A dor é um fenômeno multidimensional, que geralmente desencadeia reações emocionais desconfortáveis quando identificada. Sua relação com injúria tecidual pode ser interpretado como um mecanismo adaptativo de defesa à integridade do organismo, tendo em vista sua preservação evolutiva. Porém, o substrato neurobiológico do organismo parece determinar a complexificação do repertório comportamental em diferentes espécies. Nesse sentido, o córtex cingulado anterior (CCA) tem sido amplamente descrito em mamíferos modulando diferentes aspectos da dor. O presente trabalho utilizou os testes algesimétricos de vocalização e da formalina em cobaias, para se avaliar o decurso temporal do efeito da microinjeção de agonistas e antagonistas GABAérgico (muscimol e bicuculina); colinérgico (carbacol e atropina) e opioidérgico (morfina e naloxona). A microinjeção de bicuculina (1 nmol / 0,2 µl) exacerbou as respostas nociceptivas em ambos os testes, porém diferentes doses de muscimol (0,5, 1 e 2 nmol / 0,2 µl), não modificaram as respostas. O efeito da bicuculina foi bloqueado em ambos os testes pela microinjeção prévia de muscimol (1 nmol/ 0,2 µl) no CCA. A microinjeção de carbacol (2,7 nmol /0,2 µl) neste substrato promoveu antinocicepção, evidenciada por meio da atenuação da amplitude das vocalizações, mas não pelo teste da formalina. Esse efeito foi bloqueado pela administração prévia de atropina (0,7 nmol /0,2 µl) e de naloxona (2,7 nmol /0,2 µl). A microinjeção de morfina (4,4 nmol /0,2 µl) promoveu antinocicepção em ambos os testes. Concluímos que a inibição do tônus GABAérgico no CCA exacerba os comportamentos nociceptivos e que a antinocicepção promovida por carbacol pode ter sido mediada pelo sistema de opióides endógenos, tendo em 9 vista o bloqueio do seu efeito com naloxona. Além disso, a estimulação opióide promove uma contundente antinocicepção. / Pain is a multidimensional phenomenon which usually triggers uncomfortable emotional reactions when identified. Its relation injury can be interpreted as an adaptive mechanism to defend the integrity of the body given its evolutionary conservation. However the neurobiological substrate of the body seems to determine the complexification of behavioral repertoire in different species. Thus, the anterior cingulated cortex (ACC) has been widely described in mammals by modulating different cognitive aspects of pain. This study used algesimetric tests of vocalization and formalin in guinea pigs to evaluate the time course of the effect of microinjection of GABA agonists and antagonists (bicuculline and muscimol) and cholinergic (carbachol and atropine) beyond the opioid antagonist naloxone. The microinjection of bicuculline (1 nmol / 0,2 µl) exacerbated the nociceptive behavior in both tests but different doses of muscimol (0,5; 1 e 2 nmol / 0,2 µl) did not change the responses. The effect of bicuculline was blocked in both tests by prior microinjection of muscimol (1 nmol / 0,2 µl) in the ACC. The microinjection of carbachol (2,7 nmol / 0,2 µl) on this substrate promoted antinociception as evidenced by attenuation of the amplitude of the vocalizations, but not by the formalin test. This effect was blocked by prior administration of atropine (0,7 / 0,2 µl) and naloxone (0,7 nmol / 0, 2 µl). The microinjection of morphine (4,4 nmol / 0,2 µl) promoted antinociception in both tests. We conclude that inhibition of GABAergic tone in the ACC exacerbates nociceptive behaviors and that the antinociception promoted by carbachol may 11 have been mediated by endogenous opioid system in order blocking its effect with naloxone. In addition opioid stimulation promotes a striking antinociception.

A dor é um fenômeno multidimensional, que geralmente desencadeia reações emocionais desconfortáveis quando identificada. Sua relação com injúria tecidual pode ser interpretado como um mecanismo adaptativo de defesa à integridade do organismo, tendo em vista sua preservação evolutiva. Porém, o substrato neurobiológico do organismo parece determinar a complexificação do repertório comportamental em diferentes espécies. Nesse sentido, o córtex cingulado anterior (CCA) tem sido amplamente descrito em mamíferos modulando diferentes aspectos da dor. O presente trabalho utilizou os testes algesimétricos de vocalização e da formalina em cobaias, para se avaliar o decurso temporal do efeito da microinjeção de agonistas e antagonistas GABAérgico (muscimol e bicuculina); colinérgico (carbacol e atropina) e opioidérgico (morfina e naloxona). A microinjeção de bicuculina (1 nmol / 0,2 µl) exacerbou as respostas nociceptivas em ambos os testes, porém diferentes doses de muscimol (0,5, 1 e 2 nmol / 0,2 µl), não modificaram as respostas. O efeito da bicuculina foi bloqueado em ambos os testes pela microinjeção prévia de muscimol (1 nmol/ 0,2 µl) no CCA. A microinjeção de carbacol (2,7 nmol /0,2 µl) neste substrato promoveu antinocicepção, evidenciada por meio da atenuação da amplitude das vocalizações, mas não pelo teste da formalina. Esse efeito foi bloqueado pela administração prévia de atropina (0,7 nmol /0,2 µl) e de naloxona (2,7 nmol /0,2 µl). A microinjeção de morfina (4,4 nmol /0,2 µl) promoveu antinocicepção em ambos os testes. Concluímos que a inibição do tônus GABAérgico no CCA exacerba os comportamentos nociceptivos e que a antinocicepção promovida por carbacol pode ter sido mediada pelo sistema de opióides endógenos, tendo em 9 vista o bloqueio do seu efeito com naloxona. Além disso, a estimulação opióide promove uma contundente antinocicepção. / Pain is a multidimensional phenomenon which usually triggers uncomfortable emotional reactions when identified. Its relation injury can be interpreted as an adaptive mechanism to defend the integrity of the body given its evolutionary conservation. However the neurobiological substrate of the body seems to determine the complexification of behavioral repertoire in different species. Thus, the anterior cingulated cortex (ACC) has been widely described in mammals by modulating different cognitive aspects of pain. This study used algesimetric tests of vocalization and formalin in guinea pigs to evaluate the time course of the effect of microinjection of GABA agonists and antagonists (bicuculline and muscimol) and cholinergic (carbachol and atropine) beyond the opioid antagonist naloxone. The microinjection of bicuculline (1 nmol / 0,2 µl) exacerbated the nociceptive behavior in both tests but different doses of muscimol (0,5; 1 e 2 nmol / 0,2 µl) did not change the responses. The effect of bicuculline was blocked in both tests by prior microinjection of muscimol (1 nmol / 0,2 µl) in the ACC. The microinjection of carbachol (2,7 nmol / 0,2 µl) on this substrate promoted antinociception as evidenced by attenuation of the amplitude of the vocalizations, but not by the formalin test. This effect was blocked by prior administration of atropine (0,7 / 0,2 µl) and naloxone (0,7 nmol / 0, 2 µl). The microinjection of morphine (4,4 nmol / 0,2 µl) promoted antinociception in both tests. We conclude that inhibition of GABAergic tone in the ACC exacerbates nociceptive behaviors and that the antinociception promoted by carbachol may 11 have been mediated by endogenous opioid system in order blocking its effect with naloxone. In addition opioid stimulation promotes a striking antinociception.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6369.pdf: 1124310 bytes, checksum: 0ca17967bc2f98ad5efcffdb78af91d5 (MD5) Previous issue date: 2014-05-09 / Universidade Federal de Minas Gerais / Empathy can be defined as the capacity for perceive emotional signals from others. Among these signals, the ability to perceive pain has clear adaptive and evolutionary value. Pain can be defined as a subjective experience that includes sensorial, emotional and cognitive components. Evidence has emphasized the role of amygdala, anterior cingulate cortex (ACC) and insula in modulation of pain and empathy. Research indicates the capacity of rodents to express empathy to a conspecific in pain or suffering. Works from literature and finds from our laboratory demonstrated that living together with a cagemate is able to alter the nociceptive behavior in mice. However, there are no works evidencing if occur alterations in nociception by living together with a cagemate with chronic pain and which encephalic structures would be involved in this modulation. To overcome this, male Swiss-albino mice were housed in groups or in pairs. The role of amygdala, ACC and insula are accessed by non-selective inactivation with cobalt chloride (CoCl2). Mice housed in groups (Experiment 1), aging 6-8 weeks, underwent a stereotaxic surgery. 4 to 5 days after surgery, these animals received saline or CoCl2 microinjection, and, after 10 minutes, they were submitted to the writhing test during 5 minutes (acetic acid 0.6%, i.p., nociceptive stimulus). On the dyads (Experiment 2), animals lived together for 28 days since weaning. On the 14th day, one animal of each pair were submitted to a sciatic nerve constriction (SNC animal) or not (sham animal). On the 24th day, the cagemate underwent a stereotaxic surgery, and, on the 28th day, they were submitted to the writhing test after microinjection of saline or CoCl2, like the procedure described to Experiment 1. To Experiment 1 were utilized Student s t test to independent samples; to Experiment 2 were utilized two-way analysis of variance (ANOVA; living together x treatment). Duncan s multiple range tests were utilized as post hoc. A p value of 0.05 or less was required for significance in both experiments. In Experiment 1, inactivation of the amygdala increased the number of writhing, while inactivation of ACC and insula did not alter this measure, suggesting a distinct modulatory role of these structures on the sensorial compound of pain. Our results demonstrated that for the mice that lived in groups, while inactivation of the ACC and insula did not change writhing, inactivation of amygdala increased it, suggesting a distinct modulatory role of these structures on sensory component of pain in the writhing test. In Experiment 2, living together with a SNC-cagemate increased writhing on the pair, suggesting that this experience activates the circuitry of neural representation of pain on the observer mouse (state of priming ). Thus, when this animal experienced nociception, its response was exacerbated. In this condition, inactivation of insula and amygdala produces opposite results, i.e., decreased and increased in contortions in those animals that lived together with a SNC animal, respectively. ACC inactivation did not alter writhing behavior. In this sense, our results suggest a different modulatory role of these structures on cognitive, affective-emotional and sensorial components of pain, and on empathy for pain. / Sob uma perspectiva evolucionista, a empatia é expressa pela capacidade de captar sinais emocionais nos outros. Neste sentido, a habilidade em perceber a dor também possui valor claramente adaptativo e evolutivo. A dor pode ser definida como uma experiência subjetiva que inclui componentes sensoriais, afetivo-emocionais e cognitivos. Evidencias apontam para o papel da amídala, córtex cingulado anterior (CCA) e insula na modulação da dor e da empatia. Estudos indicam para a capacidade de roedores em apresentarem empatia frente à dor ou ao sofrimento de seus coespecíficos. Trabalhos da literatura e do nosso grupo demonstram que a convivência em pares é capaz de alterar bidirecionalmente a resposta nociceptiva em camundongos. Entretanto, nenhum estudo havia ainda evidenciado se ocorrem alterações nociceptivas devido à convivência com um coespecífico em quadro de dor crônica, e quais estruturas encefálicas estariam envolvidas nessa modulação. Neste sentido, camundongos machos Suiço-albinos foram alojados em grupos ou em duplas para avaliação do papel da amídala, insula e córtex cingulado anterior por meio de inativação com cloreto de cobalto (CoCl2). Os animais alojados em grupo (Experimento 1), ao atingirem idade entre 6-8 semanas, passaram por cirurgia estereotáxica. De 4 à 5 dias após a cirurgia, esses animais receberam microinjeção de salina ou CoCl2 e, após 10 minutos, foram submetidos ao teste de contorções abdominais (ácido acético 0,6%, i.p., estímulo nociceptivo) durante 5 minutos. Nas duplas (Experimento 2), os animais conviveram por um período de 28 dias após o desmame. No 14º dia, um animal de cada par foi submetido à cirurgia de constrição do nervo ciático (animal CNC) ou não (animal sham). No 24º dia, o camundongo que conviveu com o animal CNC ou animal sham passou por uma cirurgia estereotáxica, e, no 28º dia, foi submetido ao teste de contorções abdominais, após microinjeção de salina ou CoCl2, conforme Experimento 1. Para o Experimento 1 foi utilizado o teste t de Student para amostras independentes; no Experimento 2 foi utilizada a análise de variância (ANOVA) de dois fatores (convívio x tratamento). O post hoc utilizado foi o teste de comparações múltiplas de Duncan. Os valores de p menores ou iguais a 0,05 foram considerados como significativos nos dois experimentos. No Experimento 1, a inativação da amídala aumentou o número de contorções, enquanto a inativação do CCA e da insula não alterou esse parâmetro, sugerindo um papel modulatório distinto dessas estruturas no componente sensorial da dor para o teste de contorções. No experimento 2, o convívio com um animal CNC aumentou o número de contorções no parceiro, sugerindo que essa convivência causou ativação dos circuitos de representatividade neural da dor no camundongo observador (state of priming ). Dessa forma, quando esse animal experiencia nocicepção, sua resposta é exacerbada. Nessa condição, a inativação da insula e amídala produziu resultados opostos, ou seja, diminuição e aumento das contorções naqueles animais que conviveram com o animal CNC, respectivamente. A inativação do CCA não alterou o número de contorções. Nesse sentido, nossos resultados sugerem um papel modulatório distinto dessas estruturas nos componentes cognitivo, afetivo-emocional e sensorial da dor, e na empatia para a dor.

O protocolo de teste/reteste no labirinto em cruz elevado (LCE) mostra que a experiência prévia no labirinto produz alterações duradouras nas respostas comportamentais de roedores. Nesse contexto, ratos submetidos ao LCE pela primeira vez apresentam um aumento característico na exploração dos braços abertos e uma redução dos comportamentos de avaliação de risco após a administração de drogas ansiolíticas. Na reexposição ao labirinto, porém, essas drogas tornam-se ineficazes em alterar as medidas tradicionais do LCE. Esse fenômeno foi inicialmente observado com o benzodiazepínico clordiazepóxido e referido como one-trial tolerance (tolerância de um ensaio OTT). A proposta do presente estudo é compreender a OTT por meio do exame dos fatores hormonais, cognitivos e neuroanatômicos envolvidos nesse fenômeno. A administração sistêmica do benzodiazepínico midazolam ou de metirapona, um bloqueador da síntese de glicocorticóides, reduziu a frequência dos comportamentos de avaliação de risco e dos níveis plasmáticos de corticosterona quando injetados antes das sessões teste ou reteste. Além disso, a reexposição de ratos ao LCE foi caracterizada por uma avaliação de risco mais proeminente, de acordo com a análise fatorial, e pela ativação de estruturas límbicas envolvidas com aspectos cognitivos do medo, como a região ventral do córtex pré-frontal medial (CPFm) e a amígdala, mostrada por meio da distribuição da proteína Fos. Midazolam administrado antes da primeira exposição ao LCE produziu uma redução significativa do número de neurônios Fos-positivos no córtex cingulado anterior, área 1 (Cg1) e nos núcleos anterior e pré-mamilar dorsal do hipotálamo. Por outro lado, midazolam causou uma redução no número de neurônios Fos-positivos no CPFm, amígdala, núcleo dorsomedial do hipotálamo e núcleos da rafe em ratos reexpostos ao LCE. Cg1 foi a única estrutura-alvo do benzodiazepínico em ambas as sessões. Resultados comportamentais similares aos produzidos pelo tratamento sistêmico foram obtidos com infusões de midazolam intra-Cg1. Esses resultados apontam para um papel crucial dos comportamentos de avaliação de risco no desenvolvimento da OTT e indicam o Cg1 como um importante sítio de ação ansiolítica dos benzodiazepínicos em roedores. / The elevated plus maze (EPM) test/retest protocol has shown that prior experience to the maze produces enduring changes in behavioral responses of rodents. In this context, rats submitted for the first time to the EPM display a characteristic increase in open arm exploration and reduced risk assessment behaviors after the administration of anxiolytic drugs. Upon re-exposure to the maze, however, these drugs become unable to change the traditional measures of the EPM. This phenomenon was initially observed with the benzodiazepine chlordiazepoxide and referred to as one-trial tolerance (OTT). The purpose of the present study is to understand the OTT through the exam of the hormonal, cognitive and neuroanatomical factors involved in this phenomenon. The systemic administration of the benzodiazepine midazolam or metyrapone, a glucocorticoids synthesis blocker, reduced the frequency of risk assessment behaviors and the corticosterone levels when injected before the test or retest sessions. Moreover, the re-exposure of rats to the EPM was characterized by more prominent risk assessment behaviors, according to the factor analysis, and by activation of limbic structures involved with cognitive aspects of fear, such as the ventral regions of the medial prefrontal cortex (mPFC) and amygdala, as shown through the distribution of the Fos protein. Midazolam injected before the first exposure to the EPM produced a significant decrease in the number of Fos-positive neurons in the anterior cingulate cortex, area 1 (Cg1), anterior and dorsal premammillary nuclei of hypothalamus. On the other hand, midazolam caused a decrease in the number of Fos-positive neurons in the mPFC, amygdala, dorsomedial nucleus of hypothalamus and raphe nuclei in rats re-exposed to the EPM. Cg1 was the only structure targeted by the benzodiazepine in both sessions. Behavioral results similar to those produced by systemic treatment were obtained with intra-Cg1 infusions of midazolam. These results point to a crucial role of the risk assessment behaviors in the development of the OTT and indicate the Cg1 as an important locus for the anxiolytic-like action of benzodiazepines in rodents.

O protocolo de teste/reteste no labirinto em cruz elevado (LCE) mostra que a experiência prévia no labirinto produz alterações duradouras nas respostas comportamentais de roedores. Nesse contexto, ratos submetidos ao LCE pela primeira vez apresentam um aumento característico na exploração dos braços abertos e uma redução dos comportamentos de avaliação de risco após a administração de drogas ansiolíticas. Na reexposição ao labirinto, porém, essas drogas tornam-se ineficazes em alterar as medidas tradicionais do LCE. Esse fenômeno foi inicialmente observado com o benzodiazepínico clordiazepóxido e referido como one-trial tolerance (tolerância de um ensaio OTT). A proposta do presente estudo é compreender a OTT por meio do exame dos fatores hormonais, cognitivos e neuroanatômicos envolvidos nesse fenômeno. A administração sistêmica do benzodiazepínico midazolam ou de metirapona, um bloqueador da síntese de glicocorticóides, reduziu a frequência dos comportamentos de avaliação de risco e dos níveis plasmáticos de corticosterona quando injetados antes das sessões teste ou reteste. Além disso, a reexposição de ratos ao LCE foi caracterizada por uma avaliação de risco mais proeminente, de acordo com a análise fatorial, e pela ativação de estruturas límbicas envolvidas com aspectos cognitivos do medo, como a região ventral do córtex pré-frontal medial (CPFm) e a amígdala, mostrada por meio da distribuição da proteína Fos. Midazolam administrado antes da primeira exposição ao LCE produziu uma redução significativa do número de neurônios Fos-positivos no córtex cingulado anterior, área 1 (Cg1) e nos núcleos anterior e pré-mamilar dorsal do hipotálamo. Por outro lado, midazolam causou uma redução no número de neurônios Fos-positivos no CPFm, amígdala, núcleo dorsomedial do hipotálamo e núcleos da rafe em ratos reexpostos ao LCE. Cg1 foi a única estrutura-alvo do benzodiazepínico em ambas as sessões. Resultados comportamentais similares aos produzidos pelo tratamento sistêmico foram obtidos com infusões de midazolam intra-Cg1. Esses resultados apontam para um papel crucial dos comportamentos de avaliação de risco no desenvolvimento da OTT e indicam o Cg1 como um importante sítio de ação ansiolítica dos benzodiazepínicos em roedores. / The elevated plus maze (EPM) test/retest protocol has shown that prior experience to the maze produces enduring changes in behavioral responses of rodents. In this context, rats submitted for the first time to the EPM display a characteristic increase in open arm exploration and reduced risk assessment behaviors after the administration of anxiolytic drugs. Upon re-exposure to the maze, however, these drugs become unable to change the traditional measures of the EPM. This phenomenon was initially observed with the benzodiazepine chlordiazepoxide and referred to as one-trial tolerance (OTT). The purpose of the present study is to understand the OTT through the exam of the hormonal, cognitive and neuroanatomical factors involved in this phenomenon. The systemic administration of the benzodiazepine midazolam or metyrapone, a glucocorticoids synthesis blocker, reduced the frequency of risk assessment behaviors and the corticosterone levels when injected before the test or retest sessions. Moreover, the re-exposure of rats to the EPM was characterized by more prominent risk assessment behaviors, according to the factor analysis, and by activation of limbic structures involved with cognitive aspects of fear, such as the ventral regions of the medial prefrontal cortex (mPFC) and amygdala, as shown through the distribution of the Fos protein. Midazolam injected before the first exposure to the EPM produced a significant decrease in the number of Fos-positive neurons in the anterior cingulate cortex, area 1 (Cg1), anterior and dorsal premammillary nuclei of hypothalamus. On the other hand, midazolam caused a decrease in the number of Fos-positive neurons in the mPFC, amygdala, dorsomedial nucleus of hypothalamus and raphe nuclei in rats re-exposed to the EPM. Cg1 was the only structure targeted by the benzodiazepine in both sessions. Behavioral results similar to those produced by systemic treatment were obtained with intra-Cg1 infusions of midazolam. These results point to a crucial role of the risk assessment behaviors in the development of the OTT and indicate the Cg1 as an important locus for the anxiolytic-like action of benzodiazepines in rodents.

Estimulação Magnética Transcraniana profunda (EMTp) modula estruturas corticais mais profundas, como a Ínsula Posterior Superior (IPS) e o Córtex Cingulado Anterior (CCA) e tem sido usada para tratar condições não anteriormente sensíveis à EMT superficial. No entanto, até o momento, nenhum estudo avaliou os efeitos da EMTp na cognição após várias sessões de estimulação de maneira abrangente, especialmente em pacientes com disfunção cognitiva basal devido a lesões estruturais da SNC. Apresentamos resultados secundários de um estudo randomizado paralelo de três braços sobre os efeitos da EMTp ativa de 10Hz para o CCA ou IPS contra EMTp simulada na avaliação neuropsicológica de 98 pacientes com dor neuropática central submetidos a um curso de 12 semanas (16 sessões) de tratamento. Vários canais cognitivos foram avaliados em um desenho cego (atenção, controle inibitório, velocidade de processamento, flexibilidade mental, fluência verbal-fonêmica e semântica, memória operacional e episódica, cognição global e percepção visual) no início e após o último dia de estimulação. Nós observamos que não há efeitos do córtex Insular Posterior Superior (IPS) ou do Cíngulado Anterior (CCA) comparado com EMTp simulada na dor clínica, apesar do achado antinociceptivo significativo nos limiares térmicos após EMTp- IPS e um efeito ansiolítico significativo de EMTp- CCA comparado com estimulação simulada. Não encontramos efeitos significativos da estimulação ativa para o IPS ou para o CCA em comparação com a estimulação simulada em qualquer um dos domínios cognitivos. Os autores concluíram que a EMTp CCA/IPS de alta frequência e repetidas sessões de longa duração é segura em pacientes com lesões do SNC que apresentam lesões cerebrais estruturais e comprometimento cognitivo significantes / Deep-TMS (dTMS) modulates deeper cortical structures such as the posterior superior insular (PSI) and the anterior cingulate cortices (ACC) and has been used to treat conditions not previously responsive to superficial-TMS. However, to date no study has assessed the effects of dTMS on cognition after several sessions of stimulation in a comprehensive manner, especially in patients with baseline cognitive dysfunction due to SNC structural lesions. We present secondary outcome results form a three-arm parallel randomized trial on the effects of active10Hz dTMS to either the ACC or PSI against sham dTMS on neuropsychological assessment of 98 central neuropathic pain patients undergoing a 12-week (16 sessions) course of treatment. Several cognitive channels were assessed in a blinded design (attention, inhibitory control, processing speed, mental flexibility, verbal fluency-phonemic and semantic, working and episodic memory, global cognition and visual perception) at baseline and after the last day of stimulation. We observed that there were no effects of either posterior insular (PSI) or anterior cingulate cortex (ACC) compared to sham dTMS on clinical pain, despite the finding of a significant anti-nociceptive on thermal thresholds after PSI d- TMS and a significant anxiolytic effect of ACC d-TMS compared to sham stimulation. We found no significant effects of active stimulation to either the PSI or to the ACC compared to sham stimulation in any of the cognitive domains. Long-term repetitive-session high frequency ACC/PSI- dTMS is safe in patients with structural SNC lesions who have baseline significant structural brain lesions and cognitive impairment