Being able to generate predictions about what is going to happen next while observing other people’s actions plays a crucial role in our daily lives. Different theoretical explanations for the underlying processes of humans’ action prediction abilities have been suggested. Whereas an embodied account posits that predictive gaze relies on embodied simulations in the observer’s motor system, other accounts do not assume a causal role of the motor system for action prediction. The general aim of this thesis was to augment current knowledge about the functional mechanisms behind humans’ action prediction abilities. In particular, the present thesis outlines and tests an embodied account of action prediction. The second aim of this thesis was to extend prior action prediction studies by exploring infants’ online gaze during observation of social interactions. The thesis reports 3 eye-tracking studies that were designed to measure adults’ and infants’ predictive eye movements during observation of different manual and social actions. The first two studies used point-light displays of manual reaching actions as stimuli to isolate human motion information. Additionally, Study II used transcranial magnetic stimulation (TMS) to directly modify motor cortex activity. Study I showed that kinematic information from biological motion can be used to anticipate the goal of other people’s point-light actions and that the presence of biological motion is sufficient for anticipation to occur. Study II demonstrated that TMS-induced temporary lesions in the primary motor cortex selectively affected observers’ gaze latencies. Study III examined 12-month-olds’ online gaze during observation of a give-and-take interaction between two individuals. The third study showed that already at one year of age infants shift their gaze from a passing hand to a receiving hand faster when the receiving hand forms a give-me gesture compared to an inverted hand shape. The reported results from this thesis make two major contributions. First, Studies I and II provide evidence for an embodied account of action prediction by demonstrating a direct connection between anticipatory eye movements and motor cortex activity. These findings support the interpretation that predictive eye movements are driven by a recruitment of the observer’s own motor system. Second, Study III implicates that properties of social action goals influence infants’ online gaze during action observation. It further suggests that at one year of age infants begin to show sensitivity to social goals within the context of give-and-take interactions while observing from a third-party perspective.

[Truncated abstract] A reduction in the force-generating capacity of a muscle is the primary indicator of fatigue and the majority of this force loss is the result of peripheral fatigue. However, there is also evidence that the central nervous system (CNS) does not drive muscles maximally during fatiguing exercise, which has led to the concept of central fatigue. The strongest evidence for this comes from interpolated twitch studies showing that transcranial magnetic stimulation (TMS) during a maximal voluntary contraction can produce an increment in force which becomes greater as fatigue develops. In addition, the silent period (SP) duration increases during a fatiguing exercise, suggesting that there is a buildup of intracortical inhibition that might limit central motor drive. In contrast, motor evoked potential (MEP) amplitude increases during fatigue suggesting an increase in corticomotor excitability during exercise . . . The primary finding was a progressive increase in the fMRI signal during exercise, with a reduction following exercise, and signal changes were observed in all regions. These studies provide evidence that central adaptive processes occur during muscle fatigue and highlight the potential to facilitate these processes with interventional paradigms. The findings indicate the extent of cortical changes during fatigue and suggest that there may also be neurohaemodynamic and/or metabolic components to central adaptive processes. Understanding the central response to muscle fatigue should incorporate mechanisms both of central adaptation and central fatigue.

As principais incapacidades funcionais que se observam após o Acidente Vascular Encefálico (AVE), sob o ponto de vista clínico, decorrem da hemiparesia, da incoordenação, da hipertonia espástica dos membros superior e inferior contralaterais à lesão e da fraqueza ipsilateral e contralateral ao hemisfério lesado. Evidências sugerem que o aprendizado e a realização de tarefas motoras de habilidade podem induzir mudanças comportamentais e neurofisiológicas, o que ocorre tanto em animais intactos quanto naqueles submetidos às lesões do SNC. Nesse sentido, alguns trabalhos evidenciam a participação da atividade dendrítica, observada pelo aumento da imunorreatividade a MAP2, induzida por experiências comportamentais. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho motor e a expressão da MAP2 no córtex motor primário, em ratos sham ou submetidos à HIC e aos treinamentos de habilidade do alcance (TH) ou ao treinamento de não-habilidade (TNH). Para tanto, ratos Wistar adultos foram inicialmente adaptados às diferentes tarefas motoras empregadas ao longo de três semanas, sendo, posteriormente, submetidos à cirurgia de indução da hemorragia intracerebral (HIC) por meio da administração intra-estriatal de colagenase tipo IV ou de veículo (animais Sham) (S). Em seguida, os animais dos grupos S_TH e HIC_TH foram submetidos ao treinamento da tarefa de habilidade do alcance e preensão, os animais dos grupos S_TNH e HIC_TNH foram submetidos ao treinamento da tarefa de não-habilidade e os animais S_ST e HIC_ST não receberam nenhum tipo de treinamento durante 4 semanas. Ao longo desse período, os animais foram testados pelo teste do Staircase quanto ao desempenho motor ao final da 2° e 4° semana de treinamento. Encerrado o período de treinamento, os animais foram profundamente anestesiados, perfundidos e tiveram seus encéfalos processados para a análise imunoistoquímica. Os resultados mostram que a realização da tarefa de habilidade do alcance e preensão foi capaz de aumentar a imunorreatividade da MAP2 no córtex motor primário (M1) em ambos os hemisférios, tanto em animais lesados quanto em animais não-lesados. Além disso, os animais HIC e HIC_TNH apresentaram também aumento da imunorreatividade à MAP2 em ambos os hemisférios. Porém, apenas os animais HIC_TH apresentaram recuperação funcional dos movimentos do membro anterior afetado, avaliados pelo teste comportamental. Concluindo, o presente estudo demonstra que o treino de habilidade induz plasticidade dendrítica no M1 em condições normalidade e lesão e, como estratégia de reabilitação, mostra-se superior ao treino de não-habilidade, na recuperação funcional do membro anterior após a HIC experimental. / Under clinical view, the main functional impairment observed after stroke is resulting from the hemiparesis, incoordination, spastic hypertonia and from ipsilateral and contralateral weakness . Evidences suggest that learning and achievement of motor tasks ability may induce behavioral and neurophysiological changes, which occur in both intact and injured animals. Accordingly, some studies reveal the participation of dendritic activity, observed by increasing the immunoreactivity to MAP2, induced by behavioral experiences. Thus, the aim of this study was to evaluate the motor performance and the expression of MAP2 in primary motor cortex (M1), in rats submitted or not to the IHC and rehabilitation using skilled (SK) or unskilled (US) training. Animals were initially adapted to different motor tasks employed over three weeks, and, subsequently, submitted to surgery for the induction of intracerebral hemorrhage (IHC) by means of administration of bacterial collagenase type IV or vehicle (animals Sham) (S) into the striatum . Then, animals in groups S_SK and IHC_SK were submitted to the training skilled forelimb reaching, animals in groups S_US and IHC_US were submitted to the training unskilled and animals S and HIC received no type of training during 4 weeks. Throughout that period, the reaching ability was tested using the Staircase test at the end of 2nd and 4thweek of training. At the end of the rehabilitation period, animals were deeply anesthetized, perfused and the immunohistochemistry was processed. Results show that the achievement of the task skilled forelimb reaching was able to increase the MAP2 immunoreactivity in primary motor cortex (M1) in both hemispheres, both in injured animals as in intact animals. In addition, animals form IHC and IHC_US groups also presented increased immunoreactivity to MAP2 in both cerebral hemispheres. However, only IHC_SK animals presented functional recovery of movements of the forelimb, evaluated by test behavioral. In conclusion, this study shows that training of skills tasks can induce modifications in M1 under conditions of normality and lesion and, as a strategy of rehabilitation, induced higher plasticity than the unskilled training correlated with functional recovery of the forelimb after IHC experimental.

As principais incapacidades funcionais que se observam após o Acidente Vascular Encefálico (AVE), sob o ponto de vista clínico, decorrem da hemiparesia, da incoordenação, da hipertonia espástica dos membros superior e inferior contralaterais à lesão e da fraqueza ipsilateral e contralateral ao hemisfério lesado. Evidências sugerem que o aprendizado e a realização de tarefas motoras de habilidade podem induzir mudanças comportamentais e neurofisiológicas, o que ocorre tanto em animais intactos quanto naqueles submetidos às lesões do SNC. Nesse sentido, alguns trabalhos evidenciam a participação da atividade dendrítica, observada pelo aumento da imunorreatividade a MAP2, induzida por experiências comportamentais. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho motor e a expressão da MAP2 no córtex motor primário, em ratos sham ou submetidos à HIC e aos treinamentos de habilidade do alcance (TH) ou ao treinamento de não-habilidade (TNH). Para tanto, ratos Wistar adultos foram inicialmente adaptados às diferentes tarefas motoras empregadas ao longo de três semanas, sendo, posteriormente, submetidos à cirurgia de indução da hemorragia intracerebral (HIC) por meio da administração intra-estriatal de colagenase tipo IV ou de veículo (animais Sham) (S). Em seguida, os animais dos grupos S_TH e HIC_TH foram submetidos ao treinamento da tarefa de habilidade do alcance e preensão, os animais dos grupos S_TNH e HIC_TNH foram submetidos ao treinamento da tarefa de não-habilidade e os animais S_ST e HIC_ST não receberam nenhum tipo de treinamento durante 4 semanas. Ao longo desse período, os animais foram testados pelo teste do Staircase quanto ao desempenho motor ao final da 2° e 4° semana de treinamento. Encerrado o período de treinamento, os animais foram profundamente anestesiados, perfundidos e tiveram seus encéfalos processados para a análise imunoistoquímica. Os resultados mostram que a realização da tarefa de habilidade do alcance e preensão foi capaz de aumentar a imunorreatividade da MAP2 no córtex motor primário (M1) em ambos os hemisférios, tanto em animais lesados quanto em animais não-lesados. Além disso, os animais HIC e HIC_TNH apresentaram também aumento da imunorreatividade à MAP2 em ambos os hemisférios. Porém, apenas os animais HIC_TH apresentaram recuperação funcional dos movimentos do membro anterior afetado, avaliados pelo teste comportamental. Concluindo, o presente estudo demonstra que o treino de habilidade induz plasticidade dendrítica no M1 em condições normalidade e lesão e, como estratégia de reabilitação, mostra-se superior ao treino de não-habilidade, na recuperação funcional do membro anterior após a HIC experimental. / Under clinical view, the main functional impairment observed after stroke is resulting from the hemiparesis, incoordination, spastic hypertonia and from ipsilateral and contralateral weakness . Evidences suggest that learning and achievement of motor tasks ability may induce behavioral and neurophysiological changes, which occur in both intact and injured animals. Accordingly, some studies reveal the participation of dendritic activity, observed by increasing the immunoreactivity to MAP2, induced by behavioral experiences. Thus, the aim of this study was to evaluate the motor performance and the expression of MAP2 in primary motor cortex (M1), in rats submitted or not to the IHC and rehabilitation using skilled (SK) or unskilled (US) training. Animals were initially adapted to different motor tasks employed over three weeks, and, subsequently, submitted to surgery for the induction of intracerebral hemorrhage (IHC) by means of administration of bacterial collagenase type IV or vehicle (animals Sham) (S) into the striatum . Then, animals in groups S_SK and IHC_SK were submitted to the training skilled forelimb reaching, animals in groups S_US and IHC_US were submitted to the training unskilled and animals S and HIC received no type of training during 4 weeks. Throughout that period, the reaching ability was tested using the Staircase test at the end of 2nd and 4thweek of training. At the end of the rehabilitation period, animals were deeply anesthetized, perfused and the immunohistochemistry was processed. Results show that the achievement of the task skilled forelimb reaching was able to increase the MAP2 immunoreactivity in primary motor cortex (M1) in both hemispheres, both in injured animals as in intact animals. In addition, animals form IHC and IHC_US groups also presented increased immunoreactivity to MAP2 in both cerebral hemispheres. However, only IHC_SK animals presented functional recovery of movements of the forelimb, evaluated by test behavioral. In conclusion, this study shows that training of skills tasks can induce modifications in M1 under conditions of normality and lesion and, as a strategy of rehabilitation, induced higher plasticity than the unskilled training correlated with functional recovery of the forelimb after IHC experimental.

As principais incapacidades funcionais que se observam após o Acidente Vascular Encefálico (AVE), sob o ponto de vista clínico, decorrem da hemiparesia, da incoordenação, da hipertonia espástica dos membros superior e inferior contralaterais à lesão e da fraqueza ipsilateral e contralateral ao hemisfério lesado. Evidências sugerem que o aprendizado e a realização de tarefas motoras de habilidade podem induzir mudanças comportamentais e neurofisiológicas, o que ocorre tanto em animais intactos quanto naqueles submetidos às lesões do SNC. Nesse sentido, alguns trabalhos evidenciam a participação da atividade dendrítica, observada pelo aumento da imunorreatividade a MAP2, induzida por experiências comportamentais. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho motor e a expressão da MAP2 no córtex motor primário, em ratos sham ou submetidos à HIC e aos treinamentos de habilidade do alcance (TH) ou ao treinamento de não-habilidade (TNH). Para tanto, ratos Wistar adultos foram inicialmente adaptados às diferentes tarefas motoras empregadas ao longo de três semanas, sendo, posteriormente, submetidos à cirurgia de indução da hemorragia intracerebral (HIC) por meio da administração intra-estriatal de colagenase tipo IV ou de veículo (animais Sham) (S). Em seguida, os animais dos grupos S_TH e HIC_TH foram submetidos ao treinamento da tarefa de habilidade do alcance e preensão, os animais dos grupos S_TNH e HIC_TNH foram submetidos ao treinamento da tarefa de não-habilidade e os animais S_ST e HIC_ST não receberam nenhum tipo de treinamento durante 4 semanas. Ao longo desse período, os animais foram testados pelo teste do Staircase quanto ao desempenho motor ao final da 2° e 4° semana de treinamento. Encerrado o período de treinamento, os animais foram profundamente anestesiados, perfundidos e tiveram seus encéfalos processados para a análise imunoistoquímica. Os resultados mostram que a realização da tarefa de habilidade do alcance e preensão foi capaz de aumentar a imunorreatividade da MAP2 no córtex motor primário (M1) em ambos os hemisférios, tanto em animais lesados quanto em animais não-lesados. Além disso, os animais HIC e HIC_TNH apresentaram também aumento da imunorreatividade à MAP2 em ambos os hemisférios. Porém, apenas os animais HIC_TH apresentaram recuperação funcional dos movimentos do membro anterior afetado, avaliados pelo teste comportamental. Concluindo, o presente estudo demonstra que o treino de habilidade induz plasticidade dendrítica no M1 em condições normalidade e lesão e, como estratégia de reabilitação, mostra-se superior ao treino de não-habilidade, na recuperação funcional do membro anterior após a HIC experimental. / Under clinical view, the main functional impairment observed after stroke is resulting from the hemiparesis, incoordination, spastic hypertonia and from ipsilateral and contralateral weakness . Evidences suggest that learning and achievement of motor tasks ability may induce behavioral and neurophysiological changes, which occur in both intact and injured animals. Accordingly, some studies reveal the participation of dendritic activity, observed by increasing the immunoreactivity to MAP2, induced by behavioral experiences. Thus, the aim of this study was to evaluate the motor performance and the expression of MAP2 in primary motor cortex (M1), in rats submitted or not to the IHC and rehabilitation using skilled (SK) or unskilled (US) training. Animals were initially adapted to different motor tasks employed over three weeks, and, subsequently, submitted to surgery for the induction of intracerebral hemorrhage (IHC) by means of administration of bacterial collagenase type IV or vehicle (animals Sham) (S) into the striatum . Then, animals in groups S_SK and IHC_SK were submitted to the training skilled forelimb reaching, animals in groups S_US and IHC_US were submitted to the training unskilled and animals S and HIC received no type of training during 4 weeks. Throughout that period, the reaching ability was tested using the Staircase test at the end of 2nd and 4thweek of training. At the end of the rehabilitation period, animals were deeply anesthetized, perfused and the immunohistochemistry was processed. Results show that the achievement of the task skilled forelimb reaching was able to increase the MAP2 immunoreactivity in primary motor cortex (M1) in both hemispheres, both in injured animals as in intact animals. In addition, animals form IHC and IHC_US groups also presented increased immunoreactivity to MAP2 in both cerebral hemispheres. However, only IHC_SK animals presented functional recovery of movements of the forelimb, evaluated by test behavioral. In conclusion, this study shows that training of skills tasks can induce modifications in M1 under conditions of normality and lesion and, as a strategy of rehabilitation, induced higher plasticity than the unskilled training correlated with functional recovery of the forelimb after IHC experimental.

Onze pacientes com diagnóstico de esquizofrenia pelo DSM-IV-TR e alucinações auditivas mesmo em uso de clozapina foram distribuídos aleatoriamente para receber estimulação magnética transcraniana de repetição (EMTr) ativa (n=6) ou inativa (n=5) no córtex têmporo-parietal esquerdo. Um total de 160 minutos de EMTr a 1 Hz foi administrada ao longo de 10 dias, 90% do limiar motor, com desenho paralelo, com pacientes e avaliadores cegos, em desenho controlado com grupo inativo. Houve um efeito de grupo significativo nos escores da escala de alucinações (realidade e influência: p=0,0360 e p=0,0493 respectivamente) e no subitem sintomas positivos da PANSS. A EMTr ativa em associação com clozapina pode ser administrada com segurança para tratar as alucinações auditivas. Embora a amostra consistia de pacientes extremamente refratários, estes resultados sugerem haver alguns efeitos da EMTr a 1 Hz no córtex têmporo-parietal esquerdo. / Eleven schizophrenics patients according to DSM-IV-TR criteria and experiencing auditory hallucinations in spite of treatment with clozapine were randomly allocated to receive repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) (n=6) or sham stimulation (n=5) over left temporo-parietal cortex. A total of 160 minutes of 1 Hz rTMS was administered over 10 days at 90% motor threshold, with patients and raters blind to treatment modality, using a sham-controlled, parallel design. There was a significant group effect for the Auditory Hallucinations Rating Scale scores (reality and attencional salience: p=0.0360 and p=0.0493 respectively) and the sub item positive symptoms of PANSS. Active rTMS in association with clozapine can be administered safely to treat auditory hallucinations. Although the sample consisted of extremely refractory patients, the results suggest some effects of 1 Hz rTMS over Left temporoparietal.

A lesão medular (LM) promove uma condição devastadora que resulta em déficits sensorial e motor, impedindo o desempenho funcional do indivíduo. Modelos experimentais de lesão medular têm sido utilizados na investigação do funcionamento do sistema sensório-motor e da reorganização promovida por meio de tratamentos, podendo corroborar com aplicações clínicas atuais e futuras. Este trabalho tem como objetivos verificar a recuperação funcional e a dinâmica da reorganização cortical do sistema sensório-motor de ratos Wistar lesados medulares submetidos a treinamento motor. 17 ratos foram divididos aleatoriamente em três grupos: treinado (n = 6), controle (n = 7) e sham (n = 4). Todos os animais receberam um implante de matriz de 32 micro-elétrodos no córtex sensório-motor. Os animais do grupo treinado e controle foram submetidos à LM contusa e os do grupo sham somente ao procedimento cirúrgico sem a LM. Foram realizadas as avaliações comportamentais motoras, de dor neuropática (alodínea e hiperalgesia mecânica), de dor térmica e eletrofisiológica antes da LM e nos 1º, 3º, 5º, 7º, 14º, 21º, 28º, 35º, 42º, 49º e 56º dias pós-operatórios (dPO) da lesão. O grupo treinado realizou treinamento motor em uma esteira com velocidade controlada, tendo início no 5º dPO e foi realizado por 15 minutos, cinco vezes na semana até o final do experimento. Os outros dois grupos ficaram sem treinamento. No 57º dPO, os animais foram sacrificados, e as medulas espinhais e os encéfalos foram coletados para análise histológica. Os resultados mostraram melhora motora significativa do grupo treinado em relação ao controle. Ao final do experimento, os animais treinados foram capazes de realizar passos plantares coordenados consistentes de forma independente. Ambos os grupos lesados apresentaram alodínea após a LM, mas somente o controle apresentou aumento da dor mecânica. Os dados eletrofisiológicos revelaram alterações na atividade cortical sensório-motora no 1º dPO e ao longo do tempo. Foi identificado que o aumento da potência da banda beta contribuiu para a melhora motora do grupo treinado e o aumento da potência delta contribuiu para a recuperação motora limitada do grupo controle. Na análise histológica os grupos não diferiram em relação ao tamanho da lesão, mas foi identificada uma diminuição significativa dos neurônios do corno ventral da medula espinhal, no segmento caudal à lesão para os animais controles. O treinamento na esteira potencializou a recuperação funcional e parece ter facilitado a reorganização do córtex sensório-motor após a lesão. Esses resultados podem servir de base para futuras aplicações clínicas em pacientes lesados medulares / Spinal cord injury (SCI) results in a devastating condition, which leads to motor and sensory deficits that impair the injured person functional performance. Spinal cord injury experimental models are used in sensory-motor functioning and reorganization or plasticity promoted by trainings investigation. Thus, these studies can corroborate with current and future clinical approaches. This work aims to verify the functional recovery and the sensorimotor cortical reorganization dynamics in Wistar rats with spinal cord injury submitted to motor training. 17 rats were randomly divided into 3 groups: trained (n = 6), control (n = 7) and sham (n = 4). All animals received a 32 microelectrodes array in the sensorimotor cortex. Control and trained animals were submitted to contusive SCI and the sham group only to the surgical procedure without the contusion. Motor behavior, neuropathic pain (allodynia and mechanical hyperalgesia), thermal pain and electrophysiological assessments were accomplished before SCI and on the 1st, 3rd, 5th, 7th, 14th, 21st, 28th, 35th, 42nd, 49th and 56th post-operative days (POd). The trained group performed the motor training on a treadmill with controlled speed, starting on the 5th post-operative day and it was done for 15 minutes, five times per week till the end of the experiment. The other two groups did not receive any training. Soon after SCI the animals completely lost the hindlimbs movements. On the 57th POd, the animals were sacrificed and the spinal cords and brains were collected for histological analysis. Results showed significant motor improvement of the trained group. In the end of the experiment, these animals were able to perform consistent coordinated plantar steps on their own. Both injured groups showed allodynia after the SCI, but only the control group presented increased mechanical pain. Electrophysiological data revealed sensorimotor cortical activity changes on the 1st POd and over time. It was indentified that an increase in beta power contributed to the trained group motor improvement and that an increase in delta power contributed to the limited motor recovery of the control group. In the histological analysis the groups did not differ concerning the lesion size, but a significant spinal cord ventral horn neurons decrease in the lesion caudal segment compared to the controlled animals was identified. The treadmill training enhanced functional recovery and seemed to facilitate sensorimotor reorganization after injury. These results can be applied for future clinical interventions in spinal cord injured patients. Spinal cord injury (SCI) results in a devastating condition, which leads to motor and sensory deficits that impair the injured person functional performance. Spinal cord injury experimental models are used in sensory-motor functioning and reorganization or plasticity promoted by trainings investigation. Thus, these studies can corroborate with current and future clinical approaches. This work aims to verify the functional recovery and the sensorimotor cortical reorganization dynamics in Wistar rats with spinal cord injury submitted to motor training. 17 rats were randomly divided into 3 groups: trained (n = 6), control (n = 7) and sham (n = 4). All animals received a 32 microelectrodes array in the sensorimotor cortex. Control and trained animals were submitted to contusive SCI and the sham group only to the surgical procedure without the contusion. Motor behavior, neuropathic pain (allodynia and mechanical hyperalgesia), thermal pain and electrophysiological assessments were accomplished before SCI and on the 1st, 3rd, 5th, 7th, 14th, 21st, 28th, 35th, 42nd, 49th and 56th post-operative days (POd). The trained group performed the motor training on a treadmill with controlled speed, starting on the 5th post-operative day and it was done for 15 minutes, five times per week till the end of the experiment. The other two groups did not receive any training. Soon after SCI the animals completely lost the hindlimbs movements. On the 57th POd, the animals were sacrificed and the spinal cords and brains were collected for histological analysis. Results showed significant motor improvement of the trained group. In the end of the experiment, these animals were able to perform consistent coordinated plantar steps on their own. Both injured groups showed allodynia after the SCI, but only the control group presented increased mechanical pain. Electrophysiological data revealed sensorimotor cortical activity changes on the 1st POd and over time. It was indentified that an increase in beta power contributed to the trained group motor improvement and that an increase in delta power contributed to the limited motor recovery of the control group. In the histological analysis the groups did not differ concerning the lesion size, but a significant spinal cord ventral horn neurons decrease in the lesion caudal segment compared to the controlled animals was identified. The treadmill training enhanced functional recovery and seemed to facilitate sensorimotor reorganization after injury. These results can be applied for future clinical interventions in spinal cord injured patients

INTRODUÇÃO: Sabe-se que a doença periodontal é a doença infecciosa crônica mais prevalente na população adulta, acometendo 1/5 da população em fase ativa de trabalho e causadora de dor. As citocinas e demais substâncias moduladoras da inflamação que promovem e perpetuam a doença periodontal interagem e agravam outras doenças como o diabetes mellitus, aterosclerose e doenças autoimunes. O periodonto, com suas aferências proprioceptivas especializadas, desempenha importante papel de regulação dos movimentos da mastigação. Apesar da região orofacial ter uma ampla área de representação no córtex cerebral não se sabem os efeitos de uma inflamação crônica periodontal nesta representação. Ansiedade e estresse são conhecidos fatores correlacionados à doença periodontal e moduladores de condições dolorosas. Assim, são objetivos deste estudo a avaliação da sensibilidade mecânica em vibrissas, avaliação da ansiedade e o mapeamento do córtex motor de ratos com doença periodontal de 14 e 28 dias de evolução. MÉTODOS: Foram utilizados ratos Wistar machos pesando inicialmente entre 140 e 180 gramas, divididos em 3 grupos principais: grupo controle, grupo sham e grupo de estudo, em que a doença periodontal foi induzida por amarria no primeiro molar inferior direito. Os animais foram avaliados com 14 e 28 dias de doença, sendo a sensibilidade mecânica aferida por filamentos de Von Frey e a ansiedade avaliada por meio do labirinto em cruz elevado. O mapeamento do córtex motor foi realizado por estimulação elétrica epidural de um a dez volts. RESULTADOS: Ambos os períodos de evolução da doença causaram alterações condizentes com doença periodontal. Não houve diferenças no ganho de peso dos animais independente do grupo ao longo do estudo. Nos animais com 28 dias de doença houve maior nocicepção no lado doente com diferença estatística (p=0,042). Os animais do grupo de estudo 14 dias demonstraram mais comportamentos sugestivos de ansiedade nos parâmetros de congelamento (p=0,031), entradas nas extremidades dos braços abertos (p=0,048) e esticamento nos braços abertos (p=0,047) do labirinto em cruz elevado do que os grupos sham e controle. Os animais do grupo de estudo de 28 dias apresentaram maior comportamento de dor e medo observado através da presença do congelamento (p=0,016). O mapeamento do córtex motor evidenciou áreas representativas da mandíbula sobrepostas à área das vibrissas. Foi observada uma expansão da área da mandíbula no grupo da doença periodontal de 14 dias (p=0,038). CONCLUSÃO: A doença periodontal com 14 dias de evolução causou um aumento da resposta motora ipsilateral da mandíbula-mais-vibrissas e alterações de comportamento sugestivas de ansiedade / BACKGROUND: Periodontal disease is the most prevalent chronical infectious disease in adults, affecting 1/5 of people in active phase of labor and causing pain. Cytokines and substances that modulate inflammation promotes and perpetuate de periodontal disease, interacting and worsening other conditions such as diabetes mellitus, aterosclerosis and autoimmune diseases. The periodontium has specialized proprioceptive afferents and plays a role in the regulation of masticatory movements. Despite the wide brain cortical representation area of the orofacial structures, the periodontium has not been described in the literature and the effects of a chronical inflammation in its representation has not been clarified. Anxiety and stress are factors correlated to periodontal disease and modulators of pain. The aim of this study was evaluate vibrissae nociception through mechanical response, anxiety and the motor cortex mapping in rats with periodontal disease after 14 or 28 days of evolution. METHODS: Male Wistar rats (initial weight 140-180 grams) divided into 3 main groups: controls, sham and periodontal disease induced by placement of a cotton ligature in the mandibular right first molar tooth. The evaluations took place after 14 or 28 days of disease. Mechanical response was evaluated by von Frey filaments and anxiety was evaluated through the elevated plus maze. Epidural electrical stimulation (1 to 10 volts) was the method used for the cortical motor mapping. RESULTS: Both evolution periods caused clinical outcomes consistent to periodontal disease. There was no difference in the weight gain of the animals, whatever the group during the study. The animals with 28 days appeared to have a higher nociception in the side affected, with statistical difference (p=0.042). Animals with the disease evolution through 14 days showed more anxious behavior seen by freezing (p=0.031), entries in the extremities of open arms (p=0.048) and stretching in open arms (p=0.047) than the sham and control groups, in the elevated plus maze test. The 28 day disease evolution group showed more pain and fear behavior, seen by freezing (p=0.016). The cortical motor mapping showed an overlapping of jaw and vibrissae areas. There was an expansion of the mandibular area in the 14-day disease group (p=0.038). CONCLUSION: at 14-days, PD led to an expansion of the mandibular-plus-vibrissae motor cortical representation ipsilateral to the disease and behaviors suggestive of anxiety

INTRODUÇÃO: A obtenção de medidas de excitabilidade cortical mediante a estimulação magnética transcraniana tem surgido nos últimos anos como método de avaliação da integridade funcional do trato cortico-spinal e rede interneuronal no córtex primário motor, abrindo perspectiva de utilizá-la na prática clínica. Alterações nos parâmetros de excitabilidade cortical tem sido relatados na síndrome fibromiálgica e outras síndromes dolorosas, se correlacionando com a gravidade de diferentes componentes dessas síndromes e mudando conforme o tratamento. Entretanto, apesar do seu potencial benefício, existe uma pequena quantidade de estudos disponíveis na literatura que tenham proposto a obtenção de dados de normalidade para esses parâmetros, com casuísticas pequenas, não pareadas por fatores que potencialmente alteraram seus valores. O presente estudo procurou montar uma curva de normalidade de parâmetros de excitabilidade cortical com cálculo de amostra, pareamento por idade e sexo, com estudo dos efeitos da lateralidade hemisférica e dominância, fase do ciclo menstrual e variabilidade inter e intraexaminador. MÉTODOS: Após cálculo amostral, foram convocados voluntários saudáveis do sexo masculino e feminino, pareados por idade. No total, 216 voluntários completaram o estudo. O potencial evocado motor, inibição intracortical e facilitação intracortical foram medidas no músculo primeiro interósseo dorsal após estímulo dos córtices motor primário bilateral. O grupo de 15 mulheres fez a primeira medição do uso de anticoncepcional oral e a segunda medição na fase de descanso do mesmo. A variabilidade interexaminador e intraexaminador foi aferida em 20 voluntários para cada uma das situações. RESULTADOS: A comparação entre os parâmetros de voluntários menores que 50 anos e maiores que 50 anos mostrou diferenças significativas. Foram obtidos os valores de normalidade para menores de 50 anos e maiores de 50 anos (média e desvio padrão): 1.Menores ou igual que 50 anos: LMR: 49 ± 9,39%; PEM 120%: 587,63±779,52 V; MEP 140%: 1413,08±1343,18 V; MEP 120/140%: 3,83±5,39 V; IIC 2ms: 0,40 ±0,44 V; IIC 4ms: 0,61± 0,84 V; IIC: 0,56± 0,63 V; FIC 10ms: 1,95 ±1,82 V; FIC 15ms: 1,80±1,73 V; FIC: 1,87±1,64 V. 2. Maiores de 50 anos: LMR: 49,1 ± 9.58%; PEM 120%:467,71±650,61 V; PEM 140%:1172,43±1158,47 V; PEM 120/140%: 4,04±4,27 V; IIC2ms: 0,73± 1,26 V; IIC 4ms: 1,04±1,67 V; IIC:0,81±1,03 V; FIC 10ms:2,46±3,85 V; FIC 15ms: 2,12±3,05 V; FIC: 2,28±3,32 V. Houve semelhança entre homens e mulheres( p>0,3). Os córtices motores direito e esquerdo apresentaram parâmetros semelhantes de excitabilidade cortical (p>0,25) para todas as análises. Assim, os valores para o hemisfério direito e esquerdo e os dados de homens e mulheres foram agrupados. Não houve diferença estatística significativa entre destros e sinistros (p>0,20). A variabilidade inter e intraexaminador é alta para a maior parte dos parâmetros, porém, com alta correlação para o limiar motor em repouso e potenciais evocados motores. A inibição e facilitação cortical tiveram baixa correlação, mas confiabilidade aceitável. Não houve diferença importante entre a quantidade de medidas anormais obtidas entre as fases do ciclo menstrual com ou sem o uso do anticoncepcional oral. CONCLUSÕES: Foram levantados os parâmetros de normalidade para adultos saudáveis acima e abaixo de 50 anos. A idade não tem um efeito linear sobre a excitabilidade cortical. Não há diferenças significativas entre sexo, lateralidade de hemisfério ou dominância sobre parâmetros de excitabilidade cortical. Não há correlação significativa entre as fases de uso de anticoncepcional oral e do seu descanso (período menstrual) com as medidas de excitabilidade cortical / BACKGROUND AND AIMS: Measures of cortical excitability parameters by transcranial magnetic stimulation have gained increasing interest as a way to obtain information on the functional integrity of the cortico-spinal tract and interneuronal networks within the primary motor cortex. Changes in cortical excitability parameters have been reported in fibromyalgia and neuropathic pain syndromes showing correlation with the severity of different symptoms of these pain syndromes, and seeming to change during treatment. Despite its potential use, there is a paucity of normative data for cortical excitability parameters. We aimed to obtain normative data for cortical excitability in healthy volunteers. METHODS: A sample size of men and women were matched according to age. In total 216 healthy volunteers completed the study. Rest motor threshold (RMT), motor evoked potentials (MEP), intracortical inhibition (ICI) and facilitation (ICF) were measured in the first dorsal interosseous muscle for both primary motor cortex A group of 15 women were measured twice, first during use of oral contraceptive and a second measure was obtained when not in use of it (menstruations phase). The inter and intrainvestigator variability was assessed in a sample of 20 healthy volunteers. RESULTS: The comparison between the cortical excitability parameters from volunteers younger than 50 years old and volunteers older than 50 years showed significant differences. Normative data for younger than 50 years and older than 50 years were obtained (mean and standard deviation): 1. Age of 50 years or younger: RMT: 49 ±9.39%; MEP120%: 587.63±779.52 V; MEP140%: 1413.08±1343.18 V; MEP120/140%: 3.83±5.39 V; ICI2ms: 0.40 ±0.44; ICI4ms: 0.61 ±0.84 V; ICI: 0.56±0.63 V; ICF10ms: 1.95 ±1.82 V; ICF15ms: 1.80±1.73 V; ICF: 1.87±1.64 V. 2. Older than 50 years: RMT: 49.1±9.58%; MEP120%: 467.71±650.61 V; MEP140%: 1172.43±1158.47 V; MEP120/140%: 4.04±4.27V; ICI2ms: 0.73± 1.26 V; ICI4ms: 1.04±1.67 V; ICI: 0.81±1.03 V; ICF10ms:2.46±3.85 V; ICF15ms: 2.12±3.05 V; ICF: 2.28±3.32 V. There was similarity between genders (p>0,3.) There was no difference between left and right hemispheres (p>0,25). Consequently data from both hemispheres and genders were grouped. There was no significant statistical difference between handedness. We found a good inter/intrainvestigator correlation for RMT and MEP. ICI and ICF had low correlations but an acceptable reliability. CONCLUSIONS: We reported normative data for cortical excitability in adult individuals younger and older than 50 years old. Age has a non-linear effect on cortical excitability. We found no left-right cortex asymmetries or differences related to gender or handedness. We found no correlation between the phases of contraceptive use and the menstruation phase and the cortical excitability parameters

Introdução. Nos últimos a função motora vem sendo associada com a atenuação sensitiva e de dor, logo antes, durante e apos a contração muscular. No entanto as vias anatômicas e funcionais deste fenômeno não são conhecidas. O objetivo deste estudo é o de criar um modelo animal e investigar o efeito da estimulação subliminar do córtex motor (ECM) no limiar nociceptivo e na atividade neuronal subcortical. Método. O limiar nociceptivo foi avaliado por teste plantar e reflexo de retirada da cauda antes e após o implante dos eletródios epidurais sobre o córtex motor da pata posterior orientado por mapa funcional na mesma cepa de ratos. Os mesmos testes foram repetidos antes, durante e após a ECM. Antagonismo sistêmico do por naloxona foi incluído neste protocolo para investigar a relação com mediação opióide. O registro neuronal multiunitário do núcleo centro mediano (CM) e ventral posterolateral (VPL) do tálamo e da substância periaqüeductal (SPM) foi realizado antes, durante e após ECM ipso e contralateral. Resultados. O implante per se não causou alterações no limiar nociceptivo. ECM induziu significativa antinocicepção seletiva na pata contralateral mas não na ipsolateral. Este efeito não mais foi observado 15 minutos após o término da estimulação. Nenhuma alteração motora e comportamental foi observada nos testes de campo aberto. A mesma estimulação no córtex sensitivo e parietal posterior não causou quaisquer alterações de limiar nociceptivo. Administração sistêmica de naloxone reverteu completamente o efeito antes observado com a ECM. O registro neuronal multiunitário evidenciou diminuição na atividade do CM durante e após a ECM contra e ipsolateral. O ritmo de disparos neuronais no VPL também mostrou diminuição apenas com a ECM ipsolateral. No entanto os neurônios da SPM aumentaram significativamente a freqüência de disparos com ECM ipsolateral e não com a contralateral. Conclusão. A ECM subliminar está relacionada consistentemente com a atenuação sensitiva durante o comportamento, provavelmente mediado por inibição talâmica e ativação da SPM. / Background. The motor function has been associated to sensory and pain attenuation, before during and shortly after the muscle activity. How ever the anatomical and functional basis of this phenomenon is not yet defined. The present study was designed to set an animal model and investigate the effect of subthreshold electrical stimulation of motor cortex (MCS) on pain threshold and neuron activity of thalamus and periaqüedutal gray. Method. Nociceptive thresholds of hind paws and the tail flick reflex were evaluated before and after surgical placement of epidural electrodes; before during and after electrical stimulation of motor cortex. Opioid antagonism was also included in this protocol in order to define neurotransmitter mediation of this process. Multiunit recording of thalamic median center (CM) and ventral posterolateral nuclei (VPL) and lateral periaqüedutal gray (SPM) were performed before and after electrical stimulation of ipso and contralateral motor cortex. Results. The procedure itself did not induce any threshold changes. MCS induced selective antinociception of contralateral paw, but no changes were detected in the nociceptive threshold of the ipsolateral side. This effect disappeared completely 15 minutes after the stimulation was ceased. No behavioral or motor impairment were observed during and after the stimulation session in the open field test. The same stimulation on sensory and posterior parietal cortex did not elicit any changes in behavioral and nociceptive tests. Systemic administration of naloxone completely reversed the previous observed antinociceptive effect. Multiunit recording evidenced decrease in spontaneous neuron firing in CM with short recovery time during ipso and contralateral MCS. Neuron activity in VPL was also significantly decreased during ipsolateral MCS but not with contralateral stimulation. How ever, neuron firing in SPM was significantly increased during and long after ipsolateral MCS but not with contralateral stimulation. Conclusion. Subthreshold MCS is consistently related to sensory attenuation during behavior, probably through thalamic inhibition and SPM activation.