Neurônios do córtex visual primário (V1) são seletivos à orientação, direção e freqüência espacial de estímulos apresentados em seus campos receptivos. Os últimos 40 anos acumularam uma quantidade considerável de teorias e dados sobre o processamento cortical de seletividade. Apesar disso, um consenso sobre os mecanismos que geram preferência a orientação, uma das características mais marcantes do processamento visual inicial, ainda está longe de ser atingido. Este cenário torna-se ainda mais interessante quando se considera evidências recentes de plasticidade operando em diferentes escalas temporais em estágios iniciais como V1, que resultam em uma organização dinâmica da seletividade à orientação que se pensava rígida e inflexível no córtex adulto até então. Neste trabalho, descreve-se a construção de um modelo neuronal do córtex visual de primatas composto de 6 camadas corticais representando o canal M de processamento visual. As características fisiológicas e neuroanatômicas do modelo foram derivadas a partir de dados experimentais do sistema visual de primatas. Na primeira parte deste trabalho, o perfil de seletividade à orientação do modelo é apresentado e comparado com resultados experimentais. Os neurônios modelados apresentaram diversidade em seus padrões de seletividade a orientação consistente com dados experimentais (medidos com ISO, VC, MBA). Esta diversidade reflete a heterogeneidade de classes eletrofisiológicas presente no modelo e os diferentes padrões de circuitaria laminar. Na segunda parte examina-se o papel de plasticidade de curto termo na circuitaria intracortical na alteração dinâmica dos perfis de seletividade orientação. Depressão e deslocamento da resposta na vizinhança da orientação preferida foram observados mas não aumento em pontos distantes. Os neurônios simulados apresentaram alguma diversidade nos perfis de plasticidade de curto prazo restrita a camadas com com alta densidade de células com disparo em rajada. / V1 neurons are selective for the orientation, direction and spatial frequency of stimuli presented at their receptive fields. The last 40 years have witnessed the accumulation of a considerable amount of theory and data about the cortical processing of feature selectivity. Yet the mechanisms that underly orientation preference, one of the most conspicuous features of early visual cortical processing, remain far from reaching a consensus. This landscape gets even richer with the recent recognition of different time scales of plasticity operating as early as V1 resulting in a dynamic organization of orientation selectivity previously thought to be rigid and unmodifiable in the adult cortex. In this work we present a spiking neuron model of the primate primary visual cortex composed of 6 cortical layers, representing the M channel of visual processing. The physiological and architectural properties of the model were derived from experimental data for the primate visual pathway. In the first part we present the orientation selectivity profile of the model and discuss its relationship to experimental reports. Neurons have shown a diversity of orientation selectivity dependent responses consistent with data (measured with OSI, CV, HWB). This diversity is thought to reflect the electrophysiological heterogeneity of model cortical cells and the different patterns of laminar circuitry. In the second part of this study we examine the role of shortterm plasticity of the intracortical circuitry in the dynamic modification of orientation selectivity profiles. Depression and shift around preferred orientation but not enhancement at the far flank of the tuning curves are observed. Simulated neurons have also shown some diversity in short-term plasticity restricted to layers with high density of bursting cells.

Introdução:As adaptações neurais ao treinamento físico vêm sendo amplamente estudadas e a medula espinhal é um dos locais de possível adaptação. No entanto nenhuma avaliação longitudinal havia sido feita diretamente sobre as circuitarias inibitórias medulares. Até o presente momento as alterações eram somente suposições. O presente trabalho verificou as circuitarias medulares responsáveis pela inibição recíproca (IR) e inibição pré-sináptica (IPS) em sujeitos submetidos a diferentes treinamentos. Materiais e Métodos: Para o treino aeróbico (resistência) foram avaliados 25 soldados submetidos ao treinamento militar do Exército Militar Brasileiro. Foram feitas 3 avaliações uma pré-treino e outras duas com 3 e 9 meses após o inicio das atividades no ano de 2006. Outros 29 sujeitos foram divididos em 3 grupos: controle (permaneceram 8 semanas sem atividades de reinamento), grupo de treino de força máxima e treino de potência. Eles foram submetidos a 8 semanas de treino, realizado com séries de agachamento livre com peso. Para avaliação das circuitarias medulares foi utilizado o reflexo H do sóleus condicionado com estímulos no nervo fibular comum (NFC) - que inerva o músculo tibial anterior (TA). O intervalo entre o estímulo condicionante e o estímulo teste determinou a avaliação da IR, da inibição D1 e da inibição D2 (IPS). Outras variáveis também foram calculadas como: contração voluntária máxima isométrica (CVM) do sóleus e TA e seus respectivos eletromiogramas (EMG), relação elétrica e mecânica entre Hmax/Mmax e condicionamento do EMG do sóleus por estímulos no NFC. Foram feitas análises pareadas com teste t-student para o grupo militar e ANOVA two-way para comparação dos grupos de força máxima e potência com o grupo controle. Principais Resultados: O grupo do exército apresentou aumento na força do sóleus e do TA, juntamente com aumento no RMS do EMG do sóleus e do torque gerado pela onda Mmax, sem alterações nos relações Hmax/Mmax. O treinamento militar reduziu significativamente a inibição D1 e mostrou tendências a aumento da IPS. O grupo de força máxima não mostrou aumento de força isométrica, no entanto apresentou aumento na relação elétrica Hmax/Mmax, com concomitante redução da IR e aumento da IPS. O grupo de potência mostrou ganho na força máxima isométrica somente do sóleus. A capacidade de gerar torque reflexamente também aumentou neste grupo, com aumento significativo na relação mecânica Hmax/Mmax. Esta melhora na utilização do arco reflexo também foi verificada com redução da IPS e aumento da IR neste grupo.Conclusões: Estes resultados mostraram que a medula espinal sofre plasticidade nas vias inibitórias IR, inibição D1 e D2, e que esta plasticidade é dependente do tipo de tarefa realizada. / Introduction: Neural adaptations with physical training have been widely studied. The spinal cord is a possible locus of adaptation. However, longitudinal studies that evaluate directly the spinal cord pathways have not been found in the literature. Therefore, all reports from the literature justify changes found in measured responses to exercise by hypotheses on spinal cord mechanisms. This study had the objective of measuring features of specific spinal cord pathways to check if they change according to the type of physical training. The pathways related to reciprocal inhibition (RI) and pre-synaptic inhibition (PSI) were investigated in subjects undergoing different trainings. Materials and Methods: For endurance training 25 soldiers were subjected to military training of the Brazilian Army. Evaluations were made three times, one previous to the beginning of the activity and twice post-training (within 3 and 9 months). Other 29 subjects were divided into: control group (with no training), maximal strength group and power group. They were subjected to 8 weeks of training with series of squat movements. The soleus H reflex conditioning with stimuli in the common peroneal nerve (CPN) was used to evaluate the spinal cord pathways. The interval between the conditioning and the test stimulus determine the assessment of RI, D1 inhibition and D2 inhibition (PSI). Other variables were also calculated: maximum voluntary isometric contraction from soleus and tibialis anterior and their electromyograms (EMG), electrical and mechanical Hmax/Mmax ratio and 3 inhibitions over the soleus EMG conditioned by stimuli to the CPN. The results were analyzed with paired t-student test for the military group and with two-way ANOVA to compare the maximal strength and power groups with the control group. Main Results: The military group had increased strength of the soleus and the TA muscles, with an increase in the RMS of the soleus EMG. This group also increased the torque generated by the Mmax-wave, without changes in Hmax/Mmax ratio. The military training significantly reduced D1 inhibition and showed tendencies to increase the PSI. The maximal strength group showed no differences in isometric strength, but had increased Hmax/Mmax ratio with concomitant reduction of RI and increased PSI. The power group increased isometric strength only for the soleus muscle. This group also improved the ability to generate torque by reflex pathways, with significant increase in the mechanical Hmax/Mmax ratio, with a reduction of PSI and increase of RI. Conclusions: These results show that spinal cord plasticity occurs in the inhibitory pathways of reciprocal inhibition, D1 inhibition and D2 inhibition (pre-synaptic inhibition), and that plasticity is dependent on the type of trained movement.

A patogênese e o estadiamento do melanoma são clinicamente bem caracterizados, entretanto, muitas variações são observadas no que diz respeito à progressão e respostas terapêuticas. Mecanismos intrínsecos das células de melanoma contribuem para esse fenômeno, como a plasticidade fenotípica e a expressão de determinadas moléculas, como a galectina-3. Galectina-3 tem papel fundamental para o crescimento do tumor, metástase e montagem de uma rede vascular funcional. Dessa forma, o melanoma possui mecanismos alternativos de vascularização, onde células endoteliais e células tumorais formam a superfície luminal dos vasos e são expostas às forças fluídicas do sangue, o shear stress. Nós hipotetizamos que o shear promove a adaptação celular e células de melanoma se comunicam com (1) outras células tumorais para sustentar a progressão do tumor, ou (2) com células endoteliais para garantir a manutenção vascular. Para isso, comparamos dois modelos de geração do shear denominados pela agitação de placas concêntricas e rotação de um cone sobre placa, que é o modelo padrão dos estudos em células endoteliais. O modelo de placas concêntricas gerou resultados mais robustos, pois garantiu a viabilidade e a adesão celular em até 24h. Também investigamos o potencial angiogênico das células de melanoma após monitorar a ativação de células endoteliais em contato com o meio condicionado (MC) do shear. O shear aumentou significativamente a secreção de Angiopoietina-2, IL-8 e PLGF num contexto independente de galectina-3. Além disso, o shear diminuiu a taxa de crescimento das células que expressam galectina-3, o que não foi observado no tratamento com o MC. Já a capacidade de sobreviver em longo prazo foi maior quando as células tumorais são expostas ao MC derivado do shear, sem influência da expressão de galectina-3. Em relação ao efeito do MC liberado após shear para o remodelamento vascular, nós não observamos alteração na proliferação das células endoteliais. Entretanto, o MC do shear parece acelerar a formação de túbulos e favorecer a desorganização das fibras de actina, além de diminuir a fosforilação de ERK nas células endoteliais. Juntos, esses resultados mostram que o shear induz a secreção de moléculas pró-angiogênicas e pró-inflamatórias que promovem a sobrevivência e proliferação a longo prazo das células tumorais naive. Nas células endoteliais, o MC derivado do shear altera a sinalização de ERK e o rearranjo do citoesqueleto / Melanoma pathogenesis and staging are clinically well characterized, although a large variation is observed in progression and therapeutic responses. Intrinsic mechanisms of melanoma cells contribute to this phenomenon, such as phenotypic plasticity and the expression of certain molecules as galectin-3. Galectin-3 plays a prominent role in tumor growth, metastasis, and to build a functional vascular network. In this way, melanoma has alternative mechanisms of vascularization, in which both endothelial cells and tumor cells form the luminal surface of vessels and are in contact with flowing blood. Here, we postulated that shear stress promotes cell adaptation and melanoma cells communicate with (1) other tumor cells in order to support tumor progression; or (2) with endothelial cells to ensure vascular maintenance. We compared two methods for generating shear stress, namely revolution of concentric plates and stirring of a suspended cone on a plate, which is the gold standard method for studies on endothelial cells. The concentric plates model yielded more reliable results, since it ensured the greater viability and adhesion of cells up to 24h, as compared to the cone and plate system. We then investigated the angiogenic potential of melanoma cells by monitoring the activation of endothelial cells upon exposure to the conditioned medium (CM) from cells exposed to shear stress. Shear stress significantly increased the secretion of Angiopoietin-2, IL-8 and PLGF, in a galectin-3 independent manner. Also, shear stress decreased the growth rate of galectin-3 positive melanoma cells, but not when galectin-3 was down regulated. No such effect was observed with the shear-derived CM. Instead, we did observed long-term melanoma survival under low density upon treatment with the shear-derived CM. In this scenario, the expression of galectin-3 did not change the results. Regarding the effect of shear-derived CM to vascular remodeling, endothelial cells did not show any change in cell proliferation. However, the CM of melanoma cells upon shear accelerated the endothelial cell tube formation and disorganized the actin stress fibers. CM also decreased the phosphorylation of ERK. Taken together, these data indicate that the production of proangiogenic and proinflammatory molecules by melanoma cells under shear enables long-term survival and proliferation of naïve melanoma cells. To endothelial cells, shear-derived CM led to changes in ERK signaling and cytoskeletal rearrangement

Introdução: Alterações de audição e linguagem como o Distúrbio Específico de Linguagem (DEL) e o Transtorno do Processamento Auditivo (TPA), tem sido associadas a alterações na codificação neural de sons acusticamente complexos. A percepção destes sons depende da integridade nos processos de codificação analisados pelo Sistema Nervoso Auditivo, principalmente em situações de escuta desafiadora, como em ambientes ruidosos. O Potencial Evocado Auditivo de Tronco Encefálico (PEATE) para estímulos complexos investiga a representação neural destes sons em níveis subcorticais, pois reflete com fidelidade as características do estímulo, e está alterado em crianças com problemas de audição, linguagem e aprendizado quando comparadas a crianças com desenvolvimento típico (DT). Um método para remediar algumas dificuldades dessas crianças, é o Treinamento Auditivo Formal (TAF), que já teve sua eficácia demonstrada tanto por meios comportamentais quanto eletrofisiológicos. Objetivo: Verificar a eficácia do TAF em crianças com transtornos de audição e linguagem por meio da avaliação comportamental e do PEATE para sons complexos, na presença e na ausência de ruído de fundo. Métodos: Participaram do estudo 30 crianças (7a - 12a11m), divididas nos grupos DT (N=7), TPA (N=9) submetido ao TAF, DELa submetido ao TAF (N=6), e DELb não submetido ao TAF (N=8). Todos apresentaram audição periférica e respostas do PEATE para cliques normais, e foram submetidos à avaliação comportamental do PA(C) e ao PEATE para sons complexos, no silêncio e na presença de ruído. Apenas os grupos TPA e DELa foram submetidos a TAF, porém todos realizaram reavaliação cerca de 12 semanas após a avaliação inicial. Resultados: Os grupos TPA, DELa e DELb apresentaram desempenho inferior ao do grupo DT para as habilidades de Figura-Fundo e Ordenação Temporal, e apenas os grupos submetidos ao TAF apresentaram melhoras na avaliação final. No PEATE para sons complexos no silêncio não se observaram diferenças entre grupos quanto à latência das ondas, porém o grupo TPA apresentou alterações nas medidas de amplitude e do complexo VA, as quais se mantiveram após o TAF. No PEATE para sons complexos na presença de ruído, o grupo DELa apresentou latências mais atrasadas para todas as ondas, sem outras alterações. Este grupo apresentou melhoras significantes nas latências, equilibrando as respostas apresentadas pelos outros grupos estudados. Conclusão: O TAF parece ter sido responsável pelas mudanças no desempenho comportamental dos grupos TPA e DELa, já que os grupos DT e DELb não apresentaram variações em suas respostas. Pudemos observar neste estudo que o PEATE para sons complexos apresentados no ruído pode ser um instrumento válido na monitoração dos efeitos do TAF / Disorder (SLI) and Auditory Processing Disorder (APD) have been associated with disorders at neural decoding of acoustic complex sounds. These sounds perception depends on the integrity of decoding processes analyzed by the auditory nervous system, especially in challenging acoustic situations as in background noise. The Auditory Brainstem Response to complex sounds (c- ABR), investigate de neural representation of these sounds at subcortical levels because they reflect with fidelity the stimulus features, and it is altered in children with auditory, language and learning problems when compared to typical development children (TD). The formal Auditory training (AT) is a method to remediate some of these children difficulties, and its efficacy has been demonstrated using behavioral and electrophysiological assessments. Objective: Verify the efficacy of formal AT in children with hearing and language disorders through behavioral assessment and c-ABR, with and without background noise. Methods: Thirty children (aged 712 years and 11 months), were divided in four groups: TD(N=7), APD(N=9) underwent formal AT, SLIa (N=6) underwent formal AT - and SLIb(N=8) did not undergo formal AT. All had normal peripheral hearing and click-evoked ABR, and all underwent behavioral assessment of auditory processing and c-ABR with and without background noise. Only APD and SLIa groups underwent formal AT, although all children were reevaluated after 12 weeks from the initial assessment. Results: Groups APD, SLIa and SLIb showed worst behavioral performance than TD group, although only groups that underwent formal AT showed improvements at final assessment. To c-ABR in silence, no differences were observed among the groups concerning wave latencies, but APD group presented smaller amplitudes to transient portion of the response, and altered VA complex duration and slope, which did not change after AT. To c-ABR with background noise, SLIa group presented delayed latencies to all waves. This same group, after AT, presented significant improvements to wave latencies, balancing the responses among all studied groups. Conclusion: Formal AT seemed to be responsible for the behavioral performance changes seen in groups APD and SLIa. This study suggests that the c-ABR with background noise may be an effective tool to monitor the effects of formal AT

Introdução: No sistema auditivo, as mudanças decorrentes do envelhecimento resultam na dificuldade que os idosos apresentam em compreender a fala, afetando a capacidade de comunicação e de participação nas relações sociais, podendo levar à piora da qualidade de vida desta população. O treinamento auditivo é uma proposta de intervenção baseada na neuroplasticidade que tem o objetivo de adequar as habilidades auditivas de indivíduos com transtorno do processamento auditivo (TPA). Esse método vem sendo cada vez mais utilizado na reabilitação auditiva de idosos e, por meio de medidas comportamentais e eletrofisiológicas, revela-se como uma ferramenta eficaz para otimizar o processamento da fala, contribuindo para um processo de envelhecimento com qualidade de vida. Objetivos: Verificar a eficácia de um programa de treinamento auditivo acusticamente controlado (TAAC) em idosos com TPA utilizando medidas comportamentais e eletrofisiológicas. Método: Participaram 16 idosos (14 mulheres, dois homens) com TPA, os quais realizaram uma avaliação inicial (avaliação 1), composta por testes comportamentais e eletrofisiológicos do processamento auditivo, e foram distribuídos em dois grupos: GP (n=8), submetidos a um treinamento placebo e GSI (n=8) que não foram submetidos a nenhuma intervenção. Após 12 semanas os indivíduos foram submetidos novamente aos testes (avaliação 2 - pré TAAC). Em seguida, todos os indivíduos foram submetidos ao TAAC e após 12 semanas realizaram a avaliação final (avaliação 3 - pós TAAC). Resultados: Não houve diferença significante na análise multivariada entre as avaliações 1 e 2, tanto para os testes comportamentais quanto para o P300, sendo descartada a ocorrência de efeito placebo e efeitos teste-reteste. Na comparação entre as avaliações 2 e 3, foi constatada melhora significante entre as condições pré TAAC e pós TAAC para a maioria das habilidades auditivas investigadas pelo método comportamental; entretanto, o mesmo resultado não foi encontrado para os parâmetros do P300 em nenhuma das condições (tone burst ou fala). Também não foi encontrada diferença significante entre o P300 evocado por estímulo tone burst e o evocado por estímulo de fala no monitoramento das mudanças neurobiológicas decorrentes do TAAC. Conclusões: O TAAC foi capaz de promover uma mudança no desempenho comportamental dos idosos para a maioria das habilidades auditivas investigadas, mostrando ser um método eficaz na reabilitação auditiva de idosos com TPA. Considerando a grande vulnerabilidade aos fatores cognitivos e a variabilidade intra-sujeito que o P300 apresenta, concluímos que este potencial não parece ser a melhor ferramenta para monitorar as mudanças decorrentes do programa TAAC em idosos / Introduction: In the hearing system, changes from aging result in the difficulty that the elderly have understanding speech, affecting their communication abilities and their social participation in the community, which can lead to a decrease of life quality in this group of people. The auditory training is an intervention procedure based on neuroplasticity that aims improving hearing abilities of individuals with auditory processing disorder (APD). This method has been used in the auditory rehab of elderly and, through behavioral and electrophysiological measures, reveals itself as an effective tool for optimizing the processing of speech contributing for an aging process with life quality. Purpose: Verify the efficacy of an acoustically controlled auditory training program (ACAT) in elderly patients with APD using behavioral and electrophysiological measures. Method: Sixteen elderly (14 women, two men) with APD, who have performed an initial evaluation (1), consisting of behavioral and electrophysiological tests of auditory processing, were divided into two groups: GP (n = 8) those who were submitted to a placebo training and GSI (n = 8) the one\'s not submitted to any intervention. After 12 weeks the individuals were submitted to the tests again (evaluation 2 - pre ACAT). Then, all of them were submitted to ACAT and, after 12 weeks (8 training), they were submitted to the final evaluation (3 - post ACAT). Results: There was no significant difference in the various analyses between evaluations 1 and 2, both in the behavioral tests as for the P300, discarding the presence of placebo effects and test-retest. Comparing the evaluations 2 and 3, a significant improvement was found between the pre and post ACAT conditions for the majority of the auditory abilities investigated by the behavioral method; however, the same result was not found for the parameters of P300 in any of the conditions (tone burst or speech). The same way, no significant difference was found between the P300 evoked by tone burst and evoked by speech stimulation during the neurobiological changes monitoring coming from ACAT. Conclusions: The ACAT was able to promote a change in the behavioral performance of the elderly for most investigated auditory abilities, proving to be an effective method regards hearing rehabilitation of elderly with APD. Considering the high vulnerability to the cognitive factors and intra-subject variability that the P300 presents, we conclude that this potential does not seem to be the best tool to monitor the changes that result from the ACAT program in the elderly

Este trabalho apresenta uma contribuição ao emprego do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) na análise tridimensional não-linear de sólidos. A análise numérica em campo não-linear, com modelos de dano e plasticidade, é original. O MEFG é uma formulação não-convencional do Método dos Elementos Finitos (MEF), que resulta da incorporação a este último de conceitos e técnicas dos denominados métodos sem malha, especialmente o enriquecimento da aproximação inicial (partição de unidade) por funções convenientes. Apresenta-se uma breve revisão bibliográfica dos métodos sem malha e do método dos elementos finitos generalizados, bem como suas principais características. Apresenta-se, com base no MEFG, a formulação de elementos tetraédricos e hexaédricos. Três modelos constitutivos são considerados visando análises não-lineares: o de plasticidade (perfeita ou com encruamento isótropo linear) com critério de plastificação de von Mises; o de dano frágil em concreto sob carregamento monótono crescente (modelo de Mazars) e o de dano e plasticidade acoplados (modelo de Lemaitre), próprio para materiais metálicos. São apresentados detalhes do código computacional, baseado no MEFG e nos modelos constitutivos acima mencionados, bem como resultados de análises numéricas. Esses resultados ressaltam algumas das vantagens do MEFG aplicado à análise não-linear, tais como: o enriquecimento da aproximação inicial limitado a regiões de interesse no domínio, como por exemplo, as que exibem elevados gradientes de deformação e tensão; uma definição mais precisa da distribuição de grandezas como a variável de dano e a tensão equivalente de von Mises, evitando a necessidade de alterações na malha; e a superação do travamento volumétrico associado a modelos de plasticidade / This work presents a contribution to the generalized finite element method (GFEM) employment in three-dimensional nonlinear analysis of solids. The nonlinear numerical analysis conduced with damage and plasticity models is original. GFEM is a nonconventional formulation of finite element method (FEM) which results from the addition to the latter of concepts and techniques of the so called Meshless methods, specially the enrichment of the initial approximations (partition of unity) by customized functions. A brief review of Meshless methods and generalized finite element method bibliography is presented, as well as their main features. Based on GFEM, the formulation of tetrahedral and hexahedral elements is shown. Three material laws are considered aiming nonlinear analysis: plasticity (perfectly plastic or linear isotropic hardening), with von Mises yield criterion; brittle damage on concrete under monotonic increasing loading (Mazars model) and damage coupled with plasticity (Lemaitre model), a suitable model for metals. Details of the computational code, based on GFEM and material laws mentioned above, are presented, as well as results of numerical analysis. These results emphasize some of the advantages of GFEM applied to nonlinear analysis, such as: enrichment of the basic approximations limited to some regions of interest in the domain, for instance, those exhibiting high strain and stress gradients; an accurated definition of the distributions of quantities like damage variable and von Mises equivalent stress, avoiding remeshing; and overcoming of volumetric locking associated to plasticity models

A utilização experimental de CS é apontada como uma perspectiva benéfica no tratamento da lesão medular devido estas células produzirem fatores neurotróficos e citocinas inflamatórias que influenciam o ambiente do sistema nervoso. Ratos machos foram submetidos à lesão medular contusa de intensidade moderada (25mm) ao nível do 11o segmento torácico. As CS cultivadas a partir do nervo ciático foram pré-tratadas ou não com as citocinas inflamatórias TGF-1 (5ng/ml) ou TNF- (30ng/ml) e inoculadas no local da lesão imediatamente após o trauma. O grupo controle e o grupo lesão receberam inoculação do meio de cultura. Após a cirurgia os ratos foram submetidos à análise do comportamento motor durante 8 semanas. O BBB mostrou melhora do comportamento motor ao longo do período analisado para o grupo tratado com as CS. Este efeito não foi potenciado pelo pré-tratamento das CS com as citocinas inflamatórias. As medulas espinais foram processadas e receberam coloração pelo Violeta de Cresilo ou imunomarcação com a GAP-43, o glutamato, o NPY, a substância P, a GFAP, o FGF-2 e do NG2. Os tratamentos realizados neste desenho experimental não alteraram as respostas neuroprotetivas. Segundo análise estereológica não foram encontradas diferenças no número estimado de neurônios remanescentes e no volume de tecido preservado entre os grupos que receberam lesão medular. A lesão promoveu uma diminuição da imunorreatividade da GAP-43 no corno anterior, que foi revertida quando a lesão recebeu tratamento com as CS prétratadas ou não com a citocina TGF-1. O resultado do tratamento com as CS foi o de aumento na imunorreatividade do glutamato nas células no corno anterior e no funículo lateral quando comparado com o grupo lesão. Para o NPY no corno anterior houve aumento da imunorreatividade do grupo tratado com as CS apenas em comparação ao grupo controle. Já no funículo lateral a lesão aumentou a imunorreatividade NPY em comparação ao grupo controle, inclusive quando houve tratamento com as CS, mas este deixou de existir quando houve prétratamento das CS com as citocinas. Referente ao FGF-2, no funículo lateral e no fascículo grácil houve aumento da imunorreatividade no grupo tratado com as CS, acrescidas ou não de TGF-1, apenas em comparação ao grupo controle. Porém, o tratamento com as CS aumentou a imunorreatividade do FGF-2 na região do fascículo grácil. A imunorreatividade do FGF-2 aumentou na região de epicentro da lesão, e este efeito foi mantido nos grupos tratados com as CS, acrescidas ou não de TGF-1. Houve significante aumento da imunorreatividade da GFAP no corno anterior e no funículo lateral quando os grupos lesados foram tratados com as CS e/ou citocinas comparado ao grupo controle. Na região do epicentro, a lesão promoveu aumento da imunorreatividade da GFAP, que foi potencializado quando houve tratamento com as CS. A lesão promoveu aumento da imunorreatividade do NG2 no epicentro, inclusive quando houve tratamento com as CS. O melhor desempenho motor observado no grupo que recebeu inoculação de CS provavelmente está relacionado a fatores como respostas plásticas e neuroquímicas no tecido preservado da medula espinal. / The experimental use of Schwann cells is indicated on spinal cord treatment due to the ability of these cells to produce neurotrophic factors and inflammatory cytokines, influencing nervous system environment. Male rats were submitted to a moderate spinal cord contusion (25mm) at 11th thoracic level. Culture Schwann cells were obtained from sciatic nerves and pre-treated or not with inflammatory cytokines TGF-1 (5ng/ml) or TNF- (30ng/ml) and then were inoculated in lesion site just after trauma. Sham and lesion groups received culture medium inoculation. After surgery, rats were submitted to behavior analyses during 8 weeks. BBB showed motor recovery in the Schwann cell group. This effect was not potentiated by pretreated of Schwann cells with inflammatory cytokines. The spinal cords were processed for Cresil Violet or immunolabeling to GAP-43, glutamate, NPY, substance P, GFAP, FGF-2 and NG2. Stereological analyses showed no differences in the estimated number of remaining neurons and in the volume of the preserved tissue among the lesioned groups. The injury reduced GAP-43 immunoreactivity in ventral horn, which was reverted when injury was treated with Schwann cells pre-treated or not with TGF-1. Schwann cell treatment enhanced glutamate immunoreactivity in the ventral horn and lateral funiculus compared with lesioned group. In ventral horn, NPY immunoreactivity was enhanced in Schwann cells group compared with sham group. In lateral funiculus, the injury or the treatment with Schwann cells increased NPY immunoreactivity, comparing with sham group. FGF-2 of lateral funiculus and gracile fasciculus enhanced in Schwann cells group. Treatment with Schwann cells enhanced FGF-2 immunoreactivity in gracile fasciculus. Injury enhanced FGF-2 immunoreactivity in epicenter region, also observed in the groups treated by Schwann cells. In ventral horn and lateral funiculus when the lesioned groups were treated by Schwann cells and/or cytokines there was significant increase in GFAP immunoreactivity compared with sham group. In epicenter, the injury promoted GFAP immunoreactivity increase that was potentiated by Schwann cells treatment. The injury produced NG2 increase in epicenter, included by Schwann cells treatment. The motor recovery showed in Schwann cell group is probably related to neurochemical plasticity in spinal cord preserved tissue.

O sistema nervoso central (SNC) se comporta como um sistema plástico, com capacidade de se modificar continuamente por meio da plasticidade sináptica. Este fenômeno pode se manifestar como facilitação ou depressão da neurotransmissão, e também ser caracterizado em plasticidade sináptica de longo e curto prazo. A plasticidade sináptica de longo prazo ocorre em regiões específicas, dentre as quais estão o hipocampo, onde as sinapses da via Schaffer/CA1 são as sinapses onde os fenômenos de plasticidade a longo prazo são mais estudados. O hipocampo recebe informações sensórias auditivas, que dependendo da intensidade e do tempo de exposição podem causar alterações na função hipocampal. Nosso laboratório mostrou que ratos submetidos a um protocolo prolongado de estímulo sonoro de alta intensidade apresentam a potenciação de longo prazo (LTP) fortemente inibida na via Schaffer/CA1. No presente estudo, nosso objetivo foi investigar o estímulo sonoro mínimo para que a LTP seja inibida e os mecanismos responsáveis por esta resposta. Para tanto, testamos um protocolo de estimulação de 110 dB de curta duração (1 minuto) em ratos Wistar machos (60-70 dias de idade) e após 2 horas do estímulo, realizamos o registro extracelular da LTP em fatias hipocampais, por meio de um protocolo de alta frequência na via Schaffer/CA1. Também foram investigados outros fatores que podem influenciar a LTP, como por exemplo, a corticosterona, que é um modulador da LTP e cujos níveis circulantes aumentam após a estimulação sonora de alta intensidade. Além disso, avaliamos possíveis alterações no BDNF que está diretamente relacionado ao desenvolvimento e manutenção da LTP. O teste de aprendizado e memória espacial e o teste do medo condicionado foram realizados a fim de avaliarmos se o animal apresenta algum déficit de aprendizado e memória. Para responder as perguntas inerentes aos mecanismos de plasticidade sináptica hipocampal pela estimulação sonora, utilizamos a técnica do whole cell patch clamp e investigamos possíveis alterações nas correntes sinápticas excitatórias e inibitórias que chegam aos neurônios piramidais da CA1. Os nossos resultados mostram que a exposição a único episódio de som de alta intensidade teve um efeito transitório no hipocampo, inibindo a LTP por até 24 horas e revertendo após 48 da exposição ao som. Observamos que a inibição na via Schaffer-CA1está diretamente relacionado à intensidadesonora e não envolve a ativação do eixo HPA (eixo- hipotálamo-hipófise-adrenal), uma vez que os níveis de corticosterona nos animais que receberam 80 dB de estímulo e nos ratos sham aumentaram igualmente aos animais estimulados. O comprometimento da LTP não foi associado com alterações nos testes de memória e aprendizado espacial (Labirinto Aquático de Morris- LAM) ou com alterações no teste de medo condicionado. Além disso, os registros da neurotransmissão inibitória nos permite inferir que está havendo uma modulação dos neurônios inibitórios sobre os neurônios glutamatérgicos hipocampais, o que tem impacto direto na potenciação das sinapses da região CA1 após o som de 110 dB. Nossos dados sugerem que o som de alta intensidade pode inibir a secreção de BDNF nos animais estimulados, uma vez que após o tratamento com BDNF e seu agonista a LTP desenvolveu-se normalmente. Em conclusão mostramos que o som agudo de alta intensidade pode inibir a LTP hipocampal sem trazer prejuízos à memória dos animais; além disso, nossos dados sugerem que os interneurônios GABAérgicos podem estar influenciando esta resposta por meio do aumento das correntes inibitórias. Por fim, sugerimos que em animais estimulados, a secreção de BDNF pode estar comprometida influenciando na inibição da LTP / The central nervous system (CNS) behaves as a plastic system, with the ability to continuously modify itself through synaptic plasticity. This phenomenon may manifest as facilitation or depression of neurotransmission, and also be characterized in synaptic plasticity of long and short term. Long-term synaptic plasticity occurs in specific regions, including the hippocampus, where synapses of the Schaffer / CA1 pathway are the synapses where long-term plasticity phenomena are more studied. The hippocampus receives auditory sensory information, which depending on intensity and time of exposure may cause alterations in hippocampal function. Our laboratory showed that rats submitted to a long-term protocol of high intensity sound stimulus present the long-term potentiation (LTP) strongly inhibited in the Schaffer / CA1 pathway. In the present study, our objective was to investigate the minimum sound stimulus for LTP to be inhibited and the mechanisms responsible for this response. For this, we tested a protocol of stimulation of 110 dB of short duration (1 minute) in male Wistar rats (60-70 days of age) and after 2 hours of the stimulus, we performed the extracellular record of LTP in hippocampal slices, by means of a high frequency protocol in the Schaffer / CA1 pathway. Other factors that may influence LTP have also been investigated, such as corticosterone, which is a LTP modulator and whose circulating levels increase after high-intensity sound stimulation. In addition, we evaluated possible changes in BDNF that are directly related to the development and maintenance of LTP. The spatial memory and learning test and the conditioned fear test were performed to assess whether the animal has some learning and memory deficits. In order to answer the questions related to the mechanisms of hippocampal synaptic plasticity by sound stimulation, we used the whole cell patch clamp technique and investigated possible changes in the excitatory and inhibitory synaptic currents that reach CA1 pyramidal neurons. Our results show that exposure to a single episode of high intensity sound had a transient effect on the hippocampus, inhibiting LTP for up to 24 hours and reverting after 48 hours of exposure to sound. We observed that the inhibition in the Schaffer/CA1 pathway is directly related to sound intensity and does not involve the activation of the HPA axis (hypothalamic-pituitary-adrenal axis), since corticosterone levels in animals receiving 80 dB stimulation and in rats sham ratio alsoincreased to stimulated animals. LTP impairment was not associated with changes in memory and spatial learning tests (Morris Water Maze) or changes in the conditioned fear test. Furthermore, the records of inhibitory neurotransmission allow us to infer that there is a modulation of inhibitory neurons on hippocampal glutamatergic neurons, which has a direct impact on the potentiation of synapses of the CA1 region after the sound of 110 dB. Our data suggest that high intensity sound may inhibit BDNF secretion in stimulated animals, since after treatment with BDNF and its agonist LTP has normally developed. In conclusion we showed that high intensity acute sound can inhibit hippocampal LTP without impairing the animals\' memory; in addition, our data suggest that GABAergic interneurons may be influencing this response by increasing inhibitory currents. Finally, we suggest that in stimulated animals, BDNF secretion may be compromised by inhibiting LTP

O feijão-fava (Phaseolus lunatus L.) é uma importante espécie da família Fabaceae, que possui ampla distribuição mundial. A origem e a domesticação da espécie são apontadas no continente americano, no entanto, os locais exatos ainda não estão totalmente esclarecidos, devido à ampla distribuição e a escassez de populações silvestres. Além disso, a perda de germoplasma de feijão-fava em muitas áreas de distribuição natural, o que mostra a importância dos Bancos de Germoplasma, da caracterização da diversidade e dos estudos de domesticação da espécie. O estudo da diversidade genética a nível molecular vem sendo bastante realizado, os marcadores moleculares de microssatélites (SSR), se destacam. O feijão-fava conta com poucos estudos usando como ferramentas os SSRs, não possuindo locos específicos para a espécie, o que limita o conhecimento sobre sua genética. Assim, objetivou-se desenvolver locos microssatélites nucleares (ncSSR) específicos a espécie para estudar a diversidade genética, bem como, o processo de domesticação entre acessos silvestres e domesticados em diferentes países (Brasil, México, Peru, Colômbia e Argentina), por marcadores SSR cloroplastidiais (cpSSR), além de estudar a plasticidade fenotípica de acessos brasileiros. Estimou-se a plasticidade fenotípica de 12 acessos do Brasil em quatro ambientes com diferentes adubos (1 - controle sem adubação; 2 - adubação mineral NPK; 3 - adubação orgânica de esterco bovino; 4 - adubação mineral e orgânica). O delineamento foi inteiramente casualizado com três repetições. Os caracteres avaliados foram: Número de Dias para Floração (NDF), Número de Dias para Maturação (NDM), Número de Vagens por Planta (NVP), Número de Sementes por Planta (NSP), Comprimento de vagem (CV), Largura da Vagem (LV), Número de Lóculos por Vagem (NLV), e Peso de Cem Sementes (P100S). Realizou-se a análise de variância e estimou-se o índice de Plasticidade Fenotípica (IPF) e a Correlação de Pearson entre os caracteres. Para a determinação da diversidade e estrutura genética foram usados marcadores microssatélites, sendo cinco locos cloroplastidiais (cpSSR) e três locos nucleares (ncSSR), em 44 acessos de feijão-fava. Foi possível detectar-se plasticidade fenotípica nos acessos de feijão-fava. Todos os caracteres, com exceção de NDF e NSV, apresentaram interação genótipo × ambiente significativa para os quatro ambientes avaliados. NVP e NSP tiveram os maiores IPF (0,82) e NDF o menor (0,06), sendo assim o mais e o menos plástico, respectivamente, nos quatro ambientes. A maior correlação positiva foi observada entre NVP x NSP, de modo que seus valores variam na mesma direção. NVP x P100S apresentaram a maior correlação negativa. A diversidade genética observada com marcadores microssatélites nucleares e cloroplastidiais mostrou-se maior em acessos do México (cpSSR = 0,163; ncSSR = 0,15), seguido do Brasil (cpSSR = 0,111; ncSSR = 0,00). Em nível de variedades, os acessos silvestres tiveram menor diversidade em cpSSR (0,16) e maior em ncSSR (0,14) do que os domesticados (cpSSR = 0,119; ncSSR = 0,02). Altos níveis de variação e diferenciação genética foram observadas entre países, com 94% da variação e Fst = 0,874 e entre variedades, com 87% e Fst = 0,944 em cpSSR. Já em ncSSR, variação e diferenciação maiores ocorreram entre acessos (61%; Fst = 0,771) e dentro de variedades (80%; Fst = 0,778). Essas diferenças podem estar relacionadas a diferenças no padrão de herança dos marcadores. Os SSR cloroplastidiais são mais conservados e tem herança maternal. Assim, os acessos de mesmo país conservam os mesmos haplótipos, apresentando baixa diferenciação entre eles. O contrário ocorre com os SSR nucleares, que possuem herança biparental e maior porcentagem de mutação. Apresentando assim, maior diferenciação entre os acessos, que é favorecida pelo sistema reprodutivo predominantemente autógamo. Os acessos domesticados brasileiros estão mais próximos geneticamente dos acessos silvestres mexicanos, podendo ter sido resultantes da domesticação de indivíduos silvestres do México. / Lima bean (Phaseolus lunatus L.) is an important species of the Fabaceae family, which is distributed worldwide. The origin and domestication of the species is not fully understood due to the wide distribution and lack of wild accessions, as well as the loss of germplasm in many areas of its natural distribution, which indicates the importance of germplasm banks and the characterization of diversity and of domestication studies. The study of genetic diversity at the molecular level has been quite accomplished, the molecular markers od microsatellites (SSR), stand out. The lima bean has few studies using as tools the SSRs, not having specific loci for the species, which limits the knowledge about its genetics. Thus, the objective was to develop specific nuclear microsatellite loci (ncSSR) to study the genetic diversity, as well as the domestication process involving wild and domesticated accessions in different countries (Brazil, Mexico, Peru, Colombia and Argentina), by chloroplastids SSR markers (cpSSR), besides to study the phenotypic plasticity of Brazilian accessions. The phenotypic plasticity of 12 accessions from Brazil was estimated in four environments with different fertilizers (1 - control without fertilization, 2 - mineral fertilization with NPK, 3 - organic fertilization with bovine manure, 4 - mineral [NPK] and organic fertilization [manure]). The design was completely randomized with three replicates. The evaluated traits were: Number of Days for Flowering (NDF), Number of Days for Maturation (NDM), Number of Pods per Plant (NVP), Number of Seeds per Plant (NSP), Pod Length (CV), Pod Width (LV), Number of Locules per Pod (NLV), and Weight of One Hundred Seeds (P100S). The analysis of variance was performed, the index of Phenotypic Plasticity (IPF) and the Pearson Correlation between the characters were estimated. Microsatellite markers were used for the determination of genetic diversity and structure, with five chloroplastid (cpSSR) and three nuclear loci (ncSSR) in 44 accessions of lima bean. There was phenotypic plasticity in the accessions of lima bean. All characters except for NDF and NSV presentated genotype x environment interaction significant for the four environments evaluated. NVP and NSP had the highest (0.82) and NDF the lowest (0.06) IPF, thus being the most and the least plastic, respectively, in the four environments. The highest positive correlation was observed between NVP x NSP, so that their values vary in the same direction. NVP and P100S had the highest negative correlation. The genetic diversity observed with nuclear and chloroplast microsatellite markers was greater in accessions from Mexico (cpSSR = 0.163; ncSSR = 0.15), followed by Brazil (cpSSR = 0.111; ncSSR = 0.00). At the variety level, wild accessions had lower diversity with cpSSR (0.16) and higher diversity with ncSSR (0.14) than domestic (cpSSR = 0.119; ncSSR = 0.02). High levels of variation and genetic differentiation were observed among countries, with 94% of the variation and Fst = 0.874, and between varieties, with 87% and Fst = 0.944 with cpSSR. With ncSSR, greater variation and differentiation occurred between accessions (61%, Fst = 0.771) and within varieties (80%, Fst = 0.788). These differences may be related to differences in the inheritance pattern of the markers. Chloroplast SSRs are more conserved and have maternal inheritance. Thus, accessions from the same country retain the same haplotypes, presenting low differentiation between them. The opposite occurs with nuclear SSR, which has a biparental inheritance and a higher percentage of mutation. Thus, a greater differentiation exists between the accessions, which is favored by the predominantly autogamous reproductive system. Brazilian domesticated accessions are genetically closest to the Mexican wild accessions, and may have resulted from the domestication of wild individuals from Mexico.

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Além de sintomas motores, os pacientes acometidos com essa doença apresentam ainda sintomas não motores e neuropsiquiátricos onde destaca-se a depressão. Atualmente, nenhuma das drogas utilizadas é totalmente eficaz para a DP, nesse contexto, terapias promissoras ainda precisam ser exploradas. Alguns estudos demonstraram que o consumo de flavonoides podem diminuir a incidência e os sintomas de doenças neurodegenerativas e de transtornos depressivos. Nosso estudo anterior já constatou que o flavonoide hesperidina (4'-methoxy-7-O-rutinosyl-3',5-dihydroxyflavanone), intervém na DP e no comportamento tipo depressivo via estresse oxidativo, em um modelo induzido por 6-hidroxidopamina (6-OHDA) em camundongos. Baseando-se nas evidências, se torna interessante investigar o efeito da hesperidina em outros parâmetros da DP no modelo da 6-OHDA, além de seu efeito antidepressivo no modelo da bulbectomia olfatória (BO). Para avaliar a DP, a hesperidina ou o veículo (50 mg/kg) foram administrados via oral (gavagem) durante 28 dias. Após este período, os camundongos foram submetidos a testes comportamentais. Para avaliar a depressão no modelo OB, a hesperidina ou o veículo (50 mg/kg) foram administrados via oral (gavagem) durante 13 dias. Após este período, os camundongos foram submetidos aos testes comportamentais e neuroquímicos. No modelo induzido pela 6-OHDA, o tratamento com a hesperidina protegeu contra a inibição das enzimas mitocondriais dos complexos I, II, IV e V, da enzima Na+/K+ ATPase, diminuição do potencial de membrana mitocondrial, e aumento das atividades das caspases 3 e 9 e níveis de marcadores de inflamação. Além disso, a administração do flavonoide culminou na restauração dos níveis de fatores neurotroficos, assim como dos neurônios positivos para tirosina hidroxilase (TH), e níveis de DA e seus metabolitos no estriado. O tratamento com hesperidina também atenuou as alterações comportamentais de rotação, ansiedade, anedonia, memória e nos danos olfatórios induzidos pela 6-OHDA. No modelo de depressão induzido pela OB, o tratamento oral com hesperidina foi efetivo em reverter o declínio dos fatores neurotróficos, o aumento das citocinas pro-inflamatórias e da atividade da enzima acetilcolinesterase (AchE) no hipocampo, bem como o aumento da atividade locomotora, os prejuízos na memória, o comportamento tipo depressivo e a anedonia decorrentes da remoção dos bulbos. No modelo de DP induzido pela 6-OHDA pode-se propor que a hesperidina atua na restauração dos neurônios dopaminérgicos através do restabelecimento dos fatores neurotróficos, controle das citocinas, e modulação da atividade mitocondrial e apoptótica no estriado, o que reflete na recuperação dos prejuízos comportamentais. No modelo da depressão, indica-se que a reparação hipocampal sobre os fatores neurotróficos e marcadores inflamatórios são responsáveis pelo reestabelecimento comportamental no tratamento com hesperidina. Estes resultados certificam o efeito potencial da hesperidina no tratamento da DP e dos distúrbios depressivos, indicando que esse flavonoide pode atuar como terapia multialvo, associando DP e os transtornos mentais. Isso se deve à 4 regulação de fatores neurotróficos, inflamatórios e apoptóticos, atividades enzimáticas (AchE e Na+/K+ ATPase), disfunção mitocondrial e recuperação neuronal dopaminérgica. / Parkinson's disease (PD) is the second most prevalent neurodegenerative disease in the elderly population. Its main neuropathological characteristic is the striatal dopamine (DA) depletion, which leads to the appearance of the motor symptoms of the disease. In addition to motor symptoms, the patients with this disease also present non-motor and neuropsychiatric symptoms where depression stands out. Currently, none of the drugs used is fully effective for PD, in this context, promising therapies still need to be explored. Some studies have shown that consumption of flavonoids may decrease the incidence and symptoms of neurodegenerative diseases and depressive disorders. Our previous study has found that the flavonoid hesperidin (4'-methoxy-7-O-rutinosyl-3 ', 5-dihydroxyflavanone) plays a role in PD and in the depressive behavior via oxidative stress in mice induced by 6-hydroxydopamine (6 -OHDA). Based on the evidence, is interesting to investigate the effect of hesperidin in other parameters of PD in the 6-OHDA model, besides the its antidepressant effect in olfactory bulbulometric (BO) model. To evaluate the PD, hesperidin or vehicle (50 mg / kg) were administered orally (gavage) for 28 days. After this period, the mice were submitted to behavioral tests. To assess depression in the OB model, hesperidin or vehicle (50 mg / kg) were administered orally (gavage) for 13 days. After this period, the mice were submitted to behavioral and neurochemical tests. In the 6-OHDA-induced model, treatment with hesperidin protected against inhibition of mitochondrial enzymes of complexes I, II, IV and V, Na + / K + ATPase enzyme, against the decrease in mitochondrial membrane potential, and against the increase of caspases 3 and 9 activities and inflammatory markers levels. In addition, flavonoid administration culminated in restoration of neurotrophic factors levels, as well as tyrosine hydroxylase (TH) positive neurons, DA and its metabolites levels in the striatum. The treatment with hesperidin also attenuated the behavioral changes of rotation, anxiety, anhedonia, memory and olfactory damage induced by 6-OHDA. In addition, in depression model OB-induced, oral hesperidin treatment was effective in reversing the decline of neurotrophic factors, increase of proinflammatory cytokines levels and acetylcholinesterase (AchE) activity in the hippocampus, as well as increase of locomotor activity, memory impairment, depressive behavior and anhedonia due to removal of bulbs. In DP model induced by 6-OHDA it can be proposed that hesperidin acts in the restoration of dopaminergic neurons through the reestablishment of neurotrophic factors, cytokine control, and modulation of mitochondrial and apoptotic activity in striatum, which reflects in the recovery of damages behavioral. In depression model, it is indicated that hippocampal repair on neurotrophic factors and inflammatory markers are responsible for behavioral reestablishment by hesperidin treatment. These results confirm the potential effect of hesperidin in the treatment of PD and depressive disorders, indicating that this flavonoid can act as a multi-target therapy, associating PD and mental disorders. This is due to the regulation of neurotrophic, inflammatory and apoptotic factors, enzymatic activities (AchE and Na+/K+ ATPase), mitochondrial dysfunction and dopaminergic neuronal recovery.