Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-14T04:52:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Canova_Fernando.pdf: 32640695 bytes, checksum: 6c06f9d94ba0675ea059bb7d42685788 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Uma grande parte do conhecimento sobre as bases e mecanismos neurais dos processos de aprendizagem, memória e amnésia fundamenta-se na investigação dos correlatos neurais do comportamento de animais não humanos em situações aversivas. Vários estudos têm resultados sugestivos de que o condicionamento clássico aversivo é afetado pelo sistema de temporização circadiana. As análises do condicionamento clássico aversivo e da resposta condicionada de congelamento (FRZ) são úteis para as análises do comportamento e dos processos mecanismos neurais subjacentes. Estudos prévios mostraram a indução da expressão de Zenk no hipocampo de pombos pelo treino em condicionamento clássico aversivo e pelo teste no contexto aversivo. O presente estudo investigou as variações dia - noite na aquisição e na evocação do condicionamento clássico aversivo e na expressão da proteína Zenk no hipocampo. O Experimento I avaliou o condicionamento ao contexto em pombos divididos em grupos condicionados (EC), controle (CC) e manipulação (CM) e o Experimento II investigou o condicionamento aversivo ao som previamente associado ao choque utilizando de animais que receberam som-choque pareados (EP), som-choque não pareados (NP) ou som(GS). Nos dois experimentos foi utilizado o fotoperíodo com pulsos de luz (15 min) às 6h (ZT00) e às 18h (ZT12), sendo as sessões realizadas nos horários ZT02 e ZT14. Os resultados do Experimento I indicaram diferença significativa na ocorrência de congelamento entre os grupos (p<0,05), mas não entre os horários (p>0,05). Comparações entre bloco final do treino e bloco inicial do teste mostraram queda significativa na ocorrência de congelamento no bloco inicial do teste no grupo EC ZT02 (p<0,05, mas não no EC ZT14 (p>0,05). A análise de células Zenk positivas no hipocampo mostrou aumento significativo na região HpV em relação a HpD do grupo EC ZT02 em comparação aos demais grupos (p<0,05), demonstrando uma diferença significativa de horário. Houve aumento significativo na marcação de núcleos Zenk-positivos em HpVM do grupo EC ZT02 em comparação aos demais grupos (p<0,05) e em relação a HpVL (p<0,05). No Experimento II houve maior ocorrência de exploração cautelosa nos grupos EP e NP (p>0,05) em comparação aos grupos GS (p<0,05) e diferença significativa na ocorrência de congelamento entre os grupos EP e GS (p<0,05), mas não entre os horários (p>0,05). A marcação de núcleos Zenk-positivos em HpV foi maior do que em HpD nos animais que receberam som e choque pareados ou não-pareados (p<0,05). Não houve diferenças significativas na marcação de Zenk em HpVL e HpVM nos diferentes grupos e nos dois horários (p>0,05). Os dois experimentos indicaram a expressão de diferentes padrões comportamentais frente ao contexto aversivo condicionado e ao som aversivo condicionado. As variações na expressão de Zenk são indicativas de ativação diferencial de HpD, HpVM e HpVL durante a evocação da memória do contexto e do som. A existência de variações dia - noite na ocorrência de condicionamento ao contexto e na expressão de Zenk no hipocampo sugere uma modulação do sistema temporizador circadiano sobre esses processos. Palavras-Chave: Condicionamento clássico aversivo; Hipocampo; Proteína Zenk; Fotoperiodo esqueleto / Abstract: Part of the knowledge about the mechanisms and neural basis of learning, memory and amnesia is based on the investigation of neural correlates of the behavior of non human animals in aversive situations. Moreover, many studies suggest that these behavioral processes are affected by the circadian timing system. The procedures of classical aversive conditioning and analysis of the conditioned freezing response are useful for the study of behavior and the underlying neural mechanisms. Previous studies showed the induction of Zenk expression in the hippocampus of pigeons after training in classical aversive conditioning. This study investigated day - night variations in the acquisition and retrieval of aversive classical conditioning and in the expression of Zenk protein in the hippocampus of pigeons. The Experiment I evaluated the conditioning to the context in pigeons attributed to conditioned (COND), control (CC) or naive groups (N). The Experiment II investigated the aversive conditioning to the tone in groups of pigeons that received toneshock pairing (PS), unpaired tone and shock (NPS) or tone alone (TS). In both experiments a photoperiod was used with pulses of light (15 min) at 6h (ZT00) and 18h (ZT12) and the sessions were conducted at ZT02 and ZT14. The results of the Experiment I indicated between group differences in the occurrence of freezing (p<0.05). A significant decrease in freezing was observed in the initial block of the test as compared to the final block of the training session of the COND ZT02 (p<0.05), but not in the COND ZT14 group (p>0.05). The analysis of the Zenk-positive nuclei in the hippocampus showed a significant increase in the HpV of the COND ZT02 group compared with the other groups (p<0.05), indicating a significant time difference when compared to COND ZT14 (p<0.05). Higher density of Zenk-positive nuclei was found in HpVM of COND ZT02 group compared to HpVL (p<0.001) and to HpVM of other groups (p<0.05). Experiment II data showed higher occurrence of exploratory risk assessment in PS and NPS groups (p>0.05) as compared to TS (P<0.5). The occurrence of freezing in the PS groups was different from TS groups (p<0,05), but not from NPS groups (p>0.05). No significant time of the day variation of freezing was detected (p> 0.05). Zenk- positive nuclei densities were higher in HpV than in HpD in the animals trained with paired or unpaired tone and shock stimulation (p <0.05). These PS and NPS groups showed no significant differences in the density of labeling of Zenk-positive nuclei in HpVL as compared to HpVM (p>0.05). Data from both experiments showed different behavioral patterns during the exposure to the conditioned aversive context and to the conditioned aversive tone. The variations in Zenk expression indicate differential activation of the HpD, HpVL and HpVM regions during retrieval of aversive memory of the context and of the tone. The day-night variation in the conditioned freezing to the context as well as in Zenk expression in the hippocampus suggests a modulation of these processes by the circadian timing system. Keywords: Classical aversive conditioning; Hippocampus; Zenk protein. Skeleton photoperiod / Universidade Estadual de Campi / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

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

Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sperandeo_MariaLuizaAntunes_D.pdf: 3058745 bytes, checksum: 13c43e27d3d229473548efb9ae77c620 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O estudo do condicionamento clássico aversivo contribuiu para caracterizar as fases da formação da memória (aquisição, consolidação, reconsolidação, persistência e extinção) e os mecanismos de plasticidade neuronal subjacentes. Entre estes, a ativação de receptores glutamatérgicos NMDA, de transcrição gênica e síntese proteica parecem fundamentais. O fator neurotrófico derivado de cérebro (BDNF) e o gene de expressão imediata (IEG) zenk são ativados no hipocampo de mamíferos durante a reconsolidação e a extinção. Este estudo investigou os efeitos da inibição da síntese proteica e do bloqueio dos receptores NMDA no hipocampo de pombos na reconsolidação e extinção da memória de medo contextual. No Experimento 1, pombos foram condicionados, testados ao contexto (reativação), submetidos à infusão intra-hipocampo de salina (SAL-PR), de anisomicina (ANI-PR) ou de MK-801 (MK-PR) após o teste (pós-reativação; PR), e retestados 2 dias depois (Rt 2d). No Experimento 2, três grupos tiveram um segundo reteste, 9 dias após a infusão (Rt 9d), enquanto que outros três grupos não passaram pelo teste (sem reativação- SR). O treino (20 min) teve três pareamentos som-choque. No teste e no Rt 2d houve exposição ao contexto do condicionamento por 5 min e no reteste Rt 9d, por 30 min. Nos dois experimentos, todos os grupos apresentaram alta ocorrência de congelamento (CONG) nas sessões de treino e de teste, mas no Rt 2d os grupos ANI-PR e MK-PR mostraram uma redução significativa de CONG (p < 0,05). Os grupos SR exibiram alta ocorrência de CONG tanto no Rt 2d, quanto no início do Rt 9d (p > 0,05). No Rt 9d o grupo MK-PR não teve recuperação espontânea de CONG, sugerindo prejuízo irreversível provocado pelo MK-801 na memória de medo contextual. Os grupos, SAL-PR, SAL-SR, ANI-PR, ANI-SR e MK-SR mostraram diminuição gradual de CONG durante a sessão de Rt 9d, evidenciando a extinção. Análises com Western blotting após o Rt 9d indicaram que o conteúdo de BDNF-maduro no hipocampo dos pombos SAL-PR foi significativamente maior em comparação aos demais grupos (p < 0,05), mas não foram observadas diferenças entre os grupos para o Zenk (p > 0,05). Isso sugere a participação do BDNF hipocampal na reconsolidação e na extinção da memória de medo contextual em pombos. Assim, a inibição da síntese proteica e o bloqueio dos receptores NMDA no hipocampo de pombos, após o teste ao contexto, prejudicaram a reconsolidação da memória de medo condicionado ao contexto. Além disso, os prejuízos observados foram dependentes da reativação da memória durante o teste / Abstract: The study of classical aversive conditioning has contributed to the characterization of different phases in memory formation (acquisition, consolidation, reconsolidation, extinction and persistence) and the underlying mechanisms of neuronal plasticity. Among these, the activation of NMDA glutamate receptors, gene transcription and protein synthesis are pointed as essentials. The brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and immediate expression gene (IEG) zenk are activated in the hippocampus of mammals during reconsolidation and extinction. This study investigated the effects of protein synthesis inhibition and blockade of NMDA receptors in the hippocampus of pigeons on reconsolidation and extinction of contextual fear memory. In Experiment 1, pigeons were conditioned, tested in the context (reactivation), received intra-hippocampus infusion of saline (SAL-PR), anisomycin (ANI-PR) or MK-801 (MK-PR) after the test (post-reactivation, PR), and had a retest two days later (Rt 2d). Experiment 2, had a retest 9 days after intra-hippocampus infusion (Rt 9d) for three PR groups, and other three groups that were not tested 24h after training served as control for reactivation (no reactivation-NR). Three tone-shock pairings were presented during training (20 min). Pigeons were exposed to the context during 5 min in the test and Rt 2d sessions and during 30 min in Rt 9d. In both experiments, the occurrence of freezing (FRZ) was high in training and testing sessions for all the groups, but ANI-PR and MK-PR pigeons showed a significant decrease in FRZ during the Rt 2d (p < 0.05). The NR groups exhibited high occurrence of FRZ both in the Rt 2d and in the beginning of Rt 9d (p > 0.05). MK-PR pigeons had no spontaneous recovery of FRZ, suggesting irreversible impairment caused by MK-801 in contextual fear memory. The groups, SAL-PR, SAL-NR, ANI-PR, ANI-NR and MK-NR showed a gradual decrease in FRZ during the Rt 9d session, evidencing extinction. Western Blotting analysis indicated that the content of mature BDNF in the hippocampus of SAL-PR group after Rt 9d session was higher than that seen for the other groups (p < 0.05), but no between-group differences for Zenk were observed (p > 0.05). This suggests the involvement of hippocampal BDNF in reconsolidation and extinction of contextual fear memory in pigeons. The present data show that inhibition of protein synthesis and blockade of NMDA receptors in the hippocampus of pigeons, after the testing session to context, impaired reconsolidation of contextual fear conditioning memory and affected the process of extinction. Furthermore, the impairments were dependent on the reactivation of fear memory during the test / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

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

Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T06:24:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_LarissaOliveiraMellonide_M.pdf: 1121073 bytes, checksum: 5a3108ca0447b5fae98988b4611d7616 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O óxido nítrico (NO) é um neurotransmissor não convencional o qual 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 a induzível (iNOS). Este trabalho investigou os efeitos da administração do 7- nitroindazol (7-NI), inibidor preferencial da nNOS, na consolidação e reconsolidação da memória do condicionamento clássico aversivo. Pombos adultos foram atribuídos a 5 grupos: Foram usados 5 grupos: grupo 7-nitroindazole (7-NI) (100nmol/0.5?/l; DMSO (20%), NaOH (50mM) e Tween-80 (16%) diluído em PBS; i.c.v.), grupo veículo (VEIC) (0,5?/l; DMSO (20%), NaOH (50mM) e Tween-80 (16%) diluído em PBS, i.c.v.), grupo condicionado/não tratado (COND), grupo contexto/não-tratado (CONT) e grupo não tratado/não condicionado (NÄIVE). Sete dias após implante de microcânula intracerebroventricular (i.c.v.), ocorreu o condicionamento com três associações contextochoque numa sessão de 20 min. O teste e o re-teste consistiram na re-exposição ao contexto do condicionamento por 5 min. O intervalo entre sessões foi de 24h. A administração de 7-NI ou do veículo ocorreu imediatamente após o treino (Experimento 1) ou após o re-teste (Experimento 2). A atividade enzimática da NOS dependente e independente de Ca2+ e da expressão protéica da nNOS foram realizadas no tecido hipocampal. No Experimento 1, a ocorrência de congelamento no teste do 7-NI foi menor do que no treino (p<0.01) e no teste do COND e VEIC (p < 0.001). A atividade da NOS dependente de Ca++ no 7-NI foi menor do que no COND e VEIC (p<0,01), mas não diferiu do CONT e do NÄIVE. A expressão protéica de nNOS não diferiu entre os grupos (p<0,05). No Experimento 2, houve diminuição dos comportamentos defensivos, incluindo o congelamento, no re-teste do 7-NI comparado com VEIC e COND (p<0.05), mas os grupos não diferiram quanto à atividade de NOS dependente de Ca2+ ou à expressão protéica da nNOS. Conclui-se que o 7-NI interferiu na consolidação e a reconsolidação da memória, indicando a ativação da via de sinalização do óxido nítrico no hipocampo em processos da memória de medo condicionado ao contexto em pombos / Abstract: Nitric oxide (NO) is an unconventional neurotransmitter which plays an important role in neurobiological processes of behavior and memory. Its synthesis is mediated by three isoforms of nitric oxide synthase (NOS): the neuronal (nNOS), the endothelial (eNOS) and the inducible (iNOS). This study investigated the effects of the administration of 7- nitroindazole (7-NI), a preferential nNOS inhibitor, in the consolidation and reconsolidation of aversive classical conditioning memory. Adult male pigeons were assigned to 5 groups: 7-nitroindazole, 7-NI (100nmol/0.5?/l; DMSO (20%), NaOH (50 mM) and Tween-80 (16%) diluted in PBS; i.c.v.) Vehicle group; VEH (0.5 ? / L; DMSO (20%), NaOH (50 mM) and Tween-80 (16%) diluted in PBS; i.c.v.), conditioning/non-treated group (COND), context/non-treated group (CONT) and non-conditioning/non-treated group (NÄIVE). Seven days after implantation of intracerebral ventricular (i.c.v.) microcannula the conditioning occurred with three context-shock associations in a session of 20 min. During the testing and retesting sessions pigeons were reexposed to the conditioning context for 5 min. The between sessions interval was 24h. Administration of 7-NI or vehicle occurred immediately after training (Experiment 1) or after testing (Experiment 2). The enzymatic activity of Ca2+ dependent and independent NOS and protein expression of nNOS in the hippocampus tissue were carried out following the behavioral test or retest. In Experiment 1, the occurrence of freezing in the testing session of 7-NI group was lower than in the training (p <0.01) and the testing sessions of COND and VEH groups (p <0.001). The activity of Ca2+ dependent NOS in the 7-NI group was lower than in COND and VEH groups (p <0.01) but did not differ from CONT and NÄIVE groups. The nNOS protein expression in the hippocampus did not differ among the different groups (p<0.05). In Experiment 2, there was a decrease of defensive behaviors, which include freezing, in the retest of the 7-NI compared with VEH and COND groups (p <0.05), but the groups did not differ in the activity of Ca2+ dependent NOS or the protein expression of nNOS. We conclude that 7-NI interfered on the consolidation and reconsolidation of memory, indicating activation of the nitric oxide signaling pathway in the hippocampus and in memory processes of conditioned fear context in pigeons / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

O estabelecimento das memórias de longo prazo requer uma efetiva comunicação do hipocampo com o neocortex. Um mecanismo plausível envolvido na comunicação neuronal e na plasticidade sináptica é a sincronização da atividade elétrica cerebral na frequência teta. Estudos recentes mostraram que a sincronização entre os ritmos teta do hipocampo e do córtex pré-frontal aumenta durante a evocação das memórias aversivas e diminui após a extinção do aprendizado. Entretanto, outros ritmos cerebrais, como as ondas delta, também estão envolvidos nas respostas comportamentais do medo e nos processos de memória. Desta forma, o ritmo teta, que já foi bastante estudado pelo seu papel no aprendizado e na memória, e o ritmo delta, por seu envolvimento no ciclo sono-vigília, foram investigados considerando a relação causal entre eles. Ainda não está bem estabelecido como os ritmos delta e teta podem juntos contribuir nos processos cognitivos ou como os ritmos do hipocampo podem influenciar ou receber influencias da atividade cortical. Neste trabalho foi investigada a contribuição dos ritmos delta e teta em função do estado comportamental (vigília ativa ou congelamento) e do tipo de memória evocada (recente ou remota). Além disso, foi realizada uma análise de sincronia de fase para inferir a dinâmica da atividade elétrica entre o córtex pré-frontal medial, o hipocampo e o córtex visual durante a evocação das memórias de medo. Para tanto, os animais foram treinados e testados numa tarefa de condicionamento de medo ao contexto. Neste tipo de condicionamento, o animal aprende a estabelecer uma associação entre um determinado contexto (caixa de condicionamento) e um evento aversivo (choque elétrico nas patas) que ocorreu neste contexto. Quando o animal foi reintroduzido na caixa de condicionamento, o mesmo exibiu uma série de respostas condicionadas incluindo a reação de congelamento. Os resultados mostraram que os ritmos delta e teta estão relacionados de forma específica às respostas comportamentais de medo e de evocação das memórias recente e remota. Observou-se no espectro de potências uma maior contribuição do ritmo teta durante a vigília exploratória, diminuindo durante o congelamento. Neste último, os ratos apresentaram um robusto aumento da contribuição do ritmo delta. Além disso, a medida de causalidade mostrou ser dependente do estado comportamental do animal. Finalmente, um aumento da sincronia entre o hipocampo e o córtex pré-frontal foi evidenciado durante a evocação de memória recente, contraposta à diminuição durante a evocação da memória remota. Estes resultados indicam que a sincronização da atividade elétrica cerebral pode refletir uma facilitação na comunicação neuronal / The establishment of long-term memories requires effective communication of the hippocampus to the neocortex. Electrophysiological activities between hippocampus and prefrontal cortex have shown higher theta synchronization during retrieval of aversive memories and lower during extinction learning. While theta activity is more differently related to learning and memory, delta waves have been more discussed in the context of sleep or \"offline\" states. Few studies have investigated delta waves during \"on-line\" states (such as task-relevant situations) and the contribution of these rhythms to memory storage remains unclear. We recorded electrophysiological data to study the contributions of delta and theta waves in cortico-hippocampal system of rats underwent to contextual fear conditioning. Our experiment consisted of environmental pre-exposition, training with electrical footshocks, and recent/remote memory tests. Two groups of rats were tested one or eighteen days post training for recent or remote memory, respectively. Local field potential time series of two behavioral states were sampled: active exploration and freezing. The results showed that theta and delta rhythms play an important role in behavioral responses and memory processing. They are related to fear recall and their contribution depend on the recent or remote memory. Additionally, using an order parameter we show that theta contribution is strongly pronounced in active exploration, decreasing during freezing. In the latter, the rats presented pronounced delta waves in freezing. Moreover, a behavioral-dependent causality measure showed an increase of theta influence in delta rhythms, resulting in a theta slowing in aversive memory retrieval. Finally, we show an increased synchrony between hippocampus and prefrontal cortex during recall of recent memory, but a decreased synchrony in remote memory. We proposed that synchronized activity may facilitate the communication of information and once the memories are established in the neocortex, the synchronization decreases, and recalling them becomes more independent of the hippocampus. We proposed that delta-theta oscillations of the hippocampus over neocortical areas reflect information processing during aversive memory retrieval

O estabelecimento das memórias de longo prazo requer uma efetiva comunicação do hipocampo com o neocortex. Um mecanismo plausível envolvido na comunicação neuronal e na plasticidade sináptica é a sincronização da atividade elétrica cerebral na frequência teta. Estudos recentes mostraram que a sincronização entre os ritmos teta do hipocampo e do córtex pré-frontal aumenta durante a evocação das memórias aversivas e diminui após a extinção do aprendizado. Entretanto, outros ritmos cerebrais, como as ondas delta, também estão envolvidos nas respostas comportamentais do medo e nos processos de memória. Desta forma, o ritmo teta, que já foi bastante estudado pelo seu papel no aprendizado e na memória, e o ritmo delta, por seu envolvimento no ciclo sono-vigília, foram investigados considerando a relação causal entre eles. Ainda não está bem estabelecido como os ritmos delta e teta podem juntos contribuir nos processos cognitivos ou como os ritmos do hipocampo podem influenciar ou receber influencias da atividade cortical. Neste trabalho foi investigada a contribuição dos ritmos delta e teta em função do estado comportamental (vigília ativa ou congelamento) e do tipo de memória evocada (recente ou remota). Além disso, foi realizada uma análise de sincronia de fase para inferir a dinâmica da atividade elétrica entre o córtex pré-frontal medial, o hipocampo e o córtex visual durante a evocação das memórias de medo. Para tanto, os animais foram treinados e testados numa tarefa de condicionamento de medo ao contexto. Neste tipo de condicionamento, o animal aprende a estabelecer uma associação entre um determinado contexto (caixa de condicionamento) e um evento aversivo (choque elétrico nas patas) que ocorreu neste contexto. Quando o animal foi reintroduzido na caixa de condicionamento, o mesmo exibiu uma série de respostas condicionadas incluindo a reação de congelamento. Os resultados mostraram que os ritmos delta e teta estão relacionados de forma específica às respostas comportamentais de medo e de evocação das memórias recente e remota. Observou-se no espectro de potências uma maior contribuição do ritmo teta durante a vigília exploratória, diminuindo durante o congelamento. Neste último, os ratos apresentaram um robusto aumento da contribuição do ritmo delta. Além disso, a medida de causalidade mostrou ser dependente do estado comportamental do animal. Finalmente, um aumento da sincronia entre o hipocampo e o córtex pré-frontal foi evidenciado durante a evocação de memória recente, contraposta à diminuição durante a evocação da memória remota. Estes resultados indicam que a sincronização da atividade elétrica cerebral pode refletir uma facilitação na comunicação neuronal / The establishment of long-term memories requires effective communication of the hippocampus to the neocortex. Electrophysiological activities between hippocampus and prefrontal cortex have shown higher theta synchronization during retrieval of aversive memories and lower during extinction learning. While theta activity is more differently related to learning and memory, delta waves have been more discussed in the context of sleep or \"offline\" states. Few studies have investigated delta waves during \"on-line\" states (such as task-relevant situations) and the contribution of these rhythms to memory storage remains unclear. We recorded electrophysiological data to study the contributions of delta and theta waves in cortico-hippocampal system of rats underwent to contextual fear conditioning. Our experiment consisted of environmental pre-exposition, training with electrical footshocks, and recent/remote memory tests. Two groups of rats were tested one or eighteen days post training for recent or remote memory, respectively. Local field potential time series of two behavioral states were sampled: active exploration and freezing. The results showed that theta and delta rhythms play an important role in behavioral responses and memory processing. They are related to fear recall and their contribution depend on the recent or remote memory. Additionally, using an order parameter we show that theta contribution is strongly pronounced in active exploration, decreasing during freezing. In the latter, the rats presented pronounced delta waves in freezing. Moreover, a behavioral-dependent causality measure showed an increase of theta influence in delta rhythms, resulting in a theta slowing in aversive memory retrieval. Finally, we show an increased synchrony between hippocampus and prefrontal cortex during recall of recent memory, but a decreased synchrony in remote memory. We proposed that synchronized activity may facilitate the communication of information and once the memories are established in the neocortex, the synchronization decreases, and recalling them becomes more independent of the hippocampus. We proposed that delta-theta oscillations of the hippocampus over neocortical areas reflect information processing during aversive memory retrieval