Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-11-25T21:10:57Z No. of bitstreams: 1 JulianaMartinsDeAssis_DISSERT.pdf: 42758575 bytes, checksum: c413d7ee5565791b44bbb59e044748ab (MD5) / Approved for entry into archive by Elisangela Moura (lilaalves@gmail.com) on 2015-11-25T22:48:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JulianaMartinsDeAssis_DISSERT.pdf: 42758575 bytes, checksum: c413d7ee5565791b44bbb59e044748ab (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-25T22:48:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JulianaMartinsDeAssis_DISSERT.pdf: 42758575 bytes, checksum: c413d7ee5565791b44bbb59e044748ab (MD5) Previous issue date: 2014-07-03 / O processo de codifica??o ? um aspecto fundamental do funcionamento cerebral. A transforma??o de est?mulos sensoriais em respostas neurofisiol?gicas tem sido objeto de estudo em diversas ?reas da Neuroci?ncia. Um dos modos mais utilizados para medir a efici?ncia de um c?digo neural ? pelo uso de medidas advindas da Teoria da Informa??o, como a informa??o m?tua. Utilizando estas ferramentas, estudos recentes mostraram que no c?rtex auditivo tanto registros de potenciais de campo local (LFPs - local field potentials) quanto os tempos de disparos de potenciais de a??o codificam informa??o sobre est?mulos sonoros. Todavia, n?o h? estudos aplicando ferramentas da Teoria da Informa??o para investigar a efici?ncia de c?digos que utilizem potenciais p?s-sin?pticos (PSPs - postsynaptics potentials), isoladamente e em conjunto com an?lises de LFPs. Estes sinais est?o relacionados visto que os LFPs s?o em parte constru?dos pela a??o conjunta de v?rios PSPs. A presente disserta??o reporta medidas de informa??o m?tua entre respostas de PSPs e LFPs obtidas no c?rtex auditivo prim?rio de ratos anestesiados e est?mulos sonoros de frequ?ncias distintas. Nossos resultados mostram que respostas de PSPs possuem informa??o sobre est?mulos sonoros, em n?veis compar?veis e mesmo maiores que as respostas de LFPs. Tamb?m encontramos que PSPs e LFPs codificam informa??o sonora independentemente, uma vez que a an?lise conjunta destes sinais n?o mostrou sinergia nem redund?ncia / Coding process is a fundamental aspect of cerebral functioning. The sensory stimuli transformation in neurophysiological responses has been a research theme in several areas of Neuroscience. One of the most used ways to measure a neural code e ciency is by the use of Information Theory measures, such as mutual information. Using these tools, recent studies show that in the auditory cortex both local eld potentials (LFPs) and action potential spiking times code information about sound stimuli. However, there are no studies applying Information Theory tools to investigate the e ciency of codes that use postsynaptics potentials (PSPs), alone and associated with LFP analysis. These signals are related in the sense that LFPs are partly created by joint action of several PSPs. The present dissertation reports information measures between PSP and LFP responses obtained in the primary auditory cortex of anaesthetized rats and auditory stimuli of distinct frequencies. Our results show that PSP responses hold information about sound stimuli in comparable levels and even greater than LFP responses. We have also found that PSPs and LFPs code sound information independently, since the joint analysis of these signals did neither show synergy nor redundancy.

Na epilepsia do lobo temporal (ELT), alterações morfofuncionais em estruturas límbicas são classicamente acompanhadas de déficits cognitivos. Estudos anteriores revelaram que disfunções eletrofisiológicas em circuitos hipocampo-corticais são observadas durante o sono NREM (non rapid eye movement), onde eventos patológicos como fast ripples e IEDs (interictal epileptiform discharges) substituem gradativamente eventos fisiológicos, como as sharp-wave ripples (SWR). Tal substituição pode estar por trás dos prejuízos cognitivos observados tanto nos modelos animais como em pacientes, já que as SWRs são fundamentais para a transferência de informação do hipocampo ao córtex durante a consolidação de memórias. De maneira complementar, o sono REM também parece exercer um papel fundamental em processos mnemônicos, facilitando eventos de plasticidade sináptica e coordenando regiões encefálicas distantes por meio de acoplamento entre diferentes frequências oscilatórias, tais como teta e gama. Entretanto, as alterações no sono REM durante os processos de epileptogênese ainda foram pouco exploradas. Neste trabalho testamos a hipótese de que disfunções na coordenação rítmica durante o sono REM estariam associadas a prejuízos de memória que se manifestam na epileptogênese. Para isso, submetemos ratos Wistar adultos machos a protocolo de abrasamento rápido da amígdala basolateral, possibilitando a avaliação de alterações eletrofisiológicas gradativas durante o processo de epileptogênese. Foram realizados implantes crônicos de eletrodos para registro do potencial local de campo (LFP, Local Field Potential) nas regiões de CA1 e do córtex pré-frontal medial (mPFC, medial prefrontal cortex), além de eletrodos bipolares para estímulo na amígdala basolateral. Os protocolos de abrasamento foram realizados durante um período de 3 dias, aplicando-se diariamente 10 trens de estímulos a 50 Hz com duração de 10 segundos. Para avaliarmos os prejuízos cognitivos, os animais foram submetidos a testes de reconhecimento de objetos antes do início a após o término dos protocolos de abrasamento. O sonosubsequente às sessões de reconhecimento de objetos e aos protocolos de estimulações foram registrados diariamente. Além do prejuízo no reconhecimento de objetos e alterações eletrofisiológicas durante o sono NREM, como a substituição gradativa de ripples por IEDs, os animais submetidos ao abrasamento elétrico apresentaram um aumento na comodulação fase-amplitude entre oscilações teta e gama durante o sono REM após as estimulações, exibindo também uma correlação negativa entre a comodulação e a duração das pós-descargas induzidas pelos estímulos elétricos do abrasamento durante o sono subsequente a aplicação dos protocolos. Nossos achados ampliam a compreensão vigente sobre como alterações de oscilações cerebrais durante o sono, especialmente da fase REM, poderiam estar subjacentes a prejuízos de memória que ocorrem na ELT. / Morphofunctional changes in limbic structures are classically followed by cognitive deficits in Temporal Lobe Epilepsy (TLE) patients. Previous studies revealed that electrophysiological dysfunctions in hippocampal-cortical circuits are observed during NREM (non-rapid eye movement) sleep, where pathological events such as fast ripples and IEDs (interictal epileptiform discharges) gradually replace physiological events, such as Sharpwave Ripples (SWR). This replacement seems to describe the cognitive impairments observed in animal models and TLE patients since SWRs are fundamental for information transfer from the hippocampus to cortex during memory consolidation. Complementary, REM sleep also plays a significant role in mnemonic processes, facilitating synaptic plasticity events and coordinating distant brain regions by coupling different frequencies, such as theta and gamma. However, alterations in REM sleep during the epileptogenesis processes are poorly investigated. In this study, we tested the hypothesis that dysfunctions on rhythmic coordination during REM sleep would be associated with memory deficits showed during epileptogenesis. For this, we submitted adult Wistar rats to a rapid kindling protocol on basolateral amygdala (BLA), allowing the evaluation of progressive electrophysiological changes during the epileptogenic process. Chronic electrodes were implanted for the local field potentials (LFP) recording in the CA1 and medial prefrontal cortex (mPFC), as well as bipolar electrodes for BLA stimulation. The kindling protocols were performed during three days, applying ten trains of 50 Hz stimulations with ten seconds duration. Object recognition tasks were performed before and after the kindling protocol to evaluate cognitive impairment. Sleep recordings were performed daily after the object recognition or kindling application. Along with object recognition impairment and electrophysiological changes during NREM sleep, such as progressive SWR substitution by IEDs, kindled rats presented an increase in phase-amplitude comodulation between theta and gamma oscillations during REM sleep after stimulation sessions, which also correlates negatively with after-discharges (AD) duration induced by the kindling stimulation. Our findingsexpand the comprehension about how changes in brain oscillations during REM sleep underlies observed memory deficits in TLE.