Submitted by MARIA LUIZA GREGOLIN RAMIRES null (luizafoaunesp@gmail.com) on 2017-09-21T11:46:41Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇAO ULTIMA VERSAO PDF.pdf: 1223743 bytes, checksum: 45c357a33b824bc50d4e4a7bed9ea91d (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-09-21T14:03:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ramires_mlg_me_araca.pdf: 1223743 bytes, checksum: 45c357a33b824bc50d4e4a7bed9ea91d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-21T14:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ramires_mlg_me_araca.pdf: 1223743 bytes, checksum: 45c357a33b824bc50d4e4a7bed9ea91d (MD5) Previous issue date: 2017-07-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Há evidências que a prática regular de atividade física potencializa a memória, diminui o estresse oxidativo plasmático e hipocampal e a ansiedade na senescência. Neste trabalho foram utilizadas 40 ratas (Rattus norvegicus albinus, Wistar), com 13 meses de idade ao início do experimento, divididas em quatro grupos: um grupo controle (GC) e três grupos tratamento (GT1, GT2 e GT3), sendo 10 animais em cada grupo. O grupo controle foi mantido apenas sob observação. Aos grupos tratamento foram aplicados exercícios físicos e de memória, sendo que ao GT1, apenas exercícios de memória; ao GT2 escalada em escada, e ao GT3 ambos os exercícios. Os animais que foram submetidos à escalada em escada três vezes por semana durante três meses consecutivos e aos testes de memória, apresentaram melhor desempenho nas memórias de curto e longo prazo e de habituação, bem como menor ansiedade em teste de campo aberto. A baixa concentração de malonaldeído (MDA), o equilíbrio da superóxido dismutase (SOD) e o aumento da capacidade antioxidante total (Ferric Reducing Antioxidant Power- FRAP, foram observados nas amostras plasmáticas e hipocampais de ratas submetidas aos tratamentos. Concluiu-se que a prática de exercício físico regular associado a exercícios de memória melhorou as capacidades mnemônicas, diminuiu o estresse oxidativo e a ansiedade de ratas na senescência. / There is evidence that regular physical activity enhances memory, decreases plasma and hippocampal oxidative stress, and anxiety in senescence. In this work, 40 rats (Rattus norvegicus albinus, Wistar), 13 months old at the start of the experiment, were divided into four groups: one control group (CG) and three treatment groups (GT1, GT2 and GT3), 10 animals in each group. The control group was kept under observation only. In the treatment groups, physical and memory exercises were applied, and to GT1, only memory exercises; to GT2 climbing stairs, and to GT3 both exercises. Animals that underwent ladder climbing three times a week for three consecutive months and memory tests showed better performance in short and long term memory and habituation as well as lower anxiety in the open field test. The low concentration of malonaldehyde (MDA), the balance of superoxide dismutase (SOD) and the increase in total antioxidant capacity (Ferric Reducing Antioxidant Power - FRAP) were observed in the plasma and hippocampal samples of rats submitted to treatments. Regular exercise practice associated with memory exercises improved mnemonic abilities, decreased oxidative stress and anxiety of rats in senescence.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-04-01T19:13:13Z No. of bitstreams: 1 JoseHenriqueTarginoDiasGois_DISSERT.pdf: 8111349 bytes, checksum: df4a2a7f9ab95c60e4e75a96288b99f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-04-06T00:26:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoseHenriqueTarginoDiasGois_DISSERT.pdf: 8111349 bytes, checksum: df4a2a7f9ab95c60e4e75a96288b99f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T00:26:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseHenriqueTarginoDiasGois_DISSERT.pdf: 8111349 bytes, checksum: df4a2a7f9ab95c60e4e75a96288b99f9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / A administra??o de nicotina em seres humanos e roedores ? pensada como um melhorador de mem?ria e aten??o, tamb?m pelo seu efeito positivo na Doen?a de Alzheimer. O complexo do Septo Medial / Banda Diagonal de Broca (MS/DBB) ? um dos principais sistemas colin?rgicos ? massivamente projetado para o hipocampo atrav?s da F?mbria-F?rnix, via esta chamada de via septo-hipocampal. Foi demonstrado que o MS/DBB afeta diretamente o potencial de campo local (LFP) e a organiza??o r?tmica do hipocampo, especialmente na gera??o do ritmo teta - um LFP r?tmico intrinsecamente relacionado com a fun??o mnem?nica do hipocampo. Experimentos in vitro deram evid?ncias de que a nicotina aplicada no MS/DBB pode gerar um ritmo teta na rede local do MS/DBB. Assim, o presente estudo se prop?e a elucidar a fun??o da nicotina no MS/DBB sobre a via septo-hipocampal. Experimentos in vivo, comparando o efeito de microinfus?es no MS/DBB de solu??o salina (n = 5) ou nicotina (n = 8) em camundongos anestesiados por ketamina/xilazina mostraram um aumento na densidade de pot?ncia no espectro banda de gama (35 a 55 Hz) em ambas as estruturas (teste de Wilcoxon Rank-Sum, p = 0,038), mas sem alterar a coer?ncia entre as estruturas na mesma banda (teste de Wilcoxon Rank-Sum, p = 0,60). Houve tamb?m uma diminui??o na densidade pot?ncia na banda delta (1-3 Hz) ? oscila??o induzida pela ketamina. Realizamos tamb?m experimentos in vitro sobre o efeito da nicotina na voltagem de membrana e no potencial de a??o de neur?nios do MS/DBB. Registramos neur?nios (n=22) em current-clamp antes e depois da presen?a de nicotina no meio extracellular; 12 neur?nios responderam ? nicotina, metade aumentou a taxa de potenciais de a??o; outros seis diminu?ram, diferindo significativamente no limiar do potencial de a??o (- 47,3 ? 0,9 mV vs. -41 ? 1,9 mV, respectivamente, p = 0,007) e na largura do disparo (1,6 ? 0,08 vs. 2 ms ? 0,12 ms, respectivamente, p = 0,01). Al?m disso, realizamos outro conjunto de experimentos in vitro, relativo ? conectividade das tr?s grandes popula??es neuronais de MS / DBB que usam a acetilcolina, GABA ou glutamato como neurotransmissores. O registro pareado de patch-clamp mostrou que neur?nios glutamat?rgicos e GABA?rgicos realizam contatos intra-septais capazes de produzir correntes sin?pticas em neur?nios p?s-sin?pticos do MS/DBB. A probabilidade da conectividade entre diferentes popula??es neuronais foi implementada em um modelo realista que corrobora que a rede ? altamente sens?vel ? gera??o de ritmo gama. Juntamente com os dados dispon?veis, o conjunto completo de experi?ncias corrobora que a nicotina pode atuar como potenciador cognitivo, e um substrato eletrofisiol?gico prov?vel ? atrav?s da indu??o de oscila??o gama no circuito local do MS/DBB. / Nicotine administration in humans and rodents enhances memory and attention, and also has a positive effect in Alzheimer's Disease. The Medial Septum / Diagonal Band of Broca complex (MS/DBB) ? a main cholinergic system ? massively projects to the hippocampus through the fimbria-fornix, and this pathway is called the septohippocampal pathway. It has been demonstrated that the MS/DBB acts directly on the local field potential (LFP) rhythmic organization of the hippocampus, especially in the rhythmogenesis of Theta (4-8Hz) ? an oscillation intrinsically linked to hippocampus mnemonic function. In vitro experiments gave evidence that nicotine applied to the MS/DBB generates a local network Theta rhythm within the MS/DBB. Thus, the present study proposes to elucidate the function of nicotine in the MS/DBB on the septo-hippocampal pathway. In vivo experiments compared the effect of MS/DBB microinfusion of saline (n=5) and nicotine (n=8) on Ketamine/Xylazine anaesthetized mice. We observed power spectrum density in the Gamma range (35 to 55 Hz) increasing in both structures (Wilcoxon Rank-Sum test, p=0.038) but with no change in coherence between these structures in the same range (Wilcoxon Rank-Sum test, p=0.60). There was also a decrease in power of the ketamineinduced Delta oscillation (1 to 3 Hz). We also performed in vitro experiments on the effect of nicotine on membrane voltage and action potential. We patch-clamped 22 neurons in current-clamp mode; 12 neurons were responsive to nicotine, half of them increased firing rate and other 6 decreased, and they significantly differed in action potential threshold (-47.3?0.9 mV vs. -41?1.9 mV, respectively, p=0.007) and halfwidth time (1.6?0.08 ms vs. 2?0.12 ms, respectively, p=0.01). Furthermore, we performed another set of in vitro experiments concerning the connectivity of the three major neuronal populations of MS/DBB that use acetylcholine, GABA or glutamate as neurotransmitter. Paired patch-clamp recordings found that glutamatergic and GABAergic neurons realize intra-septal connections that produce sizable currents in MS/DBB postsynaptic neurons. The probability of connectivity between different neuronal populations gave rise to a MS/DBB topology that was implemented in a realistic model, which corroborates that the network is highly sensitive to the generation of Gamma rhythm. Together, the data available in the full set of experiments suggests that nicotine may act as a cognitive enhancer, by inducing gamma oscillation in the local circuitry of the MS/DBB.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A diminuição do aporte de oxigênio e nutrientes na vida perinatal resulta em danos, como astrogliose, morte de neurônios e de células proliferativas. Déficits cognitivos podem estar relacionados a danos no hipocampo. Neste trabalho avaliamos a citoarquitetura do giro dentado (DG) durante o desenvolvimento e a memória de ratos submetidos à HI. Para tal, utilizamos a técnica de imunohistoquímica para marcador de proliferação celular (KI67), neurônio jovem (DCX), de astrócitos (GFAP) e de óxido nítrico sintase neuronal (NOSn). Para avaliar a memória de curta e de longa duração foi utilizado o teste de reconhecimento de objetos (RO). Ratas Wistar grávidas em E18 foram anestesiadas (tribromoetanol) e as quatro artérias uterinas foram ocluídas com grampos de aneurisma (Grupo HI). Após 45 minutos, os grampos foram removidos e foi feita a sutura por planos anatômicos. Os animais do grupo controle (SHAM) sofreram o mesmo procedimento, excetuando a oclusão das artérias. Os animais nasceram a termo. Animais com idades de 7 a 90 dias pós-natal (P7 a P90), foram anestesiados e perfundido-fixados com paraformaldeído a 4%, e os encéfalos submetidos ao processamento histológico. Cortes coronais do hipocampo (20m) foram submetidos à imunohistoquímica para KI67, DCX, GFAP e NOSn. Animais P90 foram submetidos ao RO. Os procedimentos foram aprovados pelo comitê de ética (CEA/019/2010). Observamos menor imunomarcação para KI67 no giro dentado de animais HI em P7. Para a marcação de DCX nesta idade não foi observada diferença entre os grupos. Animais HI em P15, P20 e P45 tiveram menor imunomarcação para DCX e Ki67 na camada granular. Animais P90 de ambos os grupos não apresentaram marcação para KI67 e DCX. Vimos aumento da imunomarcação para GFAP nos animais HI em todas as idades. A imunomarcação para NOSn nos animais HI foi menor em todas as idades. O maior número de células NOSn positivas foi visto em animais P7 em ambos os grupos na camada polimórfica. Em P15, animais HI apresentam células NOSn+ em todo o DG. Em P30 animais HI apresentam células NOSn+ nas camadas polimórfica e sub-granular. Animais adultos (P90) de ambos os grupos apresentam células NOSn positivas apenas nas camadas granular e sub-granular. Embora animais HI P90 não apresentaram déficits de memória, estes apresentaram menor tempo de exploração do objeto. Comportamento correspondente a déficits de atenção em humanos. Nossos resultados sugerem que HI perinatal diminui a população de células proliferativas, de neurônios jovens, de neurônios NOSn+, além de causar astrogliose e possivelmente déficits de atenção. O modelo demonstrou ser útil para a compreensão dos mecanismos celulares das lesões hipóxico-isquêmicas e pode ser usado para testar estratégias terapêuticas. / The supply of oxygen and nutrients decreasing in perinatal life may results in CNS damage such as deficits in memory and attention and increased susceptibility to epileptic disorders in adulthood. Perinatal hypoxia-ischemia ( HI ) results in astrogliosis in white matter and loss of cortical neurons (Robinson et al, 2005). Cognitive deficits may be related to hippocampal damage. In this study we evaluate the cytoarchitecture of the dentate gyrus (DG) during development and memory in rats submeted to HI. We used the immunohistochemistry marker of cell proliferation (Ki67), young neuron (DCX), astrocytes (GFAP) and neuronal nitric oxide synthase (nNOS). To evaluate the short-memory and long-lasting the recognition of objects (RO) test was used. Pregnant Wistar rats on E18 were anesthetized (tribromoethanol) and the four uterine arteries were occluded with aneurysm clips (Group HI). After 45 minutes, the clips were removed and the incision was sutured to the anatomical planes. The control group (SHAM) underwent the same procedure, except the occlusion of arteries. The animals were born at term. Animals aged 7 to 90 days postnatal (P7 to P90) were anesthetized and perfused-fixed with 4% paraformaldehyde, and their brains were subjected to histological processing. Coronal sections of the hippocampus (20μm) were subjected to immunohistochemistry for Ki67, DCX, GFAP and nNOS. Animals were subjected to RO P90. The procedures were approved by the ethics committee ( CEA/019/2010 ). We observed lower Ki67 immunostaining in the dentate gyrus of animals HI at P7. For marking DCX at this age is no difference between the groups was observed. HI animals at P15, P20 and P45 had less immunostaining for DCX and Ki67 in the granular layer. Animals P90 in both groups showed no labeling for Ki67 and DCX. We have seen an increase in GFAP immunostaining HI in animals at any age. The immunostaining for nNOS in HI animals was lower at all ages. The greater number of positive cells was seen in nNOS P7 animals in both groups in the polymorphic layer. In P15 animals HI nNOS + cells present in the whole DG. In P30 animals HI feature nNOS + cells in the polymorphic layer and sub-granular. Adult animals (P90) of both groups have positive nNOS granular cell layers, and only in the sub-granular. Although HI P90 animals showed no memory deficits, these patients had shorter holding the object. Corresponding to attention deficits in human behavior. Our results suggest that perinatal HI decreases the population of proliferative cells, young neurons, nNOS+ neurons, and astrocytic and possibly cause attention deficits. The model proved to be useful for understanding the cellular mechanisms of hypoxic- ischemic injury and can be used to test therapeutic strategies.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FlavioFB_TESE_partes_autorizadas.pdf: 1203438 bytes, checksum: 7fffdef6a1497cb97b87a0103365db00 (MD5) Previous issue date: 2011-01-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Episodic memory refers to the recollection of what, where and when a specific event occurred. Hippocampus is a key structure in this type of memory. Computational models suggest that the dentate gyrus (DG) and the CA3 hippocampal subregions are involved in pattern separation and the rapid acquisition of episodic memories, while CA1 is involved in memory consolidation. However there are few studies with animal models that access simultaneously the aspects ‗what-where-when . Recently, an object recognition episodic-like memory task in rodents was proposed. This task consists of two sample trials and a test phase. In sample trial one, the rat is exposed to four copies of an object. In sample trial two, one hour later, the rat is exposed to four copies of a different object. In the test phase, 1 h later, two copies of each of the objects previously used are presented. One copy of the object used in sample trial one is located in a different place, and therefore it is expected to be the most explored object.However, the short retention delay of the task narrows its applications. This study verifies if this task can be evoked after 24h and whether the pharmacological inactivation of the DG/CA3 and CA1 subregions could differentially impair the acquisition of the task described. Validation of the task with a longer interval (24h) was accomplished (animals showed spatiotemporal object discrimination and scopolamine (1 mg/kg, ip) injected pos-training impaired performance). Afterwards, the GABA agonist muscimol, (0,250 μg/μl; volume = 0,5 μl) or saline were injected in the hippocampal subregions fifteen minutes before training. Pre-training inactivation of the DG/CA3 subregions impaired the spatial discrimination of the objects (‗where ), while the temporal discrimination (‗when ) was preserved. Rats treated with muscimol in the CA1 subregion explored all the objects equally well, irrespective of place or presentation time. Our results corroborate the computational models that postulate a role for DG/CA3 in spatial pattern separation, and a role for CA1 in the consolidation process of different mnemonic episodes / A mem?ria epis?dica refere-se ? capacidade de recordar quando e onde um determinado evento ocorreu. O hipocampo ? uma estrutura chave para esse sistema de mem?ria e diversos estudos te?ricos t?m sugerido que o giro denteado (GD) e CA3 est?o envolvidos na aquisi??o r?pida da mem?ria epis?dica, enquanto a sub-regi?o CA1 estaria envolvida na separa??o temporal de diferentes epis?dios. Contudo, h? poucos estudos em modelos animais com tarefas que acessem os aspectos ―o que‖, ―quando‖ e ―onde‖ simultaneamente. Recentemente, uma tarefa de reconhecimento de objetos em roedores que avalia a mem?ria similar a epis?dica foi desenvolvida. A tarefa consiste em duas sess?es de treino e uma de teste, cada uma com 5 minutos de dura??o. Na primeira sess?o de treino o rato ? colocado em uma arena familiar com quatro objetos id?nticos (A), ap?s uma hora o rato ? reexposto ao campo com outras c?pias (B). O teste ? realizado 1 h depois, e o animal ? apresentado a dois objetos da segunda e dois objetos da primeira exposi??o, sendo que um dos objetos A est? uma nova localiza??o no campo aberto. Espera-se que o objeto mais antigo e deslocado seja o mais explorado. O objetivo deste estudo foi avaliar o papel das sub-regi?es hipocampais na aquisi??o da mem?ria similar a epis?dica em ratos. Inicialmente, avaliamos a capacidade de ratos Wistar evocarem essa tarefa ap?s 24 h de reten??o, uma vez que a tarefa foi desenvolvida inicialmente com um intervalo de 1h. De fato, os animais conseguiram discriminar a localiza??o e a ordem de apresenta??o dos objetos ap?s um intervalo de 24h. Al?m disso, a administra??o de escopolamina (1 mg/kg, ip) imediatamente ap?s o treino prejudicou o desempenho dos animais, o que favoreceu a valida??o desse protocolo com esse intervalo de reten??o. Esse novo intervalo permitiu avaliar o efeito da inativa??o tempor?ria do giro denteado/CA3 e de CA1 na aquisi??o desta tarefa. Muscimol, um agonista gaba?rgico (0,250 μg/μl; volume = 0,5 μl), ou solu??o salina no mesmo volume foram injetados nessas sub-regi?es quinze minutos antes da primeira sess?o de treino. A inativa??o pr?-treino do GD/CA3 prejudicou a discrimina??o espacial dos objetos, enquanto que a inativa??o de CA1 levou a explora??o igual dos objetos, independentemente da localiza??o ou ordem de apresenta??o. Estes resultados corroboram os modelos te?ricos, indicando um papel importante de GD/CA3 na aquisi??o r?pida de mem?rias epis?dicas, assim como na separa??o de padr?es espaciais, enquanto a sub-regi?oCA1 estaria relacionada com a consolida??o dos diferentes epis?dios

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HindiaelAB_TESE.pdf: 3415388 bytes, checksum: d9664bb45093eee642d43a4ac9712227 (MD5) Previous issue date: 2013-08-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The processing of spatial and episodic information during memory tasks depends on hippocampal theta oscillations. In the present study, I investigated the relationship between theta power and choice selection during spatial decision-making. I recorded local field potentials from the CA1 region of rats retrieving reward locations in a 4-arm maze. In trained but not in na?ve animals, I observed a significant increase in theta power during decision-making, which could not be explained by changes in locomotion speed. Furthermore, a Bayesian decoder based on theta power predicted choice outcomes in speed-matched trials. The decoding time course revealed that performance increased above chance before the decision moment exclusively for theta power, remaining flat for other frequency bands. These results occurred for trained animals, but no significant prediction could be made for na?ve animals. Altogether, the data support a mnemonic function of theta rhythm during spatial decision-making, indicating that these oscillations correlate with the retrieval of memories required for successful decisions / O hipocampo ? uma estrutura essencial para o processamento de mem?rias espaciais e epis?dicas. Evid?ncias recentes t?m sugerido que aumentos de amplitude nas oscila??es Teta (5-12 Hz) refletem a participa??o do hipocampo na execu??o de tarefas de tomada de decis?o. Com o objetivo de investigar a fun??o da oscila??o Teta hipocampal em processos de decis?o espacial, registrei o potencial de campo da regi?o CA1 dorsal do hipocampo do rato durante a execu??o de uma tarefa de escolha em labirinto radial de quatro bra?os. Observei que animais treinados apresentam aumento significativo das oscila??es Teta durante a decis?o, diferentemente de animais n?o treinados. Os resultados mostram que o aumento da pot?ncia de Teta durante a decis?o est? relacionado ao desempenho dos animais na tarefa, e sugerem que o ritmo Teta hipocampal reflete a evoca??o de mem?rias associada ? decis?o. Al?m disso, a pot?ncia de Teta foi significativamente maior durante decis?es corretas que nas decis?es incorretas. Esses resultados n?o est?o associados a diferen?as de atividade locomotora. Finalmente, verifiquei que ? poss?vel utilizar a pot?ncia das oscila??es Teta para predizer decis?es corretas e incorretas em cada tentativa. Em conjunto, os resultados apoiam uma fun??o mnem?nica das oscila??es Teta em tarefas de tomada de decis?o espacial

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-01-24T12:39:09Z No. of bitstreams: 1 MarkusMichaelHilscher_TESE.pdf: 11039544 bytes, checksum: 9754abf5e62f785551c64a4ba1a727d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-01-29T12:29:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarkusMichaelHilscher_TESE.pdf: 11039544 bytes, checksum: 9754abf5e62f785551c64a4ba1a727d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-29T12:29:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarkusMichaelHilscher_TESE.pdf: 11039544 bytes, checksum: 9754abf5e62f785551c64a4ba1a727d0 (MD5) Previous issue date: 2016-12-01 / A sincroniza??o neuronal surge de uma intera??o cooperativa de v?rios tipos celulares atrav?s de excita??o e inibi??o. Os mecanismos por tr?s desse tipo de coordena??o neuronal s?o, provavelmente, os mais din?micos entre as fun??es cerebrais, dificultando sua compreens?o. Entre os fatores que dificultam o estudo da sincronia, pode-se citar: o vasto n?mero de tipos de celulares, a diversidade de processos sin?pticos, a contribui??o de uma multiplicidade de canais e correntes i?nicas, entre outros. Essa tese tem como objetivo entender o papel de interneur?nios que especificamente inervam o dom?nio distal dos dendritos de c?lulas piramidais do hipocampo e neoc?rtex, na sincroniza??o de neur?nios em suas respectivas redes. A distribui??o de canais i?nicos e receptors sin?pticos em dendritos de c?lulas piramidais ? extremamente anisotr?pica. Assim, interneur?nios que inervam dom?nios proximais e distais dos dendritos causam efeitos distintos na c?lula alvo quando ativados. Por exemplo, por??es distais dos dendritos cont?m em abund?ncia um dos principais canais marcapassos em neur?nios: o canal regulado por nucleot?deo c?clico ativado por hiperpolariza??o. Esses canais produzem uma corrente cati?nica despolarizante (Ih) e tem um papel importante na regula??o da excitabilidade neuronal alterando dramaticamente as propriedades de disparo de neur?nios. Usando modelagem computacional, essa tese mostra como a amplitude de Ih em certos tipos celulares muda a taxa de disparo de um neur?nio, sua sincronia al?m da energia espectral e frequ?ncia de oscila??es. Al?m disso, como a express?o de Ih difere entre regi?es cerebrais, localiza??o e tipos celulares, essa tese, fazendo o uso de patch clamp, explora como Ih difere ao longo do eixo dorsoventral do hipocampo em c?lulas oriens-lacunosum moleculare (OLM), que s?o os principais interneur?nios que inervam dendritos distais dessa regi?o. Ademais, estudou-se aqui as c?lulas Martinotti, interneur?nios que inervam os dendritos distais do neoc?rtex. Nesse estudo, mostrou-se como uma popula??o definida de interneur?nios pode ser manipulada com o objetivo de controlar e coordenar o disparo de c?lulas piramidais. Ao fornecer inibi??o com energia e frequ?ncia adequada, as c?lulas Martinotti afetam especificamente um ?nico tipo de c?lula piramidal. Usando optogen?tica para ativar/desativar popula??es de c?lulas Martinotti, ? poss?vel gerar potenciais de a??o rebote em c?lulas piramidais quando alinhadas temporalmente. Os potenciais de a??o rebote, por sua vez, s?o resultado de uma forte inibi??o produzida pelas c?lulas Martinotti, o que faz com que esses esses interneur?nios possam resetar o disparo de c?lulas piramidais. De forma geral, c?lulas Martinotti e c?lulas OLM mostram similaridades surpreendentes em propriedades morfol?gicas, neuroqu?micas e eletrofisiol?gicas. Especialmente, suas longas proje??es axonais para camadas superiores assim como seus modos de disparo lentos, com baixos limiares e acomodativos tornam esses neur?nios singulares em suas capacidades de sincronizar os circuitos nos quais est?o inseridos. / Synchronization among neurons arises from the cooperative interaction of various cell types through excitation and inhibition. The mechanisms behind this type of neuronal orchestration are as versatile as almost no other coordination task in the brain, making its comprehension heavily challenging. Among many others, the high number of involved cell types, the diversity of synaptic processes as well as the contribution of a multitude of ion channels and currents span the plurality of neuronal synchronization mechanisms in our brains. Focusing on two brain areas, the hippocampus and the neocortex, this thesis aims to understand the role of distal dendritetargeting interneurons in shaping pyramidal cell activity and the timing of their action potentials. The distribution of ion channels and synaptic receptors in pyramidal cell dendrites is extremely anisotropic. Thus, interneurons innervating the proximal or distal areas of the dendrites cause different effects in the target cell when activated. For example, the distal portions of the pyramidal cell dendrites contain one of the most prominent pacemaker channels: the hyperpolarizationactivated cyclic nucleotide-gated channels. These channels produce a cationic depolarizing current (Ih) and play an essential role in the regulation of neuronal excitability. Using computational modeling, this thesis shows how the amount of Ih in certain cell types determines their spike rate, synchrony as well as power and frequency of ongoing network oscillations. Moreover, since Ih differs between brain regions as well as cell types and location, this thesis electrophysiologically explores how Ih differs along the dorsoventral axis of hippocampus in oriens-lacunosum moleculare (OLM) cells, the main distal dendrite-targeting interneurons of that region. Utilizing the main distal dendrite-targeting interneuron of the neocortex, the Martinotti cell, this thesis also shows how a defined population of interneurons can be manipulated in order to control and align pyramidal cell firing. By providing the right amount and frequency of inhibition, Martinotti cells are able to synchronize trains of subtype-specific pyramidal cells. Using optogenetic approaches to activate/inactivate populations of Martinotti cells, these dendrite-targeting interneurons are shown to trigger rebound action potentials in pyramidal cells when temporally aligned. The rebound action potentials in turn are the result of strong inhibition by Martinotti cells, giving these distal dendrite-targeting interneurons the power to reset pyramidal cell firing. Overall, Martinotti cells and OLM cells show quite striking similarities in morphological, neurochemical and electrophysiological properties. Especially, their long axonal projections to upper layers as well as their low-threshold, slow spiking fashion and the accommodating firing make these distal dendrite-targeting interneurons so special for neuronal synchronization.

Fumar e consumir bebidas alcoólicas estão frequentemente associados durante a adolescência. Contudo, poucos estudos em modelos animais têm como foco as bases neurobiológicas da exposição combinada à nicotina e ao etanol no cérebro de adolescentes. Nesse estudo investigamos morte celular e alterações na densidade neuronal e glial nas regiões granulosa do giro denteado (GrDG), camada moleuclar (Mol), CA1, CA2 e CA3 do hipocampo, durante a exposição e dois e cinco dias após o seu término. Para tanto, do 30 ao 45 dia pós-natal (PN30-PN45), 233 camundongos C57BL/6 machos e fêmeas foram expostos à nicotina (NIC) e/ou etanol (ETOH). Assim, quatro grupos experimentais foram utilizados: 1) NIC+ETOH: exposição concomitante a NIC (50&#956;g/ml em 2% de sacarina na água de beber) e ETOH (25%, 2g/kg i.p. em dias alternados), 2) exposição à NIC, 3) exposição ao ETOH, 4) exposição ao veículo. Avaliamos morte celular por apoptose pela técnica do TUNEL, densidades neuronal e glial pelo método do Disector óptico e espessuras das regiões durante a exposição (PN45) e dois (PN47) e cinco dias (PN50) após o seu término. ANOVAs foram utilizadas para detectar efeitos do tratamento e/ou interações do tratamento com outros fatores. O grau de significância assumido foi de p<0.05. Em PN45, a exposição ao etanol aumentou o número de células TUNEL+ em todas as regiões hipocampais quando comparado ao grupo veículo e a nicotina provocou uma resposta menos severa e dependente da região. Os animais que receberam nicotina+etanol não diferiram dos animais veículo em todas as regiões hipocampais. Em PN47, ainda foi identificado aumento no número de células TUNEL+ nos grupos ETOH e NIC, mas em menor magnitude que os efeitos identificados durante a exposição. Esses resultados foram acompanhados por redução das densidades neuronal e glial em todos os grupos tratados. Em PN50, a abstinência de nicotina e/ou etanol foi associada com reduções compensatórias de células TUNEL+ em todas as regiões hipocampais quando comparados com o grupo veículo e com a recuperação das densidades neuronal e glial. Não houve alterações nas espessuras das regiões nas três idades analisadas. Esses resultados sugerem que os efeitos deletérios da nicotina e/ou etanol durante a exposição e/ou da abstinência são revertidos durante a abstinência prolongada. / Smoking and consumption of alcoholic beverages are frequently associated during adolescence. However, there have been few animal studies on the neurobiological bases of the combined exposure in the adolescent brain. In the present study, we investigated the effects of adolescent nicotine and/or ethanol exposure and withdrawal on the following regions of the hippocampus: Granular layer of the Dentate Gyrus (GrDG), Molecular layer (Mol), CA1, CA2 and CA3. From the 30th to the 45th postnatal day (PN30-PN45), 233 C57BL/6 male and female mice were exposed to nicotine free base (NIC) and/or ethanol (ETOH). Four groups were analyzed: 1) concomitant NIC (50 &#956;g/ml in 2% saccharin to drink) and ETOH (25%, 2 g/kg i.p. injected every other day) exposure; 2) NIC exposure; 3) ETOH exposure; 4) vehicle. We evaluated cell degeneration (TUNEL assay), neuronal and glial densities (optical Disector) and region thicknesses during the exposure (PN45) and two (PN47) and five (PN50) days post-exposure. ANOVAs were used to identify treatment effects and/or interactions with other factors. Significance was assumed at the level of p<0.05. On PN45, ETOH elicited an increase in the number of TUNEL+ cells relative to the vehicle group in all hippocampal regions. NIC elicited less severe regiondependent effects. Concomitant NIC and ETOH failed to elicit significant changes in the number of TUNEL+ cells. On PN47, the effects were similar to those described for PN45, even though smaller in magnitude. These results were paralleled by reductions in neuronal and glial cells densities for all treatment groups. In contrast, on PN50, ethanol and/or nicotine withdrawal were associated with compensatory reductions in TUNEL+ cells in all hippocampal regions. These results were paralleled by a reversal of effects on neuronal and glial densities. There were no effects on region thicknesses both during exposure and withdrawal. These results suggest that deleterious effects of nicotine and/or ethanol are reversed during prolonged withdrawal.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-09T22:59:49Z No. of bitstreams: 1 ArthurSergioCavalcantiDeFranca_TESE.pdf: 14502072 bytes, checksum: 07eea320317f9aa96a67cda6ed40b06a (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-13T23:54:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ArthurSergioCavalcantiDeFranca_TESE.pdf: 14502072 bytes, checksum: 07eea320317f9aa96a67cda6ed40b06a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T23:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArthurSergioCavalcantiDeFranca_TESE.pdf: 14502072 bytes, checksum: 07eea320317f9aa96a67cda6ed40b06a (MD5) Previous issue date: 2016-10-04 / O hipocampo ? relacionado com a forma??o de mem?rias explicitas e com a capacidade de reconhecer novos objetos. No presente trabalho visamos contribuir para uma maior compreens?o do papel da regi?o CA1 do hipocampo nestes processos. Atrav?s da aplica??o de t?cnicas de eletrofisiologia, comportamento animal, psicofarmacologia e optogen?tica em camundongos transg?nicos e selvagens, encontramos que c?lulas OLM?2 do CA1 atuam na codifica??o da representa??o de objetos em uma tarefa de reconhecimento de objetos, e tamb?m influenciam a codifica??o de mem?rias aversivas em uma tarefa associativa de medo ao contexto. Al?m disso, descrevemos uma nova atividade oscilat?ria no potencial de campo local do CA1 na frequ?ncia beta 2 (23-30 Hz), que ? caracteristicamente transit?ria e ligada ? detec??o de novos objetos durante uma tarefa de reconhecimento de objetos. Estes resultados sugerem potenciais mecanismos celulares e de rede neuronal na regi?o CA1 subjacentes ao seu papel na forma??o de mem?rias e na detec??o de novidade. / The hippocampus is associated to novelty detection and formation of explicit memories. The present work aims at better understanding the role of the CA1 region of the hippocampus in these processes. By employing electrophysiology, animal behavior, psychopharmacology and optogenetic techniques in transgenic and wild-type mice, we found that CA1 OLM?2 cells influence the formation of new object representations in an object recognition task, as well as the encoding of aversive memories in a contextual fear memory task. Furthermore, we characterized a new oscillatory activity in the local field potential of CA1 at beta 2 frequency (23-30 Hz), which was typically transient and linked to the amount of novelty in an object recognition task. These results suggest potential cellular and network mechanisms that underlie the role of CA1 in memory formation and novelty detection.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-04-03T23:16:39Z No. of bitstreams: 1 RafaelFranzonBenz_DISSERT.pdf: 10736405 bytes, checksum: ca4d2c8372c3631326a624f5404a7a3e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-04-11T23:43:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RafaelFranzonBenz_DISSERT.pdf: 10736405 bytes, checksum: ca4d2c8372c3631326a624f5404a7a3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-11T23:43:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelFranzonBenz_DISSERT.pdf: 10736405 bytes, checksum: ca4d2c8372c3631326a624f5404a7a3e (MD5) Previous issue date: 2016-09-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Salicilato, o principal composto de diversos medicamentos, como a Aspirina, ? conhecido por causar zumbido se consumido em altas doses ou de forma cr?nica (para o tratamento de osteoporose, por exemplo). Zumbido ? o ouvir ou a percep??o de um som quando nenhum est?mulo f?sico est? presente. O zumbido n?o ? uma doen?a em si, mas um sintoma presente em diversas doen?as, e est? associado ? ansiedade e outros dist?rbios de humor. Apesar de estar diretamente ligado ao sistema auditivo, o zumbido n?o ? gerado a partir de uma regi?o espec?fica do c?rebro. Al?m disso, alguns estudos mostraram que o salicilato afeta v?rias regi?es cerebrais al?m do sistema auditivo, como o estriado, amigdala e o hipocampo. Estudos iniciais atribu?ram uma fun??o unit?ria ao hipocampo: processamento de memorias declarativas. Entretanto, estudos mais recentes mostraram que o hipocampo n?o s? possui outras fun??es, como processamento emocional, mas tamb?m pode ser dividido em ventral e dorsal, e a parte ventral desempenha um papel essencial no processamento emocional. A oscila??o mais estudada do c?rebro ? o r?tmo teta, e ela pode ser encontrada em todo o hipocampo. Dois tipos de teta podem ser distinguidos: o teta tipo 1, que ? resistente a atropina, possui uma frequ?ncia mais alta (7 a 10 Hz) e est? relacionado com comportamentos de padr?o motor; e o teta tipo 2, que ? sens?vel a atropina, possui uma frequ?ncia mais baixa (4 to 7 Hz) e ocorre durante anestesia, estado de imobilidade vigilante e situa??es de alta ansiedade. O presente estudo investigou os efeitos eletrofisiol?gicos do salicilato no hipocampo ventral de camundongos em estado de comportamento. Atrav?s da inje??o de salicilato foi gerado teta tipo 2 no hipocampo ventral. Tamb?m foi encontrado que o salicilato leva a comportamentos de ansiedade. / Salicylate, the main compound of many medications as Aspirin, is known to cause tinnitus if consumed in high doses or in a chronic way (for the treatment of osteoporosis, for example). Tinnitus is the hearing or perception of a sound when no physical stimulus is present. Tinnitus is not a disease itself, but a symptom present in some diseases, and is associated with anxiety and other mood disorders. Despite being directly related with auditory system, tinnitus is not generated from one specific region of the brain. Additionally, some studies showed that salicylate affects various brain regions besides the auditory system, as the striatum, amygdala and the hippocampus. Early studies have ascribed a unitary function to the hippocampus: declarative memory processing. However, more recent studies showed that the hippocampus not only has other functions, as emotional processing, but also can be divided into ventral and dorsal, and the ventral part plays an essential role in emotional processing. The most studied oscillation of the brain is the theta rhythm, and it can be found in the entire hippocampus. Two types of theta can be distinguished: the type 1, that is atropine resistant, has a higher frequency (7 to 10 Hz) and is related with motor pattern behaviors; and the type 2 theta, that is atropine sensitive, has a lower frequency (4 to 7 Hz) and occur during anesthesia, alert immobility and high arousal situations. The present study investigated the electrophysiological effects of salicylate in the ventral hippocampus of behaving mice. Through salicylate injection we generated type 2 theta in the ventral hippocampus. We also found that salicylate led to anxietylike behavior

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-07-17T13:25:04Z No. of bitstreams: 1 RobsonSchefferTeixeira_TESE.pdf: 28541390 bytes, checksum: 963c2c435bf67ce018fa618617a1a0a6 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-07-19T14:26:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RobsonSchefferTeixeira_TESE.pdf: 28541390 bytes, checksum: 963c2c435bf67ce018fa618617a1a0a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-19T14:26:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobsonSchefferTeixeira_TESE.pdf: 28541390 bytes, checksum: 963c2c435bf67ce018fa618617a1a0a6 (MD5) Previous issue date: 2016-04-07 / An?lises espectrais de registros eletrofisiol?gicos extracelulares t?m revelado que a atividade el?trica produzida pelo c?rebro ? comumente organizada em padr?es r?tmicos, conhecidos como oscila??es neuronais. Mais recentemente, descobriu-se que as oscila??es neuronais de frequ?ncias distintas n?o s?o independentes, mas podem interagir entre si. Ao longo das ?ltimas duas d?cadas, diversas ferramentas de an?lises foram desenvolvidas, amadurecidas e incorporadas de outras ?reas para se estudar os chamados acoplamentos entre frequ?ncias de oscila??es neuronais observadas nestes registros. Oscila??es neuronais s?o ditas acopladas se houver uma rela??o de depend?ncia entre suas caracter?sticas, como fase, amplitude ou frequ?ncia instant?neas. Dentre elas, o acoplamento fase-amplitude ? caracterizado por um aumento da amplitude instant?nea de uma banda de frequ?ncia condicionado a uma fase instant?nea de uma oscila??o de outra banda, enquanto que o acoplamento fase-fase do tipo n:m ? caracterizado pela rela??o fixa entre m ciclos de uma frequ?ncia em nciclos de outra. O hipocampo ? uma regi?o cerebral envolvida na forma??o de mem?rias e navega??o espacial. Assim como em outras estruturas, as redes neuronais do hipocampo produzem diversos padr?es oscilat?rios, que variam de acordo com os estados do ciclo sono-vig?lia. Entre estes padr?es, classicamente destacam-se os ritmos teta (4-12 Hz) e gama (30-100 Hz), que caracterizam estados comportamentais de locomo??o e sono REM. No entanto, o estudo dos padr?es de acoplamento oscilat?rio no hipocampo tem revelado subtipos oscilat?rios distintos dentro da defini??o tradicional da banda gama. Mais ainda, trabalhos recentes t?m mostrado a exist?ncia de oscila??es acopladas ao ritmo teta em frequ?ncias mais altas (>100 Hz), embora haja uma diverg?ncia na literatura atual sobre at? aonde estas oscila??es de altas frequ?ncias representariam atividade oscilat?ria genu?na de redes neuronais ou se seriam derivadas de efeitos esp?rios oriundos de contamina??es por resqu?cios de potencias de a??o registrados extracelularmente. A presente tese de doutorado visa contribuir para o maior entendimento dos padr?es oscilat?rios produzidos por redes neuronais do hipocampo, com particular foco nas rela??es de acoplamento entre oscila??es de diferentes frequ?ncias. Atrav?s de dados pr?prios e compartilhados de terceiros de animais implantados cronicamente com matrizes de m?ltiplos eletrodos, obtivemos registros da atividade el?trica da regi?o CA1 de ratos durante a explora??o de ambientes familiares e per?odos de sono. Investigamos a exist?ncia conjunta de distintos padr?es oscilat?rios do hipocampo em diferentes frequ?ncias atrav?s de marcadores eletrofisiol?gicos, anat?micos e comportamentais de cada oscila??o neuronal que, quando combinados, levaram a um perfil ?nico para cada banda de frequ?ncia. Nossos resultados mostram a exist?ncia de m?ltiplas bandas de frequ?ncia moduladas pelo ritmo teta hipocampal. As modula??es s?o dotadas de diversos mecanismos separat?rios, provavelmente de forma a minimizar interfer?ncias. Demonstramos ainda que padr?es oscilat?rios esp?rios e genu?nos podem co-existir numa mesma faixa de frequ?ncia, e que, ao contr?rio de trabalhos recentes, n?o h? evid?ncia para acoplamentos do tipo fase-fase n:m no hipocampo. A capacidade de uma oscila??o neural interagir com outras oscila??es, aparentemente independentes, levanta questionamentos naturais sobre sua signific?ncia biol?gica, que, apesar de diversos avan?os na ?rea, ainda permanece um mist?rio na sua ess?ncia. / Spectral analysis of extracellular electrophysiological recordings revealed that the brain electrical activity is often organized in rhythmic patterns, known as neuronal oscillations. Recently, it was discovered that oscillations of distinct frequencies are not independent, but can interact to each other. In the last two decades, several analysis tools were developed or incorporated from other fields to study cross-frequency coupling between neural oscillations. Neural oscillations are said to be coupled if there is a dependency between their features, such as phase, amplitude or frequency. Among them, phase ? amplitude coupling is characterized by an increase in the instantaneous amplitude of one frequency band conditioned to the instantaneous phase of another frequency band, whereas n:m phase ? phase coupling is characterized by a fixed relation between m cycles of one frequency to n cycles of another one. The hippocampus is a brain region involved in memory formation and spatial navigation. As in other brain structures, hippocampal neural networks generate several oscillatory patterns, which vary according to the stage of the sleep-waking cycle. Among these patterns, theta (4 ? 12 Hz) and gamma (30 ? 100 Hz) oscillations are prominent during active waking and REM sleep. However, the study of coupling patterns in the hippocampus has revealed distinct sub-types of oscillatory activity inside the traditional gamma band. Moreover, recent studies have shown the existence of even faster oscillations coupled to theta in the hippocampus (> 100 Hz), although there is a current divergence in the literature about whether they represent genuine network activity or spurious by-products from incomplete filtering of extracellular spikes. This thesis investigates oscillatory patterns generated by hippocampal neural networks, focusing in the coupling relation among oscillations of different frequencies. Using our own data and shared third-party ones of chronically implanted animals with multisite electrodes, we recorded electrical activity in the CA1 region of rats while exploring a familiar environment and during sleep stages. We investigated the existence of simultaneous but distinct oscillatory patterns in the hippocampus separated by electrophysiological, anatomic and behavioral markers, which, once taken together, can lead to a unique profile for each frequency band. Our results point to the existence of several frequency bands coupled to the hippocampal theta rhythm. All modulations are found to be separated by mechanisms that can potentially avoid interferences. We also demonstrate that a spurious oscillatory patterns can emerge and co-exist in the same frequency band of genuine oscillations and, contrary to recent work, we show that there is lack of evidence for n:m phase ? phase coupling in the hippocampus. The capacity of neural oscillations to interact with one another raises questions about the biological significance of such phenomenon; despite recent progress in the field, however, its essence remains a mystery.