O período neonatal é considerado uma janela de vulnerabilidade a alterações fisiológicas e comportamentais no decorrer da ontogenia. Modificações ambientais nessa fase podem predispor o indivíduo a transtornos, como o déficit de atenção com hiperatividade (TDAH), abusos de substâncias psicoativas e transtornos alimentares. Modelos animais que mimetizem intervenções nessa fase são relevantes cientificamente. A manipulação neonatal (MN) é um desses modelos, em que breves separações entre a mãe e a ninhada são realizadas durante as primeiras duas semanas de vida (1º-10º dia de vida) por 10 minutos diários. No decurso do período neonatal, o eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) trabalha de maneira distinta da fase embrionária, levando ao assim denominado período hiporresponsivo ao estresse, com menores liberações de corticosterona e hormônio adrenocorticotrópico (ACTH). Estudos apontam que a MN induz uma modulação a longo prazo sobre o eixo HPA, diminuindo a reatividade a eventos estressores e modificando alguns comportamentos na vida adulta. O objetivo central da presente tese foi avaliar comportamentos executivos e possíveis alterações neuroquímicas no córtex pré-frontal medial vento-medial de ratos manipulados no período neonatal. Os resultados mostraram-se sexo-específicos, pois animais machos manipulados no período neonatal mostraram-se mais impulsivos na vida adulta, apresentando também alterações na atenção e na flexibilidade cognitiva. Além disso, a responssividade ao fármaco metilfenidato (Ritalina®) nesse grupo foi encontrada diminuída. Com referência ao controle inibitório comportamental, mediante a tarefa de tolerância ao atraso da recompensa, a impulsividade foi observada apenas em animais machos e manipulados no período neonatal, e esta alteração não foi revertida pelo fármaco metilfenidato. Contudo ao analisar os níveis das aminas biogênicas, dopamina e serotonina e seus metabólitos 3,4-ácido dihidroxifenilacético (DOPAC), ácido homovanílico (HVA) e 5-ácido 5-hidroxiindolacético (5-HIAA) e noradrenalina, não se verificou modificação em relação aos grupos experimentais, entretanto, fêmeas tiveram concentrações maiores de DOPAC que os machos. Em relação à atenção e à flexibilidade cognitiva em machos, verificou-se no teste de deslocamento da atenção (TDA) um pior desempenho dos animais manipulados nas associações simples e na mudança intradimensional; entretanto, com melhora na extradimensional. A respeito das análises neuroquímicas no CPFvm, observou-se diminuição da atividade da enzima Na+/K+-ATPase e do imunoconteúdo da proteína sinaptofisina. Não houve alterações, contudo, nos imunoconteúdos de tirosina hidroxilase (TH) e sua forma fosforilada (THf), e nos níveis do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF). Ao observar a flexibilidade cognitiva e a atenção, os resultados indicaram pior desempenho na tarefa do deslocamento da atenção apenas em fêmeas do grupo MN, na discriminação de reversão. Juntamente com esses parâmetros, a atividade da enzima Na+/K+-ATPase foi encontrada diminuída em CPFvm no grupo MN. Tendo em vista os resultados desta tese, percebe-se que a manipulação neonatal em ratos altera alguns comportamentos cognitivos de forma distinta entre os sexos: provoca a diminuição do controle inibitório e resposta ao metilfenidato em machos; e modifica a atenção e flexibilidade cognitiva em ambos os sexos, com maior volume de alterações em machos. Coube a esta tese considerar que, breves separações entre a mãe e os filhotes no período neonatal provocam diferentes consequências cognitivo-comportamentais na vida adulta da prole, e isto é dependente do sexo. Com isso, pôde-se concluir que, a fase neonatal é um momento vulnerável a influências ambientais, e estas produzem múltiplos desfechos comportamentais ao longo da vida. / The neonatal period is considered a vulnerability window to physiological and behavioral alterations during ontogeny. Enviromental modifications in this period may predispose the individual to disorders as attention defficit hyperactivity disorder (ADHD), psicoative substance abuse, and eating disorder. Animal models which mimic interventions in this phase are scientifically relevant. Neonatal handling (NH) is one of these models: brief separations between the mother and the litters are made during the first two weeks of life (1st-10th day of life) for 10 minutes daily. During the neonatal period, the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis works differently from the embrionary phase, resulting in a stress hiporresponsive period, with a less release of corticosterone and adrenocorticotropic hormone (ACTH). Studies show that NH induces a long-term modulation on HPA axis, decreasing its reactivity to stressors in adult life. The main objective of this thesis was to evaluate executive behaviors and possible neurochemical alterations in the medial ventro-medial prefrontal cortex of rats handled in the neonatal period. The results were sex-specific, because neonatal handled male animals showed more impulsive behavior in adult life, also presenting modifications in attention and cognitive fexibility. Furthermore, the responsiveness to methilphenidate (Ritalina®) in this group was decreased. In relation to behavioral inhibitory control by tolerance to delay of reward task, the impulsivity was observed only in male handled animals, and it was not reversed by methilphenidate. However, when biogenic amines (dopamine and serotonin and their metabolites 3,4-dihidroxidphenilacetic acid (DOPAC), homovanilic acid (HVA), 5-hidroxy-indol-acetic acid (5-HIAA), and noradrenaline) were measured, their levels were not modified, though females showed increased concentrations of DOPAC compared to males. In relation to attention and cognitive flexibility in males, we verified a reduced performance of the neonatal handled group in the attentional set shifting task, both in simple associations and intradimensional shifts, despite an improvement in extradimensional shift. The neurochemical analysis in PFCvm showed a decrease in the activity of Na+/K+-ATPase, and in the immunocontent of synaptophysin. There were no alterations in the immunocontent of tyrosine hydroxylase (TH) or its phospholitated form (pTH), and no difference was observed in the levels of brain derived neurotrophic factor (BDNF). When studying cognitive flexibility and attention in attentional set shifting task in females, the results indicated a decreased performance in reverse discrimination in the NH group. Additionally, the activity of Na+/K+-ATPase enzyme was found decreased in PFCvm in NH group. Thus, the results of this thesis show that neonatal handling in rats alter, in a distinct form, cognitive behaviors between sexes: Provoke a decrease of inhibitory behavior and together the response to methilphenidate in males; and addictionally modifies attention and cognitive flexibility in both sexes, with more alterations in males. Therefore, this thesis considered that briefly separations between dam and pups in the neonatal period provoke differents behavioral cognitive consequences in adult life of litters, and this subject depend on sex. Thus, we can conclude that neonatal period is a vulnerable moment to enviromental influences, and these features produce multiple behavior outcomes along life.

O período neonatal é considerado uma janela de vulnerabilidade a alterações fisiológicas e comportamentais no decorrer da ontogenia. Modificações ambientais nessa fase podem predispor o indivíduo a transtornos, como o déficit de atenção com hiperatividade (TDAH), abusos de substâncias psicoativas e transtornos alimentares. Modelos animais que mimetizem intervenções nessa fase são relevantes cientificamente. A manipulação neonatal (MN) é um desses modelos, em que breves separações entre a mãe e a ninhada são realizadas durante as primeiras duas semanas de vida (1º-10º dia de vida) por 10 minutos diários. No decurso do período neonatal, o eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) trabalha de maneira distinta da fase embrionária, levando ao assim denominado período hiporresponsivo ao estresse, com menores liberações de corticosterona e hormônio adrenocorticotrópico (ACTH). Estudos apontam que a MN induz uma modulação a longo prazo sobre o eixo HPA, diminuindo a reatividade a eventos estressores e modificando alguns comportamentos na vida adulta. O objetivo central da presente tese foi avaliar comportamentos executivos e possíveis alterações neuroquímicas no córtex pré-frontal medial vento-medial de ratos manipulados no período neonatal. Os resultados mostraram-se sexo-específicos, pois animais machos manipulados no período neonatal mostraram-se mais impulsivos na vida adulta, apresentando também alterações na atenção e na flexibilidade cognitiva. Além disso, a responssividade ao fármaco metilfenidato (Ritalina®) nesse grupo foi encontrada diminuída. Com referência ao controle inibitório comportamental, mediante a tarefa de tolerância ao atraso da recompensa, a impulsividade foi observada apenas em animais machos e manipulados no período neonatal, e esta alteração não foi revertida pelo fármaco metilfenidato. Contudo ao analisar os níveis das aminas biogênicas, dopamina e serotonina e seus metabólitos 3,4-ácido dihidroxifenilacético (DOPAC), ácido homovanílico (HVA) e 5-ácido 5-hidroxiindolacético (5-HIAA) e noradrenalina, não se verificou modificação em relação aos grupos experimentais, entretanto, fêmeas tiveram concentrações maiores de DOPAC que os machos. Em relação à atenção e à flexibilidade cognitiva em machos, verificou-se no teste de deslocamento da atenção (TDA) um pior desempenho dos animais manipulados nas associações simples e na mudança intradimensional; entretanto, com melhora na extradimensional. A respeito das análises neuroquímicas no CPFvm, observou-se diminuição da atividade da enzima Na+/K+-ATPase e do imunoconteúdo da proteína sinaptofisina. Não houve alterações, contudo, nos imunoconteúdos de tirosina hidroxilase (TH) e sua forma fosforilada (THf), e nos níveis do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF). Ao observar a flexibilidade cognitiva e a atenção, os resultados indicaram pior desempenho na tarefa do deslocamento da atenção apenas em fêmeas do grupo MN, na discriminação de reversão. Juntamente com esses parâmetros, a atividade da enzima Na+/K+-ATPase foi encontrada diminuída em CPFvm no grupo MN. Tendo em vista os resultados desta tese, percebe-se que a manipulação neonatal em ratos altera alguns comportamentos cognitivos de forma distinta entre os sexos: provoca a diminuição do controle inibitório e resposta ao metilfenidato em machos; e modifica a atenção e flexibilidade cognitiva em ambos os sexos, com maior volume de alterações em machos. Coube a esta tese considerar que, breves separações entre a mãe e os filhotes no período neonatal provocam diferentes consequências cognitivo-comportamentais na vida adulta da prole, e isto é dependente do sexo. Com isso, pôde-se concluir que, a fase neonatal é um momento vulnerável a influências ambientais, e estas produzem múltiplos desfechos comportamentais ao longo da vida. / The neonatal period is considered a vulnerability window to physiological and behavioral alterations during ontogeny. Enviromental modifications in this period may predispose the individual to disorders as attention defficit hyperactivity disorder (ADHD), psicoative substance abuse, and eating disorder. Animal models which mimic interventions in this phase are scientifically relevant. Neonatal handling (NH) is one of these models: brief separations between the mother and the litters are made during the first two weeks of life (1st-10th day of life) for 10 minutes daily. During the neonatal period, the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis works differently from the embrionary phase, resulting in a stress hiporresponsive period, with a less release of corticosterone and adrenocorticotropic hormone (ACTH). Studies show that NH induces a long-term modulation on HPA axis, decreasing its reactivity to stressors in adult life. The main objective of this thesis was to evaluate executive behaviors and possible neurochemical alterations in the medial ventro-medial prefrontal cortex of rats handled in the neonatal period. The results were sex-specific, because neonatal handled male animals showed more impulsive behavior in adult life, also presenting modifications in attention and cognitive fexibility. Furthermore, the responsiveness to methilphenidate (Ritalina®) in this group was decreased. In relation to behavioral inhibitory control by tolerance to delay of reward task, the impulsivity was observed only in male handled animals, and it was not reversed by methilphenidate. However, when biogenic amines (dopamine and serotonin and their metabolites 3,4-dihidroxidphenilacetic acid (DOPAC), homovanilic acid (HVA), 5-hidroxy-indol-acetic acid (5-HIAA), and noradrenaline) were measured, their levels were not modified, though females showed increased concentrations of DOPAC compared to males. In relation to attention and cognitive flexibility in males, we verified a reduced performance of the neonatal handled group in the attentional set shifting task, both in simple associations and intradimensional shifts, despite an improvement in extradimensional shift. The neurochemical analysis in PFCvm showed a decrease in the activity of Na+/K+-ATPase, and in the immunocontent of synaptophysin. There were no alterations in the immunocontent of tyrosine hydroxylase (TH) or its phospholitated form (pTH), and no difference was observed in the levels of brain derived neurotrophic factor (BDNF). When studying cognitive flexibility and attention in attentional set shifting task in females, the results indicated a decreased performance in reverse discrimination in the NH group. Additionally, the activity of Na+/K+-ATPase enzyme was found decreased in PFCvm in NH group. Thus, the results of this thesis show that neonatal handling in rats alter, in a distinct form, cognitive behaviors between sexes: Provoke a decrease of inhibitory behavior and together the response to methilphenidate in males; and addictionally modifies attention and cognitive flexibility in both sexes, with more alterations in males. Therefore, this thesis considered that briefly separations between dam and pups in the neonatal period provoke differents behavioral cognitive consequences in adult life of litters, and this subject depend on sex. Thus, we can conclude that neonatal period is a vulnerable moment to enviromental influences, and these features produce multiple behavior outcomes along life.

O córtex pré-frontal medial ventral (CPFMv) é uma estrutura límbica que está envolvida em respostas autonômicas associadas a reações aversivas. O CPFMv é dividido em córtex pré- límbico (PL), córtex infralímbico (IL) e córtex dorsopeduncular (DP). A estimulação elétrica ou química destas regiões causa respostas defensivas e alterações autonômicas tais como respostas cardiovasculares, dependendo da sub-região estimulada. O estresse de restrição (ER) causa alterações hormonais e respostas autonômicas, tais como aumento de pressão arterial (PA) e frequência cardíaca (FC). A ativação de neurônios presentes no CPFMv durante essa situação aversiva, assim como os resultados da inibição farmacológica das sinapses presentes no PL e IL sugerem o envolvimento destas estruturas na modulação das respostas cardiovasculares causadas pelo ER. Entretanto, os possíveis neurotransmissores presentes no vCPFM, envolvidos nesta modulação, ainda não foram elucidados. O sistema opioidérgico central modula o sistema cardiovascular inclusive durante situações aversivas, sendo que tanto receptores quanto peptídeos opióides estão presentes no CPFMv. Considerando o exposto acima, a hipótese a ser testada no presente trabalho foi que a neurotransmissão opioidérgica do PL e IL está envolvida na modulação das respostas cardiovasculares de aumento da PA e FC desencadeadas pelo ER. Assim, a administração de naloxona (antagonista não-seletivo de receptores opióides) no PL ou IL reduziu a resposta pressora e taquicardíaca induzida pelo ER, sendo o perfil da curva dose-inibição em forma de U-invertido. A administração de CTAP (antagonista dos receptores opióides µ) ou nor-BNI (antagonista dos receptores opióides ?) no PL também reduziu a resposta pressora e taquicardíaca induzida pelo ER, de forma semelhante à naloxona, sugerindo o envolvimento desses receptores na modulação das respostas cardiovasculares desencadeadas pelo ER, enquanto que no IL, apenas a administração de nor-BNI reduziu a resposta cardiovascular induzida pelo ER. O tratamento com naltrindole (antagonista ?-seletivo) em ambas as estruturas não alterou a resposta pressora e taquicardíaca gerada pelo ER. A administração de UPF-101 (antagonista ORL-1) no PL potencializou a resposta taquicardíaca, sem alterar a resposta pressora enquanto a administração no IL não gerou efeito. Em resumo, os resultados indicam que o sistema opioidérgico, presente no PL e IL, desempenha papel facilitatório sobre as respostas cardiovasculares induzidas pelo ER, enquanto o sistema nociceptina/orfanina FQ apresentaria papel inibitório. / The ventral medial prefrontal cortex (vMPFC) is a limbic structure involved in the mediation of autonomic responses associated to aversive situations. The vMPFC is divided into prelimbic cortex (PL), infralimbic cortex (IL) and dorsal peduncular cortex (DP). The electrical or chemical stimulation of these regions cause defensive responses and autonomic changes, such as cardiovascular responses, depending on the subregion stimulated. The restraint stress (RS) evokes hormonal and autonomic responses, as well as arterial pressure and heart rate increases. Neuronal activation in the vMPFM was reported during this aversive situation, and the pharmacological inhibition of synapses in the PL and IL has suggested the involvement of these structures in the modulation of cardiovascular responses caused by RS. However, the possible neurotransmitters present in vCPFM that are involved in this modulation have not yet been identified. Opioid peptides and their receptors are present in the CPFMv. Furthermore, the central opioid system is known to modulate the cardiovascular system, even during aversive situations. Therefore, the hypothesis of this study was that PL and IL opioid neurotransmission is involved in the modulation of cardiovascular responses caused by RS. Naloxone (opioid nonselective antagonist) administration in PL or IL reduced the pressure and tachycardiac response evoked by RS, with the dose-inhibition curve having an U-inverset shape. Similar to naloxone, the selective µ-opioid antagonist CTAP and the selective ?-opioid antagonist nor-BNI when administered into the PL also reduced the pressor and tachycardiac response induced by RS, thus suggesting an involvement of these receptors in the modulation of cardiovascular responses evoked by RS, while in the IL, only administration of nor- BNI reduced the cardiovascular response induced by RS. In both structures, the treatment with the selective ?-opioid antagonist naltrindole did not affect the pressor and tachycardic response caused by RS. The pretreatment of the PL with the selective ORL-1 antagonist UPF-101 increased the tachycardic response, without affecting the RSevoked pressor, while the administration of UPF-101 into the IL did not affect the RS-evoked cardiovascular response. In summary, the opioid system in PL and IL appear to play a facilitatory role on the cardiovascular responses induced by RS, while the system nociceptin / orphanin FQ would have an inhibitory role on these responses.

A administração sistêmica de canabidiol (CBD), o principal constituinte não psicomimético da Cannabis sativa, induz efeito antidepressivo em modelos préclínicos. O mecanismo de ação do canabidiol, no entanto, permanece pouco conhecido, podendo envolver a ativação de receptores serotoninérgicos do tipo 1A (5-HT1A). Ademais, as estruturas encefálicas envolvidas nesses efeitos permanecem desconhecidas. O córtex pré-frontal medial ventral (CPFmv), dividido em infra-límbico (IL) e pré-límbico (PL), recebe densa inervação serotoninérgica e desempenha importante papel na modulação da resposta emocional ao estresse e na neurobiologia da depressão. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a hipótese de que a administração de canabidiol no CPFmv, diferenciado em PL e IL, produz efeito tipo-antidepressivo por meio da ativação de receptores 5- HT1A. Para tanto, ratos Wistar canulados bilateralmente no CPFmv, receberam CBD (10, 30, 60 nmol/0,2?l) ou veículo intra-PL e CBD (30, 45 e 60nmol/0,2?l) ou veículo intra-IL e foram submetidos ao teste do nado forçado ou ao teste do campo aberto. Outro grupo de animais recebeu microinjeção (intra PL ou IL) do agonista de receptores 5-HT1A, 8-OH-DPAT (5, 10nmol/0,2?l) e foram submetidos aos mesmos testes. Um grupo adicional recebeu um antagonista 5-HT1A, WAY1006365 (10, 30nmol/0,2?l), seguido pela administração de 8-OH-DPAT (10nmol0,2?l) ou CBD (10 nmol0,2?l) intra-PL, ou 8-OH-DPAT (10nmol0,2?l) ou CBD (45 nmol0,2?l) intra-IL, e avaliados no teste do nado forçado. Os resultados demonstraram que a administração de CBD e de 8-OH-DPAT, intra-PL e intra-IL, reduziu significativamente o tempo de imobilidade no teste do nado forçado, um efeito tipoantidepressivo, sem alterar a atividade locomotora dos animais no teste do campo aberto. Além disso, a administração de WAY100635 intra-PL e intra-IL não alterou o tempo de imobilidade per se, mas foi capaz de bloquear os efeitos da administração do CBD e do 8-OH-DPAT. Esses resultados sugerem que a administração local do CBD no CPFmv induz efeito tipo-antidepressivo por meio da ativação de receptores 5-HT1A. Portanto, é possível que o CPFmv esteja envolvido no efeito tipoantidepressivo induzido pelo CBD. / Systemic administration of cannabidiol (CBD), the main non-psychotomimetic constituent of Cannabis sativa, induces antidepressant-like effects in pre-clinical models. The mechanism of action of Cannabidiol, which remains poorly understood, may involve serotonergic type 1A receptors activation (5-HT1A). Furthermore, the brain structures involved in these effects are still unknown. The ventral medial prefrontal cortex (vmPFC), divided in infra-limbic (IL) and pre-limbic (PL) subregions, receives dense serotonergic innervation and plays an important role in the modulation of emotional responses to stress and in the neurobiology of depression. Thus, the aim of this study was evaluate the hypothesis that the administration of cannabidiol into the vmPFC, differentiated into IL and PL, would induce antidepressant-like effect by activating 5-HT1A receptors. Therefore, male Wistar rats with cannulae bilaterally implanted into the Il and PL were given CBD (10, 30, 45, 60 nmol/0,2?l) or vehicle and were submitted to the forced swimming test or to the open field test. Another group of animals received microinjections (intra PL or IL) of the 5- HT1A agonist 8-OH-DPAT (5, 10nmol/0,2?l) and was submitted to the same tests. An additional group received an 5-HT1A antagonist, WAY100635 (10, 30 nmol/0,2?l.), followed by the administration of 8-OH-DPAT (10 nmol/0,2?l) or CBD (10 nmol0,2?l) intra-PL, or 8-OH-DPAT (10nmol0,2?l) or CBD (45 nmol0,2?l) intra- IL, and avaluated in the forced swimming test. The results showed that CBD and 8- OH-DPAT administration, intra-PL and intra-IL, significantly reduced the immobility time in the forced swimming test, an antidepressant-like effect, without changing the locomotor activity of the animals in the open field test. Moreover, the administration of WAY100635, intra-PL and intra-IL, did not change the immobility time per se, but blocked the CBD- and 8-OH-DPAT-induced effects. These results suggest that the local administration of CBD into the vmPFC induces antidepressant-like effects through the activation of 5-HT1A receptors. Therefore, it is possible that the vmPFC is involved in CBD-induced antidepressant-like effect.

A participação do córtex pré-frontal na memória episódica verbal e seu envolvimento na estratégia organizacional semântica têm sido demonstrados em vários estudos de neuroimagem funcional. Entretanto nenhum estudo anterior investigou os efeitos do treino cognitivo com uso de estratégia semântica sobre a cirtuitaria neural. No presente estudo Investigou-se a codificação da memória episódica verbal, por meio de ressonância magnética funcional (RMf). Quinze voluntários viram listas de palavras apresentadas em três condições de organização semântica: 1) RE relacionada estruturada, 2) RNE relacionada não estruturada e 3) NR não relacionada, antes e após trinta minutos de treino com uso de estratégia organizacional semântica. O principal objetivo foi verificar os efeitos do treino no padrão de ativação neural. Observou-se a participação de uma ampla rede de estruturas cerebrais. O giro frontal inferior e o córtex frontal ventrolateral foram mais ativados após o treino. O córtex pré-frontal dorsolateral e o órbito-frontal foram ativados nas condições RNE e RE antes do treino, as quais permitiram a manipulação e o uso organizacional da estratégia semântica. Os resultados sugerem que: 1) a ativação do giro frontal inferior BA 45 e do córtex pré-frontal ventrolateral BA 47 após o treino pode estar associada ao melhor desempenho da memória episódica verbal. 2) o córtex órbito-frontal BA 11 esteja possivelmente envolvido na mobilização de estratégias e o córtex pré-frontal dorsolateral BA 46 e 9 na manutenção e uso da estratégia mais eficiente / The participation of prefrontal cortex in episodic verbal memory and its involvement in organizational semantic strategy has been demonstrated in several studies of functional neuroimage. However any previous study investigated the effects of cognitive training with semantic organizational strategy use under neural circuitry. At the present study verbal episodic memory encoding were investigated, through functional magnetic resonance (fMRI). Words lists were visually presented to fifteen volunteers in three organizational semantic conditions: 1) RS related structured, 2) RNS related unstructured e 3) UR unrelated, before and after thirty minutes in organizational semantic strategy training. The main objective was to verify the effects of training on neural activation circuitry. The participation of an active broad structure cerebral network was observed. After training the inferior frontal gyrus and the ventrolateral prefrontal cortex were mainly activated. The dorsolateral prefrontal cortex and o orbitofrontal cortex were activated in RNS and RS conditions before training; witch enabled the application and manipulation of semantic organizational strategy. This result suggest: 1) better performance on retrieval and strategy uses after training might be associated to modification of neural activation pattern, and 2) orbitofrontal cortex BA 11 possibly is involved in strategies mobilization, and dorsolateral prefrontal cortex BA 46 e 9 in the uses and maintenance the most efficient strategy

A ketamina, antagonista não competitivo de receptores NMDA, apresenta potentes efeitos psicomiméticos, sendo capaz de acentuar o estado psicótico de pacientes esquizofrênicos. Uma das áreas cerebrais afetadas por seu uso é o córtex pré-frontal, já que o desempenho em tarefas que dependem de sua atividade é profundamente alterado pela administração aguda de ketamina. Assim como na esquizofrenia, estas alterações podem sofrer influência de fatores hormonais, alterações estas que podem ser explicadas pelos efeitos dos hormônios sexuais femininos, como o estrogênio, os quais apresentam um papel regulador sobre os sistemas dopaminérgicos, serotonérgicos, glutamatérgicos e GABAérgicos, todos afetados pelos efeitos agudos e crônicos do uso de ketamina. Este projeto, portanto, teve como meta avaliar os possíveis efeitos da administração crônica e retirada de ketamina sobre a expressão de comportamentos relacionados à ansiedade humana em ratas da linhagem Wistar, assim como a influência dos hormônios estradiol e a progesterona sobre esta variável. As possíveis alterações farmacológicas induzidas pela administração crônica de ketamina sobre os sistemas dopaminérgicos e serotoninérgicos da divisão pré-límbica (PrL) do córtex pré-frontal medial serão avaliadas através da injeção local de antagonista/agonista específicos. Nossos dados reforçam a ideia de que a ketamina demonstra de forma significativa a expressão da resposta aprendida de medo. E também, os dados mostram que a abstinência da droga altera este comportamento, particularmente a capacidade cognitiva relacionada ao encadeamento de estímulos. Da mesma forma que outras drogas de abuso, estas alterações parecem envolver tanto o sistema dopaminérgico quanto serotoninérgico do CPFm. / Ketamine, a non-competitive antagonist of NMDA receptors, has potent psychomimetic effects, being able to accentuate the psychotic state of schizophrenic patients. One of the brain areas affected by its use is the prefrontal cortex, since performance in tasks that depend on its activity is profoundly altered by the acute administration of ketamine. As in schizophrenia, these changes may be influenced by hormonal factors, which can be explained by the effects of female sex hormones, such as estrogen, which play a role in the dopaminergic, serotonergic, glutamatergic and GABAergic systems, all affected acute and chronic effects of ketamine use. This project therefore aimed to evaluate the possible effects of chronic administration and withdrawal of ketamine on the expression of behaviors related to human anxiety in Wistar rats, as well as the influence of the hormones estradiol and progesterone on this variable. The possible pharmacological changes induced by chronic ketamine administration on the dopaminergic and serotonergic systems of the prelambial (PrL) division of the medial prefrontal cortex will be assessed by specific local antagonist / agonist injection. Our data reinforce the idea that ketamine demonstrates significantly the expression of the learned response of fear. Also, the data show that drug abstinence alters this behavior, particularly the cognitive capacity related to the chaining of stimuli. Like other drugs of abuse, these changes appear to involve both the dopaminergic and serotonergic system of CPFm.

Estudos apontam a substância cinzenta periaquedutal (PAG) como um sítio crítico para a expressão de vários comportamentos motivados. A porção rostrolateral da PAG (PAGrl), tem um papel chave na regulação da motivação na caça predatória, e modularia mecanismos de recompensa associados ao comportamento alimentar e busca por droga, a partir de projeções para área tegmental ventral e núcleo acumbens; o que dependeria da ligação com neurônios orexinérgicos da área hipotalâmica lateral (LHA). A PAGrl, está mobilizada nos comportamentos de busca por droga assim como na caça predatória. As principais regiões que aferentam a PAGrl são áreas do córtex pré-frontal medial (mPFC) onde a PAGrl integraria tais aferencias e modularia a LHA. Os resultados corroboram com a hipótese, pois lesões no mPFC diminuíram a busca por droga e vimos que neurônios da PAGrl mobilizados no comportamento, que recebem aferências do mPFC, seriam os mesmos que se projetam para LHA e que a PAGrl teria papel crítico na promoção do comportamento de busca por droga no CPP para sulfato de morfina. / Studies show a periaqueductal gray (PAG) as a critical place for an expression of motivated behaviors. The rostrolateral portion of PAG (PAGrl), is a key role in the regulation of motivation in predatory hunting, and modulates, reward mechanisms associated with drug and food seeking, through projections to ventral tegmental area and the nucleus accumbens; what would depend on the connection with orexin neurons of the lateral hypothalamic area (LHA). The PAGrl, is mobilized in predatory hunting as drug seeking. The main region that sends projections to PAGrl is the medial prefrontal cortex (mPFC), where PAGrl integrate such afferent and modulates the LHA. Our results corroborate the hypothesis, because mPFC injuries, decreased drug seeking and we observed that PAGrl neurons mobilized in behavior, and also receive afferents from mPFC, would be the same as projecting to LHA, thus PAGrl had critical role in promotion of drug seeking behavior during the CPP for morphine sulfate.

O córtex pré-frontal (PFC) participa do controle do comportamento de busca por droga e se projeta para a coluna rostrolateral da substância cinzenta periaquedutal (PAGrl) que por sua vez se projeta para o sistema orexinérgico da área hipotalâmica lateral (LHA) que controla comportamentos que oferecem recompensa através de projeções para o sistema dopaminérgico mesolímbico. O objetivo do trabalho é investigar a participação da PAGrl e a sua relação com o PFC e com o sistema orexinérgico da LHA na expressão do comportamento de busca por droga. Submetemos ratos Wistar ao condicionamento de preferência por lugar para sulfato de morfina e notamos que o PFC, a PAGrl e a LHA estão ativados em animais que expressaram tal comportamento. Após, realizamos lesões neuroquímicas bilaterais no PFC e notamos a ausência da busca pela droga nestes animais e da diminuição da ativação da PAGrl e do sistema orexinérgico da LHA. Posteriormente realizarmos lesões neuroquímicas por NMDA na PAGrl e notamos a ausência do comportamento e diminuição de duplas marcações para Fos e orexina na LHA. Os resultados indicam que a PAGrl exerceria um papel crítico para o comportamento de busca por droga, integrando aferências provenientes do PFC para modular os neurônios orexinérgicos da LHA. / The prefrontal cortex (PFC) is involved with planning of the drug seeking behavior and projects itself to the rostrolateral periaqueductal gray (PAGrl) that through projections for the orexin neurons in the lateral hypothalamic area (LHA), participates in the control of behavior that offer rewards. The LHA controls drug reward through projections for the mesolimbic dopaminergic system. This study aims to investigate the relationship between the PFC, PAGrl and orexin neurons in the LHA in drug seeking behavior. We did a morphine conditioned place preference (CPP) procedure in intact, bilateral PAGrl-lesioned and bilateral PFC-lesioned Wistar rats and investigated the pattern of Fos expression. The intact animals displayed such behavior and presented an increase in Fos activation in the PFC, rlPAG and LHA orexinergic neurons. Conversely, PAGrl-lesioned and PFC-lesioned animals did not display this behavior and reduced the activation of orexin neurons in the LHA. PFC-lesioned animals presented a reduction of the Fos activation in the rlPAG. The results suggest a pathway involving the PFC, PAGrl and LHA orexinergic cell group underlying the CCP, where the rlPAG would integrate inputs from the PFC to control the LHA orexinergic cell group.

Acredita-se que quantidades elevadas de glutamato estejam relacionadas à neurobiologia da depressão e trabalhos recentes indicam que a quantidade de glutamato cortical está aumentada em pacientes depressivos quando comparada a indivíduos sadios. Dentre as estruturas corticais, o córtex pré-frontal medial ventral (CPFMv), dividido em infralímbico (IL) e pré-límbico (PL), tem sido mais frequentemente implicado no desenvolvimento de transtornos mentais, como a depressão. Considerando evidências de que o IL e o PL podem agir de forma diferente quanto ao controle emocional em resposta ao estresse, o presente trabalho visou avaliar a hipótese de participação da neurotransmissão glutamatérgica do CPFMv, IL e PL, no desenvolvimento das respostas comportamentais ao estresse de nado forçado, um modelo preditivo de efeitos antidepressivos. Para tal, investigamos os efeitos induzidos pela administração no IL ou no PL, de LY 235959, um antagonista dos receptores glutamatérgicos do tipo NMDA, em três momentos diferentes, em animais submetidos ao teste do nado forçado. A administração de LY 235959, no IL ou PL, produziu efeitos do tipo antidepressivo, sendo esse efeito sensível ao tempo de administração da droga em relação à exposição ao nado forçado. Sendo assim, foi observado efeito antidepressivo quando o bloqueio glutamatérgico no PL ocorreu imediatamente após o nado ou antes da re-exposição ao estresse; enquanto no IL, o tratamento promoveu efeito antidepressivo apenas quando administrado antes da re-exposição ao nado. Portanto, os resultados sugerem que a neurotransmissão glutamatérgica mediada por receptores NMDA no CPFMv contribui para o desenvolvimento de consequências comportamentais do estresse, de modo que o bloqueio desses receptores facilitaria a adaptação ao estresse e induziria efeitos do tipo-antidepressivo. Os resultados sugerem, ainda, que o PL e o IL participam de maneira semelhante na modulação desses processos. / It is believed that high amounts of glutamate are related to the neurobiology of depression. Recent studies indicate that the amount of cortical glutamate is increased in depressed patients compared to healthy subjects. Among the cortical structures, the ventral medial prefrontal cortex (CPFMv), divided into infralimbic (IL) and prelimbic (PL) has been most often implicated in the development of mental disorders, such as depression. Considering that IL and PL play different roles on the emotional control in response to stress, this study was aimed to evaluate the hypothesis that the activation of glutamate NMDA receptors within the CPFMv, IL and PL, would facilitate the development of forced swimming-induced behavioral responses, an animal model predictive of antidepressants effects. To this end, we investigated the effects induced by the administration in the PL or the IL of LY 235959, an antagonist of NMDA receptors, at three different times, in animals submitted to the forced swimming test. The administration of LY 235959, in the IL or PL, produced antidepressant-like effects, and this effect is sensitive to moment of drug administration in relation to exposure to forced swimming. Thus, the antidepressant-like effect was observed when blocking the NMDA blockade into the PL occurred immediately after swimming or before re-exposure to stress, whereas in the IL, such treatment promoted antidepressant-like effect only when administered before re-exposure to swimming. Therefore, the results suggest that the glutamatergic neurotransmission mediated by NMDA receptors in the CPFMv contributes to the development of behavioral consequences of stress, so that blocking these receptors would facilitate the adaptation to stress and induce antidepressant-like effects. The results also suggest that PL and IL may be similarly involved in modulating these processes.

O envelhecimento da população mundial aumentou o interesse na busca pelos mecanismos fisiológicos e bioquímicos envolvidos no processo do envelhecimento saudável e por estratégias preventivas e terapêuticas de doenças relacionadas à idade. O envelhecimento cerebral alterou a atividade global de histona desacetilases (HDAC), enzima envolvida nos níveis de acetilação de histonas, marca epigenética relacionada com a expressão gênica. Nosso grupo de pesquisa demonstrou que o protocolo de exercício físico diário em esteira reduziu a atividade global da HDAC no córtex frontal imediatamente e 1 hora após a última sessão de treino. Assim, é de interesse elucidar as isoformas de HDAC envolvidas no processo de envelhecimento e no efeito do exercício físico. O exercício físico voluntário aumenta os níveis do Fator Neurotrófico Derivado do Encéfalo (BDNF) por mecanismos epigenéticos, no entanto, o impacto do exercício forçado parece ser contraditório. Nossos objetivos foram avaliar os efeitos do envelhecimento e do exercício de corrida sobre os níveis de HDAC2 e de BDNF em córtex pré-frontal de ratos Wistar. Para isso, utilizamos ratos Wistar machos com 3 e 20 meses de idade. Os animais do grupo exercitado foram submetidos ao protocolo diário de exercício físico moderado em esteira por 14 dias. No 13° dia, os animais foram submetidos à tarefa da esquiva inibitória (treino) e, no 14° dia, 30 minutos após a última sessão de exercício físico, foi realizado o teste do paradigma da esquiva inibitória. Após 30 minutos do teste na esquiva inibitória (uma hora após a última sessão de exercício), os córtices foram obtidos para os ensaios bioquímicos. Os níveis da HDAC2 foram maiores em córtices de animais envelhecidos. Ainda, foi observada uma correlação negativa entre o conteúdo da HDAC2 e o desempenho no teste de memória aversiva (esquiva inibitória). O exercício físico em esteira não alterou os níveis de HDAC2 em nenhuma das idades testadas. O envelhecimento e o exercício físico em esteira não alteraram os níveis de BDNF. Nossos dados sugerem que os altos níveis de HDAC2 estão envolvidos com o pior desempenho de animais envelhecidos na memória aversiva e que esta isoenzima não está relacionada aos efeitos epigenéticos do exercício físico em córtex pré-frontal. / Increasing attention has been paid to study the physiological and biochemical mechanisms of healthy aging process as well to seek therapeutic and protective strategies for age-related neurodegenerative diseases, since the aging population is growing. Epigenetic marks related to gene expression has been involved in aging brain process; increases in global histone desacetylase (HDAC) activity, enzyme involved with histone acetylation levels, has been found in aged brain areas. Our research group demonstrated that daily treadmill exercise protocol reduced global HDAC activity in frontal cortex immediately and 1hr after the last training session. The role of HDAC isoforms in aging process and exercise effects still needs to be elucidated. Taken that a specific HDAC isoform, HDAC2, has been involved with formation of hippocampus-dependent memory, the involvement of HDAC2 in aging process and exercise effects must be considered. Besides, it was described that voluntary exercise increases the levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) through epigenetic mechanisms; while the forced exercise effects on BDNF levels seem be contradictory. Our aim was to evaluate the aging and exercise effects on HDAC2 and BDNF levels in prefrontal cortices of Wistar rats. Young adult and age male Wistar rats were submitted to a daily moderate treadmill exercise protocol (20 min/day during 14 days). The rats were assigned to sedentary and exercise groups. Single-trial step-down inhibitory avoidance (IA) conditioning was employed as an aversive memory paradigm. In the training trial (IA), rats were placed on a platform and immediately after stepping down on the grid received a footshock prior to removal from the apparatus. The test trial took place 24 hours after the training trial. Prefrontal cortices were obtained thirty minutes after inhibitory avoidance test, what was 1 hour after the last training session of exercise. HDAC2 levels were increased in cortices of aged rats. Moreover, a negative correlation was observed between HDAC2 content and aversive memory performance evaluated by inhibitory avoidance. Treadmill exercise did not alter the HDAC2 levels in any evaluated age. Aging process and treadmill exercise were unable to alter BDNF levels. Our results suggest that the age-related memory impairment may be associated with the increased HDAC2 levels.