Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T20:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Denadai_MagdaAline_M.pdf: 823511 bytes, checksum: 1887972f9e5047fecbd7195247b586a8 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O óxido nítrico (NO), um neurotransmissor não convencional, tem papel importante em processos neurobiológicos de comportamento e de memória. Sua síntese é mediada por três isoformas de sintase do óxido nítrico (NOS): a neuronal (nNOS), a endotelial (eNOS) e induzível (iNOS). Este trabalho analisou o efeito do 7-nitroindazole (7-NI), um inibidor seletivo da nNOS, no condicionamento clássico aversivo em pombos. Foram usados 4 grupos: tratados com 7-NI (grupo 7-nitroindazole; G7-NI, n=5), tratados com óleo de amendoim (grupo veículo; GV, n=5), controle/sem tratamento (grupo controle; GC, n=5) e grupo não tratado/não condicionado (grupo manipulação; GM, n=5). A administração i.p. de 7-NI (25 mg/kg), ou do óleo de amendoim foi feita imediatamente após o treinamento. O G7-NI, o GV e o GC receberam três associações som-choque (5°, 10° e 15º minutos) numa sessão de 20 min. O teste a o contexto foi realizado 24 horas depois. As sessões foram gravadas para posterior transcrição e análise comportamental. A ocorrência da resposta de congelamento durante o treino não diferiu entre os grupos (p>0,05), mas durante o teste foi menor para o G7-NI em comparação ao treino (p<0.01) e aos demais grupos no teste (p<0.001). A atividade da NOS dependente de Ca++ no hipocampo foi menor no G7-NI do que nos outros grupos (p<0,01). Análise por Western blot indicou aumento na expressão de nNOS no G7-NI (p<0,05). A administração sistêmica de 7-NI teve um efeito amnésico sobre a memória contextual aversiva, indicando que a atividade da NOS dependente de Ca++ é importante para os processos de condicionamento clássico aversivo em pombos. / Abstract: Nitric oxide (NO) is an unsual neurotransmitter that plays an important role in neurobiological functions underlying behavior and memory. NO synthesis and release can be mediated by three isoforms of NO synthases (NOS): neuronal (nNOS), endothelial (eNOS) and inducible (iNOS). This study examined the effect of 7-nitroindazole (7-NI), a selective nNOS inhibitor, on contextual fear conditioning in pigeons. Four groups of pigeons were used: treated with 7-NI (7-NI; n=5), treated with peanut oil (Vehicle; n=5), non treated controls (Control; n=5) and non treated and no-trained controls (Non-trained; n=5). Treatment consisted in 7-NI (25 mg/kg; i.p.) or vehicle (peanut oil) administration, immediately after training. All the animals were trained in one 20 min session during which three tone-shock pairings (5th, 10th and 15th minutes) were presented. The test to the context was conducted 24h later. Behavioral categories were analyzed through the transcription of video-tapes of the sessions. The groups 7-NI, Vehicle and Control showed no significant differences in freezing during the conditioning session (p>0.05). During the test to the context the group 7-NI expressed significantly lower freezing as compared to Vehicle and Control (p<0.05). The 7-NI pigeons showed lower hippocampal activity of Ca++ dependent-NOS than Vehicle and Control groups (p<0.01). Western blot analysis indicated significant increase in nNOS expression (p<0.05). The systemic administration of 7-NI induced amnestic effects on contextual fear memory that evidence that Ca++-dependent NOS activity is required for fear conditioning in pigeons. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

A participação de estímulos e respostas em contingências não depende de sua origem interna ou externa. O ponto relevante é que a natureza funcional dos termos da contingência baseie-se em leis comportamentais. Nesse sentido, eventos neurais são também comportamentais, e assim podem permitir a observação de mecanismos básicos da aprendizagem. No presente trabalho, fez-se o exame desses mecanismos com vistas a verificar se a base neural dos paradigmas de condicionamento respondente e operante compartilha o princípio de que o reforço seleciona relações entre estímulos antecedentes e respostas. Tais relações ocorreriam devido ao fortalecimento de conexões sinápticas que vinculam os eventos de contingências. Aqui o estímulo antecedente tem importância crítica, pois a entrada sináptica para a evocação da resposta supostamente depende do sinal por ele gerado. O estímulo antecedente é sempre o evento presente no momento em que o organismo comporta-se, seja eliciando respostas reflexas, seja gerando a ocasião para a emissão de respostas operantes. Foram agrupados dados da literatura científica que propiciaram a comparação dos condicionamentos, com foco na função do estímulo antecedente. O resultado desta pesquisa abrangeu os seguintes aspectos: vias e mecanismos centrais de reforço, antecedentes neurais de resposta motora, antecedentes neurais em processos de discriminação comportamental, e plasticidade neural na aprendizagem. A literatura de bases neurais do comportamento forneceu vasto material para a análise de processos celulares e circuitos neurais envolvidos na aprendizagem, e indicou que a atividade do neurotransmissor dopamina modula o condicionamento em moluscos e mamíferos; a dopamina também atua como um sinal de discrepância comportamental nas vias neurais do reforço positivo que se dirigem a uma estrutura básica do reforço, o núcleo accumbens; neurônios corticais estão envolvidos no controle de estímulos, liberando preferencialmente glutamato pela via do estímulo antecedente, seja CS ou SD; o condicionamento respondente depende de alteração de eficácia sináptica no cerebelo de mamíferos, e não se conhece ainda se o mesmo ocorre no operante; em preparações in vivo e in vitro, verificou-se que os efeitos de ambos os condicionamentos convergem para um mesmo neurônio motor de molusco, embora tenham diferido as propriedades de plasticidade desse neurônio; eventos neurais podem participar de contingência operante como quaisquer de seus termos, e respostas neurais operantes e discriminativas podem de modo confiável preceder respostas motoras, o que sugere um indício de atividade cognitiva de mesma natureza que a atividade neural correlacionada com relações simbólicas. O presente trabalho mostrou vários casos de relações entre estímulos antecedentes e respostas no nível neural, nos quais foram verificados pontos de convergência e de divergência entre os paradigmas de condicionamento, que permitiram avançar no conhecimento do reforço. No sentido desse avanço, ainda foram propostas pesquisas julgadas pertinentes. / Stimuli and responses take part in reinforcement contingencies regardless of their internal or external locus of origin. The relevant point is that the functional nature of the contingency terms be based on behavioral laws. In that sense, neural events are also behavioral events, and as such they may allow for the observation of basic mechanisms of learning. In the present study, these mechanisms were examined in order to verify whether the neural basis of respondent and operant conditioning share the principle that reinforcement selects relationships between antecedent stimuli and responses. Such relationships presumably occur due to the strengthening of synaptic connections linking the contingency events. The antecedent stimulus is critical in this strengthening effect, since the synaptic input evoking a response is supposed to depend on that signal. The antecedent stimulus is the current event at the moment the organism is behaving, its function being either eliciting reflex responses or setting the occasion for operant responses. Scientific data that favored a comparison between the two conditioning processes were grouped together, with a focus on the antecedent stimulus function. The resulting analysis comprehended the following aspects: central pathways and mechanisms of reinforcement, neural antecedents of motor responses, neural antecedents in behavioral discrimination processes, and cellular plasticity in learning. The literature on the neural basis of behavior provided extensive material for the analysis of cellular processes and neural circuits involved in learning, indicating that the activity of the neurotransmitter dopamine modulates conditioning in molluscs and mammals; dopamine also acts as a behavioral discrepancy signal in the neural pathways of positive reinforcement, which lead to the nucleus accumbens, a basic structure in reinforcement; cortical neurons are involved in stimulus control, as they preferentially deliver glutamate through the CS or SD antecedent stimulus pathway; respondent conditioning depends on changes in synaptic efficacy in the cerebellum of mammals, and it is not known yet if the same occurs in operant processes; in vivo and in vitro mollusc preparations showed that the effects of both conditionings converge on the same motor neuron, although producing different plastic properties; neural events may enter an operant contingency as any of its terms, and operant and discriminative neural responses can reliably precede motor responses, suggesting a trace of cognitive activity of the same nature as the neural activity correlated with symbolic relations. The present study disclosed several instances of relationships between antecedent stimuli and responses at the neural level of analysis, pointing to convergent and divergent spots between the two conditioning paradigms that led to progress in the knowledge of reinforcement. In line with this progress, research proposals were advanced.

Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T18:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_RodolfoSouza_D.pdf: 4131498 bytes, checksum: 19063a2cb7dfffa9e3e542eeb3359cfc (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF) participa de processos de plasticidade sináptica subjacentes à aprendizagem e memória. A ação do BDNF no hipocampo e na amígdala é necessária para à formação de memória emocionais, incluindo a memória de medo. Além disso, foi demonstrado em roedores que a persistência da memória aversiva depende um pico tardio na expressão de BDNF-maduro que ocorre no hipocampo. Contudo, ainda são necessárias investigações sobre o papel do BDNF-maduro na plasticidade sináptica e processos de memória em aves. Neste estudo o Experimento 1 investigou se o condicionamento som-choque induz um ciclo tardio de expressão do BDNF-maduro no hipocampo e amígdala de pombos. Pombos adultos receberam implante bilateral de microcânula intra-hipocampal e, sete dias após foram treinados com três pareamentos som-choque e designados para um dos três grupos: condicionamento e anisomicina (CondANI) , condicionado e salina (CondSAL) e condicionado não tratado (Cond). O grupo NAIVE não teve tratamento ou condicionamento. O Experimento 2 investigou se o bloqueio da ação do BDNF-maduro por infusão intra-hipocampal de anisomicina, e do antagonista do receptor TrkB, K252a, interferem na persistência da memória de medo condicionado ao contexto e ao som. Foram usados grupos de pombos que receberam infusão intra-hipocampal 11 h após o treino de salina (CondSAL2 e CondSAL7), anisomicina (CondANI2 e CondANI7), ou K252a (CondK2 e CondK7), e também controles não tratados (Cond2 e Cond7). Os animais foram testados ao contexto e a som 2 ou 7 dias após treino. No Experimento 1 a análise por Western blotting indicou que os valores de BDNF-maduro no hipocampo dos pombos Cond e CondSAL foram maiores do que nos pombos CondANI e NAIVE (p < 0,05). Os valores de BDNF-maduro na amígdala não diferiram entre os grupos condicionados (p > 0,05). No Experimento II não houve diferenças significativas entre grupos no teste ao contexto realizado 2 dias após o treino (p > 0,05), mas no quando testados 7 dias após o treino os grupos CondANI7 e CondK7 apresentaram menor ocorrência de congelamento do que Cond7 e CondSAL7 (p < 0,05). Não houve diferenças significativas entre grupos nos testes ao som realizados 2 e 7 dias após o condicionamento (p > 0,05). Os dados do Experimento I indicaram que o treino em condicionamento clássico aversivo induziu o aumento tardio da expressão BDNF-maduro no hipocampo e na amígdala, enquanto que os dados do Experimento 2 demostraram que a infusão intra-hipocampal de anisomicina e de K252a prejudicaram a persistência da memória de medo condicionado ao contexto, mas não a memória de medo condicionado ao som. Esses resultados estariam relacionados com uma dissociação entre o hipocampo e amígdala no processamento das informações contextuais e sonoras no medo condicionado. Em conjunto nossos dados evidenciam que a experiência do condicionamento ativa uma série de eventos moleculares que levam ao aumento da expressão do BDNF-maduro no hipocampo e na amígdala, garantindo a regulação fina da plasticidade neuronal necessária para a memória / Abstract: The Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) participates in processes of synaptic plasticity underlying learning and memory. The action of BDNF in the hippocampus and amygdala is necessary for the formation of emotional memory, including fear memory. Furthermore, it was demonstrated that rodent aversive memory depends on persistence of a late peak in the expression of mature BDNF, which occurs in the hippocampus. However, we still need further investigations on the role of mature BDNF in synaptic plasticity and memory processes in birds. In this study, Experiment 1 investigated whether the tone-shock conditioning induces a late cycle-expression of mature - BDNF in the hippocampus and amygdala of pigeons. Adult pigeons underwent bilateral implantation of intra-hippocampal microcanullae and seven days later were trained with three tone-shock pairings and assigned to one of three groups: conditioning and anisomycin (CondANI), conditioning and saline (CondSAL) and untreated conditioning (Cond). The NAIVE group had no treatment or conditioning. Experiment 2 investigated whether blockade of the action of mature-BDNF with intra-hippocampal infusion of anisomycin or of TrkB receptor antagonist, K252a, interferes with the persistence of memory of conditioned contextual fear and conditioned tone fear. Groups of birds that at 11 h after the training received intra-hippocampal infusion of saline (CondSAL2 and CondSAL7) anisomycin (CondANI2 and CondANI7) or K252a (CondK2 and CondK7) as well as untreated controls (COND2 and Cond7) were used. Tests to the context and to the tone were conducted 2 days or 7 days after training. In Experiment 1 analysis by Western blotting indicated values of mature-BDNF in the hippocampus of pigeons and Cond CondSAL that were higher than in CondANI and NAIVE pigeons (p < 0.05). The values of mature-BDNF in the amygdala did not differ between the conditioned groups (p > 0.05). In Experiment II there were no significant differences between groups in the context test conducted 2 days after training (p > 0.05), but when tested 7 days after training both the CondANI7 and CondK7 groups showed lower occurrence of freezing than Cond7 and CondSAL7 (p < 0.05). There were no significant differences between groups in the tests to the tone conducted 2 or 7 days after conditioning (p > 0.05). The data of Experiment I indicated that training in classical aversive conditioning induced increase in late expression of mature-BDNF in the hippocampus and amygdala, whereas the data from Experiment 2 showed that intra-hippocampal infusion of anisomycin and K252a disrupted persistence of the memory of contextual fear conditioning, but not of fear memory to the tone. These results could be related to a dissociation between the hippocampus and amygdala in processing auditory and contextual information in fear conditioning. Taken together our data show that the conditioning experience activates a series of molecular events that lead to increased expression of mature-BDNF in hippocampus, and amygdala, which guarantee regulation of neuronal plasticity required for memory / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Social stimuli that function as reinforcers for most children generally do not function as reinforcers for children diagnosed with autism. These important social stimuli include smiles, head nods, thumb-ups, and okay signs. It should be an important goal of therapy for children with autism to condition these neutral social stimuli to function as reinforcers for children diagnosed with autism. There is empirical evidence to support both a pairing procedure (classical conditioning) and a discriminative stimulus procedure to condition neutral stimuli to function as reinforcers. However, there is no clear evidence as to the superiority of effectiveness for either procedure. Despite this most textbooks and curriculum guides for children with autism state only the pairing procedure to condition neutral stimuli to function as reinforcers. Recent studies suggest that the discriminative stimulus procedure may in fact be more effective in conditioning neutral stimuli to function as reinforcers for children diagnosed with autism. The present research is a further comparison of these two procedures. Results from one participant support recent findings that suggest the discriminative stimulus procedure is more effective in conditioning neutral stimuli to function as reinforcers. But the results from the other participant show no effects from either procedure, suggesting future research into conditions necessary to condition neutral social stimuli to function as reinforcers for children with autism.

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Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

In appetitive conditioning, a neutral stimulus (CS) is conditioned to elicit a positive emotional response by pairing it with a positive/appetitive unconditioned stimulus (US). This method is useful for studying emotional disorders and emotion in general. Studying appetitive conditioning in humans has been hampered by the lack of adequate positive unconditioned stimuli. This study investigated multimodal social stimuli as potential unconditioned stimuli in an appetitive conditioning paradigm. Neutral faces (CS+’giggle’ and CS+’woohoo’) were paired with two multimodal unconditioned stimuli consisting of the same smiling face and two different sound stimuli (US‘giggle’ and US‘woohoo’). The dependent variable was participant skin conductance response (SCR) alongside participant emotional ratings of the stimuli, that together indexes the conditioned response. CS+’giggle’ was hypothesized to be rated as happier, and less fearful than CS+’woohoo’. Successful conditioning was evidenced by higher happiness ratings for both stimuli after acquisition compared to habituation. However, no effect of acquisition was found on SCR.  US’woohoo’ was also rated as more fearful and arousing and less happy and pleasant than the US’giggle’. In sum, this thesis presents a paradigm that can be used in future studies on appetitive conditioning.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Orientadores: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari, Luiz Roberto Giorgetti Britto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:20:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sperandeo_MariaLuizaAntunes_M.pdf: 1329953 bytes, checksum: 9e4252fe270a020cdc4182cde457725e (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O presente estudo investigou os efeitos do antagonista do receptor NMDA, MK-801 na expressão do produto do zenk no hipocampo (Hp) de pombos, submetidos ao condicionamento clássico aversivo. Antes do treino, administrou-se MK-801, i.p, para o grupo condicionado MK (GCMK, n=6), salina para o grupo condicionado salina (GCS, n=6) e nenhum tratamento para os grupos-controle: randômico (GCR, n=6), contexto (GCC=7) e manipulação (GM=4). GCMK e GCS receberam três associações de som (1000-Hz, 83 dB,1 s) e choque (10 mA, 35ms) numa sessão de 20 min. Para GCR os estímulos foram aleatórios e o GCC não recebeu estímulos. O teste de re-exposição ao contexto ocorreu 24 h após o treino. A análise de freezing no treino mostrou maior ocorrência para o GCS em comparação ao GCC (p<0,05), com aumento gradual na sessão (p<0,01). No teste, GCS expressou maior ocorrência de freezing em comparação a todos os grupos (p<0,001). A expressão de zenk foi avaliada por imuno-histoquímica. O GCS teve maior número de núcleos ZENK-positivos no Hp ventral, especificamente no Hp ventro-medial, comparativamente aos outros grupos (p<0,01). A baixa ocorrência de freezing ao contexto no GCMK evidencia o efeito amnésico do MK-801. A análise da marcação de núcleos ZENK-positivos no Hp sugeriu sua ativação regionalizada na evocação de memória contextual aversiva em pombos. O presente estudo indica o envolvimento de receptores de glutamato do tipo NMDA em mecanismos sinápticos de plasticidade neural durante a evocação de memória aversiva ao contexto. Palavras-chave: condicionamento clássico aversivo, hipocampo, MK-801, antagonista dos receptores NMDA, recuperação da memória aversiva, zenk / Abstract: The present study investigated the effects of the antagonist of the glutamate NMDA receptor, MK- 801, in the activation of zenk in the hippocampus of pigeons (Hp) submitted to the classical aversive conditioning. Two groups of pigeons received MK-801 (MKG, n=6) or saline (SG, n=6) 30 min before training with tone-shock associations. The control groups received unpaired stimulation (RCG, n=6), exposure to the context (CCG=7) or manipulation alone (MG=4). During the 20 min training session MKG and SG received three sound (1000-Hz, 83 dB, 1 s) and shock associations (10 mA, 35ms). The test to the context occurred 24 hours after the training. During the training session SG animals showed more freezing as compared with CCG (p<0,05). During the test, SG expressed higher freezing than all the other groups (p<0,001). ZENK analysis was conducted with imunohistochemistry. The density of ZENK-positive nuclei in the ventral hippocampus, specifically in the ventromedial hippocampus, was higher for SG as compared to the other groups (p<0,01). The fact that the animals from the MKG expressed lower freezing to the context may be considered as indicative of an amnesic effect of the MK-801. The density of ZENK-positive nuclei in the hippocampus suggests a regional activation that may be related to the retrieval of contextual aversive memory. The present study indicates that synaptic mechanisms mediated by NMDA glutamate receptors participate in the neural plasticity related to the retrieval of contextual aversive memory / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular