O objetivo desta tese foi verificar os efeitos terapêuticos do enriquecimento ambiental (EA) na recuperação motora, funcional e tecidual de roedores expostos à hipóxia-isquemia (HI) neonatal. Outro objetivo foi acompanhar e descrever o desenvolvimento motor de crianças de 0 a 2 anos de idade junto ao programa Primeira Infância Melhor (PIM) em Porto Alegre- RS. No Capítulo 1 encontra-se o estudo em que foi avaliado o efeito do EA precoce sobre o aparecimento de sinais e reflexos neurológicos em animais submetidos à HI neonatal. No 7º dia pós-natal, ratos Wistar machos e fêmeas foram submetidos ao modelo de Rice-Vannucci de HI neonatal, onde a artéria carótida comum esquerda foi permanentemente ocluída e na sequência os animais foram expostos a uma atmosfera hipóxica (8% de oxigênio) durante 90 minutos. Um dia pós o procedimento de HI, os roedores foram alojados em gaiolas enriquecidas ou em gaiolas convencionais (ambiente padrão). Os sinais e reflexos neurológicos foram avaliados 24 horas antes da indução da HI, 24 horas após a HI e a cada 3 dias (11º, 14º, 17º) até o 20º dia pós-natal, quando os animais foram eutanaziados para posterior avaliação da extensão da lesão encefálica no estriado, corpo caloso e neocórtex. Os resultados apresentados no Capítulo 1 mostraram que independente da lesão hipóxicoisquêmica, a exposição ao EA precoce (8º ao 20º dia pós-natal) antecipou o aparecimento dos reflexos neurológicos (abertura dos olhos, desdobramento das orelhas, erupção do incisivo, reflexos de contração das pálpebras e das orelhas). Ademais, o EA foi capaz de prevenir atrofia do corpo caloso ipsilateral à lesão e no neocortex contralateral à lesão. No estudo apresentado no Capítulo 2 avaliou-se o efeito, pré (17º dia pós-natal) e pós (49º dia pós-natal) tratamento combinado de ciclosporina A (CsA) e reabilitação (EA e tarefa de alcance), na recuperação funcional de roedores submetidos à HI neonatal nos testes do cilindro, escada horizontal, campo aberto, reconhecimento de objetos e staircase. Ratos Sprague Dawley machos e fêmeas foram submetidos à HI (conforme descrito acima) e dez dias pós a lesão foram avaliados nos testes do cilindro, escada horizontal, campo aberto e reconhecimento de objetos. Os roedores apresentaram prejuízo motor no campo aberto (menor número de cruzamentos no primeiro minuto) e na escada horizontal (maior número de erros), contudo não houve comprometimento da função cognitiva. No 21º dia pós-natal os animais receberam a implantação subcutânea de uma bomba osmótica para liberação da CsA (420 mg/mL) ou veículo. E então, foram separados por sexo e alojados em gaiolas enriquecidas ou em gaiolas convencionais. Os animais enriquecidos também foram expostos a um treino de habilidade de alcance tendo como alvo a pata anterior afetada durante 4h/dia, 6 dias/semana por 4 semanas (21º ao 49º dia pós-natal). Ao final das 4 semanas de terapia combinada os animais foram reavaliados nas funções motora e cognitiva. Os resultados mostraram apenas o efeito da reabilitação motora, que por sua vez levou ao aumento da atividade exploratória no campo aberto, diminuição do número de erros na escada horizontal e melhor desempenho no teste do staircase. O componente farmacológico, CsA, não causou nenhum efeito sobre a recuperação dos roedores. A terapia combinada não recuperou a atrofia do hipocampo, córtex e hemisfério cerebral ipisilateral à lesão. E no estudo do Capítulo 3 objetivamos descrever o desenvolvimento motor de crianças de 0 a 2 anos de idade junto ao programa PIM em Porto Alegre-RS. Tal programa tem como alvo o desenvolvimento pleno das capacidades físicas, intelectuais, sociais e emocionais da criança dentro do seu ambiente familiar. As crianças avaliadas apresentaram desenvolvimento motor normal (apenas risco de atraso). As famílias avaliadas apresentavam baixo nível socioeconômico e ofereciam poucas oportunidades de estimulação no ambiente domiciliar. Concluímos que a estimulação ambiental apresentou efeitos benéficos sobre os aspectos do desenvolvimento e recuperação funcional nos roedores submetidos à HI neonatal e o programa PIM tem um grande potencial de utilização para estimulação de crianças em situação de vulnerabilidade social. / The aim of this study was to verify therapeutic effects of environmental enrichment (EE) on motor, functional and tissue recovery of rodents exposed to neonatal hypoxia-ischemia (HI). Besides, describe the motor development in children aged 0 to 2 years old attended by Better Early Childhood Program in Porto Alegre-RS, Brazil. In Chapter 1, the study aimed to evaluate the early housing in EE on maturation of physical characteristics and neurological reflexes in rats submitted to neonatal HI. At postnatal day 7, male and female Wistar rats were used to produce Rice-Vannucci model of unilateral brain injury where the left common carotid artery was occluded then pups were placed in a hypoxic chamber (O2 level at 8%) for 90 minutes. Rodents were housed in EE cages or in standard cages. We evaluated the maturation of physical characteristics and neurological reflexes from the day preceding the HI induction postnatal day 6 until postnatal day 20. Morphological analysis included the evaluation of striatal, corpus callosum and neocortex volume. Our results demonstrated that HI had no effect on neurological parameters evaluated in neonate rats. But we demonstrated a clear effect of early EE on sensorimotor development through earlier appearance of opening, eye reflex and incisor eruption were identified in early stimulated rats. Also, brain tissue was preserved in ipsilateral corpus callosum and contralateral neocortex after early environmental stimulation. The experiment presented in Chapter 2 investigated pre- and post- combinational therapy of cyclosporine A (CsA) and motor rehabilitation effects on motor function and cognition tests in rats submitted to neonatal HI. Male and female Sprague Dawley rats were submitted to neonatal HI model (as described above) and, ten days after HI surgery, rat pups were evaluated in motor function and cognition through cylinder, ladderrung walking, open field and novel object recognition. Results showed no cognitive deficit but motor function impairment in open field and ladder rung walking test in rats submitted to HI. At postnatal day 21, all HI pups were implanted subcutaneously on flank with osmotic pumps delivering CsA (420 mg/mL) or vehicle. Then, animals were housed in either standard home cages or enriched environment cages. In addition to being housed in EE, enriched groups were exposed to rehabilitative reach training 4h/day, 6 days/week for 4 weeks (PND 21 until PND 49). At the end of 4 weeks of combined therapy (EE, reaching and CsA) rats were reevaluated in same motor and cognitive tasks (cylinder, ladder walking, open field, novel object recognition, and staircase task). Rehabilitation appeared to be the most significant component of the combined therapy and was responsible for recovery of motor function as demonstrated in ladder rung walking, open field and staircase performance. Drug component, CsA, had no effects on behavioral outcomes. The combined therapy had no effect on hippocampal, cortical and hemispheric tissue atrophy. And the study of Chapter 3 aimed describe motor development of children from 0 to 2 years old inserted into Better Early Childhood Program (BECP) in south of Brazil. This program has the main goal to develop activities that cover physical, psychological, intellectual and social abilities inside the familiar context. Our results demonstrated that infants had typical motor development (only risk of delay). Evaluated families were considered at social-environmental risk and home affordances were limited. These findings can indicate a risk condition on infant development. We may conclude that environmental enrichment improved neurobehavioral development and functional recovery in rats submitted to neonatal HI, and the BECP has a great potential to stimulate children at social-environmental risk.

A estimulação da reserva cognitiva e encefálica (BCR), através do enriquecimento ambiental (EA), por exemplo, influencia positivamente funções cognitivas e induz alterações neuroanatômicas, sendo sugerido muitas vezes como uma terapia complementar aos tratamentos farmacológicos convencionais em pacientes com distúrbios neurológicos. A esquizofrenia é um distúrbio neurológico o qual tem sido associado a um estado de hipoativação de receptores NMDA (NMDAR). O bloqueio de NMDAR durante períodos iniciais do desenvolvimento encefálico induz alterações duradouras nas redes neurais. Estas alterações estão associadas a prejuízos no aprendizado espacial, memórias de trabalho, memórias de curta e longa duração, comportamento exploratório e emocionalidade, apresentando alta relevância para o estudo da esquizofrenia. Durante estágios precoces do desenvolvimento encefálico a subunidade GluN2 predominantemente expressa nos NMDAR é a subunidade GluN2B. Desta forma, torna-se de extrema importância investigar se a hipoativação seletiva de NMDAR contendo a subunidade GluN2B durante períodos iniciais do desenvolvimento é capaz de induzir alterações comportamentais causando um fenótipo tipo-esquizofrênico similar as induzidas pela hipoativação de toda a população de NMDAR. Na presente Tese, investigamos se o EA durante a infância é capaz de prevenir a evolução das alterações comportamentais induzidas pela hipoativação de NMDAR durante o neurodesenvolvimento. Para atingir esses objetivos, primeiramente nós propusemos a utilização de uma ferramenta estatística alternativa, a Análise de Componentes Principais (PCA), para investigar se o período do dia em que os testes eram realizados afetava o comportamento de animais naive (Capítulo I) ou submetidos ao EA (Capítulo II). No Capítulo I nós validamos a utilização da PCA para o estudo do comportamento, a qual revelou que além do padrão de atividade dos animais, o período do dia também alterou a micro estrutura do comportamento exploratório. No Capítulo II, nós mostramos que algumas alterações comportamentais induzidas pelo EA (tais como diminuição na exploração e na auto-exposição a ambientes potencialmente perigosos) são observadas durante o período diurno, mas não durante o período noturno. Contudo, o EA melhorou o desempenho dos animais em uma tarefa que avalia a formação de memórias episódicas independentemente do período em que foram testados. Após validar a PCA e estabelecer os períodos do dia ideais para o estudo dos comportamentos de interesse, nós avaliamos os efeitos do EA durante a infância e do bloqueio neonatal de NMDAR sobre o comportamento e também sobre o metabolismo encefálico de glicose em animais adultos. No Capítulo III, nós mostramos que bloquear seletivamente NMDAR contendo a subunidade GluN2B durante períodos iniciais do desenvolvimento altera o comportamento dos animais de maneira diferente do bloqueio não-seletivo de NMDAR, sugerindo diferentes funções das diferentes populações de NMDAR nesta etapa do desenvolvimento. Além disso, nós observamos que o EA durante a infância é capaz de prevenir as alterações comportamentais induzidas pelo bloqueio de NMDAR contendo a subunidade GluN2B. Resultados parciais do Capítulo IV indicam que a hipoativação neonatal de NMDAR não induz macro-alterações na captação encefálica de glicose. Contudo, alterações no padrão regional de utilização de glicose pelo encéfalo não podem ser descartados. Além disso, animais submetidos ao EA apresentaram uma tendência a aumentarem a captação de glicose encefálica, o que pode indicar um aumento de atividade encefálica. Contudo, novos estudos são necessários para melhor elucidação deste fenômeno. Como conclusões da presente tese, nossos resultados permitem sugerir que diferentes populações de NMDAR estão envolvidas em diferentes processos de maturação encefálica, e que interferências no funcionamento das distintas populações de NMDAR durante períodos críticos de desenvolvimento podem alterar o funcionamento encefálico gerando adaptações nas comunicações neurais e modificando o fenótipo comportamental de maneira duradoura. A estimulação da BCR apresenta potencial para prevenir estas alterações, contudo, novos estudos são necessários para completa elucidação deste tema. / Brain and cognitive reserve (BCR) stimulation has been suggested as a complementary therapy to conventional pharmacological treatments in patients with neurological disorders since BCR stimulation, through environmental enrichment (EE) for instance, positively influences cognitive functions and induces neuroanatomical changes. Schizophrenia is a neurological disorder which has been associated with a NMDA receptor (NMDAR) hypoactivation state. NMDAR hypoactivation during early periods of brain development induces long-lasting changes in neural networks. These brain alterations are associated with impairments in spatial learning, working memory, short- and long-term memories besides exploration and emotionality, presenting high relevance to schizophrenia. Since GluN2B subunit is the predominant GluN2 subunit expressed during early stages of brain development, it becomes of extreme importance to investigate whether GluN2B-containing NMDAR hypoactivation during early periods of brain development is sufficient to induce schizophrenic-like behavioral changes similar to those induced by the entire NMDAR population hypoactivation. In the present Thesis, we investigated whether early life EE may prevent the evolution of schizophrenic-like behavioral changes induced by NMDAR hypoactivation during early periods of brain development. In order to reach these objectives, we first proposed the use of an alternative statistical tool, the Principal Component Analysis (PCA), to investigate whether the time-of-day in which tests were performed affected the behavior of naive animals (Chapter I) or EE submitted animals (Chapter II). In Chapter I, we validated the use of PCA to study animal behavior. PCA revealed that time-of-day influenced activity pattern of animals and altered the micro structure of exploratory behavior. In Chapter II, we have shown that some behavioral changes induced by EE (such as decreased exploitation and self-exposure to potentially dangerous places) are observed during the light period but not during the dark period of light/dark photoperiod cycle. However, EE improved the performance of animals in a task that evaluates the formation of episodic memories regardless of the time-of-day they were tested. After validating PCA and establishing the ideal time-of-day for investigation of the behaviors of interest, we evaluated the effects of neonatal NMDAR blockade and early life EE on behavior and brain glucose metabolism in adult animals. In Chapter III, we showed that selectively blocking GluN2B-containing NMDAR during early periods of brain development alters animals’ behavior differently from neonatal non-selective NMDAR blockade, suggesting different functions for the different NMDAR populations at this stage of development. In addition, we have observed that early life EE is able to prevent the behavioral changes induced by neonatal GluN2B-containing NMDAR blockade. Partial results from Chapter IV indicate that neonatal NMDAR hypoactivation does not induce macro-alterations in brain glucose uptake. However, changes in the regional pattern of glucose utilization by the brain cannot be ruled out. In addition, animals submitted to EE presented a trend to increase the brain glucose uptake, which may indicate an increase brain activity in these animals. However, additional studies are needed to complete elucidation of this phenomenon. As conclusions of the present Thesis, our results allow us to suggest that different populations of NMDAR are involved in different processes of brain maturation. We can also suggest that interferences in the different NMDAR populations’ activity during critical periods of brain development can alter brain functioning, which can generates adaptations in the neural communications and induce long-lasting behavioral alterations. BCR stimulation presents potential to prevent these alterations. However, additional studies are necessary to complete elucidation of this theme.

Inúmeras estratégias neuroprotetoras vêm sendo desenvolvidas para o tratamento da encefalopatia neonatal causada pela hipóxia-isquemia (HI). O enriquecimento ambiental (EA) é uma ferramenta que propicia interação social, estimulação visual, sensorial e atividade física de forma espontânea e assim induz mudanças comportamentais e neurofisiológicas. O objetivo desta tese foi investigar os efeitos do EA em relação à estrutura e expressão de proteínas constituintes da barreira hematoencefálica (BHE) e parâmetros bioquímicos de citocinas neuroinflamatórias no hipocampo em fases subsequentes do desenvolvimento. Ainda, o escopo comportamental desta tese foi analisar o efeito do EA precoce sobre a ansiedade demonstrada por ratos adultos submetidos à HI. Para tanto, ratos Wistar machos e fêmeas, no 7º dia pós-natal (DPN), foram submetidos ao modelo de Levine-Rice de HI neonatal. Os animais foram divididos em quatro grupos: CTAP (controle ambiente padrão), CTAE (controle ambiente enriquecido), HIAP (hipóxia-isquemia ambiente padrão) e HIAE (hipóxia-isquemia ambiente enriquecido). Os animais dos grupos EA permaneceram no enriquecimento ambiental mantido desde o 8º DPN. Após o desmame os animais foram divididos em grupos e estimulados no EA (1 h/dia por 5 semanas). Análises da expressão de proteínas estruturantes da BHE no hipocampo (β-catenina, ocludina, conexina-43, aquaporina-4, transportador de glicose 1 - Glut-1 e proteína fibrilar glial ácida - GFAP) foram quantificadas através de Western Blotting (WB) Observamos a permeabilidade e integridade da BHE através da coloração com azul de Evans e também foi realizada imuno-histoquímica para GFAP na região 1 do corno de Ammon - CA1 do hipocampo no 22º e 60º DPN. Realizamos análises da expressão das citocinas inflamatórias fator de necrose tumoral alfa - TNF-α e interleucina 1 beta - IL-1β, juntamente com análise imuno-histoquímica para marcação de microglia ativada na fase adulta de animais HI submetidos ao EA. Ademais, foram avaliados os efeitos da HI e do EA sobre a ansiedade no primeiro dia de exposição dos animais ao labirinto em cruz elevado (LCE) e no teste claro/escuro (TCE). Os nossos dados mostraram que o EA foi efetivo para reverter as alterações causadas pela HI aumentando a expressão de ocludina no 22º DPN e de β- catenina e GFAP no 60º DPN e diminuindo o extravasamento de azul de Evans. No 8º DPN não há alteração na BHE, sendo sugestivo de imaturidade da BHE. A avaliação imuno-histoquímica de IbA-1 demonstra ativação microglial após HI e o perfil bioquímico apresenta grande expressão das citocinas IL-1β e TNF-α em animais hipóxico-isquêmicos estimulados em EA. Através dos níveis de ansiedade encontrados, podemos estabelecer que o EA favorece uma ação menos impulsiva reduzindo o comportamento de risco dos animais após a HI. Assim, nossos resultados contribuíram para a compreensão do mecanismo da HI, visto que apresentamos de forma singular que o EA é eficaz na recuperação da disfunção da BHE maximizando os efeitos neuroprotetores de IL-1β e TNF-α sobre aspectos comportamentais relacionados à ansiedade. / Several neuroprotective strategies have been developed for the treatment of the neonatal encephalopathy caused by hypoxic ischemia (HI).The environmental enrichment (EE) is a strategy that propitiates social interaction, visual and sensorial stimulation, and physical activity spontaneously and, thus, it causes behavioral and neurophysiological changes. The aim of this thesis was to investigate the effects of EE on the structure and expression of proteins in the blood-brain barrier (BBB) and biochemical parameters of neuroinflammatory cytokines in the hippocampus in subsequent developmental stages. Moreover, the behavioral scope of this thesis was to analyze the effect of early EE on anxiety expressed by adult rats. Male and female Wistar rats, PND 7, were submitted to the Levine-Rice model of neonatal HI. The animals were divided into four groups: CSE (control - standard environment), CEE (control - enriched environment), HISE (hypoxic ischemia - standard environment) and HIEE (hypoxic ischemia - enriched environment). The animals of the EE groups were kept in the environmental enrichment since PND 8. After weaning, the animals were divided into groups and exposed to the EE (1h a day for 5 weeks). Expression analyses of the BBB structural proteins in the hippocampus (β-catenin, occludin, connexin-43, aquaporin-4, Glut-1, and GFAP) were quantified by Western Blotting (WB) We observed the BBB permeability and integrity through Evans blue staining as well as immunohistochemistry for GFAP in the CA1 hippocampus region on PND 22, and 60. We performed analyzes of the expression of the inflammatory cytokines TNF-α and IL-1β, together with immunohistochemical analysis for quantification of IbA-1 in the adult phase of HI animals submitted to EE.Furthermore, the effects of the HI and the EE on anxiety on the first day of exposition to the elevated plus maze test (EPM) and the light-dark box test (LDB) were assessed. Our data have shown that the HI reduces occludin expression on PND 22 and β-catenin and GFAP on PND 60along with the extravasation of Evans blue, indicating BBB dysfunction in these periods and reversion of the alterations by the EE. On PND 8, there is no BBB change, which is suggestive of BBB immaturity. The immunohistochemicalassessment of IbA-1 demonstrates microglial activation after HI and the biochemical profile shows great expression of IL-1β and TNF-α cytokines in hypoxic-ischemic animals stimulated in EE. Through the levels of anxiety found, we can establish that the EE favors a less impulsive behavior and reduces the anxiogenic factor of animals after HI. Thus, our results have contributed to the understanding of the HI mechanism; we presented in a unique way the recovery of the BBB dysfunction and the maximization of the neuroprotective effects of IL-1β and TNF-α on behavioral aspects related to anxiety of animals exposed to the EE after HI.

A Paralisia Cerebral (PC) é causada por lesões não progressivas no encéfalo em desenvolvimento gerando comprometimentos secundários normalmente acompanhados de mudanças morfológicas, bioquímicas e fisiológicas no sistema neuromuscular. O enriquecimento ambiental (EA) é uma combinação de estímulos de interação social, atividade física e aprendizagem que busca mimetizar a intervenção fisioterápica. Assim, o objetivo desta dissertação foi estudar se o EA é capaz de prevenir o estabelecimento de comprometimentos motores em um modelo de PC em ratos. Foram utilizadas ratas Wistar grávidas para indução do modelo experimental de PC. Os filhotes machos foram divididos em 4 grupos: controle (grupo CT), animais mantidos no enriquecimento ambiental (grupo EA), animais com paralisia cerebral (grupo PC) e animais com paralisia cerebral mantidos em enriquecimento ambiental (grupo PC-EA). A avaliação das habilidades motoras foi realizada no vigésimo nono dia pós-natal utilizando os seguintes testes: Campo Aberto, Rotarod, Escada Horizontal, Barra Estreita e comprimento da passada. As análises histológicas avaliaram a área média das fibras do músculo sóleo, a área média dos somas dos motoneurônios e expressão de sinaptofisina no corno ventral da medula espinhal. O EA mostrou ser capaz de prevenir os déficits motores, porém não reverteu a atrofia das fibras musculares observadas nos animais PC. Além disso, foi verificado um aumento na área média dos motoneurônios e um aumento na expressão de sinaptofisina no corno ventral da medula espinhal de animais com PC mantidos em EA, em relação aos que viveram em ambiente padrão. Dessa forma, o incremento de estímulos proporcionado pelo EA pode prevenir a instalação de déficits motores e alterações histológicas em um modelo de PC em ratos. / Cerebral Palsy (CP) results from nonprogressive lesions in the immature brain generating secondary impairments usually accompanied by morphological, biochemical and physiological changes in neuromuscular system. Environmental enrichment (EE) is a combination of stimuli including social interaction, physical activity and learning experiences that seeks to mimic the physiotherapy intervention. Therefore, the aim of this study was to verify whether EE is able to prevent the establishment of motor impairment in a rat model of CP. Pregnant Wistar rats were used to induce the experimental model of CP associating the maternal exposure to low doses of bacterial endotoxin, perinatal anoxia and sensorimotor restriction of the pups. Pups were divided into 4 groups: control (CT group), animals reared in environmental enrichment (EE group), animals submitted to cerebral palsy model (CP group) and animals submitted to cerebral palsy model reared in environmental enrichment (CP-EE group). The assessment of motor skills was held on the twenty-ninth post natal day using the following tests: Open Field Test, Rotarod, Horizontal Ladder, Narrow Suspended Bar and stride length. The histological analysis evaluated the mean cross-sectional area (CSA) of the soleus muscle fibers, the mean CSA of motoneuronal somata and expression of synaptophysin in the ventral horn of the spinal cord. EE was able to prevent the motor deficits, however did not reverse the muscle atrophy observed in CP animals. Furthermore, there was an average increase in the mean area of motoneurons and an increase in the expression of synaptophysin in the ventral horn of the spinal cord of animals submitted to CP model reared in EE in relation to CP animals reared in a standard environment. Hereupon, the stimulus increment provided by EE can prevent the onset of motor deficits and histological changes in a CP rat model.

O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do enriquecimento ambiental (EA) sobre a memória e a morfologia hipocampal, estriatal e cortical, estado oxidativo e níveis do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF), em ratos Wistar submetidos à hipóxia-isquemia (HI) neonatal. No capítulo 1 foram examinados os efeitos do EA sobre o prejuízo na memória observado no labirinto aquático de Morris (LAM) e sobre a atrofia hipocampal e cortical em animais hipóxicos-isquêmicos adultos. Ratos Wistar machos, no 7º dia pós-natal (DPN) foram submetidos ao modelo de Levine-Rice de HI neonatal, no qual a artéria carótida comum direita é ocluída permanentemente e, na seqüência, os animais foram mantidos em uma atmosfera hipóxica (90 min, 8% O2-92% N2). Duas semanas após a HI, os animais foram estimulados em um ambiente enriquecido (1h/dia, por 9 semanas). No LAM, os animais HI mantidos em ambiente padrão apresentaram pior performance quando comparados aos grupos CT e o grupo HI enriquecido teve mesmo comportamento que os grupos CT. Uma significante atrofia hipocampal e cortical foi identificada nos animais hipóxico-isquêmicos, porém, nesta análise, o EA não resultou em proteção significativa. O capítulo 2 teve como intuito investigar se a manutenção em ambiente enriquecido precocemente (8º-30 DPN) seria efetiva na recuperação da atrofia hipocampal pela HI, e, se os efeitos cognitivos vistos no EA diário seriam extensivos a outro tipo de memória e, também a outros períodos do desenvolvimento. Ratos e ratas Wistar machos foram submetidos à HI (conforme descrito acima) e, no dia seguinte, foram colocados em um ambiente enriquecido. Na seqüência, a memória de reconhecimento, no teste de reconhecimento de objetos e a memória espacial no LAM são analisadas. Na vida adulta, os animais foram submetidos a mais uma sessão experimental no LAM. O déficit cognitivo observado na memória de reconhecimento nos animais HI foi revertido pela estimulação. Porém, o prejuízo na memória espacial foi parcialmente revertido pelo EA; a memória de trabalho nas fêmeas, no período da adolescência, foi mais claramente beneficiada por este efeito. E, corroborando os resultados do primeiro experimento, a HI resultou em dano tecidual ao hipocampo e também ao estriado, sem indicação de efeito significativo pela estimulação. O capítulo 3 teve como objetivo investigar se a modulação do estado oxidativo e os níveis de BDNF cerebrais podem estar envolvidos no efeito neuroprotetor cognitivo do EA em animais adultos submetidos à HI. Ratos Wistar machos foram utilizados neste experimento; os procedimentos de HI e EA foram os mesmos do primeiro experimento. Os animais foram sacrificados 24 horas após o término do período de enriquecimento (85º DPN), quando hipocampo e córtex foram dissecados para a posterior determinação dos parâmetros de estresse oxidativo (quantificação de radicais livres, dano em macromoléculas e atividade da enzima superóxido dismutase - SOD) e dos níveis de BDNF. Os resultados demonstraram uma diminuição na quantidade de radicais livres no hipocampo esquerdo dos animais HI e um aumento destes níveis no córtex direito; e, também, um aumento na atividade da SOD no hipocampo direito dos animais HI e uma diminuição desta atividade no hipocampo esquerdo nos animais não estimulados. Além disso, os níveis de BDNF foram aumentados no hipocampo dos animais HI mantidos em ambiente padrão. Estes resultados sugerem que o efeito neuroprotetor cognitivo do EA diário pode não ser dependente da expressão de BDNF nem do estado oxidativo do hipocampo e córtex. / This study was undertaken to investigate the environmental enrichment (EE) effects over memory function and hippocampus and cortex morphology, oxidative status and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels, consequent to neonatal hypoxiaischemia (HI) in Wistar rats. The objective of chapter 1 was to examine, in adulthood, the effects of daily EE on memory deficits in the Morris water maze (MWM) and hippocampal and cerebral damage, caused by neonatal HI. Male wistar rats at the 7th postnatal day were submitted to the Levine-Rice model of neonatal HI, comprising permanent occlusion of the right common carotid artery and a period of hypoxia (90 min, 8%O2-92%N2). Two weeks after the HI event, animals were stimulated by the enriched environment (1h/day for 9 weeks). In the MWM, non-stimulated HI animals had worse performance than controls and HI-enriched rats showed memory performance as good as that of controls. There was a reduction of both hippocampal volume and cortical area, ipsilateral to arterial occlusion, in HI animals; EE did not affect these morphological measurements, despite its clear cognitive neuroprotective effect. The chapter 2 investigated whether early continuous housing in an enriched environment would be effective in recovering hippocampal atrophy consequent to the neonatal HI, as well as if the benefits of continuous EE would extending to other memory types, both in adult and adolescent female and male rats. As described above, animals were submitted to HI and, starting 1day after the event, they were housed in an enriched environment (8th-30th PN day). Performances of animals in the novel-object recognition were assessed in the adolescence period and in the MWM task in the adolescence and, again, in adulthood. Cognitive deficits arising after neonatal HI in the novel-object recognition test were completely recovered by the environmental stimulation, in animals of both genders. However, spatial memory impairment in the MWM was partially prevented by EE; the effect was observed especially in female adolescent rats on the working memory. Corroborating the findings of the first experiment, there was no enrichment effect over hippocampus volume and striatum area. These data indicate that early housing in an enriched environment recovered performance in the object recognition task and, in adolescent females, in the working memory spatial task after a neonatal hypoxicischemic event. No effects of enrichment were revealed in adult animal performance nor in tissue atrophy of hippocampus and striatum consequent to HI. The chapter 3 was designed to investigate whether the modulation of brain oxidative status and/or BDNF content in adulthood are involved in functional neuroprotection caused by EE after neonatal HI. Protocols of the HI and EE utilized in this experiment were the same as of the first experiment. Male rats were sacrificed 24 hours after the enrichment period, i.e., at PN day 85. We have determined BDNF levels and several oxidative stress parameters, specifically the free radicals levels, macromolecules damage and superoxide dismutase (SOD) activity, in hippocampus and frontal cortex samples. It was found a decrease in free radical content in the left hippocampus of HI animals and an increase in non-stimulated rats in the right cortex; also, increased SOD activity in the right hippocampus of HI and a decrease of enzyme activity in the left hippocampus of stimulated groups were found. Moreover, BDNF levels were increased in the hippocampus of the non-stimulated HI group. These results suggest that the neuroprotective cognitive effect of daily environmental enrichment may not be dependent on BDNF expression nor on the oxidative status in hippocampus and cortex.

A hipóxia-isquemia (HI) é a principal causa de mortalidade no período perinatal e, nos sobreviventes, a incidência de seqüelas neurológicas é elevada. O encéfalo imaturo, altamente susceptível ao insulto hipóxico-isquêmico, é vulnerável a estímulos ambientais tais como o enriquecimento ambiental (EA). O objetivo deste estudo foi investigar o desempenho comportamental no teste do campo-aberto, reconhecimento de objetos, esquiva-inibitória e no rota-rod, bem como a densidade de espinhos dendríticos no hipocampo, utilizando o método de Golgi, em ratos submetidos à HI e expostos ao EA (1h/dia, 6 dias/semana, 9 semanas). Ratos de 7 dias de idade foram submetidos ao procedimento de HI e divididos em 4 grupos experimentais: controle mantido em ambiente padrão (CTAP), controle em ambiente enriquecido (CTAE), HI em ambiente padrão (HIAP) e HI em ambiente enriquecido (HIAE). Parâmetros comportamentais e morfológicos foram avaliados após 9 semanas de estimulação ambiental. Os dados indicaram que a memória de reconhecimento de objetos foi prejudicada em ratos HI adultos e recuperada após a estimulação pelo ambiente enriquecido; no teste de esquiva-inibitória os animais apresentaramum prejuízo na memória aversiva em animais HI, independentemente do ambiente. Surpreendentemente, no teste do campo-aberto, um maior número de crossings foi identificado nos grupos HI no primeiro minuto quando comparados aos grupos controle. No teste de rota-rod não foram detectadas diferenças entre animais controle e animais HI. Resultados morfológicos demonstraram uma diminuição na densidade de espinhos dendríticos no hipocampo de animais HI, com recuperação pelo EA. A densidade de espinhos dendríticos do hemisfério esquerdo (contralateral à oclusão arterial) obteve os melhores resultados, indicando uma recuperação total do dano hipóxico-isquêmico pelo EA. Os dados dos espinhos dendríticos do hemisfério direito indicaram uma recuperação parcial pela estimulação ambiental nos animais HI. Concluindo, o enriquecimento ambiental foi efetivo na recuperação do déficit comportamental e da densidade de espinhos dendríticos nos neurônios hipocampais conseqüente à hipóxia-isquemia neonatal em ratos. / Hypoxia-ischemia (HI) is the main mortality cause in perinatal period and, in survivors, the incidence of neurological disabilities is elevated. The immature brain, highly susceptible to hypoxic-ischemic insult, is responsive to environmental stimuli, as environmental enrichment (EE). The aim of this study was to investigate behavioral performance in the open field apparatus, objects recognition, inhibitory avoidance and in the Rota-rod apparatus, and dendritic spines density in the hippocampus, using the Golgi technique, in rats submitted to the HI and exposed to EE (1h/day, 6 days/week, 9 weeks). Seven-days old rats were submitted to the HI procedure and divided in 4 groups: control in standard conditions (CTSE), control in enriched environment (CTEE), HI in standard conditions (HISE) and HI in enriched environment (HIEE). Behavioral and morphological parameters were evaluated after 9 weeks of environmental stimulation. Data indicated that object-recognition memory was impaired in HI adult rats and recovered after stimulation by the EE; in the inhibitory avoidance task was demonstrated aversive memory impairment in HI animals, independent of the environment. Interestingly, in the open field task, significant more crossing responses were identified in HI groups, in the first minute, comparing to control groups. No differences between control and HI adult animals were detected in the rota-rod test. Morphological results demonstrated a decreased spines density in the hippocampus of the HI animals, with recovery by the EE. Dendritic spines density from left hemisphere (contralateral to arterial occlusion) obtained the better results, indicating a total recovery effect of the EE on HI damage. Data of dendritic spines from right hemisphere indicated a partial recovery by the environmental stimulation on HI animals. Concluding, environmental enrichment was effective in recovery behavioral impairment and dendritic spine density in hippocampal neurons, consequent to neonatal hypoxia-ischemia in rats.

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Considerando a provável mediação olfativa para a sua reprodução e o potencial de enriquecimentos ambientais afetarem positivamente a reprodução de animais sob cuidados humanos, o presente trabalho objetivou avaliar se a utilização de enriquecimento olfativo geraria efeitos na exibição de comportamentos reprodutivos de cação-lixa, bem como se esse efeito seria diferencial de acordo com o sexo. Este trabalho também propôs avaliar a proximidade física como um indicativo de comportamento proceptivo de fêmeas. O estudo foi dividido em três fases (controle – sem enriquecimento; enriquecimento a curto prazo – recém aplicado; enriquecimento a longo prazo – após incorporado na rotina de manejo) e foi realizado em duas instituições com manejos distintos. O enriquecimento utilizado foi manjericão comercial (Ocimum basilicum), inicialmente apresentado na forma de bloco de gelo e, para o estudo a longo prazo, apresentado na forma de extrato. As observações comportamentais ocorreram através da amostragem focal com registro instantâneo, totalizando 120 horas de observação por animal, divididas em dois momentos (ativo e inativo). Os resultados indicam maior atividade relacionada ao período noturno e às sessões de alimentação; maior frequência de ocorrência de comportamentos reprodutivos no período inativo, no sexo masculino e nas fases com enriquecimento ambiental; maior riqueza comportamental em machos e na fase de enriquecimento a longo prazo. A análise de proximidade mostrou-se eficiente como indicativa de comportamento sócio-sexual, assim como o comportamento “movimento corporal”. É importante atentar que os efeitos são diferenciados para os sexos, sendo essencial o acompanhamento próximo e a criação de cronogramas para evitar uma super-estimulação ou uma habituação ao enriquecimento. Apesar disso, o fato da maior frequência de comportamentos reprodutivos ter ocorrido no período inativo facilita este acompanhamento, visto que se refere ao período de funcionamento de instituições zoológico (dia). Por fim, com a definição dos comportamentos proceptivos faz-se possível determinar quais fêmeas estão receptivas e assim delinear programas reprodutivos mais eficientes. Esses resultados destacam a importância de possuir um manejo que estimule constantemente os sentidos dos elasmobrânquios, especialmente em instituições que desejem realizar programas de reprodução. / Nurse shark, Ginglymostoma cirratum, is one of the most exhibited sharks in Aquariums in the world, however, the reproductive failure rate of this species continues high. Since there probably is an olfactory mediation for its reproduction and environmental enrichments have a potential positive effect on the reproduction of captive animals, the present study aimed to evaluate whether the use of olfactory enrichment would generate effects in the exhibition of reproductive behaviors of nurse sharks, as well as if this effect would be differential according to sex. This study also proposed to evaluate physical proximity as an indicative of proceptive female behavior. The study was divided in three phases (control – without enrichment, shortterm enrichment – recently applied, long-term enrichment – after being incorporated into the management routine) and was performed in two institutions with distinct husbandry. The enrichment used was commercial basil (Ocimum basilicum), which was initially prepared as an ice block and, for the long-term phase, presented as an extract. The behavioral observations were performed through focal sampling with instantaneous recording, totaling 120 hours of observation per animal, divided into two moments (active and inactive). Results show greater activity related to nocturnal period and feeding sessions; greater frequency of occurrence of reproductive behaviors in the inactive period, with males and during the long-term enriched phase. The proximity analysis was efficient as indicative of socio-sexual behavior, as well as the “body movement” behavior. It is important to note that the enrichment effects are differentiated for the sexes and therefore, close monitoring and scheduling are essential to avoid over-stimulation or habituation to the enrichment. Nevertheless, the fact that the greater frequency of reproductive behavior occurred during the inactive period facilitates this monitoring, since it refers to the operating hours of zoological institutions (daytime). Finally, with the definition of proceptive behavior, it is possible to determine which females are receptive and thus, to delineate more efficient breeding programs. These results highlight the importance of having a management that constantly stimulates the senses of elasmobranchs, especially in institutions that aims to carry out breeding programs.

Inúmeras estratégias neuroprotetoras vêm sendo desenvolvidas para o tratamento da encefalopatia neonatal causada pela hipóxia-isquemia (HI). O enriquecimento ambiental (EA) é uma ferramenta que propicia interação social, estimulação visual, sensorial e atividade física de forma espontânea e assim induz mudanças comportamentais e neurofisiológicas. O objetivo desta tese foi investigar os efeitos do EA em relação à estrutura e expressão de proteínas constituintes da barreira hematoencefálica (BHE) e parâmetros bioquímicos de citocinas neuroinflamatórias no hipocampo em fases subsequentes do desenvolvimento. Ainda, o escopo comportamental desta tese foi analisar o efeito do EA precoce sobre a ansiedade demonstrada por ratos adultos submetidos à HI. Para tanto, ratos Wistar machos e fêmeas, no 7º dia pós-natal (DPN), foram submetidos ao modelo de Levine-Rice de HI neonatal. Os animais foram divididos em quatro grupos: CTAP (controle ambiente padrão), CTAE (controle ambiente enriquecido), HIAP (hipóxia-isquemia ambiente padrão) e HIAE (hipóxia-isquemia ambiente enriquecido). Os animais dos grupos EA permaneceram no enriquecimento ambiental mantido desde o 8º DPN. Após o desmame os animais foram divididos em grupos e estimulados no EA (1 h/dia por 5 semanas). Análises da expressão de proteínas estruturantes da BHE no hipocampo (β-catenina, ocludina, conexina-43, aquaporina-4, transportador de glicose 1 - Glut-1 e proteína fibrilar glial ácida - GFAP) foram quantificadas através de Western Blotting (WB) Observamos a permeabilidade e integridade da BHE através da coloração com azul de Evans e também foi realizada imuno-histoquímica para GFAP na região 1 do corno de Ammon - CA1 do hipocampo no 22º e 60º DPN. Realizamos análises da expressão das citocinas inflamatórias fator de necrose tumoral alfa - TNF-α e interleucina 1 beta - IL-1β, juntamente com análise imuno-histoquímica para marcação de microglia ativada na fase adulta de animais HI submetidos ao EA. Ademais, foram avaliados os efeitos da HI e do EA sobre a ansiedade no primeiro dia de exposição dos animais ao labirinto em cruz elevado (LCE) e no teste claro/escuro (TCE). Os nossos dados mostraram que o EA foi efetivo para reverter as alterações causadas pela HI aumentando a expressão de ocludina no 22º DPN e de β- catenina e GFAP no 60º DPN e diminuindo o extravasamento de azul de Evans. No 8º DPN não há alteração na BHE, sendo sugestivo de imaturidade da BHE. A avaliação imuno-histoquímica de IbA-1 demonstra ativação microglial após HI e o perfil bioquímico apresenta grande expressão das citocinas IL-1β e TNF-α em animais hipóxico-isquêmicos estimulados em EA. Através dos níveis de ansiedade encontrados, podemos estabelecer que o EA favorece uma ação menos impulsiva reduzindo o comportamento de risco dos animais após a HI. Assim, nossos resultados contribuíram para a compreensão do mecanismo da HI, visto que apresentamos de forma singular que o EA é eficaz na recuperação da disfunção da BHE maximizando os efeitos neuroprotetores de IL-1β e TNF-α sobre aspectos comportamentais relacionados à ansiedade. / Several neuroprotective strategies have been developed for the treatment of the neonatal encephalopathy caused by hypoxic ischemia (HI).The environmental enrichment (EE) is a strategy that propitiates social interaction, visual and sensorial stimulation, and physical activity spontaneously and, thus, it causes behavioral and neurophysiological changes. The aim of this thesis was to investigate the effects of EE on the structure and expression of proteins in the blood-brain barrier (BBB) and biochemical parameters of neuroinflammatory cytokines in the hippocampus in subsequent developmental stages. Moreover, the behavioral scope of this thesis was to analyze the effect of early EE on anxiety expressed by adult rats. Male and female Wistar rats, PND 7, were submitted to the Levine-Rice model of neonatal HI. The animals were divided into four groups: CSE (control - standard environment), CEE (control - enriched environment), HISE (hypoxic ischemia - standard environment) and HIEE (hypoxic ischemia - enriched environment). The animals of the EE groups were kept in the environmental enrichment since PND 8. After weaning, the animals were divided into groups and exposed to the EE (1h a day for 5 weeks). Expression analyses of the BBB structural proteins in the hippocampus (β-catenin, occludin, connexin-43, aquaporin-4, Glut-1, and GFAP) were quantified by Western Blotting (WB) We observed the BBB permeability and integrity through Evans blue staining as well as immunohistochemistry for GFAP in the CA1 hippocampus region on PND 22, and 60. We performed analyzes of the expression of the inflammatory cytokines TNF-α and IL-1β, together with immunohistochemical analysis for quantification of IbA-1 in the adult phase of HI animals submitted to EE.Furthermore, the effects of the HI and the EE on anxiety on the first day of exposition to the elevated plus maze test (EPM) and the light-dark box test (LDB) were assessed. Our data have shown that the HI reduces occludin expression on PND 22 and β-catenin and GFAP on PND 60along with the extravasation of Evans blue, indicating BBB dysfunction in these periods and reversion of the alterations by the EE. On PND 8, there is no BBB change, which is suggestive of BBB immaturity. The immunohistochemicalassessment of IbA-1 demonstrates microglial activation after HI and the biochemical profile shows great expression of IL-1β and TNF-α cytokines in hypoxic-ischemic animals stimulated in EE. Through the levels of anxiety found, we can establish that the EE favors a less impulsive behavior and reduces the anxiogenic factor of animals after HI. Thus, our results have contributed to the understanding of the HI mechanism; we presented in a unique way the recovery of the BBB dysfunction and the maximization of the neuroprotective effects of IL-1β and TNF-α on behavioral aspects related to anxiety of animals exposed to the EE after HI.

O objetivo desta tese foi verificar os efeitos terapêuticos do enriquecimento ambiental (EA) na recuperação motora, funcional e tecidual de roedores expostos à hipóxia-isquemia (HI) neonatal. Outro objetivo foi acompanhar e descrever o desenvolvimento motor de crianças de 0 a 2 anos de idade junto ao programa Primeira Infância Melhor (PIM) em Porto Alegre- RS. No Capítulo 1 encontra-se o estudo em que foi avaliado o efeito do EA precoce sobre o aparecimento de sinais e reflexos neurológicos em animais submetidos à HI neonatal. No 7º dia pós-natal, ratos Wistar machos e fêmeas foram submetidos ao modelo de Rice-Vannucci de HI neonatal, onde a artéria carótida comum esquerda foi permanentemente ocluída e na sequência os animais foram expostos a uma atmosfera hipóxica (8% de oxigênio) durante 90 minutos. Um dia pós o procedimento de HI, os roedores foram alojados em gaiolas enriquecidas ou em gaiolas convencionais (ambiente padrão). Os sinais e reflexos neurológicos foram avaliados 24 horas antes da indução da HI, 24 horas após a HI e a cada 3 dias (11º, 14º, 17º) até o 20º dia pós-natal, quando os animais foram eutanaziados para posterior avaliação da extensão da lesão encefálica no estriado, corpo caloso e neocórtex. Os resultados apresentados no Capítulo 1 mostraram que independente da lesão hipóxicoisquêmica, a exposição ao EA precoce (8º ao 20º dia pós-natal) antecipou o aparecimento dos reflexos neurológicos (abertura dos olhos, desdobramento das orelhas, erupção do incisivo, reflexos de contração das pálpebras e das orelhas). Ademais, o EA foi capaz de prevenir atrofia do corpo caloso ipsilateral à lesão e no neocortex contralateral à lesão. No estudo apresentado no Capítulo 2 avaliou-se o efeito, pré (17º dia pós-natal) e pós (49º dia pós-natal) tratamento combinado de ciclosporina A (CsA) e reabilitação (EA e tarefa de alcance), na recuperação funcional de roedores submetidos à HI neonatal nos testes do cilindro, escada horizontal, campo aberto, reconhecimento de objetos e staircase. Ratos Sprague Dawley machos e fêmeas foram submetidos à HI (conforme descrito acima) e dez dias pós a lesão foram avaliados nos testes do cilindro, escada horizontal, campo aberto e reconhecimento de objetos. Os roedores apresentaram prejuízo motor no campo aberto (menor número de cruzamentos no primeiro minuto) e na escada horizontal (maior número de erros), contudo não houve comprometimento da função cognitiva. No 21º dia pós-natal os animais receberam a implantação subcutânea de uma bomba osmótica para liberação da CsA (420 mg/mL) ou veículo. E então, foram separados por sexo e alojados em gaiolas enriquecidas ou em gaiolas convencionais. Os animais enriquecidos também foram expostos a um treino de habilidade de alcance tendo como alvo a pata anterior afetada durante 4h/dia, 6 dias/semana por 4 semanas (21º ao 49º dia pós-natal). Ao final das 4 semanas de terapia combinada os animais foram reavaliados nas funções motora e cognitiva. Os resultados mostraram apenas o efeito da reabilitação motora, que por sua vez levou ao aumento da atividade exploratória no campo aberto, diminuição do número de erros na escada horizontal e melhor desempenho no teste do staircase. O componente farmacológico, CsA, não causou nenhum efeito sobre a recuperação dos roedores. A terapia combinada não recuperou a atrofia do hipocampo, córtex e hemisfério cerebral ipisilateral à lesão. E no estudo do Capítulo 3 objetivamos descrever o desenvolvimento motor de crianças de 0 a 2 anos de idade junto ao programa PIM em Porto Alegre-RS. Tal programa tem como alvo o desenvolvimento pleno das capacidades físicas, intelectuais, sociais e emocionais da criança dentro do seu ambiente familiar. As crianças avaliadas apresentaram desenvolvimento motor normal (apenas risco de atraso). As famílias avaliadas apresentavam baixo nível socioeconômico e ofereciam poucas oportunidades de estimulação no ambiente domiciliar. Concluímos que a estimulação ambiental apresentou efeitos benéficos sobre os aspectos do desenvolvimento e recuperação funcional nos roedores submetidos à HI neonatal e o programa PIM tem um grande potencial de utilização para estimulação de crianças em situação de vulnerabilidade social. / The aim of this study was to verify therapeutic effects of environmental enrichment (EE) on motor, functional and tissue recovery of rodents exposed to neonatal hypoxia-ischemia (HI). Besides, describe the motor development in children aged 0 to 2 years old attended by Better Early Childhood Program in Porto Alegre-RS, Brazil. In Chapter 1, the study aimed to evaluate the early housing in EE on maturation of physical characteristics and neurological reflexes in rats submitted to neonatal HI. At postnatal day 7, male and female Wistar rats were used to produce Rice-Vannucci model of unilateral brain injury where the left common carotid artery was occluded then pups were placed in a hypoxic chamber (O2 level at 8%) for 90 minutes. Rodents were housed in EE cages or in standard cages. We evaluated the maturation of physical characteristics and neurological reflexes from the day preceding the HI induction postnatal day 6 until postnatal day 20. Morphological analysis included the evaluation of striatal, corpus callosum and neocortex volume. Our results demonstrated that HI had no effect on neurological parameters evaluated in neonate rats. But we demonstrated a clear effect of early EE on sensorimotor development through earlier appearance of opening, eye reflex and incisor eruption were identified in early stimulated rats. Also, brain tissue was preserved in ipsilateral corpus callosum and contralateral neocortex after early environmental stimulation. The experiment presented in Chapter 2 investigated pre- and post- combinational therapy of cyclosporine A (CsA) and motor rehabilitation effects on motor function and cognition tests in rats submitted to neonatal HI. Male and female Sprague Dawley rats were submitted to neonatal HI model (as described above) and, ten days after HI surgery, rat pups were evaluated in motor function and cognition through cylinder, ladderrung walking, open field and novel object recognition. Results showed no cognitive deficit but motor function impairment in open field and ladder rung walking test in rats submitted to HI. At postnatal day 21, all HI pups were implanted subcutaneously on flank with osmotic pumps delivering CsA (420 mg/mL) or vehicle. Then, animals were housed in either standard home cages or enriched environment cages. In addition to being housed in EE, enriched groups were exposed to rehabilitative reach training 4h/day, 6 days/week for 4 weeks (PND 21 until PND 49). At the end of 4 weeks of combined therapy (EE, reaching and CsA) rats were reevaluated in same motor and cognitive tasks (cylinder, ladder walking, open field, novel object recognition, and staircase task). Rehabilitation appeared to be the most significant component of the combined therapy and was responsible for recovery of motor function as demonstrated in ladder rung walking, open field and staircase performance. Drug component, CsA, had no effects on behavioral outcomes. The combined therapy had no effect on hippocampal, cortical and hemispheric tissue atrophy. And the study of Chapter 3 aimed describe motor development of children from 0 to 2 years old inserted into Better Early Childhood Program (BECP) in south of Brazil. This program has the main goal to develop activities that cover physical, psychological, intellectual and social abilities inside the familiar context. Our results demonstrated that infants had typical motor development (only risk of delay). Evaluated families were considered at social-environmental risk and home affordances were limited. These findings can indicate a risk condition on infant development. We may conclude that environmental enrichment improved neurobehavioral development and functional recovery in rats submitted to neonatal HI, and the BECP has a great potential to stimulate children at social-environmental risk.

A Paralisia Cerebral (PC) é causada por lesões não progressivas no encéfalo em desenvolvimento gerando comprometimentos secundários normalmente acompanhados de mudanças morfológicas, bioquímicas e fisiológicas no sistema neuromuscular. O enriquecimento ambiental (EA) é uma combinação de estímulos de interação social, atividade física e aprendizagem que busca mimetizar a intervenção fisioterápica. Assim, o objetivo desta dissertação foi estudar se o EA é capaz de prevenir o estabelecimento de comprometimentos motores em um modelo de PC em ratos. Foram utilizadas ratas Wistar grávidas para indução do modelo experimental de PC. Os filhotes machos foram divididos em 4 grupos: controle (grupo CT), animais mantidos no enriquecimento ambiental (grupo EA), animais com paralisia cerebral (grupo PC) e animais com paralisia cerebral mantidos em enriquecimento ambiental (grupo PC-EA). A avaliação das habilidades motoras foi realizada no vigésimo nono dia pós-natal utilizando os seguintes testes: Campo Aberto, Rotarod, Escada Horizontal, Barra Estreita e comprimento da passada. As análises histológicas avaliaram a área média das fibras do músculo sóleo, a área média dos somas dos motoneurônios e expressão de sinaptofisina no corno ventral da medula espinhal. O EA mostrou ser capaz de prevenir os déficits motores, porém não reverteu a atrofia das fibras musculares observadas nos animais PC. Além disso, foi verificado um aumento na área média dos motoneurônios e um aumento na expressão de sinaptofisina no corno ventral da medula espinhal de animais com PC mantidos em EA, em relação aos que viveram em ambiente padrão. Dessa forma, o incremento de estímulos proporcionado pelo EA pode prevenir a instalação de déficits motores e alterações histológicas em um modelo de PC em ratos. / Cerebral Palsy (CP) results from nonprogressive lesions in the immature brain generating secondary impairments usually accompanied by morphological, biochemical and physiological changes in neuromuscular system. Environmental enrichment (EE) is a combination of stimuli including social interaction, physical activity and learning experiences that seeks to mimic the physiotherapy intervention. Therefore, the aim of this study was to verify whether EE is able to prevent the establishment of motor impairment in a rat model of CP. Pregnant Wistar rats were used to induce the experimental model of CP associating the maternal exposure to low doses of bacterial endotoxin, perinatal anoxia and sensorimotor restriction of the pups. Pups were divided into 4 groups: control (CT group), animals reared in environmental enrichment (EE group), animals submitted to cerebral palsy model (CP group) and animals submitted to cerebral palsy model reared in environmental enrichment (CP-EE group). The assessment of motor skills was held on the twenty-ninth post natal day using the following tests: Open Field Test, Rotarod, Horizontal Ladder, Narrow Suspended Bar and stride length. The histological analysis evaluated the mean cross-sectional area (CSA) of the soleus muscle fibers, the mean CSA of motoneuronal somata and expression of synaptophysin in the ventral horn of the spinal cord. EE was able to prevent the motor deficits, however did not reverse the muscle atrophy observed in CP animals. Furthermore, there was an average increase in the mean area of motoneurons and an increase in the expression of synaptophysin in the ventral horn of the spinal cord of animals submitted to CP model reared in EE in relation to CP animals reared in a standard environment. Hereupon, the stimulus increment provided by EE can prevent the onset of motor deficits and histological changes in a CP rat model.