Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-02-25T17:22:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Thays Kallyne Marinho de Souza.pdf: 1805703 bytes, checksum: f08928b19d9601ff8333daee47b44ef5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-25T17:22:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Thays Kallyne Marinho de Souza.pdf: 1805703 bytes, checksum: f08928b19d9601ff8333daee47b44ef5 (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / CNPQ / A depressão alastrante cortical (DAC) caracteriza-se pela redução reversível da atividade elétrica no córtex cerebral, em consequência de um estímulo elétrico, mecânico ou químico de um ponto do tecido cerebral. Evidências experimentais sugerem que a DAC pode modular a excitabilidade neural e atividade sináptica, com possíveis implicações para potenciação de longa duração. Fatores sistêmicos como agentes anestésicos e hipoglicemia podem influenciar na propagação da DAC, bem como as condições de lactação dos animais. Nós investigamos a influência de dois tipos de agentes anestésicos (mistura de uretana+alfa-cloralose ou tribromoethanol) sobre os possíveis efeitos da DAC em aumentar a atividade eletrocorticográfica (ECoG), em ratos Wistar, machos e adultos que foram previamente submetidos a condições favoráveis e desfavoráveis de lactação. Adicionalmente, observamos se este efeito de potenciação pode ser modulado pela hipoglicemia induzida pela insulina. Os ratos foram previamente amamentados em ninhadas formadas por 6 e 12 filhotes (grupos L6 e L12, respectivamente, condições consideradas como favoráveis e desfavoráveis de lactação). Na vida adulta, nós avaliamos, em dois pontos corticais, o aumento na amplitude do eletrocorticograma após o tecido cortical ter sido exposto a DAC. Essa análise foi feita com o auxílio de um algoritmo implementado no software Matlab ™. Nossos dados indicam que os agentes anestésicos e as condições de lactação modulam a potenciação induzida pela DAC sobre a amplitude do ECoG e que a hipoglicemia induzida pela aplicação de insulina não modifica este efeito dos agentes anestésicos. Investigações futuras são necessárias para aprofundar a relevância desses achados na fisiopatologia de certas doenças neurológicas relacionadas com a excitabilidade cerebral, como as epilepsias. / Cortical spreading depression (CSD) is characterized by reversible reduction of the evoked and spontaneous electrical activity in the cerebral cortex subsequent to electrical, mechanical or chemical stimulation of one point of the cerebral tissue. Experimental evidence has suggested that CSD can modulate neural excitability and synaptic activity, with possible implications for the long-term potentiation. Systemic factors like anesthetic agents and hypoglycemia may influence CSD propagation, as well as the lactation conditions of the animal. We investigated the influence of two types of anesthetic agents (urethane + alpha-chloralose or tribromoethanol) on the possible effects of CSD in enhancing the electrocorticographic activity (ECoG) in adult male Wistar rats that were previously suckled in favorable and unfavorable conditions of lactation. Additionally, we observed whether this potentiation effect may be modulated by insulin-induced hypoglycemia. The rats were previously suckled in litters formed by 6 or 12 pups (termed L6 and L12 groups; considered respectively as favorable and unfavorable lactation condition). In adulthood, we evaluate the increase in amplitude of electrocorticogram after the cortical tissue had been exposed to CSD in two cortical points with the support of an algorithm implemented in Matlab ™ software. In the L12 condition, the rats presented significantly lower body- and brain weights than L6 control rats. Our data suggest that anesthetic agents and lactation condition modulate the potentiation induced by CSD on the amplitude of the ECoG and that insulin-induced hypoglycemia does not modify the anesthetic agents’ effect. We also confirmed the regional cortical difference in potentiation of ECoG in anesthetized animals. Further studies shall deeply investigate the relevance of these findings for certain neurological diseases related to brain excitability, such as epilepsy.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-31T20:16:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Igor Tchaikovsky Mello de Oliveira.pdf: 2658205 bytes, checksum: fc8a40bfa31dd1cfee1f290fd4a98ae0 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-12T21:24:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Igor Tchaikovsky Mello de Oliveira.pdf: 2658205 bytes, checksum: fc8a40bfa31dd1cfee1f290fd4a98ae0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-12T21:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Igor Tchaikovsky Mello de Oliveira.pdf: 2658205 bytes, checksum: fc8a40bfa31dd1cfee1f290fd4a98ae0 (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / CNPq / Os núcleos da base contêm circuitos neurais que, se manipulados corretamente, desencadeiam reconhecidos efeitos anticonvulsivantes. A desinibição do corpo estriado (ES) quanto a inibição da substância negra reticulada (SNPr), são anticonvulsivantes em modelos animais e compõem os denominados Sistemas anticonvulsivantes endógenos (SAES). Tanto o sistema nervoso central, quanto os SAEs podem ter suas respostas alteradas frente diferentes estímulos, pelo fenômeno de plasticidade. Apesar de ser bem conhecida a possibilidade de indução de plasticidade através de estimulação elétrica de alta frequênciae detecção de um potencial evocado num circuito neural, ainda não foi testado o possível efeito da estimulação elétrica de alta frequência no ES sobre a SNPr e sobre o comportamento do animal. Ratos machos adultos Long evans foram randomicamente separados em dois grupos: controle (n=4) e experimental (n=4), e, submetidos a cirurgia para implante de uma matriz de multieletrodos (16 canais) no hipocampo, um tetrodo (4 canais) no ES e um conjunto de eletrodos (8 canais) na SNPr para aquisição do registro de potencial de campo local. Um eletrodo de estímulo foi também implantando na via estriado nigral. Antes de cada protocolo os animais foram filmados em uma arena de acrílico durante 5 min para avaliação de possíveis alterações comportamentais geradas pelo estímulo. Por fim, os dois grupos receberam microinjeção intrahipocampal de pilocarpina para indução de eventos paroxísticos. A eletrofisiologia mostra que, após a aplicação de estímulo no ES, detectamosuma resposta evocada na SNPr. Quantificamos a média de quadrados adentrados (53,7±13,5 e 5,5±1,8), elevação (23,5±7,6 e 3,5±2,4), sacudidelas de corpo e cabeça (10,6±3,0 e zero) e autolimpeza (4,3±2,1 e zero) nos grupos experimental e controle, respectivamente. Os resultados até o presente momento sugerem que a aplicação do estímulo de alta frequência estácausando mudanças plásticas no circuito estriado nigral, o que modifica o padrão comportamental de motricidade nos animais. É possível detectar uma reposta evocada no circuito estriado nigral após a aplicação do estímulo. Temos como perspectiva analisar os dados eletrofisiológicos relacionados à microinjeção intrahipocampal de pilocarpina. / The basal ganglia contain neural circuits that, if manipulated correctly, trigger recognized anticonvulsant effects. Inhibition of the striatum (CS) and inhibition of the substantia nigra pars reticulate (SNPr), are anticonvulsants in animal models and make up the so-called Endogenous anticonvulsant mechanisms (EAMs).Both the central nervous system and the EAMs may have their responses altered in front of different stimuli, by the phenomenon of plasticity. Although the possibility of induction of plasticity through high-frequency electrical stimulation and detection of an evoked potential in a neuronal circuit is well known, the possible effect of the high-frequency electrical stimulation in the CS on the SNPr and on the behavior has not yet been tested in the animal. Long evans male adult rats were randomly divided into two groups: control (n = 4) and experimental (n = 4), and undergoing surgery to implant a microarray of electrodes (16 channels) in the hippocampus, a tetrode (4 channels ) in CS and a set of electrodes (8 channels) in the SNPr for acquisition of the local field potential. A stimulus electrode were implanted in the striatum nigral pathway. Before each protocol, the animals were filmed in an open fiel for 5 min to evaluate possible behavioral changes generated by the stimulus. Finally, the two groups received intrahipocampal pilocarpine microinjection to induce paroxysmal events. Electrophysiology shows that, after stimulus application in CS, we detected an evoked potential in the SNPr. We quantified the mean of in-squares (53.7 ± 13.5 and 5.5 ± 1.8), elevation (23.5 ± 7.6 and 3.5 ± 2.4), body and head shaking (10.6 ± 3.0 and zero) and self-cleaning (4.3 ± 2.1 and zero) in the experimental and control groups, respectively. The results suggest that the application of the high frequency stimulus is causing plastic changes in the striatum nigral pathway, which modifies the motor behavioral pattern in animals. It is possible to detect an evoked potential in the circuit after the application of the stimulus. We aim to analyze the electrophysiological data related to the intrahipocampal microinjection of pilocarpine.

Made available in DSpace on 2014-06-12T22:58:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3155_1.pdf: 1119611 bytes, checksum: e64813b9f4c123b0ef51176f3966b96e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O fenômeno da depressão alastrante cortical (DAC) é influenciado por alterações da excitabilidade do cérebro, e tem sido utilizado como modelo para o estudo dessa excitabilidade. Após a ocorrência da DAC, tem sido encontrado um aumento na atividade elétrica neural e sináptica. Isto poderia sugerir uma relação entre a DAC e o fenômeno neural conhecido como LTP (do inglês Long-term potentiation ). A LTP corresponde a um aumento persistente na atividade sináptica (plasticidade neuronal) que tem sido associado com aprendizagem e memória (IZQUIERDO, 2008). O objetivo foi investigar em ratos adultos (90-120 dias) nutridos e desnutridos se a presença da DAC potencia a atividade elétrica espontânea e evocada do córtex cerebral. Ratos Wistar machos, nutridos (N- amamentados em ninhadas de 6 filhotes; n=10), desnutridos no aleitamento (D - amamentados em ninhadas de 12 filhotes; n=10) e com restrição alimentar na vida adulta (RA - receberam 70% da dieta consumida por animais nutridos; n=7), foram anestesiados e submetidos ao registro &#8213;basal&#8214; da atividade elétrica cortical espontânea (ECoG), na região parietal direita, em dois pontos denominados &#8213;anterior&#8214; (a) e &#8213;posterior&#8214; (p), durante 2h. Após este período, a DAC passou a ser deflagrada, a cada 20min, com KCl a 2% e o ECoG, bem como a variação lenta de voltagem que acompanha a DAC, foram registrados por mais 2h. Em cada hora do registro, amostras de aproximadamente 10 minutos dos registros em papel foram digitalizadas e analisadas por meio de um algoritmo específico e as amplitudes do ECoG foram convertidas em unidades relativas. Em comparação com os valores basais, as amplitudes no período com DAC aumentaram significantemente (p<0,05) no ponto a, nos três grupos (aumentos de 13% a 23%). No ponto p, o aumento da amplitude (de 22%) foi significante apenas no grupo D. Um quarto grupo, no qual não se provocou a DAC, apresentou amplitudes semelhantes durante as 4 horas do registro. A resposta cortical evocada por estimulação elétrica trans-calosa também apresentou um aumento de 20 e 40% (nos grupos N e D, respectivamente), após a DAC, em relação aos valores basais. Os resultados: (1) reforçam a hipótese de que no rato a DAC potencia a atividade elétrica cortical espontânea e evocada &#8213;in vivo , sugerindo efeito semelhante à LTP; (2) indicam a existência de diferenças regionais no tecido cortical, quanto a esse efeito; (3) sugerem que essa potenciação é modulada pelo estado nutricional

A consolidação sistêmica é um processo de reorganização estrutural onde memórias inicialmente dependentes do hipocampo passam a ser dependentes do córtex para serem evocadas. Classicamente, esse fenômeno tem sido associado com o passo do tempo, isto é, memórias recentes seriam dependentes do hipocampo enquanto memórias remotas seriam dependentes do córtex. A mesma variável “tempo” parece fundamental para mudanças na qualidade da memória em termos de quão precisa ela se expressa. Memórias testadas poucos dias após o treino são habitualmente precisas, enquanto maiores intervalos entre treino e teste aumentam a possibilidade de generalização, nesse caso estímulos discretos ou contextos neutros podem desencadear respostas condicionadas. Recentemente, uma forte relação entre consolidação sistêmica e generalização foi demonstrada, no entanto, se desconhece como esses processos ocorrem e quais são as vias implicadas na comunicação entre hipocampo e córtex que as favorecem. Aqui, usando o Condicionamento Aversivo ao Contexto, avaliamos duas estruturas, o Núcleo Talâmico Reuniens (NR) e o Córtex Entorrinal Lateral (CEL) como possíveis mediadores da consolidação sistêmica e generalização da memória. Nossos resultados mostraram que a atividade do NR é essencial para permitir que estruturas corticais inibidas antes do treino sejam novamente ativadas durante sessões de reativação/reconsolidação atualizando o engrama e permitindo a expressão da memória remota. Esses achados se complementaram com resultados eletrofisiológicos onde a inibição do NR prejudicou a indução de potenciação de longa v duração entre vias do hipocampo e o Córtex Cigulado Anterior. Por outro lado o CEL parece possuir uma janela de plasticidade alguns dias após o aprendizado (3 dias) que pode determinar a qualidade da memória no futuro. A inibição do CEL 3 dias após o treino mantem a precisão da memória em um ponto onde os controles generalizam. Esse fenômeno se mostrou mediado por uma via de sinalização dependente de receptores NMDA contendo a subunidade NR2B, a calcineurina e os receptores AMPA permeáveis ao cálcio. A mesma inibição que mantem a precisão parece também manter a dependência hipocampal. Propomos nesse texto que ambos, o NR e o CEL, são estruturas que controlam ativamente a consolidação sistêmica e generalização da memória possivelmente guiados pela atividade do córtex pré-frontal medial. O estudo das vias que permitem a comunicação hipocampo-córtex pode ser essencial para entender a própria natureza da consolidação sistêmica e estabelecer possíveis estratégias para retardar ou inibir a generalização de memórias aversivas, um clássico alvo terapêutico de transtornos de ansiedade como o Transtorno de Estresse Pós-traumático. / Systems consolidation has been described as a structural reorganization process involving the neocortical and hippocampal networks underlying memory storage and retrieval. Classically, this phenomenon seems to be time-dependent in which recent memories are hippocampal-dependent while remote memoires are cortical-dependent during retrieval. This same variable, "time", is critical to memory quality in terms of precision during the expression. Memories tested some days after training are usually precise, however, extended intervals between training and testing increase the chance of generalization, in this case, neutral contextual or discrete cues, are able to triggered conditioned responses. Recently, a close relationship between systems consolidation and memory generalization was suggested, nevertheless, how these processes occurred and the synaptic pathways implicated in cortico-hippocampal communication are unknown. Here, using Contextual Fear Conditioning, we evaluated two structures, the thalamic Nucleus Reuniens (NR) and the Lateral Entorhinal Cortex (LEC) as potential regulators of systems consolidation and memory generalization. Our results showed that the activity of the NR is essential for cortical activity recovery after pre-training suppression during reactivation/reconsolidation session allowing the updating of memory engram and appropriate remote memory expression. These findings were supported by electrophysiological evidence showing that NR inhibition disrupts the induction of long term potentiation between hippocampal and Anterior Cingulate Cortex pathways. On the other hand, the LEC has a window plasticity opportunity after learning (3 days) that guides the future quality of memory expression. Inhibition of LEC on day 3 after training maintain memory precision while control group vii express generalized memory. This effects was mediated by signaling involving NR2Bcontaining NMDA , calcineurin and CP-AMPA receptors. The same inhibition procedure of LEC seems to maintain hippocampal dependency. We proposed that NR and LEC control actively systems consolidation and memory generalization probably facilitating top-down control by medial prefrontal cortex. Dissection of neural pathways associated to corticohippocampal communication is fundamental to understand the nature of systems consolidation and potential strategies to delay or prevents fear memory generalization, a classically hallmark of anxiety disorders such as Posttraumatic Stress Disorder.

A consolidação sistêmica é um processo de reorganização estrutural onde memórias inicialmente dependentes do hipocampo passam a ser dependentes do córtex para serem evocadas. Classicamente, esse fenômeno tem sido associado com o passo do tempo, isto é, memórias recentes seriam dependentes do hipocampo enquanto memórias remotas seriam dependentes do córtex. A mesma variável “tempo” parece fundamental para mudanças na qualidade da memória em termos de quão precisa ela se expressa. Memórias testadas poucos dias após o treino são habitualmente precisas, enquanto maiores intervalos entre treino e teste aumentam a possibilidade de generalização, nesse caso estímulos discretos ou contextos neutros podem desencadear respostas condicionadas. Recentemente, uma forte relação entre consolidação sistêmica e generalização foi demonstrada, no entanto, se desconhece como esses processos ocorrem e quais são as vias implicadas na comunicação entre hipocampo e córtex que as favorecem. Aqui, usando o Condicionamento Aversivo ao Contexto, avaliamos duas estruturas, o Núcleo Talâmico Reuniens (NR) e o Córtex Entorrinal Lateral (CEL) como possíveis mediadores da consolidação sistêmica e generalização da memória. Nossos resultados mostraram que a atividade do NR é essencial para permitir que estruturas corticais inibidas antes do treino sejam novamente ativadas durante sessões de reativação/reconsolidação atualizando o engrama e permitindo a expressão da memória remota. Esses achados se complementaram com resultados eletrofisiológicos onde a inibição do NR prejudicou a indução de potenciação de longa v duração entre vias do hipocampo e o Córtex Cigulado Anterior. Por outro lado o CEL parece possuir uma janela de plasticidade alguns dias após o aprendizado (3 dias) que pode determinar a qualidade da memória no futuro. A inibição do CEL 3 dias após o treino mantem a precisão da memória em um ponto onde os controles generalizam. Esse fenômeno se mostrou mediado por uma via de sinalização dependente de receptores NMDA contendo a subunidade NR2B, a calcineurina e os receptores AMPA permeáveis ao cálcio. A mesma inibição que mantem a precisão parece também manter a dependência hipocampal. Propomos nesse texto que ambos, o NR e o CEL, são estruturas que controlam ativamente a consolidação sistêmica e generalização da memória possivelmente guiados pela atividade do córtex pré-frontal medial. O estudo das vias que permitem a comunicação hipocampo-córtex pode ser essencial para entender a própria natureza da consolidação sistêmica e estabelecer possíveis estratégias para retardar ou inibir a generalização de memórias aversivas, um clássico alvo terapêutico de transtornos de ansiedade como o Transtorno de Estresse Pós-traumático. / Systems consolidation has been described as a structural reorganization process involving the neocortical and hippocampal networks underlying memory storage and retrieval. Classically, this phenomenon seems to be time-dependent in which recent memories are hippocampal-dependent while remote memoires are cortical-dependent during retrieval. This same variable, "time", is critical to memory quality in terms of precision during the expression. Memories tested some days after training are usually precise, however, extended intervals between training and testing increase the chance of generalization, in this case, neutral contextual or discrete cues, are able to triggered conditioned responses. Recently, a close relationship between systems consolidation and memory generalization was suggested, nevertheless, how these processes occurred and the synaptic pathways implicated in cortico-hippocampal communication are unknown. Here, using Contextual Fear Conditioning, we evaluated two structures, the thalamic Nucleus Reuniens (NR) and the Lateral Entorhinal Cortex (LEC) as potential regulators of systems consolidation and memory generalization. Our results showed that the activity of the NR is essential for cortical activity recovery after pre-training suppression during reactivation/reconsolidation session allowing the updating of memory engram and appropriate remote memory expression. These findings were supported by electrophysiological evidence showing that NR inhibition disrupts the induction of long term potentiation between hippocampal and Anterior Cingulate Cortex pathways. On the other hand, the LEC has a window plasticity opportunity after learning (3 days) that guides the future quality of memory expression. Inhibition of LEC on day 3 after training maintain memory precision while control group vii express generalized memory. This effects was mediated by signaling involving NR2Bcontaining NMDA , calcineurin and CP-AMPA receptors. The same inhibition procedure of LEC seems to maintain hippocampal dependency. We proposed that NR and LEC control actively systems consolidation and memory generalization probably facilitating top-down control by medial prefrontal cortex. Dissection of neural pathways associated to corticohippocampal communication is fundamental to understand the nature of systems consolidation and potential strategies to delay or prevents fear memory generalization, a classically hallmark of anxiety disorders such as Posttraumatic Stress Disorder.

A consolidação sistêmica é um processo de reorganização estrutural onde memórias inicialmente dependentes do hipocampo passam a ser dependentes do córtex para serem evocadas. Classicamente, esse fenômeno tem sido associado com o passo do tempo, isto é, memórias recentes seriam dependentes do hipocampo enquanto memórias remotas seriam dependentes do córtex. A mesma variável “tempo” parece fundamental para mudanças na qualidade da memória em termos de quão precisa ela se expressa. Memórias testadas poucos dias após o treino são habitualmente precisas, enquanto maiores intervalos entre treino e teste aumentam a possibilidade de generalização, nesse caso estímulos discretos ou contextos neutros podem desencadear respostas condicionadas. Recentemente, uma forte relação entre consolidação sistêmica e generalização foi demonstrada, no entanto, se desconhece como esses processos ocorrem e quais são as vias implicadas na comunicação entre hipocampo e córtex que as favorecem. Aqui, usando o Condicionamento Aversivo ao Contexto, avaliamos duas estruturas, o Núcleo Talâmico Reuniens (NR) e o Córtex Entorrinal Lateral (CEL) como possíveis mediadores da consolidação sistêmica e generalização da memória. Nossos resultados mostraram que a atividade do NR é essencial para permitir que estruturas corticais inibidas antes do treino sejam novamente ativadas durante sessões de reativação/reconsolidação atualizando o engrama e permitindo a expressão da memória remota. Esses achados se complementaram com resultados eletrofisiológicos onde a inibição do NR prejudicou a indução de potenciação de longa v duração entre vias do hipocampo e o Córtex Cigulado Anterior. Por outro lado o CEL parece possuir uma janela de plasticidade alguns dias após o aprendizado (3 dias) que pode determinar a qualidade da memória no futuro. A inibição do CEL 3 dias após o treino mantem a precisão da memória em um ponto onde os controles generalizam. Esse fenômeno se mostrou mediado por uma via de sinalização dependente de receptores NMDA contendo a subunidade NR2B, a calcineurina e os receptores AMPA permeáveis ao cálcio. A mesma inibição que mantem a precisão parece também manter a dependência hipocampal. Propomos nesse texto que ambos, o NR e o CEL, são estruturas que controlam ativamente a consolidação sistêmica e generalização da memória possivelmente guiados pela atividade do córtex pré-frontal medial. O estudo das vias que permitem a comunicação hipocampo-córtex pode ser essencial para entender a própria natureza da consolidação sistêmica e estabelecer possíveis estratégias para retardar ou inibir a generalização de memórias aversivas, um clássico alvo terapêutico de transtornos de ansiedade como o Transtorno de Estresse Pós-traumático. / Systems consolidation has been described as a structural reorganization process involving the neocortical and hippocampal networks underlying memory storage and retrieval. Classically, this phenomenon seems to be time-dependent in which recent memories are hippocampal-dependent while remote memoires are cortical-dependent during retrieval. This same variable, "time", is critical to memory quality in terms of precision during the expression. Memories tested some days after training are usually precise, however, extended intervals between training and testing increase the chance of generalization, in this case, neutral contextual or discrete cues, are able to triggered conditioned responses. Recently, a close relationship between systems consolidation and memory generalization was suggested, nevertheless, how these processes occurred and the synaptic pathways implicated in cortico-hippocampal communication are unknown. Here, using Contextual Fear Conditioning, we evaluated two structures, the thalamic Nucleus Reuniens (NR) and the Lateral Entorhinal Cortex (LEC) as potential regulators of systems consolidation and memory generalization. Our results showed that the activity of the NR is essential for cortical activity recovery after pre-training suppression during reactivation/reconsolidation session allowing the updating of memory engram and appropriate remote memory expression. These findings were supported by electrophysiological evidence showing that NR inhibition disrupts the induction of long term potentiation between hippocampal and Anterior Cingulate Cortex pathways. On the other hand, the LEC has a window plasticity opportunity after learning (3 days) that guides the future quality of memory expression. Inhibition of LEC on day 3 after training maintain memory precision while control group vii express generalized memory. This effects was mediated by signaling involving NR2Bcontaining NMDA , calcineurin and CP-AMPA receptors. The same inhibition procedure of LEC seems to maintain hippocampal dependency. We proposed that NR and LEC control actively systems consolidation and memory generalization probably facilitating top-down control by medial prefrontal cortex. Dissection of neural pathways associated to corticohippocampal communication is fundamental to understand the nature of systems consolidation and potential strategies to delay or prevents fear memory generalization, a classically hallmark of anxiety disorders such as Posttraumatic Stress Disorder.

Submitted by Lucelia Lucena (lucelia.lucena@ufpe.br) on 2015-03-10T18:40:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Mariana BC.pdf: 1108807 bytes, checksum: b6027737332aea938781adee1ee56a01 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T18:40:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Mariana BC.pdf: 1108807 bytes, checksum: b6027737332aea938781adee1ee56a01 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / CNPq / A depressão alastrante cortical (DAC) e a potenciação de longa duração (LTP) são fenômenos neurais relacionados com a excitabilidade do cérebro. Recentemente, descrevemos uma potenciação da atividade elétrica cortical espontânea (eletrocorticograma – ECoG), in vivo, em ratos machos adultos que tinham sido submetidos à DAC (SOUZA et al, 2011; Exp. Brain Res. v. 214, p. 463–469). No entanto, não há informações disponíveis sobre esse efeito no cérebro feminino. Os hormônios ovarianos têm papel importante na excitabilidade cerebral, provocando um aumento significante na indução da DAC e da LTP. Condições favoráveis e desfavoráveis de lactação podem influenciar o desenvolvimento e parâmetros eletrofisiológicos cerebrais. Neste trabalho, investigou-se a influência do gênero (machos versus fêmeas) e de distintas condições de lactação (grandes ninhadas versus pequenas) sobre a potenciação da atividade elétrica do córtex cerebral dependente da DAC. Ratos Wistar adultos machos (M) e fêmeas (F) foram amamentados em ninhadas de 6 ou 12 filhotes (Grupos L6 e L12, com 10M e 13F em cada condição de lactação). Aos 90-120 dias de idade, foi registrado o ECoG em duas regiões parietais: anterior (a) e posterior (p), por um período contínuo de quatro horas. As duas primeiras horas do registro transcorreram sem que a DAC fosse deflagrada (Período Basal) e nas duas horas finais, a DAC foi deflagrada, a cada 20-30min, pela estimulação com KCl a 2% (Período DAC). Amostras dos registros em papel foram digitalizadas, em cada hora, e analisadas por meio de um algoritmo específico. As amplitudes do ECoG foram convertidas em unidades relativas e comparadas, no mesmo animal, antes e após a presença da DAC, como base para analisar a ocorrência da potenciação da atividade elétrica espontânea. Dois grupos controle de animais L6, de ambos os sexos, denominados DAC¯ e DAC+, foram acrescentados ao estudo: (10 machos e 7 fêmeas em cada grupo). Nos grupos DAC+ a DAC foi deflagrada nas 3 últimas horas de registro para verificar se um maior período de estimulação modificou o padrão das amplitudes do ECoG. Nos grupos DAC¯ as 4 horas do registro transcorreram sem deflagração da DAC para determinar se o tempo de registro – e não a DAC – influenciou as mudanças de amplitudes do ECoG. Em comparação com os valores basais, as amplitudes no período DAC aumentaram significantemente (p<0,05; Teste t pareado) no ponto a, nos grupos L6M, L6F, L12M e L12F, (aumentos de 19% a 38%), e no ponto p, apenas nos grupos L12 (aumentos de 22% e 50% para machos e fêmeas, respectivamente). Os grupos DAC+ apresentaram aumento significante nas amplitudes do ECoG no ponto a (aumentos de 27% e 34% para machos e fêmeas, respectivamente). Os grupos DAC¯, nos quais não se provocou a DAC, apresentaram amplitudes semelhantes durante as 4 horas do registro. Os resultados: (1) indicam que no rato a DAC potencia a atividade elétrica cortical “in vivo”, sugerindo efeito semelhante à LTP; (2) corroboram a existência de diferenças regionais no tecido cortical, quanto à potenciação; (3) sugerem que essa potenciação é modulada pela interação gênero / condição de lactação.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:04:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9592_1.pdf: 1113092 bytes, checksum: bd38892a49b498f7dd9b355339ba81ad (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / A depressão alastrante cortical (DAC) e a potenciação de longa duração (LTP) são fenômenos neurais relacionados com a excitabilidade do cérebro. Recentemente, descrevemos uma potenciação da atividade elétrica cortical espontânea (eletrocorticograma ECoG), in vivo, em ratos machos adultos que tinham sido submetidos à DAC (SOUZA et al, 2011; Exp. Brain Res. v. 214, p. 463 469). No entanto, não há informações disponíveis sobre esse efeito no cérebro feminino. Os hormônios ovarianos têm papel importante na excitabilidade cerebral, provocando um aumento significante na indução da DAC e da LTP. Condições favoráveis e desfavoráveis de lactação podem influenciar o desenvolvimento e parâmetros eletrofisiológicos cerebrais. Neste trabalho, investigou-se a influência do gênero (machos versus fêmeas) e de distintas condições de lactação (grandes ninhadas versus pequenas) sobre a potenciação da atividade elétrica do córtex cerebral dependente da DAC. Ratos Wistar adultos machos (M) e fêmeas (F) foram amamentados em ninhadas de 6 ou 12 filhotes (Grupos L6 e L12, com 10M e 13F em cada condição de lactação). Aos 90-120 dias de idade, foi registrado o ECoG em duas regiões parietais: anterior (a) e posterior (p), por um período contínuo de quatro horas. As duas primeiras horas do registro transcorreram sem que a DAC fosse deflagrada (Período Basal) e nas duas horas finais, a DAC foi deflagrada, a cada 20-30min, pela estimulação com KCl a 2% (Período DAC). Amostras dos registros em papel foram digitalizadas, em cada hora, e analisadas por meio de um algoritmo específico. As amplitudes do ECoG foram convertidas em unidades relativas e comparadas, no mesmo animal, antes e após a presença da DAC, como base para analisar a ocorrência da potenciação da atividade elétrica espontânea. Dois grupos controle de animais L6, de ambos os sexos, denominados DAC¯ e DAC+, foram acrescentados ao estudo: (10 machos e 7 fêmeas em cada grupo). Nos grupos DAC+ a DAC foi deflagrada nas 3 últimas horas de registro para verificar se um maior período de estimulação modificou o padrão das amplitudes do ECoG. Nos grupos DAC¯ as 4 horas do registro transcorreram sem deflagração da DAC para determinar se o tempo de registro e não a DAC influenciou as mudanças de amplitudes do ECoG. Em comparação com os valores basais, as amplitudes no período DAC aumentaram significantemente (p<0,05; Teste t pareado) no ponto a, nos grupos L6M, L6F, L12M e L12F, (aumentos de 19% a 38%), e no ponto p, apenas nos grupos L12 (aumentos de 22% e 50% para machos e fêmeas, respectivamente). Os grupos DAC+ apresentaram aumento significante nas amplitudes do ECoG no ponto a (aumentos de 27% e 34% para machos e fêmeas, respectivamente). Os grupos DAC¯, nos quais não se provocou a DAC, apresentaram amplitudes semelhantes durante as 4 horas do registro. Os resultados: (1) indicam que no rato a DAC potencia a atividade elétrica cortical in vivo , sugerindo efeito semelhante à LTP; (2) corroboram a existência de diferenças regionais no tecido cortical, quanto à potenciação; (3) sugerem que essa potenciação é modulada pela interação gênero / condição de lactação

A sinalização muscarínica exerce função modulatória sobre diferentes aspectos da cognição e emoções. Todos os cinco subtipos de receptores muscarínicos (mAChR), M1 a M5, são expressos no hipocampo de mamíferos e são ativados de forma sobreposta pela maioria dos fármacos, dificultando avanços significativos na compreensão da contribuição de cada componente desse sistema. A toxina muscarínica 3 (MT3) é um antagonista seletivo para o subtipo M4, permitindo a investigação das ações modulatórias deste receptor no aprendizado, memória e plasticidade sináptica. Os M4 são receptores acoplados à proteína G (GPCRs) que atuam via Gi/o desencadeando efeitos inibitórios sobre as células em que estão presentes. Estudos comportamentais anteriores indicam que a administração de MT3 imediatamente após o treino em uma tarefa aversiva produz efeito amnéstico, enquanto que a administração antes da evocação, causa facilitação. Uma explicação para estes resultados é que os circuitos locais envolvidos na consolidação e na evocação da memória diferem em sua natureza. Nesse contexto, sugere-se que o efeito amnéstico da MT3 sobre a consolidação seja consequência da supressão da inibição de interneurônios GABAérgicos; enquanto que na evocação, esse efeito se daria sobre as sinapses glutamatérgicas. Assim, no presente trabalho, com o objetivo de investigar como o receptor M4 modula a plasticidade sináptica de longa duração e interage com uma dessas sinalizações, no caso a GABAérgica, utilizou-se a técnica de eletrofisiologia in vivo de hipocampo de ratos anestesiados. Para tanto, foram realizados registros extracelulares do potencial excitatório pós-sináptico de campo (fEPSP) de CA1 evocados por estimulação contralateral da via Colateral de Schaffer com infusão dos fármacos 15 min antes ou depois da estimulação elétrica de alta ou baixa frequência (HFS: 10 trens 0,5 Hz, 20 pulsos 100 Hz; ou LFS: 600 pulsos 1 Hz, respectivamente). MT3 (4,0 μg/μl), bicuculina (0,06 μg/μl), baclofen (0,2 μg/μl) e veículo, isoladamente ou combinados, não alteraram a amplitude da resposta evocada basal ou a facilitação por pulso pareado (FPP) 15 min após a infusão. MT3 aparentemente atenuou, mas não de forma significativa, a potenciação de longa duração (LTP) em relação ao controle (potenciação 60 min após a HFS de 31,8% e 66,0%, respectivamente). Além disso, não houve diferença significativa entre a amplitude do fEPSP no período basal e 60 min após a HFS sob ação da MT3. Bicuculina, embora não tenha abolido a LTP e nem causado alteração na FPP, produziu uma potenciação de apenas 36,4%. Baclofen promoveu uma potenciação semelhante à dos controles. A administração de baclofen também reduziu significativamente a FPP em relação ao basal. A administração conjunta de MT3 com bicuculina ou baclofen promoveu uma potenciação semelhante ao controle. MT3 não apresentou efeito sobre a manutenção da LTP quando aplicada 15 min após a HFS. Por fim, não foi possível induzir a depressão de longa duração (LTD) com o protocolo de LFS utilizado. Embora não tenha ocorrido diferença estatisticamente significativa entre os grupos devido ao baixo número de animais utilizados, os dados sugerem a possibilidade de uma amplitude reduzida da LTP quando da injeção de bicuculina. Baclofen alterou a FPP em relação ao fEPSP basal, o mesmo não tendo sido observado no grupo controle. Com a administração concomitante de MT3, tais alterações deixam de ser identificadas. Ainda que os achados experimentais sejam inconclusivos e preliminares, este trabalho permitiu a padronização da técnica de eletrofisiologia in vivo em animal anestesiado o que abre portas para futuras investigações. / The cholinergic muscarinic system exerts modulatory function over different aspects of cognition and emotion. All five muscarinic receptors subtypes (mAChR), M1 to M5, are expressed at mammals hippocampus and at least two of them are simultaneously activated by most of the drugs, hindering significant advances on the role of each component of this system. The muscarinic toxin 3 (MT3) is a selective antagonist for the M4 subtype, allowing the investigation of the modulatory actions of this receptor over learning, memory and synaptic plasticity. The M4 are G protein coupled receptors (GPCRs) that act through Gi/o triggering inhibitory effects on which cells they are occur. Previous behavioral studies have shown that administration of MT3 soon after aversive task training exerts amnestic effects over memory, while administration prior to recall, leads to facilitation. A possible explanation to these results could be that the local circuits involved on memory consolidation and recall are different in nature. On this perspective, the amnestic effect of MT3 over memory consolidation should be consequence of GABAergic interneurons inhibition suppression; while the effect on recall, should be over glutamatergic synapses modulation. Thereby, the present work, with the objective to investigate how the M4 receptor modulates long-term synaptic plasticity and interacts with the GABAergic system, in vivo electrophysiological approach of anesthetized rats’ hippocampus was applied. Hence, field excitatory postsynaptic potentials (fEPSP) from CA1 were recorded after stimulation of contralateral Schaffer Collateral pathway with drugs infusion 15 min before or after high or low frequency electric stimulation (HFS: 10 trains 0.5 Hz, 20 pulses 100 Hz; LFS: 600 pulses 1 Hz, respectively). Neither MT3 (4.00 μg/μl), bicuculline (0.06 μg/μl), baclofen (0.20 μg/μl) nor vehicle, isolated or combined, changed the baseline evoked response amplitude 15 min after infusion nor the paired-pulse facilitation ratio (PPF). MT3 apparently attenuated, but not significantly, the long-term potentiation (LTP) compared to control (31.8% and 66.0% potentiation 60 min after HFS, respectively). In addition, there was no significant difference between baseline and 60 min after HFS fEPSP amplitude at MT3 group. Bicuculline, although did not abolish LTP neither changed PPF, it did produce a potentiation of only 36.4%. Baclofen induced a potentiation similar to control group. Baclofen administration also significantly reduced PPF compared to baseline. The simultaneous administration of MT3 and bicuculline or baclofen led to a potentiation similar to the control group. MT3 did not show any effect over LTP maintenance when applied 15 min after HFS. Lastly, it was not possible to induce long-term depression (LTD) with the used LFS protocol. Although there was no statistical significance between groups due to the low animal numbers used, data suggest that bicuculline had reduced LTP amplitude. Baclofen did alter PPF and the same was not observed on control group. When bicuculline or baclofen were injected with MT3, those alterations were not observed. These are inconclusive and preliminary results, notwithstanding this work allowed to set up the in vivo electrophysiology technique in anesthetized animals what will provide new tools for future research.

A sinalização muscarínica exerce função modulatória sobre diferentes aspectos da cognição e emoções. Todos os cinco subtipos de receptores muscarínicos (mAChR), M1 a M5, são expressos no hipocampo de mamíferos e são ativados de forma sobreposta pela maioria dos fármacos, dificultando avanços significativos na compreensão da contribuição de cada componente desse sistema. A toxina muscarínica 3 (MT3) é um antagonista seletivo para o subtipo M4, permitindo a investigação das ações modulatórias deste receptor no aprendizado, memória e plasticidade sináptica. Os M4 são receptores acoplados à proteína G (GPCRs) que atuam via Gi/o desencadeando efeitos inibitórios sobre as células em que estão presentes. Estudos comportamentais anteriores indicam que a administração de MT3 imediatamente após o treino em uma tarefa aversiva produz efeito amnéstico, enquanto que a administração antes da evocação, causa facilitação. Uma explicação para estes resultados é que os circuitos locais envolvidos na consolidação e na evocação da memória diferem em sua natureza. Nesse contexto, sugere-se que o efeito amnéstico da MT3 sobre a consolidação seja consequência da supressão da inibição de interneurônios GABAérgicos; enquanto que na evocação, esse efeito se daria sobre as sinapses glutamatérgicas. Assim, no presente trabalho, com o objetivo de investigar como o receptor M4 modula a plasticidade sináptica de longa duração e interage com uma dessas sinalizações, no caso a GABAérgica, utilizou-se a técnica de eletrofisiologia in vivo de hipocampo de ratos anestesiados. Para tanto, foram realizados registros extracelulares do potencial excitatório pós-sináptico de campo (fEPSP) de CA1 evocados por estimulação contralateral da via Colateral de Schaffer com infusão dos fármacos 15 min antes ou depois da estimulação elétrica de alta ou baixa frequência (HFS: 10 trens 0,5 Hz, 20 pulsos 100 Hz; ou LFS: 600 pulsos 1 Hz, respectivamente). MT3 (4,0 μg/μl), bicuculina (0,06 μg/μl), baclofen (0,2 μg/μl) e veículo, isoladamente ou combinados, não alteraram a amplitude da resposta evocada basal ou a facilitação por pulso pareado (FPP) 15 min após a infusão. MT3 aparentemente atenuou, mas não de forma significativa, a potenciação de longa duração (LTP) em relação ao controle (potenciação 60 min após a HFS de 31,8% e 66,0%, respectivamente). Além disso, não houve diferença significativa entre a amplitude do fEPSP no período basal e 60 min após a HFS sob ação da MT3. Bicuculina, embora não tenha abolido a LTP e nem causado alteração na FPP, produziu uma potenciação de apenas 36,4%. Baclofen promoveu uma potenciação semelhante à dos controles. A administração de baclofen também reduziu significativamente a FPP em relação ao basal. A administração conjunta de MT3 com bicuculina ou baclofen promoveu uma potenciação semelhante ao controle. MT3 não apresentou efeito sobre a manutenção da LTP quando aplicada 15 min após a HFS. Por fim, não foi possível induzir a depressão de longa duração (LTD) com o protocolo de LFS utilizado. Embora não tenha ocorrido diferença estatisticamente significativa entre os grupos devido ao baixo número de animais utilizados, os dados sugerem a possibilidade de uma amplitude reduzida da LTP quando da injeção de bicuculina. Baclofen alterou a FPP em relação ao fEPSP basal, o mesmo não tendo sido observado no grupo controle. Com a administração concomitante de MT3, tais alterações deixam de ser identificadas. Ainda que os achados experimentais sejam inconclusivos e preliminares, este trabalho permitiu a padronização da técnica de eletrofisiologia in vivo em animal anestesiado o que abre portas para futuras investigações. / The cholinergic muscarinic system exerts modulatory function over different aspects of cognition and emotion. All five muscarinic receptors subtypes (mAChR), M1 to M5, are expressed at mammals hippocampus and at least two of them are simultaneously activated by most of the drugs, hindering significant advances on the role of each component of this system. The muscarinic toxin 3 (MT3) is a selective antagonist for the M4 subtype, allowing the investigation of the modulatory actions of this receptor over learning, memory and synaptic plasticity. The M4 are G protein coupled receptors (GPCRs) that act through Gi/o triggering inhibitory effects on which cells they are occur. Previous behavioral studies have shown that administration of MT3 soon after aversive task training exerts amnestic effects over memory, while administration prior to recall, leads to facilitation. A possible explanation to these results could be that the local circuits involved on memory consolidation and recall are different in nature. On this perspective, the amnestic effect of MT3 over memory consolidation should be consequence of GABAergic interneurons inhibition suppression; while the effect on recall, should be over glutamatergic synapses modulation. Thereby, the present work, with the objective to investigate how the M4 receptor modulates long-term synaptic plasticity and interacts with the GABAergic system, in vivo electrophysiological approach of anesthetized rats’ hippocampus was applied. Hence, field excitatory postsynaptic potentials (fEPSP) from CA1 were recorded after stimulation of contralateral Schaffer Collateral pathway with drugs infusion 15 min before or after high or low frequency electric stimulation (HFS: 10 trains 0.5 Hz, 20 pulses 100 Hz; LFS: 600 pulses 1 Hz, respectively). Neither MT3 (4.00 μg/μl), bicuculline (0.06 μg/μl), baclofen (0.20 μg/μl) nor vehicle, isolated or combined, changed the baseline evoked response amplitude 15 min after infusion nor the paired-pulse facilitation ratio (PPF). MT3 apparently attenuated, but not significantly, the long-term potentiation (LTP) compared to control (31.8% and 66.0% potentiation 60 min after HFS, respectively). In addition, there was no significant difference between baseline and 60 min after HFS fEPSP amplitude at MT3 group. Bicuculline, although did not abolish LTP neither changed PPF, it did produce a potentiation of only 36.4%. Baclofen induced a potentiation similar to control group. Baclofen administration also significantly reduced PPF compared to baseline. The simultaneous administration of MT3 and bicuculline or baclofen led to a potentiation similar to the control group. MT3 did not show any effect over LTP maintenance when applied 15 min after HFS. Lastly, it was not possible to induce long-term depression (LTD) with the used LFS protocol. Although there was no statistical significance between groups due to the low animal numbers used, data suggest that bicuculline had reduced LTP amplitude. Baclofen did alter PPF and the same was not observed on control group. When bicuculline or baclofen were injected with MT3, those alterations were not observed. These are inconclusive and preliminary results, notwithstanding this work allowed to set up the in vivo electrophysiology technique in anesthetized animals what will provide new tools for future research.