Thesis (M.S.)--University of Michigan, 1992.

Thesis (Ph.D.)--Uniformed Services University of the Health Sciences, 2006 / Typescript (photocopy)

A seleção genética de comportamentos relacionados a um componente emocional do tipo ansiedade, associada ao estudo das possíveis influências desse traço sobre outros componentes emocionais como o medo, impulsividade e tarefas de aprendizagem aversiva, podem contribuir para o entendimento da ansiedade, bem como, fornecer uma base sólida para investigações neurofisiológicas, bioquímicas e moleculares da mesma. Assim, o presente trabalho selecionou duas linhagens de ratos da linhagem Wistar: uma com característica de alta exploração dos braços abertos do labirinto em cruz-elevado (Filô-HE) e outra com baixa exploração desses braços (Filô-LE), e comparou os efeitos da seleção dessas duas linhagens sobre comportamentos associados à ansiedade, medo, impulsividade e aprendizagem aversiva. Para isso, um lote de animais fornecidos pelo Biotério Central da USP-RP foram distribuídos em dois grupos distintos: (1) os que apresentavam maior exploração dos braços abertos do Labirinto em Cruz Elevado (LCE) - (Filô-HE) e (2) os com menor exploração desses braços (Filô-LE) ao longo de doze gerações (de S1 a S12, sem contar o grupo inicial do qual derivam as gerações). Na sexta, nona e décima segunda gerações, os animais foram submetidos aos seguintes testes comportamentais: LCE, Campo Aberto (somente na décima segunda), esquiva passiva, labirinto aquático de Morris (somente na décima segunda), sobressalto (que avalia a resposta de medo), e gradiente de aversão elevado (desenvolvido em nosso laboratório para medir impulsividade). Os dados indicaram a seleção de duas linhagens de ratos Wistar com características distintas para a exploração dos braços abertos do LCE. De um lado, foi selecionada a linhagem Filô-HE, que possui como principal característica, altos índices de exploração de ambientes que geralmente são evitados por outros animais. De outro, foi selecionada (até a oitava geração), a linhagem Filô-LE, que explorava muito pouco ambientes potencialmente aversivos. Tais resultados podem ser interpretados, respectivamente, como (a) baixa e alta frequência de comportamentos associados à ansiedade e medo, (b) baixa e alta frequência de comportamentos associados à impulsividade, (c) altos e baixos níveis de dificuldade na aprendizagem relacionada a memórias emocionais, ou (d) até mesmo o efeito conjunto de todas essas características comportamentais. Porém, para um conhecimento mais confiável, é necessário que os estudos supracitados passem a explorar aspectos neurofisiológicos, psicofarmacológicos, bioquímicos e genéticos, ampliando a investigação dos componentes emocionais selecionados. Bem como, promovendo um controle mais rígido dos traços selecionados e de suas relações com outros componentes que possam interferir na seleção / The genetic selection of behaviors related to an anxiety-like emotional component, associated to the study of the possible influences of this trait over other emotional components like fear, impulsivity and aversive learning, can contribute to the understanding of anxiety as well as supply a solid basis for its neurophysiological, biochemical and molecular investigation. Thus, the present work selected two strains of Wistar rats: one characterized by a high exploration of the open arms of an elevated plus-maze (Filô-HE) and another with a low exploration of these arms (Filô-LE), and compared the effects of such a selection on behaviors associated with anxiety, fear, impulsivity and aversive learning. For this, a batch of animals supplied by the animal house of the USP at Ribeirão Preto were distributed into two distinct groups: (1) one presenting more exploration of the open arms of an elevated plus-maze (EPM) Filô-HE and (2) one with less open arm exploration Filô-LE along twelve generations (from S1 to S12, not counting the initial group from which all generations derived). On the sixth, ninth and twelfth generations the animals were submitted to the following behavioral tests: LCE, open-field (only in the twelfth generation), passive avoidance, Morris aquatic maze (only in the twelfth generation), startle (which evaluates a fear response), and elevated aversion gradient (developed in our laboratory to measure impulsivity). The data indicated a selection of two Wistar rats strains with distinct characteristics concerning the exploration of the open arms of and EPM. On the one hand, the strain Filô-HE was selected exhibiting as the main characteristic high measures of exploration of environments which are usually avoided by other animals. On the other hand, the strain Filô-LE was selected (up to the eighth generation) exhibiting very little exploration of potentially dangerous environments. These results may be interpreted as, respectively, (a) low and high frequency of behaviors associated to anxiety and fear, (b) low and high frequency of behaviors associated to impulsivity, (c) high and low levels of difficulty in learning related to emotional memories, or (d) even the joint effect of all these behavioral characteristics. However, for a more reliable knowledge it is necessary that the studies above begin to explore neurophysiological, psychopharmacological, biochemical and genetic aspects, broadening the investigation ot hte selected emotional components, as well as promoting a more strict control of the selected traits and of its relations with other components that may interfere in the selection

O presente estudo investigou o efeito da lesão imunotóxica colinérgica específica do núcleo septal medial sobre o comportamento exploratório de ratos no labirinto em cruz elevado, em um paradigma teste-reteste, com analise minuto a minuto da primeira sessão. Uma análise bioquímica detectou uma diminuição da atividade da acetilcolinesterase no hipocampo, septo e córtex dos animais lesados com a toxina IgG-192 saporin (475 ng/µl) mas não nos animais com lesão fictícia ou nos controle. Não se encontraram diferenças significativas entre os grupos quanto aos comportamentos associados com a atividade locomotora (entradas nos braços fechados, entradas totais e distância percorrida), nem aos associados com a ansiedade (freqüência de entradas e tempo gasto nos braços abertos) nem tampouco os outros comportamentos analisados (esticar-se, levantar-se, mergulhar a cabeça e limpar-se), quando consideradas as sessões individualmente. Na comparação entre primeira e segunda sessões, os animais do grupo lesado não diminuíram a atividade exploratória durante a segunda sessão ao contrário dos animais dos grupos controle e de lesão fictícia. Um efeito semelhante foi observado nos comportamentos associados com a ansiedade e nos outros comportamentos registrados. Finalmente, uma análise minuto a minuto mostrou uma queda significativa ao longo da primeira sessão nas medidas de atividade locomotora, nos comportamentos associados com a ansiedade e nos outros comportamentos, nos animais dos grupos controle e com lesão fictícia, mas não nos animais lesados. Os resultados indicam um papel modulador da via colinérgica septo-hipocampal na atividade exploratória e nos processos de armazenamento e recuperação de informação, mas não na modulação da ansiedade, tal como avaliada no labirinto em cruz elevado. / The effect of a specific immunotoxic cholinergic lesion of the septal nucleus on exploratory behavior displayed by rats in the elevated plus maze was investigated. A five-minute test-retest approach with minute by minute analysis of the first session was used. Biochemical analyses detected a decrease in cholinesterase activity in the hippocampus, septum and cortex of animals lesioned with IgG-192 saporin (475 ng/µl) when compared with controls or sham lesioned animals. No statistical differences were found between groups in terms of behaviors associated with either locomotive activity (closed arms entries, total entries and distance percorred), anxiety (entries and time spent in the open arms) or the other behaviors recorded (stretching, rearing, head dipping and grooming). Lesioned animals did not decrease their exploratory activity in the second session as did controls and sham lesioned animals. The same was true for behaviors associated with anxiety. The minute by minute analysis showed a significant drop in exploratory as well as in anxiety associated behaviors along the first session. Results indicated a modulatory role for the cholinergic septo-hippocampal pathway in exploratory activity and its relation with storage and retrieval information processes but not for the modulation of anxiety as measured in the elevated pluz-maze.

Vários estudos realizados com roedores permitem analisar, entre outros fatores, as respostas dos animais à novidade, a emocionalidade e locomoção dos animais. Para tal, vários testes tem sido empregados e um dos mais utilizados é o do campo aberto. O presente estudo visa analisar o papel da presença de um animal adulto da mesma espécie, ou de espécie diferente, no comportamento exploratório e na ocupação das áreas de um campo aberto por filhotes de rato, testados em duas condições: agrupados ou individualmente. Na primeira condição os testes de exploração foram feitos em um campo aberto. Em uma das paredes do campo aberto foi acoplada uma gaiola que em diferentes momentos continha uma fêmea da mesma espécie (Rattus norvegicus), um macho da mesma espécie (ambos não familiarizados com os filhotes), a própria ama-de-leite ou uma fêmea de outra espécie, no caso, uma cobaia (Cavia porcelus). As sessões experimentais foram realizadas no vigésimo quinto dia de vida dos filhotes. Os animais foram divididos em cinco ninhadas compostas por oito filhotes cada uma: quatro machos e quatro fêmeas., testados juntos em uma única sessão. O primeiro grupo foi testado no campo aberto sem qualquer tipo de estímulo na gaiola. Os outros grupos foram testados, respectivamente, na presença da ama-de-leite, de uma outra rata, de um rato macho ou de uma cobaia. Na segunda condição, os sujeitos de outras cinco ninhadas foram testados nas mesmas circunstâncias, porém individualmente. Os resultados mostraram que a presença de um animal adulto altera a preferência pela ocupação dos cantos mais estruturados por filhotes de rato em campo aberto. Quando o adulto presente é um co-especifico, a tendência dos filhotes é de se aproximar do local onde o animal se encontra (gaiola). Na presença de um animal de outra espécie, a tendência é, num primeiro momento, de aproximação e posteriormente de permanência nos locais mais estruturados do campo aberto, como as áreas de duas paredes, igual aos testados com a gaiola vazia. Os animais apresentaram diferenças de comportamento devidos ao agrupamento. Os filhotes agrupados frequentaram mais a periferia do campo aberto e passaram mais tempo nestas áreas que os testados individualmente, que por sua vez tendem a se aproximar mais do adulto do que os testados em grupo. Na idade em que foram testadas, as fêmeas mostraram-se menos ansiosas que os machos. De um modo geral, a principal conclusão é a de que filhotes de rato expostos a um campo aberto na presença de um adulto, exibem preferência pelas proximidades do adulto quando este é um co-específico, tendendo a permanecer nas áreas mais estruturadas quando o animal presente é de outra espécie. / Several studies with rodents allow us to analyze, among other factors, the responses of animals to novelty, emotionality and locomotion of animals. For this, several tests have been used and one of the most frequently used is the open-field. The present study aims at examining the role of the presence of an adult animal of the same species, or of a different species, in the exploratory behavior and the occupation of areas of an open-field by rat pups, tested in two conditions: grouped and individually. In the first condition, exploration tests were done in an open-field. In one wall of the open-field a cage was connected which, in different occasions, contained a female of the same species (Rattus norvegicus), a male of the same species (both unfamiliar to the pups), the dam or a female of another species, in this case, a guinea-pig (Cavia porcelus). The experimental sessions occurred at the twenty-fifth day of life of the of pups. The animals were divided into five eight-pup litters with four males and four females, which were tested together in a single session. The first group was tested in the open-field without any kind of stimulus in the cage. The other groups were tested, respectively, in the presence of the dam, another female, a male or a female guinea-pig. In the second condition, all subjects in a litter were tested under the same circumstances, but individually. The results showed that the presence of an adult animal changes the preference for the occupation of the more structured corners by rat pups in the open-field. When the animal in the cage was an adult co-specific, the tendency of the subjects was to approach the place where the adult animal was (the cage). In the presence of an animal of another species, the trend was, at first, to approach and subsequently to spent more time in the most structured corners of the open-field, areas with two walls. The animals showed behavioral differences due to grouping. The grouped pups went more often to the periphery of the open-field and spent more time in these areas than those tested individually, which, in turn, tended to be close to the adult longer than the grouped subjects. At the age they were tested, female infants were less anxious than males. In general, the main conclusion is that rat pups exposed to an open-field in the presence of an adult, exhibit a preference for the vicinity of the adult when it is a co-specific, tending to remain in the more structured areas when the cage was empty or when the animal in the cage belonged to another species.

O comportamento exploratório do rato é caraterizado pela preferência por ambientes escuros e pela tendência a permanecer na proximidade de paredes verticais (tigmotatismo). Quando permitida a exploração espontânea de um labirinto em cruz elevado o rato exibe um menor número de visitas aos braços abertos e um menor tempo de permanência nos mesmos. Contudo, essa situação pode ser revertida pela administração de fármacos ansiolíticos. Embora utilizado amplamente no estudo do medo e da ansiedade, ainda não está muito claro qual ou quais são os estímulos aversivos que induzem a esquiva dos braços abertos. O presente trabalho estudou o papel da luminosidade e do tigmotatismo(mediado pelas vibrissas mistaciais) no comportamento exploratório do rato no labirinto em cruz elevado. Para tal fim, essas vibrissas foram removidas de forma aguda (5 minutos antes dos testes) ou crônica: dias (8, 14 e 25; corte diário) antes do teste ou no dia do nascimento e os ratos foram submetidos ao teste do labirinto em cruz elevado sob condições de claridade (150 Lux) e de obscuridade (2 Lux). Os resultados mostraram que na obscuridade os ratos com remoção das vibrissas entram mais e permanecem por mais tempo nos braços abertos, quando comparados tanto com os ratos com vibrissas intactas quanto com ratos com remoções equivalentes das vibrissas mas testados na claridade. Esses resultados sugerem um possível efeito de tipo ansiolítico causado pela remoção das vibrissas somada à falta de luz. O aumento da exploração dos braços abertos poderia dever-se à ausência conjunta de informações provenientes dos dois sistemas sensoriais (visual e tátil das vibrissas). Porém, a ausência de apenas a informação tátil das vibrissas ou de apenas a visual não aumentam a exploração. Estudos posteriores devem ser realizados com o objetivo de conhecer os mecanismos neuroniais envolvidos. / Exploratory behavior in the rat is characterized by a preference for dark environments and by a trend to remain close to vertical surfaces(thigmotaxis). When allowed to freely explore an elevated plus-maze a rat will exhibit a smaller number of entries into the open arms and a smaller time spent in them. This characteristic pattern of behavior can be reverted by the administration of anxiolytic drugs. Although broadly used in the study of fear and anxiety, it still remains unclear what or which are the aversive stimuli that induce the avoidance from the open arms. The present study investigated the role of environmental illumination and thigmotaxis (mediated by mistacial vibrissae) in the exploratory behavior of rats submitted to the elevated plus-maze test. To this end, the vibrissae were removed acutely (5 min before testing) or chronically: days (8, 14 or 25; daily cutting) or in the day of birth and the rats were tested in the plus-maze under two environmental conditions, brightness (150 Lux) or darkness (2 Lux). Results showed that in the darkness rats with vibrissae removed entered more and stayed longer in the open arms than rats with intact vibrissae or rats with removed vibrissae tested under brightness. These results suggest a possible anxiolytic-like effect cause by vibrissa removal added to the absence of light. The increase in exploration of the open arms could be due to the effect of the joint absence of information from both sensorial systems (visual and tactile from the vibrissae) an effect that did not happen when information was lacking from just any one system. Further studies should be performed in order to unravel the neuronal mechanisms involved in the phenomenon.

O presente estudo investigou o efeito da lesão imunotóxica colinérgica específica do núcleo septal medial sobre o comportamento exploratório de ratos no labirinto em cruz elevado, em um paradigma teste-reteste, com analise minuto a minuto da primeira sessão. Uma análise bioquímica detectou uma diminuição da atividade da acetilcolinesterase no hipocampo, septo e córtex dos animais lesados com a toxina IgG-192 saporin (475 ng/µl) mas não nos animais com lesão fictícia ou nos controle. Não se encontraram diferenças significativas entre os grupos quanto aos comportamentos associados com a atividade locomotora (entradas nos braços fechados, entradas totais e distância percorrida), nem aos associados com a ansiedade (freqüência de entradas e tempo gasto nos braços abertos) nem tampouco os outros comportamentos analisados (esticar-se, levantar-se, mergulhar a cabeça e limpar-se), quando consideradas as sessões individualmente. Na comparação entre primeira e segunda sessões, os animais do grupo lesado não diminuíram a atividade exploratória durante a segunda sessão ao contrário dos animais dos grupos controle e de lesão fictícia. Um efeito semelhante foi observado nos comportamentos associados com a ansiedade e nos outros comportamentos registrados. Finalmente, uma análise minuto a minuto mostrou uma queda significativa ao longo da primeira sessão nas medidas de atividade locomotora, nos comportamentos associados com a ansiedade e nos outros comportamentos, nos animais dos grupos controle e com lesão fictícia, mas não nos animais lesados. Os resultados indicam um papel modulador da via colinérgica septo-hipocampal na atividade exploratória e nos processos de armazenamento e recuperação de informação, mas não na modulação da ansiedade, tal como avaliada no labirinto em cruz elevado. / The effect of a specific immunotoxic cholinergic lesion of the septal nucleus on exploratory behavior displayed by rats in the elevated plus maze was investigated. A five-minute test-retest approach with minute by minute analysis of the first session was used. Biochemical analyses detected a decrease in cholinesterase activity in the hippocampus, septum and cortex of animals lesioned with IgG-192 saporin (475 ng/µl) when compared with controls or sham lesioned animals. No statistical differences were found between groups in terms of behaviors associated with either locomotive activity (closed arms entries, total entries and distance percorred), anxiety (entries and time spent in the open arms) or the other behaviors recorded (stretching, rearing, head dipping and grooming). Lesioned animals did not decrease their exploratory activity in the second session as did controls and sham lesioned animals. The same was true for behaviors associated with anxiety. The minute by minute analysis showed a significant drop in exploratory as well as in anxiety associated behaviors along the first session. Results indicated a modulatory role for the cholinergic septo-hippocampal pathway in exploratory activity and its relation with storage and retrieval information processes but not for the modulation of anxiety as measured in the elevated pluz-maze.

Proporcionar condições favoráveis para animais alojados em ambientes restritos exige o conhecimento sobre comportamentos típicos da espécie em questão. A literatura disponibiliza poucas informações sobre colônias de gatos domésticos (Felis silvestris catus), em confinamento, levando a um déficit na qualidade de vida e bem-estar destes animais, nessas condições. O presente estudo objetivou analisar, por meio da observação de comportamentos exploratórios, alimentares, diferenças individuais e contato com um humano conhecido, como uma colônia de 35 gatos de um abrigo se comporta durante a alimentação cotidiana (ração seca disposta no comedouro), e em relação à interação com um enriquecimento ambiental alimentar (carne bovina suspensa por um cabo de aço). Os resultados indicaram que os animais possuem uma organização tanto para a alimentação cotidiana como para a utilização do enriquecimento, evidenciando a existência de uma ordenação para a o acesso a um recurso. Os dados também revelaram que a presença do humano influenciou no consumo de ração pelos animais. Com base nas informações contidas neste trabalho enfatizamos que prover condições satisfatórias no alojamento, alimentação e enriquecimentos ambientais, para grupos de animais, exige conhecimento das necessidades da espécie, assim como, da dinâmica de utilização dos recursos. / Provide favorable conditions for animals housed in restricted environments requires knowledge of species-typical behaviors in question. The poor literature, it provides less information about colonies of domestic cats (Felis silvestris catus), in confinement, leading to a deficit in quality of life and welfare of these animals under these conditions. This study aimed to analyze, through observation of exploratory behavior, feeding, individual differences and human contact with a known as a colony of 35 cats from a shelter behaves during daily diet (dry food prepared at the feeder), and in relation interaction with an environmental enrichment food (beef suspended from a steel cable). The results showed that animals possess both an organization for the daily diet and to the use of the gain, showing the existence of an ordering for the use of a resource. The data also revealed the presence of human influenced by food intake in animals. Based on the information contained in this paper emphasize that providing satisfactory housing, food and environmental enrichments for groups of animals, requires knowledge of the needs of the species, in this conditions, as well as the dynamics of resource use.

Traumatic brain injury (TBI) is a severe condition and a major cause of death and disability. There is no pharmacological treatment available in clinical practice today and knowledge of brain injury mechanisms is of importance for development of neuroprotective drugs. The aims of the thesis were to get a better understanding of astrocyte reactions and immune responses, as well as behavioral changes after focal unilateral cortical contusion injury and diffuse bilateral central fluid percussion injury in rats and mice. In the focal injury models, the astrocyte reactions were generally restricted to the ipsilateral hemisphere. After diffuse TBI, vimentin and glial fibrillary acidic protein (GFAP) positive reactive astrocytes were bilaterally expressed in brain regions even distant from the injury site, including regions where axonal injury was seen. Early after diffuse TBI, there was a robust immune response, including activation of macrophages/microglia (Mac-2+) and infiltration of neutrophils (GR-1+) and T-cells (CD3+). In order to measure functional outcome, the recently established Multivariate Concentric Square Field™ (MCSF) test for complex behaviors, including risk taking and explorative strategies was used. The Morris water maze (MWM) was applied for testing learning and memory. The MCSF test revealed alterations in risk taking, risk assessment and exploratory behavior, in the mice subjected to focal injury whereas mice subjected to the diffuse injury showed a deviant stereotyped behavior. After focal injury mice showed a decreased ability to adapt to the arena in the second trial, when tested repeatedly in the MCSF test. Mice subjected to diffuse injury had an impaired memory but not learning, in the MWM test. Post-injury treatment with the anti-inflammatory anti-interleukin-1β (IgG2 a/k) antibody showed a positive effect on functional outcome in the diffuse injury model. Altogether, the results demonstrate that focal and diffuse TBI models produce differences in cellular reactions and behavioral outcome and that the immune response plays a key role in the pathology after brain injury.

Thesis--University of Oklahoma. / Bibliography: leaves 97-100.