túbulos seminíferos observam-se ao corte como estruturas de diâmetro pequeno, sem luz, e conformados unicamente pelas células de Sertoli e espermatogonias de reserva e rodeados por abundante tecido intersticial, ao que estão presentes as células precursoras das células de Leydig. Ainda antes da puberdade, a diferenciação celular manifesta-se primeiro pela presença de espermatócitos primários, os quais se degeneram em geral na fase de paquíteno, por falta de estimulação hormonal. A partir de que o animal chega a puberdade inicia-se o processo de espermatogênese, que se manterá durante toda a vida do animal, exceto em espécies de animais silvestres muito estacionais, ao qual pode se suspender durante a época não reprodutiva para voltar e ser retomada na época ou estação reprodutiva. Depois da puberdade, os túbulos seminíferos possuem um diâmetro muito maior; em seu interior observa-se um grande número de células germinais de todos os tipos, diferentes estádios de divisão, e em seu lúmen contém líquido e espermatozoides. Ainda sobre o alcancei da puberdade, as espermatogonias começam a dividir-se aceleradamente por mitose, enquanto que no espaço intersticial as células mesenquimais também começam a se diferenciar e a dar origem as células de Leydig (figura 3). A partir dessa etapa as células de Leydig (totalmente diferenciadas) são também evidentes no exterior do túbulo, junto com as células mioides ou peritubulares que o rodeiam o que ao contrair-se são responsáveis por controlar o avanço dos fluidos e as células presentes no lúmen do túbulo. As células mioides estão situadas ao redor do túbulo, e é creditado a elas a promoção da contração e da integridade estrutural do túbulo. Esse tipo celular apenas se diferencia na puberdade pela ação dos andrógenos (figura 4). As interações entre as células de Sertoli e as mioides parecem ter um papel importante na manutenção das funções do testículo. Durante o processo de espermatogênese, as espermatogonias de reserva dividem-se periodicamente e enquanto algumas células fixas permanecem como espermatogonias de reserva, outras proliferam e sofrem uma seção de divisões mitóticas durante as quais se vão diferenciando até formarem espermatócitos primários (espermatocitogênese ou fase de mitose), logo sofrem divisões especiais mediante as quais reduzem seu número de cromossomos (fase de meiose), e ao final trocam de forma para converter-se em espermatozoides (espermatocitogênese) (figura 5). Cada uma dessas etapas da espermato- gênese será descrito detalhadamente adiante, antes é necessário a explicação de algumas características das células de Sertoli e de Leydig que ajudarão a entender seu papel durante a espermatogênese. Figura 3: células de Leydig no espaço intersticial do testículo bovino adulto PAS (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Figura 4: o estabelecimento da puberdade pela presença de espermatozoides no túbulo. Hematoxilina-eosina (400 X). Fonte: Embrapa. Figura 5: fases mitóticas das espermatogonias (A0 e B) para formação de um espermatócito primário e as duas fases de meiose que se sucedem antes da espermatogênese. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Ao início da espermatocitogênese as uniões oclusoras entre as células de Sertoli se abrem por etapas (como as comportas de um submarino) para permitir a passagem das espermatogonias em direção ao centro do túbulo seminífero sem que se estabeleça uma continuidade entre o exterior e o interior da barreira hemato-testicular. Uma vez ultrapassada essa barreira, as sucessivas gerações de espermatogonias, espermatócitos, espermátides e espermatozoides irão se localizar em direção ao interior do túbulo seminífero, em estreita associação com as células de Sertoli. Em consequência, as células de Sertoli dividem o túbulo seminífero em dois compartimentos; o compartimento basal (debaixo das uniões oclusoras das células de Sertoli), ao qual residem as espermatogonias de reserva, e o compartimento adluminal (em direção ao centro do túbulo), cujos espaços entre as células de Sertoli desenvolvem o resto do processo de espermatogênese (meiose e espermatocitogênese). Esse feito é importante porque durante a vida fetal as únicas células germinais existentes eram as espermatogonias de reserva, pelo que os antígenos expressados por gerações mais avançadas (espermatogonias intermediárias, secundárias, espermátides e espermatozoides) não são reconhecidos como próprios do corpo pelo sistema imunológico. Logo, o anterior implica que deve existir uma barreira entre eles e o sangue para evitar um ataque imunológico. Em todas as etapas da espermatogênese, as células de Sertoli atuam como células de suporte para as células germinais, que sempre permanecem recoberta pela membrana das células de Sertoli. Também atuam como células nutricionais já que proporcionam o meio em que as células germinais se desenvolvem e maturam, assim como as substâncias que regulam e sincronizam as sucessivas divisões e transformações das células germinais. As células de Sertoli produzem hormônios, como estrógenos e inibina que atuam sobre a hipófise para regular a secreção das gonadotropinas que controlam a espermatogênese. As células de Leydig que residem no exterior do túbulo seminífero também são importantes para a espermatogênese: produzem a testosterona que estimula e mantém a espermatogênese, bem como serve como substrato sobre o qual atua como aromatizador das células de Sertoli para transformá-las em estrógenos. Como supracitado, para seu estudo podemos dividir a espermatogênese em três fase: espermatocitogênese, meiose e espermiogênese (figura 6). Agora, serão descritas cada uma dessas etapas. Em algumas espécies, incluindo no homem, os macrófagos representam o segundo tipo celular intersticial mais numeroso no testículo, depois das células de Leydig. Os macrófagos e vários subtipos de linfócitos são identificados nós testículos de ovinos e ratos. Eles estão intimamente associados com as células de Leydig e atuam juntamente na regulação da esteroidogênese. Figura 6: fluxograma da espermatogênese. -/- Espermatocitogênese -/- A espermatocitogênese, também chamada de etapa proliferativa ou de mitose, consiste numa série de divisões mitóticas sofridas pelas células descendentes de uma espermatogonia de reserva. Uma vez que a célula se divide, abandona o estado de reserva e começa um processo de diferenciação. As espermatogonias de reserva (denominadas espermatogonias A0 na rata ou As nos humanos) são células que existem desde a vida fetal e que permanecem mitoticamente inativas durante a infância. Uma vez que alcançam a puberdade começam a dividir-se em intervalos regulares, e as células filhas podem permanecer como espermatogonias de reserva ou abandonar a reserva e ingressar na dita espermatocitogênese. Uma vez abandonada a reserva, as células filhas que vão se formando em cada divisão permanecem unidas por pontes citoplasmáticas, constituindo um clone que se divide sincronicamente. As células que se formam depois de cada divisão continuam sendo espermatogonias, porém cada geração é ligeiramente diferente da anterior. Na rata, por exemplo, as espermatogonias tipo A0 ao dividir-se originam espermatogonias do tipo A1, que em sucessivas divisões formam espermatogonias dos tipos A2, A3 e A4, as quais, por sua vez, sofrem outra mitose para formar espermatogonias intermediárias e uma mais para formar espermatogonias do tipo B. Essas últimas se diferenciam (sem se dividir) em espermatócitos primários, processo em que termina a fase de espermatocitogênese, que literalmente significa processo de geração de espermatócitos. As espermatogonias tipo A0 são a fonte para a contínua produção de gametas. A metade delas se dividem e formam células iguais (as chamadas células tronco) e a outra metade forma as espermatogonias A1, que sofre novas divisões mitóticas e formam os tipos 2, 3 e 4. O tipo A4 sofre mitose para formar a intermediária (A In), que por mitose, forma a tipo B (figura 6). Esses tipos de espermatogonias podem ser identificadas em evoluções histológicas de acordo com sua organização topográfica na membrana basal dos túbulos seminíferos ou mediante seu conteúdo de heterocromatina. Outra maneira de diferenciação se baseia em marcadores moleculares específicos que distinguem as espermatogonias tronco (A0) das demais, com os fins de isolamento, desenvolvimento in vitro e transplante. As tipo B passam por mitose para formarem os espermatócitos primários; estes iniciam a primeira etapa da meiose formando os espermatócitos secundários; na segunda etapa da divisão meiótica, cada espermatócito secundário se divide e formam as chamadas espermátides. Quando o testículo alcança seu desenvolvimento total, a meiose completa-se e as espermátides originadas se convertem em espermatozoides. Um dos maiores sinais característicos desse fenômeno é o alargamento das espermátides e sua migração em direção ao lúmen do túbulo seminífero (figuras 4, 7 e 8). Figura 7: espermatogonias marcadas por imuno-histoquímica, anticorpo monoclonal TGFa (400 x). Figura 8: fases de divisões meióticas (M), espermatócitos em paquíteno (PA) e espermatócitos secundários (ES). -/- Figura 9: estádio posterior a liberação dos espermatozoides na luz do túbulo. Hematoxilina-eosina (400 x). Mediante as seis divisões mitóticas que ocorrem durante a espermatocitogênese se forma potencialmente um clone de 64 espermatócitos primários a partir de cada espermatogonia A que ingressa sobre o processo. Não obstante, algumas células sofrem apoptose em cada uma das etapas do processo, ao qual o número real formado é menor. Em outras espécies produzem-se um transcurso similar de divisões mitóticas sucessivas durante a espermatocitogênese, embora a nomenclatura utilizada possa ser distinta, por exemplo nos bovinos as duas últimas divisões mitóticas dão origem as espermatogonias de tipo B1 e B2. -/- Meiose -/- Uma vez que as espermatogonias B se diferenciam em espermatócitos primários, esses iniciam a etapa de meiose, com uma nova divisão; desta vez a divisão é do tipo meiótica. Ao completar-se a primeira divisão meiótica (meiose I) se obtém os espermató-citos secundários, que ao sofrer a segunda divisão meiótica (meiose II) dão origem as espermátides. Vale salientar que a meiose é o processo mediante o qual reduz-se a metade do número de cromossomos, pelo que as espermátides que se obtém são células haploides (1n). Os espermatócitos secundários que se formam depois da primeira divisão meiótica contém a metade do número normal de cromossomos, porém a mesma quantidade de DNA já que cada cromossomo é duplo. As espermátides formadas na conclusão da segunda divisão meiótica (figura 7), por sua vez, contém a metade dos cromossomos, e esse já não são duplos, já que se trata de células 1n. Também deve-se enfatizar que durante a meiose é relevante o entrecruzamento dos cromossomos homólogos, pelo que cada espermátide possui uma combinação única e diferente de genes paternos e maternos. Outro ponto que deve ser levado em consideração é que cada espermátide somente possui um cromossomo sexual; a metade das espermátides contém o cromossomo X herdado da mãe do macho que está levando a cabo a espermatogênese e a outra metade contém o cromossomo Y herdado de seu pai. Para cada espermatócito primário que entra no processo de meiose obtém-se cerca de quatro espermátides, pelo qual ao ser completada a meiose potencialmente se poderiam formar até 256 espermátides por cada espermatogonia que abandona a reserva e ingressa na espermatocitogênese. -/- Espermiogênese -/- Durante a espermiogênese, também chamada de fase de diferenciação, as esper-mátides sofrem, sem se dividir, uma metamorfose que as transforma em espermatozoides, os quais finalmente são liberados das células de Sertoli em direção ao lúmen do túbulo seminífero. A espermiogênese é um processo complicado e longo já que a espermátide deve sofrer complexas trocas nucleares, citoplasmáticas e morfológicas que resultam na forma-ção dos espermatozoides. Algumas dessas mudanças incluem a condensação do material nuclear para formação de um núcleo plano e denso, a eliminação do citoplasma para a constituição de uma célula pequena, a formação de uma estrutura especializada denomi-nada acrossomo ou tampa cefálica, e a formação do pescoço e da cauda (flagelo) do esper-matozoide, do que depende a sua motilidade. Durante a maior parte da espermiogênese, as espermátides se mantém com uma estreita associação com as células de Sertoli; logo, chega-se a observar, então, flagelos que se projetam em direção a luz do túbulo que pare-cem sair das células de Sertoli, sendo na realidade os flagelos dos espermatozoides que ainda não tinham sido liberados pelo lúmen. Ao liberar os espermatozoides em direção a luz do túbulo, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma dos espermatozoides (corpos residuais). Também fagocitam os restos de todas as células germinais que sofrem apoptose ou degeneram-se durante a espermatogênese. Credita-se que ao realizar essas funções as células de Sertoli podem fazer uma monitoração eficiente da espermatogênese, o que lhes permitiria emitir sinais para colaborar na regulação desse processo em nível gonodal e a nível sistêmico através da secreção de hormônios como a inibina e o estradiol. Além da inibina e activina, as células de Sertoli sintetizam outras proteínas, como a ABP (proteína ligadora de andrógenos) que serve como uma molécula de transporte de andrógenos dentro dos túbulos seminíferos, ductos deferentes e epidídimo, ou a transfer-rina, que transporta o ferro necessário para a respiração celular. -/- Resultados da espermatogênese -/- O resultado da espermatogênese não significa apenas uma simples multiplicação das células germinais (até 256 espermatozoides a partir de cada espermatogonia A1), senão que através dela são produzidos gametas haploides pequenos, móveis e com grande diversidade genética entre eles, ao mesmo tempo que se mantêm uma reversa de células mãe (espermatogonias A0) a partir das quais se poderiam originar novos ciclos de esper-matogênese durante o resto da vida do animal. -/- Controle hormonal da espermatogênese -/- Como mencionado, o FSH reproduz um importante papel para o estabelecimento das células de Sertoli durante a vida fetal e início da vida pós-natal. O começo da esper-matogênese também é estimulado pelo FSH, que atua sobre as células de Sertoli para estimular sua função e a ativação de sinais dessas células em direção as células germinais, incluindo-as a abandonar a reserva e ingressar na espermatogênese. O FSH, assim mesmo, estimula a mitose durante o resto da espermatogênese e aumenta a eficiência do processo, já que reduz a apoptose e a degeneração de espermatogonias intermediárias e do tipo B. O FSH também estimula as células de Sertoli para produzirem inibina e ABP. Uma vez iniciada a espermatogênese somente requerem níveis baixos de FSH para se mantê-la. As células de Sertoli também devem ser estimuladas pela testosterona para funcio-nar de maneira adequada; se requer também do LH hipofisário: hormônio que estimula as células de Leydig para produzir testosterona. Por sua vez, a secreção de LH e FSH é regulada pelo GnRH hipotalâmico: esse neurohormônio também faz parte do mecanismo de regulação da espermatogênese. A espermatogênese também é modulada em nível local mediante a produção de determinados fatores e interações entre as células. Dentro dos fatores locais podemos mencionar o fator de crescimento parecido com a insulina 1 (IGF-1), o fator de crescimen-to transformante beta (TGF- β), activina, ocitocina e diversas citocinas. Entre as intera-ções celulares existem tanto uniões de comunicação entre as células de Sertoli e as células germinais, como pontes citoplasmáticas entre todas as células germinais que formam o clone de células descendentes de uma espermatogonia A1. Uma vez que as células de Sertoli iniciam sua função na puberdade é possível manter experimentalmente a espermatogênese somente com testosterona, sem ser requeri-dos nenhum outro hormônio. A quantidade de espermatozoides produzidos, no entanto, é maior quando há presença do FSH. Abaixo do estímulo do FSH as células de Sertoli produzem estradiol e inibina, hormônios que geram uma retroalimentação sobre o eixo hipotálamo-hipofisário para a regulação da secreção de gonadotropinas. Em particular, a inibina reduz a secreção de FSH, pelo qual é factível que sirva como um sinal que evite uma excessiva estimulação as células de Sertoli. -/- Ciclo do epitélio seminífero -/- Em cada espécie as espermatogonias de reserva iniciam um novo processo de divi-sões celulares em intervalos fixos: a casa 14 dias no touro; 12 dias no garanhão e a cada 9 dias no cachaço (reprodutor suíno). A nova geração de células que começam a proliferar sobre a base do tubo deslocam-se em direção ao centro do túbulo a geração anterior, que por sua vez deslocam-se as gerações anteriores. Devido as mudanças que vão sofrendo cada geração celular se ajustam a tempos característicos de cada etapa, já que rodas as células em uma determinada seção do túbulo estão sincronizadas entre si pelas células de Sertoli; em cada espécie somente é possível encontrar um certo número de combinações celulares: 14 diferentes combinações no caso da rata, 8 no touro e 6 no ser humano. A sucessão de possíveis combinações até regressar a primeira combinação se conhece como o ciclo do epitélio seminífero. Na maioria das espécies os espermatozoides que são libera-dos em direção a luz do túbulo provém das células que entraram no processo de esperma-togênese quatro gerações antes que a geração que está ingressando nesse momento, pelo que a espermatogênese no touro dura ao redor de 60 dias e um pouco menos em outras espécies domésticas. Significa que os efeitos negativos das alterações na espermatogêne-se podem estar presentes até dois meses depois de que se produziram essas alterações. Como supracitado, geralmente se observa a mesma combinação celular em toda a área de uma determinada secção transversal do túbulo seminífero. No entanto, se fizermos uma série de secções, observa-se que ao longo do túbulo há uma sucessão ordenada de combinações (a primeira em uma determinada secção; a segunda combinação na seguinte secção, e assim sucessivamente em secções subsequentes até regressar a primeira combi-nação. Teremos, então, que ao início da divisão das espermatogonias A1 se produz de forma sincronizada em uma secção do túbulo, e vai-se transmitindo como uma onda peristáltica as secções adjacentes. Esse processo é denominado como onda do epitélio seminífero e graças à esse túbulo seminífero sempre tem secções em todas as etapas da espermatogênese, com o que se alcança uma produção constante de espermatozoides. -/- Alterações da espermatogênese -/- Nas espécies estacionais a espermatogênese, como já mencionado, pode reduzir-se ou inclusive suspender sua atividade fisiológica durante a época não reprodutiva dessas espécimes, porém esse processo fisiológico não pode ser considerado como uma altera-ção. No entanto, a espermatogênese só pode ser alterada pelas enfermidades ou por fatores externos. A principal causa de alterações na espermatogênese é o aumento da temperatura testicular. Por isso, os testículos são localizados na saco escrotal e são “caídos” para fora do corpo como pode-se observar nos bovinos, caprinos, ovinos, caninos e no próprio homem. A temperatura testicular deve estar cerca de 2 a 6 °C abaixo da temperatura corporal normal. As células germinais masculinas são sensíveis ao calor, pelo qual na maioria dos mamíferos os testículos se encontram fora da cavidade abdominal e existe um sofisticado sistema de termorregulação para mantê-los a uma temperatura menor que a corporal. Se a temperatura corporal for elevada ou se os testículos permanecerem na cavidade abdominal, ou ainda se os sistemas termorreguladores do testículo sejam afetados por fatores inflamatórios como edema ou falta de mobilidade testicular dentro do escroto, a temperatura do tecido testicular aumentará e a espermatogênese sofrerá alterações proporcionais ao excesso de temperatura e a duração da elevação. A espermatogênese também pode ser afetada pela exposição a hormônios ou a outras substâncias. É possível que a causa mais comum (sobretudo no homem) seja o uso de esteroides anabólicos, que elevam a concentração de andrógenos na circulação, provo-cando um feedback negativo sobre a secreção de gonadotropinas. Ao deixar de estimular-se o testículo pelas gonadotropinas, este deixará de produzir testosterona, e as concentra-ções de andrógeno exógeno nunca alcançará as altíssimas concentrações de testosterona que normalmente estão presentes a nível do tecido testicular por ser o local onde se produz o hormônio. Também se supõe que diversas substâncias com propriedades estrogênicas derivadas de processos industriais (indústria dos plásticos, hidrocarbonetos etc.) e presentes no ambiente (fatores xenobióticos) podem ser responsáveis pelas alterações na espermatogênese em diversas espécies, entre as quais se inclui o ser humano. -/- • OVOGÊNESE E FOLICULOGÊNESE -/- A ovogênese é o processo seguido pelas células germinais da fêmea para a forma-ção dos óvulos, que são células haploides. Durante a vida fetal as células germinais proliferam-se no ovário por mitose, formando um grande número de ovogonias, algumas das quais se diferenciam em ovócitos primários que iniciam sua primeira divisão meiótica para deter-se na prófase da divisão. Somente alguns desses ovócitos primários retornarão e concluirão a primeira divisão meiótica em algum momento da vida adulta do animal, dando origem a um ovócito secundário e a um corpo polar. O ovócito secundário inicia a sua segunda divisão meiótica, a qual volta a ficar suspensa até receber um estímulo apropriado, já que somente os ovócitos secundários que são ovulados e penetrados por um espermatozoide retornam e concluem a segunda divisão meiótica, dando origem a um óvulo (figura 10). O processo de ovogênese é realizado dentro dos folículos ovarianos, que também tem que sofrer um longo transcurso de desenvolvimento e diferenciação denominado foliculogênese pelo que a ovogênese como tal realiza-se dentro do marco desse último processo. Por essa razão, na seguinte seção descreverei tanto a ovogênese como a folicu-logênese, e a relação que existe entre ambos. Figura 10: representação da ovogênese. Na etapa de proliferação, as células germinais se diferen-ciam por mitose. A meiose I se caracteriza por uma prófase prolongada, ocorrendo a duplicação do DNA. Nas duas divisões, que ocorrem antes da ovulação e depois da fertilização, a quantidade de DNA é reduzida a 1n, com o fim de que a fusão dos pronúcles (singamia) pós-fertilização, seja gerado um zigoto com um número de cromossomos de 2n (diploide). -/- Geração de ovócitos primários e folículos primordiais Tanto a ovogênese como a foliculogênese iniciam-se durante a vida fetal, quando as células germinais primordiais provenientes do saco vitelino colonizam a gônada primitiva e, junto com as células somáticas z organizam-se para a formação dos cordões sexuais secundários, que se desenvolvem principalmente no córtex do ovário. Nesse período, as células germinais que colonizaram o ovário sofrem até 30 divisões mitóticas, proliferando-se até formar milhares ou milhões de ovogonias, que inicialmente formam “ninhos” constituídos cada um deles por um clone de várias ovogonias que descendem da mesma célula precursora e que se mantêm unidas por pontes citoplasmáticas, sincronizan-do suas divisões mitóticas. Nessa etapa alcança-se a máxima população de células germinais no ovário, que antes de nascer se reduzirá drasticamente por apoptose. No ovário do feto humano chegam a haver até sete milhões de células germinais que ao nascimento se reduzem a dois milhões. Os ovários fetais do bovino, de maneira análoga, chegam a ter até 2.100.000 células germinais, que ao nascimento reduzem para 130.000 aproximadamente. A redução no número de ovogonias produz-se ao mesmo tempo que essas células, que vêm dividindo-se por mitose e estão agrupadas em ninhos, iniciam sua primeira divisão meiótica para se transformarem em ovócitos primários: células germinais que se encontram em uma etapa de suspensão (diplóteno) da prófase da primeira divisão meiótica. Nesse período produz-se uma grande proporção de células germinais; as células somáticas dos cordões sexuais, por sua vez, emitem projeções citoplasmáticas que separam a isolam os ovócitos primários sobreviventes, ficando cada um deles rodeados por uma capa de células aplanadas da (pré) granulosa. Ao mesmo tempo em que se forma uma membrana basal entre as células da granulosa e o tecido intersticial do ovário. Ao ovócito primário rodeado de uma capa de células da (pré) granulosa aplanadas e delimita-das por uma membrana basal denomina-se de folículo primordial (figura 11). Nas vacas os folículos primordiais bem formados já estão presentes nos ovários a partir do dia 90 da gestação. A maioria dos folículos primordiais com os que nasce uma fêmea se manterão inativos durante um longo tempo; muitos deles durante toda a vida do animal. Nos folículos primordiais inativos tanto os ovócitos primários como as células da granulosa conservam sua forma original e mantém um metabolismo reduzido estritamente ao mínimo necessário para manter-se viáveis. Por essa razão, ao realizar um corte histológico de qualquer ovário as estruturas mais numerosas que se observam serão os folículos primordiais. No entanto, cada dia da vida de um animal, inclusive desde a vida fetal, um certo número de folículos primordiais reiniciam seu desenvolvimento, e a partir desse momento um folículo exclusivamente pode ter dois destinos: o primeiro, prosseguir seu desenvolvi-mento até chegar a ovular, e o segundo (que é muito mais frequente) encontrar em algum momento condições inadequadas que fazem fronteira com ele para parar seu desenvolvi-mento, levando-o a sofrer atresia e degenerar até desaparecer do ovário. Figura 11: sequência da foliculogênese apresentando as diferentes estruturas que podemos encontrar em cada fase. Fonte: ZARCO, 2018. Culminação da ovogênese A ovogênese somente se completará quando um ovócito primário reinicia a meio-se; completa sua primeira divisão meiótica para formar um ovócito secundário e um primeiro corpo polar e, quando, finalmente sofrer uma segunda divisão meiótica para formar um óvulo e um segundo corpo polar. Os óvulos são as células 1n que constituem os gametas femininos, pouco numerosos, grandes e imóveis. A grande maioria dos ovóci-tos primários, como veremos mais adiante, nunca retomam a meiose e, em consequência, não chegam a formar ovócitos secundários, e muitos dos ovócitos secundários tampouco sofrem uma segunda divisão meiótica, pelo que não chegam a formar os óvulos. Ao longo da vida de uma fêmea, na maioria das espécies, menos de 0,1% dos ovócitos primários (um a cada mil) chega a terminar a ovogênese, dando origem a um óvulo. O supracitado deve-se a que a ovogênese somente pode retomar-se e ser completa-da em ovócitos primários que se encontram dentro dos folículos primordiais que (uma vez ativados) vão alcançando diversas etapas de seu desenvolvimento em momentos precisos aos que encontram as condições ideais de oxigenação, nutrição, vascularização e exposição a fatores parácrinos e a exposição a concentrações de hormônios que se requerem para que o folículo continue em cada etapa de seu desenvolvimento com o processo de foliculogênese até chegar a ovular. Qualquer folículo que não esteja nessas condições ao longo do desenvolvimento sofrerá degeneração e atresia, pelo que o ovócito primário em seu interior nunca chegará ao ponto em que pode retomar a primeira divisão meiótica. No que resta da presente seção revisaremos o processo de foliculogênese em cujo marco se desenvolve a ovogênese; havemos que tomar de conta que essa última se limita ao que ocorre nas células germinais (ovogonia, ovócito primário, secundário e óvulo), pelo qual depende intimamente do desenvolvimento do folículo de que essas células formam parte. Em um princípio a ativação do folículo primordial e o desenvolvimento folicular são independentes das gonadotropinas: não se conhecem os mecanismos precisos median-te os quais um folículo primordial se ativa e reinicia seu desenvolvimento, nem como se decide quais folículos, dentre as dezenas de milhares de ou centenas de milhares presentes em um ovário se reativarão em um dia em particular. A reativação trata-se de uma liberação de influência de fatores inibidores, já que os folículos primordiais se reativam espontaneamente quando cultivados in vitro, isolados do resto do tecido ovariano. Uma vez que um folículo primordial se ativa, inicia-se um longo processo de desenvolvimento que somente depois de vários meses (ao redor de cinco meses no caso dos bovinos) o levará a um estádio em que seu desenvolvimento posterior requer a presença das gonado-tropinas; daí que se diz que as primeiras etapas do desenvolvimento são independentes das gonadotropinas. Durante a fase independente de gonadotropinas, um folículo primordial que tenha sido ativado e tenha começado a crescer; passará primeiro para a etapa de folículo primá-rio, caracterizada por conter um ovócito primário que está rodeado, por sua vez, por uma capa de células da granulosa, que não são planas, e sim cúbicas. Depois, se o folículo continuar crescendo se transformará em um folículo secundário, ao qual as células da granulosa começam a proliferar (aumentando em número) e se organizam em duas ou mais capas que rodeiam o ovócito primário. Entre o ovócito e as células da granulosa que o rodeiam se forma nesta uma zona pelúcida; ainda assim o ovócito mantém contato direto com essas células, mediante o estabelecimento de pontes citoplasmáticas que atravessam a zona pelúcida. Através dessas pontes citoplasmáticas as células da granulosa podem passar nutrientes e informação ao ovócito primário. O volume e o diâmetro do ovócito primário aumentam ao mesmo tempo que as células da granulosa proliferam-se, para incrementar as capas ao redor do ovócito. De maneira gradual o citoplasma do ovócito primário aumenta até 50 vezes seu volume e a proliferação das células continua. Esses folículos que possuem cada vez mais células e portanto mais capas de células da granulosa se denominam folículos secundários. Para evitar confusões, há a necessidade de nomen-clatura ao qual o folículo vá mudando de nome de primordial a primário e logo, de secun-dário, a terciário, por sua vez, o ovócito que encontra-se em seu interior, a todo momento, segue sendo um ovócito primário. Durante a etapa dependente de gonadotropinas, os folículos secundários começam a formar um espaço cheio de líquido, o antro folicular, desse modo se convertem em folí-culos terciários. Com a utilização de outra nomenclatura, a formação do antro marca a transição entre folículos pré-antrais (sem antro) e folículos antrais (com antro). Em algum momento dessa transição entre folículo secundário e terciário, também aparece a depen-dência de folículos em direção as gonadotropinas, pelo qual somente podem seguir crescendo na presença do hormônio luteinizante (LH) e do hormônio folículo estimulante (FSH). Nos bovinos e em outras espécies (para seu estudo), os folículos antrais são dividi-dos em pequenos, médios e grandes. Embora todos eles possuam um antro folicular, dependendo do seu grau de desenvolvimento requerem diferentes concentrações de gona-dotropinas para continuar o crescimento. Os folículos antrais mais pequenos somente re-querem concentrações baixas de LH e FSH, pelo qual podem continuar crescendo em qualquer momento do ciclo estral inclusive em animais que não estão ciclando (fêmeas em anestro pré-puberal, gestacional, lactacional, estacional). Nas etapas posteriores os folículos antrais requerem primeiro concentrações elevadas de FSH, e nas etapas finais somente podem continuar crescendo na presença de pulsos frequentes de LH, pelo qual somente os folículos que encontram-se sob concentrações apropriadas desses hormônios podem seguir crescendo. Por essa razão, nos animais que se encontram em anestro de qualquer tipo somente é possível encontrar folículos antrais pequenos ou médios, segundo a espécie, e nos animais que se encontram ciclando (estro) o maior tamanho folicular encontrado em um determinado dia do ciclo dependerá das concentrações de FSH e LH presentes nesse momento e nos dias anteriores. Um folículo que chega ao estado máximo de desenvolvimento, conhecido como folículo pré-ovulatório, ao final, somente chegará a ovular se for exposto a um pico pré-ovulatório de LH. Como supracitado, cada dia na vida de uma fêmea inicia seu desenvolvimento um certo número de folículos; a grande maioria sofrem atresia, mas depois da puberdade em cada dia do ciclo estral um ou vários folículos vão encontrando ao longo do seu desenvol-vimento concentrações hormonais que lhes permite chegar na etapa de folículo pré-ovula-tório. Somente nestes folículos, e como consequência de um pico pré-ovulatório de LH, se reinicia e completa-se a primeira divisão meiótica do ovócito primário, produzindo duas células distintas. Uma delas é o ovócito secundário, que retém praticamente todo o citoplasma. Contém, assim mesmo, em seu núcleo um par de cromossomos duplos, a outra é o primeiro corpo polar, que é exclusivamente um núcleo com uma quantidade mínima de citoplasma. Na maioria das espécies ovula-se um ovócito secundário que se encontra, então, suspendido na segunda divisão meiótica. Esta segunda divisão meiótica somente reinicia-rá e completarar-se uma vez que o espermatozoide começa a penetrar sob o ovócito secundário. Ao concluir-se a divisão se forma o segundo corpo polar e completa-se a ovogênese com o qual se obtém o óvulo, célula 1n que constitui o gameta feminino. No entanto, o óvulo existe pouco tempo como tal, já que em poucos minutos/horas (depen-dendo da espécie) se produzirá a fusão do núcleo do mesmo (pró-núcleo feminino) com o do espermatozoide (pró-núcleo masculino), com o qual se completa a fertilização e se forma um novo indivíduo (o ovo ou zigoto). -/- Ondas foliculares -/- Como mencionado supra, todos os dias um determinado número de folículos pri-mordiais se ativam e começam a crescer, os quais crescem em um ritmo característico em cada espécie. Isso provoca que em qualquer momento existam nos ovários folículos pri-mordiais (que começam a crescer em alguns dias ou semanas), assim como folículos secundários em diversas etapas do desenvolvimento, os quais iniciaram seu desenvolvi-mento em semanas ou inclusive meses (segundo o grau de desenvolvimento atual). Também em qualquer momento poderá haver folículos antrais nas etapas iniciais de seu desenvolvimento (com antros que já se podem detectar em cortes histológicos mas não são visíveis macroscopicamente). Todos esses folículos chegaram até seu estado de de-senvolvimento atual (primário, secundário ou antral pequeno), independente da etapa do ciclo estral em que sejam observados ou encontrados. Nos bovinos, os folículos que chegam ao início da etapa antral iniciaram seu desenvolvimento cinco meses antes, e todavia requerem ao redor de 42 dias para chegar ao estado pré-ovulatório. Para continuar seu desenvolvimento, os folículos antrais pequenos devem encon-trar concentrações altas de FSH, que os estimulam para prosseguir o crescimento. Cada vez que se produz uma elevação nas concentrações de FSH, esse hormônio estimula o desenvolvimento de um grupo de folículos antrais pequenos, que começaram a crescer muito tempo antes e que o dia da elevação de FSH tenha alcançado o grau de desenvolvi-mento preciso para responder com eficiência a este hormônio, o qual atuará através de seus receptores nas células da granulosa para estimular a produção de estradiol, a secreção de inibina, a produção de líquido folicular e a proliferação das células da granulosa. Um grupo de folículos antrais pequenos é assim recrutado pelo FSH para acelerar seu cresci-mento e aumentar sua produção de estradiol e inibina (figura 12). Mediante um seguimento ultrassonográfico dos ovários é possível identificar pou-cos dias depois um certo número de folículos, que por haver sido recrutados começam um período de crescimento acelerado. Durante alguns dias vários folículos crescem juntos, porém depois um deles é selecionado para continuar crescendo, enquanto que o restante do grupo deixam de fazê-lo e terminam sofrendo atresia. Através da ultrassom é possível identificar o folículo selecionado, agora chamado folículo domi-nante, já que sua trajetória de crescimento sofre um desvio com respeito a seguida pelo restante do grupo. Os folículos que não foram selecionados deixam de crescer e sofrem atresia já que deixam de possuir o suporte gonadotrópico de FSH, uma vez que as concentrações desse hormônio são suprimidos pela inibina e o estradiol produzidos pelo conjunto de folículos que conformam a onda folicular (figura 12), porém o folículo mais desenvolvido do grupo se converterá em dominante. A inibina atua diretamente a nível hipofisário para reduzir a secreção de FSH. Figura 12: onda folicular e relação dos níveis de FSH, estradiol e LH. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Figura 13: Recrutamento, seleção e dominação folicular na espécie ovina e influência do FSH e LH nas fases. Fonte: SILVA, E. I. C. da, 2019. -/- A razão pela qual o folículo dominante é capaz de continuar seu desenvolvimento apesar da baixa nas concentrações de FSH é que o folículo é o único que alcançou o grau de progresso necessário para que apareçam os receptores para LH em suas células da granulosa. Esse processo permite ao folículo dominante ser estimulado pela LH, e que requeira baixas concentrações de FSH para manter seu desenvolvimento. A secreção de LH em forma de pulsos de baixa frequência (um pulso a cada quatro a seis horas), característica da fase lútea do ciclo estral; é suficiente para permitir que um folículo dominante continue crescendo por mais dias depois da sua seleção e que mais tarde mantenha-se viável durante alguns dias embora não aumentem de tamanho. Contu-do, se durante o período viável desse folículo não seja finalizada a fase lútea e não diminuam as concentrações de progesterona, o folículo terminará sofrendo atresia devido a exigência de um padrão de secreção acelerada de LH (aproximadamente um pulso por hora) durante o desenvolvimento pré-ovulatório, que somente pode ser produzido com a ausência da progesterona. Uma vez que um folículo dominante sofre atresia deixa de produzir inibina, pelo qual as concentrações de FSH podem elevar-se novamente para iniciar o recrutamento de outro grupo de folículos a partir da qual se origina uma nova onda folicular. Durante o ciclo estral de uma vaca podem gerar-se dois ou três ondas foliculares; somente em raros casos quatro. A etapa de dominância folicular da primeira onda na grande maioria dos casos não coincide com a regressão do corpo lúteo, pelo qual o primei-ro folículo dominante quase invariavelmente termina em atresia. Em algumas vacas o fo-lículo dominante da segunda onda ainda está viável quando se produz a regressão do corpo lúteo e acelera-se a secreção de LH, pelo qual esse segundo folículo dominante se converte em folículo pré-ovulatório e, ao final ovula. Em outros animais o segundo folícu-lo dominante também perde a sua viabilidade antes da regressão do corpo lúteo, por onde nesses animais se inicia uma terceira onda folicular, da qual surge o folículo que finalmen-te ovulará depois de produzir-se a regressão do corpo lúteo. Sem importar a onda em que se origine, uma vez que um folículo dominante é ex-posto a alta frequência de secreção de LH que se produz depois da regressão do corpo lúteo, aumenta ainda mais sua secreção de estradiol até que as altas concentrações desse hormônio comecem a exercer um feedback positivo para a secreção do LH. Isso provoca-rá a aceleração da frequência de secreção do LH até que os pulsos são tão frequentes que começam a ficar por cima e produzir-se o pico pré-ovulatório de LH, que é responsável pela realização da ovulação e a maturação final do ovócito. -/- •___DIFERENÇAS ENTRE ESPERMATOGÊNESE E OVOGÊNESE -/- Enquanto que na fêmea a ovogênese inicia-se durante a vida fetal, no macho a es-permatogênese começa na puberdade. Na fêmea, a partir de um ovócito primário se origi-na um óvulo; no macho, de um espermatócito primário se produzem, teoricamente, quatro espermatozoides. Outra característica interessante é que enquanto a fêmea já conta desde o nasci-mento com todos os ovócitos que necessitará na vida adulta, o macho necessitará chegar a puberdade para iniciar o desenvolvimento das células sexuais, já que ao nascer somente possui gonócitos precursores das células germinais, células de Sertoli e intersticiais. Na vida adulta de uma fêmea, o número de células germinais desaparece paulati-namente. Uma vez iniciada a espermatogênese no macho, a cada ciclo do epitélio seminí-fero as células germinais são renovadas mantendo a provisão para toda a vida reprodutiva. Na fêmea, a meiose sofre duas interrupções em seu transcurso, e no macho é ininterrupta. Figura 14: representação em diagramação comparativa do desenvolvimento da gametogênese. -/- Principais pontos abordados sobre as diferenças entre a gametogênese masculina e feminina: ❙ Na ovogênese a meiose contêm-se em duas ocasiões esperando acontecimentos externos para prosseguir. Já na espermatogênese não existe a suspensão da meiose. ❙ A espermatogênese é um processo contínuo, enquanto que a ovogênese pode completar exclusivamente um óvulo em cada ciclo estral; já que só pode ser completada por mais de um nas espécies que ovulam vários ovócitos no caso das porcas, cadelas, gatas etc. ❙ Na espermatogênese existem células de reserva que permitem a continuação du-rante toda a vida, enquanto que na ovogênese o número de ovócitos primários é limitado. A fêmea somente conta com os que nasceu, e eles não se dividem. ❙ Na espermatogênese obtém-se até 256 espermatozoides para cada espermatogo-nia que inicia o processo, enquanto que na ovogênese somente se obtém um óvulo a partir de cada ovócito primário. ❙ Durante a espermatogênese se produz uma metamorfose que transforma as es-permátides em espermatozoides. Na ovogênese não ocorre um processo análogo. ❙ Na espermatogênese, durante a meiose produzem-se quatro espermátides a partir de cada espermatócito primário. Na ovogênese se produz somente um óvulo a partir de cada ovócito primário; produz, ademais, dois corpos polares. ❙ Todos os óvulos que se produzem durante a ovogênese contém um cromossomo X, enquanto que a metade dos espermatozoides possuem um cromossomo Y e a outra metade um cromossomo X. ❙ Na espermatogênese produzem-se centenas ou dezenas de milhões de esperma-tozoides por dia, enquanto que na ovogênese se produz um ou alguns óvulos a cada ciclo estral. ❙ A espermatogênese produz gametas macroscópicos e com motilidade própria, enquanto que a ovogênese produz gametas grandes e imóveis. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ABDEL-RAOUF, Mohammed et al. The postnatal development of the reproductive organs in bullswith special reference to puberty.(Including growth of the hypophysis and the adrenals). Acta endocrinologica, n. Suppl No. 49, 1960. ADONA, Paulo Roberto et al. Ovogênese e foliculogênese em mamíferos. Journal of Health Sciences, v. 15, n. 3, 2013. AERTS, J. M. J.; BOLS, P. E. 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Abstract—Traffic clog is a serious issue in the majority of the urban areas over the world and it has turned into a bad dream for the residents. It is brought about by postponement in flag, improper planning of traffic flagging and so on. The postponement of traffic light is hard coded and it doesn't depend on traffic. In this manner for streamlining traffic control, there is an expanding request in precise snappy programmed framework. This paper is intended to build up (...) a thickness based powerful traffic flag control. The flag timing changes naturally on detecting the traffic thickness at the junction. The microcontroller utilized in this undertaking is ARDUINO. The framework contains IR sensors (transmitter and collector) which will be mounted. It gets initiated and gets the flag as the vehicles passes near to it. (shrink)

Generation of clean energy is one of the main challenges of the 21st century. Solar energy is the most abundantly available renewable energy source which would be supplying more than 50 of the global electricity demand in 2100. Solar cells are used to convert light energy into electrical energy directly with an appeal that it does not generate any harmful bi products, like greenhouse gasses. The manufacturing of solar cells is actually based on the types of semiconducting or non semiconducting (...) materials used and commercial maturity. From the very beginning of the terrestrial use of Solar Cells, efficiency and costs are the main focusing areas of research. The definition of so called emerging technologies sometimes described as including any technology capable of overcoming the Shockley-Queisser limit of power conversion efficiency 33.7 percent for a single junction device. In this paper, few promising materials for solar cells are discussed including their structural morphology, electrical and optical properties. The excellent state of the art technology, advantages and potential research issues yet to be explored are also pointed out. Md. Samiul Islam Sadek | Dr. M Junaebur Rashid | Dr. Zahid Hasan Mahmood "Emerging Next Generation Solar Cells: Route to High Efficiency and Low Cost" Published in International Journal of Trend in Scientific Research and Development (ijtsrd), ISSN: 2456-6470, Volume-1 | Issue-4 , June 2017 . (shrink)

The purpose of the article is to identified the origin and essence of Western individualism. Methods of research. I used the methodology of post-nonclassical metaphysics of history, as well as the methods of epistemological polytheism and comparative. Results. The first sprouts of individualism can be detected in Greek poleis. It is the crisis of the polis system in Ancient Greece that predetermined the disappointment of the Greeks in the old collectivist ideals. Roman collectivism quite naturally got along with ideas about (...) civil liberties and the dignity of an individual citizen. The idea of citizenship was brought to the theoretical perfection by moving it beyond the boundaries of city walls. The Christian ideal is not a self-sufficient person, but the community of believers. It is the weakening of the church’s position and the strengthening of the influence of Antiquity that led to the formation of the Western style of thinking, which became the basis of the new European civilizational project. John Locke rethought the Hobbesian “Roman” theory of the social contract, thereby laying the foundations of liberalism, and hence of individualism. However, radically changing the hierarchical society, even the shaken revolution and the restoration of the Stuarts, no theoretical work could not. But in the New World, free from class barriers, Locke’s ideas found a much more fertile soil. Conclusions. The Western version of individualism emerges as a civilizational ideal at the junction of two completely different paradigms — the Ancient (Greek and Roman) and the Christian. Being present in the “body” of the West, individualism could not access its code. The latter was guarded by numerous barriers, among which the Catholic collectivism and the class divisions of hierarchical society were the most powerful guards. In American society, security barriers were significantly weaker, which allowed individualism to develop in the United States. Then American individualism returned to Europe and is now perceived as an integral element of Western civilization. (shrink)