Esta tese defende a noção de que as oscilações gama não são apenas responsáveis pela atividade sincronizada de neurônios, mas também apresentam uma segunda função: selecionar qual célula principal vai disparar. Este processo de seleção ocorreria através da interação entre excitação e retroalimentação inibitória na freqüência gama. É observado aqui que este processo de seleção não está relacionado com a fração de células disparando a cada ciclo gama, mas sim com a excitação supralimiar (E) dentro de uma percentagem da excitação máxima (E%-max). Este processo é chamado aqui de E%-max winner-take-all ("vencedor-leva-tudo"). Visando testar a utilidade deste modelo, o E%-max é aplicado a duas redes diferentes: no primeiro trabalho é analisado o papel das oscilações no córtex visual primário (V1), um dos poucos sistemas onde tanto a taxa de disparos quando a excitação intracelular foram medidas diretamente. O primeiro trabalho apresentado aqui mostra que um processo de seleção do tipo E%-max winner-take-all fornece uma explicação simples de por que a sintonia de orientação dos disparos é mais estreita que a sintonia de excitação, e por que esta diferença não é alterada com o aumento da excitação. O segundo trabalho investiga como o processo E%-max influencia a formação de células de lugar (place cells) no giro denteado a partir de células de grade (grid cells) corticais. Os resultados mostram que as células granulares simuladas possuem mapas de disparos com um ou mais "campos receptivos espaciais" (place fields) cujo tamanho e número se aproxima dos resultados observados experimentalmente. A conclusão aqui é que esta transformação de entradas e saídas de células granulares no giro denteado não depende fortemente das modificações sinápticas, e que a formação de "campos de lugar" pode ser entendida em termos de simples somatórios de entradas excitatórias escolhidas aleatoriamente juntamente com um mecanismo do tipo E%-max winner-take-all. / This work argues that gamma oscillations are not only responsible for synchronized activity but also have a second function: they select which principal cells fire. This selection process occurs through the interaction of excitation with gamma frequency feedback inhibition. Here is observed that this selection process is not related to the fraction of cells firing at each gamma cycle, but rather related to the suprathreshold excitation (E) within E% of the cell that has maximum excitation. The process is called here E%-max winner-take-all. To test the utility of this framework, the E%- max is applied to two different networks: the first work analyzes the role of oscillations in V1, one of the few systems where both spiking and intracellular excitation have been directly measured. This work shows that an E%-max winnertake- all process provides a simple explanation for why the orientation tuning of firing is narrower than that of the excitatory input and why this difference is not affected by increasing excitation. The second work investigates how the E%-max process influences the formation of place cells in dentate gyrus from cortical grid cells. The results show that simulated granule cells have firing maps that have one or more place fields whose size and number approximates those observed experimentally. The conclusion here is that the input-output transformation of dentate granule does not depend strongly on synaptic modification; place field formation can be understood in terms of simple summation of randomly chosen excitatory inputs, in conjunction with a winner-take-all network mechanism.

Esta tese defende a noção de que as oscilações gama não são apenas responsáveis pela atividade sincronizada de neurônios, mas também apresentam uma segunda função: selecionar qual célula principal vai disparar. Este processo de seleção ocorreria através da interação entre excitação e retroalimentação inibitória na freqüência gama. É observado aqui que este processo de seleção não está relacionado com a fração de células disparando a cada ciclo gama, mas sim com a excitação supralimiar (E) dentro de uma percentagem da excitação máxima (E%-max). Este processo é chamado aqui de E%-max winner-take-all ("vencedor-leva-tudo"). Visando testar a utilidade deste modelo, o E%-max é aplicado a duas redes diferentes: no primeiro trabalho é analisado o papel das oscilações no córtex visual primário (V1), um dos poucos sistemas onde tanto a taxa de disparos quando a excitação intracelular foram medidas diretamente. O primeiro trabalho apresentado aqui mostra que um processo de seleção do tipo E%-max winner-take-all fornece uma explicação simples de por que a sintonia de orientação dos disparos é mais estreita que a sintonia de excitação, e por que esta diferença não é alterada com o aumento da excitação. O segundo trabalho investiga como o processo E%-max influencia a formação de células de lugar (place cells) no giro denteado a partir de células de grade (grid cells) corticais. Os resultados mostram que as células granulares simuladas possuem mapas de disparos com um ou mais "campos receptivos espaciais" (place fields) cujo tamanho e número se aproxima dos resultados observados experimentalmente. A conclusão aqui é que esta transformação de entradas e saídas de células granulares no giro denteado não depende fortemente das modificações sinápticas, e que a formação de "campos de lugar" pode ser entendida em termos de simples somatórios de entradas excitatórias escolhidas aleatoriamente juntamente com um mecanismo do tipo E%-max winner-take-all. / This work argues that gamma oscillations are not only responsible for synchronized activity but also have a second function: they select which principal cells fire. This selection process occurs through the interaction of excitation with gamma frequency feedback inhibition. Here is observed that this selection process is not related to the fraction of cells firing at each gamma cycle, but rather related to the suprathreshold excitation (E) within E% of the cell that has maximum excitation. The process is called here E%-max winner-take-all. To test the utility of this framework, the E%- max is applied to two different networks: the first work analyzes the role of oscillations in V1, one of the few systems where both spiking and intracellular excitation have been directly measured. This work shows that an E%-max winnertake- all process provides a simple explanation for why the orientation tuning of firing is narrower than that of the excitatory input and why this difference is not affected by increasing excitation. The second work investigates how the E%-max process influences the formation of place cells in dentate gyrus from cortical grid cells. The results show that simulated granule cells have firing maps that have one or more place fields whose size and number approximates those observed experimentally. The conclusion here is that the input-output transformation of dentate granule does not depend strongly on synaptic modification; place field formation can be understood in terms of simple summation of randomly chosen excitatory inputs, in conjunction with a winner-take-all network mechanism.

Esta tese defende a noção de que as oscilações gama não são apenas responsáveis pela atividade sincronizada de neurônios, mas também apresentam uma segunda função: selecionar qual célula principal vai disparar. Este processo de seleção ocorreria através da interação entre excitação e retroalimentação inibitória na freqüência gama. É observado aqui que este processo de seleção não está relacionado com a fração de células disparando a cada ciclo gama, mas sim com a excitação supralimiar (E) dentro de uma percentagem da excitação máxima (E%-max). Este processo é chamado aqui de E%-max winner-take-all ("vencedor-leva-tudo"). Visando testar a utilidade deste modelo, o E%-max é aplicado a duas redes diferentes: no primeiro trabalho é analisado o papel das oscilações no córtex visual primário (V1), um dos poucos sistemas onde tanto a taxa de disparos quando a excitação intracelular foram medidas diretamente. O primeiro trabalho apresentado aqui mostra que um processo de seleção do tipo E%-max winner-take-all fornece uma explicação simples de por que a sintonia de orientação dos disparos é mais estreita que a sintonia de excitação, e por que esta diferença não é alterada com o aumento da excitação. O segundo trabalho investiga como o processo E%-max influencia a formação de células de lugar (place cells) no giro denteado a partir de células de grade (grid cells) corticais. Os resultados mostram que as células granulares simuladas possuem mapas de disparos com um ou mais "campos receptivos espaciais" (place fields) cujo tamanho e número se aproxima dos resultados observados experimentalmente. A conclusão aqui é que esta transformação de entradas e saídas de células granulares no giro denteado não depende fortemente das modificações sinápticas, e que a formação de "campos de lugar" pode ser entendida em termos de simples somatórios de entradas excitatórias escolhidas aleatoriamente juntamente com um mecanismo do tipo E%-max winner-take-all. / This work argues that gamma oscillations are not only responsible for synchronized activity but also have a second function: they select which principal cells fire. This selection process occurs through the interaction of excitation with gamma frequency feedback inhibition. Here is observed that this selection process is not related to the fraction of cells firing at each gamma cycle, but rather related to the suprathreshold excitation (E) within E% of the cell that has maximum excitation. The process is called here E%-max winner-take-all. To test the utility of this framework, the E%- max is applied to two different networks: the first work analyzes the role of oscillations in V1, one of the few systems where both spiking and intracellular excitation have been directly measured. This work shows that an E%-max winnertake- all process provides a simple explanation for why the orientation tuning of firing is narrower than that of the excitatory input and why this difference is not affected by increasing excitation. The second work investigates how the E%-max process influences the formation of place cells in dentate gyrus from cortical grid cells. The results show that simulated granule cells have firing maps that have one or more place fields whose size and number approximates those observed experimentally. The conclusion here is that the input-output transformation of dentate granule does not depend strongly on synaptic modification; place field formation can be understood in terms of simple summation of randomly chosen excitatory inputs, in conjunction with a winner-take-all network mechanism.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2013-11-27T13:44:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_MemoriaEspacialMorfometria.pdf: 6106221 bytes, checksum: ecfc4fdd9e9bfffc384f47f2e43a9ffc (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-12-03T17:23:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_MemoriaEspacialMorfometria.pdf: 6106221 bytes, checksum: ecfc4fdd9e9bfffc384f47f2e43a9ffc (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-03T17:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_MemoriaEspacialMorfometria.pdf: 6106221 bytes, checksum: ecfc4fdd9e9bfffc384f47f2e43a9ffc (MD5) Previous issue date: 2013 / O presente trabalho tem o intuito de Investigar possíveis correlações entre a morfologia da micróglia do hipocampo e giro denteado e o desempenho cognitivo individual em teste de memória espacial no Cebus apella. Devido ao bom desempenho do Cebus apella em tarefas cognitivas hipocampo-dependentes, utilizou-se testes selecionados da Bateria Cambridge de Testes Neuropsicológicos (CANTAB) utilizada previamente com sucesso tanto em primatas do Velho Mundo quanto em humanos. Empregou-se o teste motor de adaptação a tela para checar a adaptação dos indivíduos à tela sensível ao toque e o teste de aprendizado pareado (TAP) para avaliar aprendizado e memória espacial. Para o estudo da correlação entre o desempenho individual no TAP da bateria CANTAB e a morfologia da micróglia, foi necessário reconstruir e analisar parâmetros morfométricos selecionados a partir de micróglias reconstruídas dos terços médio e externo da camada molecular do giro denteado e do lacunosum molecular de CA1, empregando microscopia tridimensional. A definição dos limites da formação hipocampal foi feita empregando-se critérios arquitetônicos previamente definidos. Para imunomarcação seletiva de micróglias foi utilizado o anticorpo policlonal (anti-Iba1) dirigido contra a proteína adaptadora ligante de cálcio ionizado Iba-1. A partir de procedimentos de estatística multivariada identificou-se a ocorrência de agrupamentos microgliais baseados em parâmetros morfométricos que permitiram a distinção de pelo menos dois grandes grupos microgliais em todos os indivíduos. Os resultados comportamentais expressos em taxa de aprendizado e alguns dos parâmetros morfométricos da micróglia dos terços externo e médio da camada molecular do giro denteado revelaram significativas correlações, lineares e não lineares. Em contraste, nenhuma correlação dessa natureza foi encontrada no lacunosum molecular de CA1. Nós sugerimos baseado no presente e em trabalhos anteriores que a correlação entre desempenho cognitivo e a complexidade estrutural da glia não é um atributo exclusivo dos astrócitos e que a morfologia da micróglia da camada molecular do giro denteado pode estar associada ainda que de forma indireta ao desempenho individual em testes de memória espacial. / This study aims to investigate possible correlations between the morphology of microglia in the hippocampus and dentate gyrus and cognitive performances in individual tests of learning and spatial memory in Cebus apella. Due to the good performance of Cebus apella in hippocampal-dependent cognitive tasks, we used selected tests of Cantab battery successfully used in Old World non-human primates and man. To adapt individuals to the touch screen and to assess spatial learning and memory, Motor Screening Test (MOT) and Paired Associated Learning Test (PAL) were used respectively. To detect possible correlations between microglial morphology and individual performances in the spatal learning and memory tasks, it was necessary to reconstruct and analyze microglial morphological details from the middle and outer one-thirds of the dentate gyrus molecular layer and from the lacunosum molecular layer of CA1, employing three dimensional microscopy. The definition of the boundaries and layers of CA1 and dentate gyrus employed architectural criteria previously defined. For selective microglia immunostaining, it was used polyclonal antibody against the adapter binding ionized calcium Iba -1 protein (anti- Iba1). The occurrence of clusters after multivariate statistical analysis based on microglial morphometric parameters allowed the distinction of at least two major morphological groups of microglia in all individuals. The spatial learning rate and some of the morphometric parameters of microglia from dentate gyrus revealed significant linear and non-linear correlations. In contrast, CA1 did not show any correlation between microglial morphology and behavior. Based on the present and previous studies we suggest that the correlation between cognitive performances and complexity of morphological glial features is not an exclusive attribute of astrocytes and that microglial morphology of the molecular layer of dentate gyrus may be indirectly associated to the performance of individual tests of spatial memory.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-08-10T15:32:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_EnriquecimentoAmbientalReduz.pdf: 4278120 bytes, checksum: 2b30b38fb3239c124174a04c617d742f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-08-13T15:05:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_EnriquecimentoAmbientalReduz.pdf: 4278120 bytes, checksum: 2b30b38fb3239c124174a04c617d742f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-13T15:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_EnriquecimentoAmbientalReduz.pdf: 4278120 bytes, checksum: 2b30b38fb3239c124174a04c617d742f (MD5) Previous issue date: 2014 / Já está bem estabelecido que um estilo de vida sedentário é fator de risco para uma série de doenças crônicas, dentre elas a doença de Alzheimer. A neuropatologia da doença de Alzheimer é caracterizada por depósitos amilóides, perda neuronal, gliose reativa e vacuolização da neurópila. A doença príon tem sido amplamente utilizada como modelo experimental para estudar aspectos celulares e moleculares da neurodegeneração crônica em muito semelhante àquela descrita na doença de Alzheimer. O ambiente empobrecido das gaiolas padrão de laboratório tem sido usado para mimetizar um estilo de vida sedentário enquanto que o ambiente enriquecido tem sido empregado para mimetizar um estilo de vida ativo. Para testar a hipótese de que o ambiente enriquecido pode contribuir para desacelerar o curso temporal da neurodegeneração crônica associada à doença príon em modelo murino induzimos a doença príon em vinte camundongos fêmeas da variedade suíça albina que tinham sido alojadas aos seis meses de idade em ambiente enriquecido (EE) ou em ambiente padrão (SE) durante cinco meses. Após esse peródo foram realizadas cirurgias para injeção estereotáxica intracerebral bilateral de homogendao de cérebro de camundongo normal (NBH, n=10) ou de camundongo com sinais clínicos de doença príon terminal (ME7, n=10). Os animais foram devolvidos as suas gaiolas e condições de alojamento originais formando os seguintes grupos experimentais: NBH SE=5, NBH EE=5, ME7 SE=5, ME7 EE=5. Após três semanas foi iniciado teste semanal empregando o burrowing, uma tarefa sensível ao dano hipocampal e 18 semanas após as inoculações realizou-se os testes de memória de reconhecimento de objetos. Encerrados os testes sacrificou-se os animais realizando-se o processamento histológico do tecido nervoso visando a imunomarcação astrocítica das áreas de interesse. A redução progressiva da atividade de burrowing teve início na décima terceira semana pós injeção no grupo ME7 SE e somente na décima quinta semana no grupo ME7 EE. A habilidade de reconhecer o objeto deslocado no teste de memória espacial foi comprometida no grupo ME7 SE, mas se manteve normal nos demais grupos experimentais. O teste de discriminação entre o objeto novo e o familiar não revelou alterações. As análises quantitativas sem viés dos astrócitos imunomarcados para proteína fibrilar ácida (GFAP) foram realizadas no stratum radiatum de CA3 e na camada polimórfica do giro denteado dorsal. As estimativas estereológicas do número total de astrócitos e do volume do corpo celular revelaram que em CA3 somente ocorre hipertrofia dos corpos celulares em animais dos grupos ME7 SE e ME7 EE em relação aos respectivos controles, sendo o volume médio dos corpos celulares do grupo ME7 EE menor que aquele do grupo ME7 SE. Na camada polimórfica houve significativo aumento do número de astrócitos no grupo ME7 SE em relação ao NBH SE e do grupo NBH EE em relação ao NBH SE. O volume do corpo celular também foi significativamente maior nos grupos ME7 em relação aos respectivos controles dos grupos NBH. As análises morfométricas tridimensionais revelaram importante aumento de volume e área de superfície dos segmentos das árvores astrocíticas nos grupos doentes em comparação aos controles. O enriquecimento ambiental reduziu o aumento de volume dos ramos observado no grupo ME7 e aumentou o número de intersecções dos ramos distais no grupo NBH EE em relação ao NBH SE e nos ramos proximais no grupo ME7 EE em relação ao ME7 SE. O emprego da análise de cluster e discriminante permitiu a identificação dos parâmetros morfométricos que mais contribuíram para a distinção entre os grupos. Para testar a hipótese de existirem subfamílias de astrócitos morfologicamente distintos dentro de cada grupo experimental, foi realizada análise de conglomerados que resultou na formação de duas famílias distintas no grupo NBH SE, três famílias nos grupos NBH EE e ME7 EE e quatro famílias no grupo ME7 SE. As bases celulares e moleculares que conduzem a formação de novas famílias de astrócitos e a neuroproteção associada ao ambiente enriquecido que diminui a velocidade de progressão da doença permanecem por serem investigadas. / It is well established that a sedentary lifestyle is a risk factor for a number of chronic diseases, including Alzheimer's disease. The neuropathology of Alzheimer's disease is characterized by amyloid deposits, neuronal loss, reactive gliosis, and vacuolization of the neuropil. Prion disease has been widely used as an experimental model for studying cellular and molecular aspects of chronic neurodegeneration much similar to that described in Alzheimer's disease. The impoverished environment of standard laboratory cages have been used to mimic a sedentary life whereas enriched environment has been used to mimic an active lifestyle. To test the hypothesis that an enriched environment can help to slow down the time course of chronic neurodegeneration associated with prion disease we induced prion disease in twenty Swiss albino female mice which had been housed at six months of age in an enriched environment (EE) or in a standard (SE) environment for five months. After this period bilateral stereotactic intracerebral injection of normal (NBH, n = 10) or infected brain homogenate (ME7, n = 10) were done. Infected brain homogenate was obtained from mice with clinical signs of terminal prion disease. The injected animals returned to their cages and housing conditions and grouped as follow: SE = NBH 5, EE = NBH 5, ME7 SE = 5, ME7 EE = 5. After three weeks post-injections the burrowing test was initiated. Burrowing is a sensitive task to hippocampal damage. 18 weeks after inoculation memory tests of object recognition was carried out. After behavioral tests animals were euthanized and their brains were histologically processed targeting astrocytic immunostaining of areas of interest. The progressive reduction of the activity of burrowing began in the thirteenth week after injection in group ME7 SE but only in the fifteenth week in ME7 EE group. The ability to recognize the displaced object in spatial memory test was impaired in ME7 SE group but remained normal in the other experimental groups. The test of discrimination between the new object and the family revealed no abnormalities. Quantitative analysis of GFAP immunostained cells were performed in the dorsal stratum radiatum of CA3 and in the polymorphic layer of the dorsal dentate gyrus. The stereological estimates of the total number of astrocytes and the volume of the cell body revealed that the number of astrocytes did not change but a significant hypertrophy occurs in CA3 cell bodies of ME7 SE and ME7 EE groups as compared to their respective controls. The average volume of the cell bodies of the ME7 EE group was smaller than that of the group ME7 SE. However similar analysis applied to the polymorphic layer revealed a significant increase in the number of astrocytes in the ME7 SE group in relation to NBH SE group and in ME7 EE compared to NBH EE. The volume of the cell body was also significantly higher in ME7 groups compared to their respective control groups. The three-dimensional morphometric analysis revealed significant increase in volume and surface area of the segments of astrocytic trees in diseased groups compared to controls. Environmental enrichment reduced swelling observed in the branches of ME7 group and increased the number of intersections of the distal branches in NBH EE group relative to NBH SE and the proximal branches in the group ME7 EE compared with ME7 SE. The use of cluster analysis and discriminant allowed the identification of morphometric parameters that contributed most to the distinction between the groups. To test the hypothesis that there are subfamilies of morphologically distinct astrocytes within each experimental group, we applied cluster and discriminant analysis to each experimental group and these analysis resulted in the formation of two distinct families in NBH SE group, three families in NBH EE and ME7 EE groups and four families in the ME7 SE group. The molecular and cellular changes, which lead to the formation of new families of astrocytes, and to the neuroprotection associated with an enriched environment slowing down the progression of the prion disease, remain to be investigated.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-01-13T10:59:16Z No. of bitstreams: 1 AnnaraYveMouraSoares_DISSERT.pdf: 884763 bytes, checksum: df8a008c0603a2358c6331d336c3bd21 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-20T14:53:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnnaraYveMouraSoares_DISSERT.pdf: 884763 bytes, checksum: df8a008c0603a2358c6331d336c3bd21 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-20T14:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnnaraYveMouraSoares_DISSERT.pdf: 884763 bytes, checksum: df8a008c0603a2358c6331d336c3bd21 (MD5) Previous issue date: 2016-04-05 / Esse estudo objetiva avaliar se a express?o da enzima de reparo de DNA Neil3 ? importante para o desenvolvimento funcional dos neur?nios. Estudos previos tem demonstrado que Neil3 interfere tanto na neurog?nese adulta como na fazer embrionaria. Eu utilizei whole cell patch clamp para estudar propriedades sinapticas e de membrana das c?lulas granulares do giro denteado. O giro denteado ? uma das regi?es com maior express?o de Neil3 no c?rebro e estudos previos tem demonstrado que a neurog?nese reativa em camundongos adultos ? afetada pela ausencia da enzima de reparo Neil3. Eu encontrei que a maioria das propriedades de membrana nas c?lulas granulares de camundongos knockout para Neil3 s?o normais com exce??o ? resposta de membrana ?s correntes de hiperpolariza??o e p?s-hiperpolariza??o. Diferentemente de neur?nios imaturos, as c?lulas granulares do giro denteado de camundongos com aus?ncia de Neil3, na qual as correntes de hiperpolariza??o ativadas s?o geralmente as ultimas a aparecerem durante o desenvolvimento. Al?m disso, correntes sinapticas excitatorias foram similar em amplitude mas apresentaram um decaimento ligeiramente mais rapido em c?lulas de camundongos knockout de Neil3. Esses resultados podem indicar um balan?o diferente entre os receptores AMPA e NMDA em camundongos knockout. Analises morfologicas de neur?nios preenchidos com biotina e reconstru??o post hoc n?o apresentaram grandes diferen?as na morfologia dendritica entre animais controle e knockout. Esse estudo mostra que, em rela??o diferen?as entre animais controle, neur?nios do giro denteado de animais knockout de Neil3 n?o podem ser classificados como imaturos. Eu encontrei diferen?as pontuais na corrente de hiperpolariza??o e pequenas diferen?as em propriedades sinapticas. Ainda devem ser avaliadas se essas diferen?as podem ser respons?veis por altera??es comportamentais encontradas em camundongos Neil3-knockout. Al?m disso, estudos futuros utilizando marcadores de neur?nios rec?m-nascidos s?o necess?rios para analisar o efeito da elimina??o da enzima Neil3 no desenvolvimento de neur?nios. / This study aims to assess whether the expression of the DNA repair enzyme Neil3 is important for the functional development of neurons. Previous studies have demonstrated that Neil3 interferes with both adult and embryonic neurogenesis. I have used whole cell patch clamp to study membrane and synaptic properties of granule cells of the dentate gyrus. The dentate gyrus is one of the regions with the highest expression of Neil3 in the brain, and previous studies have shown that reactive neurogenesis in adult mice is affected by Neil3 deletion. I found that most membrane properties of granule cells in Neil3-knockout mice are normal except from the membrane response to hyperpolarization currents and afterhyperpolarization currents. Different from immature neurons, granule cells of the dentate gyrus from Neil3-knockout mice, in which hyperpolarizing activated currents, are generally the last to appear during development. In addition, excitatory synaptic currents were similar in amplitude but showed a slightly faster decay in cells from Neil3-knockout mice. These results could indicate a different balance between AMPA and NMDA receptors in Neil3-knockout mice cells. Morphological analysis of neurons filled with biocytin and reconstructed post hoc showed no gross difference in dendritic morphology between dentate gyrus neurons of control and Neil3-knockout mice. This study shows that, while different from those of control littermates, dentate gyrus neurons of Neil3-knockout mice cannot be classified as ?immature?. I found specific differences in hyperpolarizing activated currents and small differences in synaptic properties. Whether these differences may account for behavioral changes found in Neil3-knockout mice is yet to be assessed. In addition, future studies using markers of newly born neurons are necessary for analyzing the effect of Neil3 deletion in developing neurons.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-27T13:28:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciasAmbienteIdade.pdf: 4259356 bytes, checksum: 968377035dc3e8fb5440f84391c51330 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-30T11:38:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciasAmbienteIdade.pdf: 4259356 bytes, checksum: 968377035dc3e8fb5440f84391c51330 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-30T11:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciasAmbienteIdade.pdf: 4259356 bytes, checksum: 968377035dc3e8fb5440f84391c51330 (MD5) Previous issue date: 2015-05-14 / Durante nosso estudo anterior (Diniz et al., 2010), os camundongos (Mus musculus) mantidos em ambiente empobrecido desde o desmame, mimetizando um estilo de vida sedentário, tem um desempenho pior em testes de memória espacial no labirinto aquático de Morris e não distinguem entre objetos antigos e recentes, e entre objetos deslocados e estacionários nos testes de memória semelhante à episódica. Contrastando com esses desempenhos os camundongos mantidos em gaiolas enriquecidas por igual período, preservam essas habilidades estando os resultados comportamentais associados à variação do número de astrócitos em função da camada. Usando as mesmas séries de seções anatômicas imunomarcadas seletivamente para proteína ácida fibrilar glial do estudo anterior, testamos a hipótese de que o empobrecimento ambiental reduziria a complexidade morfológica dos astrócitos e que essa redução estaria associada ao declínio nos testes de memória semelhante à episódica. Para isso utilizou-se microscopia óptica tridimensional empregando amostragem sistemática e aleatória sem viés para selecionar os astrócitos das camadas polimórfica, granular e molecular do giro denteado (GD). Testes de aglomerados e análises discriminantes das reconstruções morfométricas tridimensionais dos astrócitos de cada camada e grupo experimental revelaram dois principais fenótipos morfológicos. Em comparação ao tipo II, detectamos que os astrócitos do tipo I são mais complexos, revelaram maior volume de seus ramos, maior número de segmentos e vértices. A análise integrada com os achados comportamentais anteriores dos mesmos sujeitos revelou que as reduções da complexidade morfológica encontrada em camundongos jovens de ambiente empobrecido e camundongos envelhecidos do ambiente enriquecido, foram observadas em ambos os tipos de astrócitos das camadas giro denteado. Tomados em conjunto nossos dados sugerem que os efeitos em longo prazo do empobrecimento ambiental e do envelhecimento sobre a morfologia dos astrócitos podem contribuir pelo menos em parte para as alterações dos circuitos subjacentes ao declínio de cognitivo observado. / During our previous study (Diniz et al., 2010), mice (Mus musculus) maintained in an impoverished environment that mimicked a sedentary lifestyle from weaning generally performed worse on spatial memory tasks (the Morris water maze) and did not distinguish between old and recent or between displaced and stationary objects in episodic-like memory tests. In contrast, mice maintained in enriched cages for equal time preserved those abilities. These behavioral outcomes were associated with layer-dependent, numerical astrocytic changes. Using the same serial anatomical sections selectively immunolabeled for glial fibrillary acid protein from the previous study, we tested the hypothesis that environmental impoverishment would reduce the morphological complexity of astrocytes, and that such changes would be associated with learning and memory decline. We used three-dimensional microscopic reconstructions and unbiased systematic and random sampling approaches to select astrocytes from the polymorphic, granular, and molecular layers of the dentate gyrus. Cluster and discriminant analysis of three-dimensional astrocytic morphometric features from each layer and experimental group revealed two main morphological phenotypes. Type I astrocytes were more complex than type II; they exhibited larger tree areas, larger tree volumes, more segments, and more vertices. Integrated analysis with previous behavioral findings from the same animals revealed that the reductions in morphological complexity observed in young mice from impoverished and aged mice from enriched environments were observed in both astrocyte types in all layers of the dentate gyrus. We suggest that long-term environmental impoverishment and aging effects on astrocyte plasticity may represent at least part of the circuitry changes underlying learning and memory decline.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:28:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PriscilaTM_DISSERT.pdf: 2986259 bytes, checksum: b2713c3bec2fea6430b0f74437631d89 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The caffeine is a mild psychostimulant that has positive cognitive effects at low doses, while promotes detrimental effects on these processes at higher doses. The episodic-like memory can be evaluated in rodents through hippocampus-dependent tasks. The dentate gyrus is a hippocampal subregion in which neurogenesis occurs in adults, and it is believed that this process is related to the function of patterns separation, such as the identification of spatial and temporal patterns when discriminating events. Furthermore, neurogenesis is influenced spatial and contextual learning tasks. Our goal was to evaluate the performance of male Wistar rats in episodic-like tasks after acute or chronic caffeine treatment (15mg/kg or 30mg/kg). Moreover, we assessed the chronic effect of the caffeine treatment, as well as the influence of the hippocampus-dependent learning tasks, on the survival of new-born neurons at the beginning of treatment. For this purpose, we used BrdU to label the new cells generated in the dentate gyrus. Regarding the acute treatment, we found that the saline group presented a tendency to have better spatial and temporal discrimination than caffeine groups. The chronic caffeine group 15 mg/kg (low dose) showed the best discrimination of the temporal aspect of episodic-like memory, whereas the chronic caffeine group 30mg/kg (high dose) was able to discriminate temporal order, only in a condition of greater difficulty. Assessment of neurogenesis using immunohistochemistry for evaluating survival of new-born neurons generated in the dentate gyrus revealed no difference among groups of chronic treatment. Thus, the positive mnemonic effects of the chronic caffeine treatment were not related to neuronal survival. However, another plastic mechanism could explain the positive mnemonic effect, given that there was no improvement in the acute caffeine groups / A cafe?na ? um leve psicoestimulante que em baixas doses tem efeitos cognitivos e mnem?nicos positivos, enquanto em altas doses tende a possuir efeitos prejudiciais sobre esses processos. A mem?ria tipo-epis?dica em roedores pode ser avaliada com tarefas hipocampo-dependentes. O giro denteado ? uma subregi?o hipocampal onde ocorre neurog?nese no adulto, e acredita-se que esse processo esteja relacionado ? sua fun??o de separa??o de padr?es, ou seja, identifica??o de padr?es espa?o-temporais para discriminar eventos. Al?m disso, a neurog?nese ? influenciada pelo aprendizado de tarefas espaciais e contextuais. Nosso objetivo foi avaliar os efeitos comportamentais em tarefas tipo-epis?dicas, em ratos Wistar machos, submetidos a tratamentos agudo ou cr?nico com cafe?na, nas doses de 15mg/kg ou 30mg/kg. Al?m disso, procuramos avaliar as rela??es do efeito cr?nico da cafe?na, em doses baixa e elevada, bem como da influ?ncia do aprendizado de tarefas hipocampo-dependentes, sobre a sobreviv?ncia de neur?nios nascidos no in?cio do tratamento, fazendo uso de BrdU para marcar novas c?lulas geradas no giro denteado. Quanto ao tratamento agudo, vimos que o grupo salina tendeu a apresentar melhor discrimina??o temporal e espacial que os grupos cafe?na, nas tarefas executadas. Os resultados do tratamento cr?nico mostraram que houve melhor discrimina??o do grupo cafe?na 15 mg/kg (dose baixa) quanto ao aspecto temporal da mem?ria epis?dica; j? o grupo cafe?na 30mg/kg (dose alta) conseguiu discriminar melhor temporalmente em condi??o de maior dificuldade de execu??o em compara??o a menor dificuldade. Avalia??o da neurog?nese por meio de imunohistoqu?mica para contagem de novos neur?nios gerados no giro denteado n?o revelou nenhuma diferen?a entre os grupos do tratamento cr?nico. Assim, os efeitos positivos mnem?nicos do tratamento cr?nico com cafe?na n?o est?o relacionados com a sobreviv?ncia neuronal. Entretanto, outro mecanismo pl?stico deve explicar o efeito mnem?nico positivo, haja vista que n?o houve melhora nos grupos tratados com cafe?na administrada agudamente