Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências / Made available in DSpace on 2012-10-23T05:08:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240726.pdf: 507632 bytes, checksum: 72baf37cc059a8e4aa6d1f328f20c0fe (MD5) / Dados da literatura apontam à participação de circuitos gabaérgicos do núcleo accumbens (ACC) no comportamento da ansiedade e no controle da ingestão de alimento em ratos. O objetivo deste estudo foi estabelecer uma associação entre o efeito ansiolítico e a hiperfagia, após a ativação de receptores GABAA e GABAB encontrados na região da concha do ACC. Foram utilizados ratos Wistar fêmeas (200-300g), portando cânulas-guia implantadas bilateralmente 2 mm acima da região da concha do ACC, mantidas com água e ração ad libitum. Os animais foram tratados, bilateralmente, com salina (200 nl), muscimol (MUSC) agonista GABAA (128 e 256 pmol/lado) ou baclofen (BACL) agonista GABAB (128 e 256 pmol/lado) e expostos ao labirinto em cruz elevado (LCE) por 5 min. Imediatamente após esse período, os animais foram transferidos para uma caixa de registro alimentar para avaliação, por 1 h, do consumo de água e alimento. As imagens foram gravadas em VHS e posteriormente foram realizadas as leituras no programa Etholog 2.25. Os resultados mostraram que apenas a dose mais baixa de MUSC reduziu o comportamento de avaliação de risco, que é um indicador etológico do efeito ansiolítico. A dose mais alta não alterou significativamente nenhum dos comportamentos avaliados ou as medidas espaço-temporal. Ambas as doses de BACL reduziram o comportamento de avaliação de risco, caracterizando efeito ansiolítico, e a dose mais alta aumentou o comportamento de imersão de cabeça, sendo que os demais comportamentos ou as medidas espaço-temporal não sofreram alterações com ambas as doses. Em relação ao veículo (0,1 ± 0,1 g), as duas doses de MUSC induziram elevação semelhante na ingestão de alimento (2,2 ± 0,6 g; 2,7 ± 0,4 g), acompanhada por uma redução na latência para iniciar, sem alterar a duração da resposta de ingestão de alimento. Ambas as doses de BACL provocaram hiperfagia (2,6 ± 0,5 g; 5,0 ± 0,4 g) de modo dose-dependente, acompanhada por redução na latência para iniciar e aumento na duração da resposta de ingestão de alimento. Diante desses dados, sugere-se que o comportamento de ansiedade e o comportamento de ingestão de alimento são controlados de forma distinta por circuitos gabaérgicos encontrados na concha do ACC. A hiperfagia induzida pelo MUSC foi mantida sem que ocorresse alteração simultânea nos indicadores comportamentais de ansiedade. Além disso, o efeito do BACL sobre a ingestão de alimento apresentou uma relação dose dependente, no entanto o efeito ansiolítico induzido pelo BACL mostrou a mesma intensidade, independente da dose administrada, reforçando a sugestão de que circuitos gabaérgicos do ACC envolvidos no controle de ingestão de alimento estão dissociados daqueles envolvidos no controle da ansiedade.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:31Z : No. of bitstreams: 1 Publico-472.pdf: 622403 bytes, checksum: 6ffd5126c843b5fda444f16935ac1337 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O hipotálamo é uma estrutura de fundamental importância para a adaptação do organismo a situações de estresse, seja ele provocado por estímulos aversivosou por qualquer situação que altere o equilíbrio homeostático. Os núcleoshipotalâmicos mediais têm sido propostos como relacionados à modulação de respostas comportamentais de defesa e das alterações fisiológicas que a acompanham. Fazem parte do hipotálamo medial, o núcleo dorsomedial, a porção dorsal do hipotálamo ventromedial, o núcleo anterior do hipotálamo e o núcleo premamilar dorsal. A participação do sistema GABAérgico dohipotálamo medial na gênese de respostas comportamentais e fisiológicas aestímulos aversivos tem sido evidenciada por diversos estudos experimentais.Tem sido demonstrado que a administração de antagonistas GABAérgicosintra-hipotálamo medial induz comportamento de fuga, à semelhança daestimulação elétrica do núcleo. Pouco tem sido investigado com relação à modulação exercida pelo hipotálamo medial sobre respostas de defesa condicionadas e/ou evocadas por situações mais naturalísticas. O objetivo do presente trabalho foi melhor investigar o envolvimento do sistema GABAérgico e dos substratos neurais do hipotálamo medial em respostas comportamentais de defesa condicionadas e incondicionadas, a partir da utilização de um modelo animal de ansiedade, o labirinto em T elevado (LTE), que permite a medida de duas respostas comportamentais (esquiva inibitória e fuga de uma via), em um mesmo animal. Em termos clínicos, estas respostas têm sido relacionadas à ansiedade generalizada e ao transtorno do pânico, respectivamente. No presente trabalho, ratos Wistar machos (aproximadamente 280 g) foram implantados com cânulas-guia para microinjeção em dois núcleos do hipotálamo medial: o hipotálamo dorsomedial e a porção dorsal do hipotálamo ventromedial. Em um primeiro momento (experimentos 1 e 2) , os animais receberarm microinjeções do agonista GABAA muscimol (0,5 e 1,0 nmol, no experimento 1; 1,0 nmol no experimento 2) e dez minutos depois foram submetidos ao LTE. Para fins de comparação, em um terceiro experimento um grupo de animais foi tratado intra-hipotálamo dorsomedial com o anestésico local lidocaína (1 nmol; experimento 3). A fim de se evitar falsos negativos ou positivos devido ao efeito das drogas sobre a atividade locomotora, os animais foram testados em um campo aberto após os testes com o LTE. Os resultados mostraram um efeito seletivo do muscimol intra-núcleo dorsomedial sobre as respostas de fuga e esquiva. A injeção de muscimol na dose de 0,5 nmoles neste núcleo não alterou a latência sobre a esquiva inibitória dos braços abertos, nas três medidas tomadas, aumentando a latência sobre a fuga nas medidas 2 e 3. na dose de 1.0 nmol o muscimol aumentou a latência basal sobre a esquiva inibitória e a latência de fuga 3, embora tenha produzido também alteração motora verificada através da diminuição do número de cruzamentos e levantamentos no teste do campo aberto. Tal alteração motora não foi verificada na dose mais baixa. De maneira semelhante, o anestésico local lidocaína, administrado intra-núcleo dorsomedial, também não alterou nenhuma das duas medidas realizadas no LTE, esquiva e fuga, muito embora o efeito da droga não restrinja-se à inibição de corpos neuronais, já que a droga inativa também fibras de passagem. Para concluir, é possível afirmar que a inativação do hipotálamo dorsomedial por muscimol inibe seletivamente uma resposta comportamental de defesa, a fuga, que em termos clínicos tem sido relacionada ao transtorno do pânico / Previous evidence indicates that the medial hypothalamus is part of a neurobiological substrate controlling defensive behavior. In particular, it has been shown that a hypothalamic nucleus, the dorsomedial hypothalamus (DMH), is involved in the regulation of escape, a defensive behavior related to panic attacks. The role played by other hypothalamic nuclei in the organization of fear-related responses however is less clear. In this study we addressed this question by investigating the effects of the reversible inactivation of two hypothalamic nuclei, the DMH and the dorsomedial part of the ventromedial hypothalamus (VMHdm), on escape behavior generated in male Wistar rats by an ethologically relevant threatening stimulus: the exposure of rats to the open arms of the elevated T-maze. Results showed that intra-DMH administration of the GABAA receptor agonist muscimol (0.5 nmol and 1.0 nmol/0.2 μl) inhibited escape behavior, suggesting an antiaversive effect, although the higher dose also altered locomotor activity in an open field. Muscimol intra-DMH did not affect elevated T-maze inhibitory avoidance, a behavior associated with generalized anxiety disorder. On the other hand, muscimol intra-VMHdm did not alter either avoidance or escape measurements. Also, intra-DMH administration of the sodium channel blocker lidocaine (1 nmol/0.2 μl) was without effect, what is probably related to the fact the lidocaine, unlike muscimol, also inactivate fibers of passage and not only cell bodies. Taken together, our data corroborate previous evidence suggesting that the DMH is involved in the modulation of escape. Dysfunction of this regulatory mechanism may be of relevance in the genesis/maintenance of panic disorder. / FAPESP: 06/56950-3 / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Il est bien établi que le thalamus joue un rôle crucial dans la génération de l'oscillation lente synchrone dans le cortex pendant le sommeil lent. La puissance des ondes lente / delta (0.2-4 Hz) est un indicateur quantifiable de la qualité du sommeil. La contribution des différents noyaux thalamiques dans la génération de l’activité à ondes lentes et dans sa synchronisation n'est pas connue. Nous émettons l'hypothèse que les noyaux thalamiques de premier ordre (spécifiques) influencent localement l’activité à ondes lentes dans les zones corticales primaires, tandis que les noyaux thalamiques d'ordre supérieur (non spécifiques) synchronisent globalement les activités à ondes lentes à travers de larges régions corticales. Nous avons analysé les potentiels de champ locaux et les activités de décharges de différentes régions corticales et thalamiques de souris anesthésiées alors qu'un noyau thalamique était inactivé par du muscimol, un agoniste des récepteurs GABA. Les enregistrements extracellulaires multi-unitaires dans les noyaux thalamiques de premier ordre (VPM) et d'ordre supérieur (CL) montrent des activités de décharges considérablement diminuées et les décharges par bouffées de potentiels d'action sont fortement réduites après inactivation. Nous concluons que l'injection de muscimol réduit fortement les activités de décharges et ne potentialise pas la génération de bouffées de potentiel d'action à seuil bas. L'inactivation des noyaux thalamiques spécifiques avec du muscimol a diminué la puissance lente / delta dans la zone corticale primaire correspondante. L'inactivation d'un noyau non spécifique avec le muscimol a significativement réduit la puissance delta dans l'ensemble du cortex étudié. Nos expériences démontrent que le thalamus a un rôle crucial dans la génération de l'oscillation lente corticale. / It is well established that thalamus plays a crucial role in the generation of the synchronous slow oscillation in the cortex during non-REM sleep. The slow/delta power (0.2-4 Hz) is the main measured factor of the quality of sleep. However, the contribution of different thalamic nuclei to the generation of the slow wave activities and its synchronization is not known. We hypothesized that the first-order (specific) thalamic nuclei provide a control of slow waves in primary cortical areas, while higher-order (non-specific) thalamic nuclei may synchronize the slow-wave activities across wide cortical regions. We analyzed local field potentials and spiking activities from different cortical and thalamic areas of anesthetized mice while a thalamic nucleus was inactivated by the GABA-agonist muscimol. Extracellular multiunit recordings in first-order (VPM) and higher-order (CL) thalamic nuclei show dramatically decreased spiking activity and strongly reduced burst firing after inactivation with muscimol. We conclude that the injection of muscimol strongly reduced the spiking activity and does not potentiate the generation of low-threshold spike mediated bursts. Inactivation of specific thalamic nuclei with muscimol decreased the slow/delta power in the corresponding primary cortical area. The inactivation of a non-specific nucleus with muscimol significantly reduced the delta power in all investigated cortical areas. Our experiments demonstrate that the thalamus is required for the fine tuning of the cortical slow oscillation.

A amígdala participa dos processos de aprendizagem e memória de natureza emocional, incluindo os comportamentos aversivos. Essa estrutura compreende vários núcleos que estabelecem diferentes conexões com outras estruturas do sistema nervoso. Seu núcleo basal (BA) é um dos principais alvos amigdalares de informações processadas pelo hipocampo. Evidências apontam que o hipocampo seria responsável pela aprendizagem contextual, construindo uma representação integrada dos diferentes estímulos do ambiente numa representação única, denominada representação configuracional do contexto, que inclui também representações do espaço. Congruente com essa hodologia, lesões seletivas do BA resultam em prejuízos comportamentais similares aos encontrados após lesão hipocampal. Por exemplo, ratos com lesão no BA exibem deficiências na tarefa de medo condicionado ao contexto, mas não ao som, indicando que essa região está envolvida no processo de condicionamento aversivo contextual. Porém, não está claro se esse prejuízo decorre da participação do BA na aquisição e/ou evocação e expressão do medo contextual. Os objetivos do presente estudo incluíram avaliar, por meio da inativação reversível do BA, (1) se ele é necessário na aquisição do condicionamento aversivo ao som e/ou ao contexto e (2) qual a natureza da sua participação no condicionamento aversivo ao contexto, isto é, se é necessário para a construção do contexto, para sua associação com o estímulo aversivo e/ou para a evocação da memória e expressão das respostas condicionadas. Num primeiro experimento, muscimol foi infundido no BA antes do treinamento na tarefa de condicionamento aversivo concorrente ao som e ao contexto, e os testes de medo condicionado ao som e ao contexto foram realizados separadamente, na ausência de muscimol. Como esperado, os resultados revelaram prejuízo de desempenho na tarefa de medo condicionado ao contexto, mas não na tarefa de medo condicionado ao som. Num segundo experimento, muscimol foi infundido, em grupos independentes de animais, antes de cada fase da variante do condicionamento aversivo ao contexto que envolve facilitação pela pré-exposição ao contexto, a qual permite distinguir entre a construção configuracional do contexto (fase 1), sua associação com o estímulo aversivo (fase 2) e posterior evocação e expressão do medo condicionado (fase 3). Resultados mostraram que somente os ratos que receberam muscimol antes da fase 2, mas não os que receberam muscimol antes das fases 1 e 3, apresentaram prejuízo de desempenho na tarefa de medo condicionado ao contexto. No conjunto, esses resultados indicam que o BA participa do condicionamento aversivo ao contexto sendo imprescindível no processo de associação da representação configuracional do contexto com o estímulo aversivo, mas não nos processos de construção da representação sobre o contexto e nem de evocação da memória e expressão das respostas condicionadas de medo / The amygdala is involved in emotional learning and memory, including fear conditioning. This brain structure includes several nuclei with distinct hodology. The basal nucleus (BA) receives processed information from the hippocampal formation. Evidence indicates that the hippocampus integrates environmental stimuli in a single representation thus rendering it involved in contextual (including spatial) learning and memory. Congruent with this hodological evidence, selective damage to the BA results in behavioral impairments similar to those found after hippocampal damage. For instance, rats with BA damage exhibit performance impairments in contextual, but not auditory, fear conditioning tasks. However, it is not clear to which extent this disruption is related to the BA involvement in either acquisition of contextual fear or retrieval of memory and fear expression, or both. This study aimed at investigating, by way of reversible inactivation of the BA, (1) its involvement in acquisition of auditory and contextual fear conditioning, and (2) the nature of its participation in contextual fear conditioning, that is, if it is necessary for building a representation about the context, for associating the context with the aversive stimulus and/or for memory retrieval and expression of contextual fear conditioning. In the first experiment, muscimol was infused into the BA before training in a concurrent auditory and contextual fear conditioning task, and testing for auditory and contextual fear conditioning was run separately in the absence of muscimol. As expected, results revealed disruption of performance in the contextual, but not in the auditory, conditioning task. In the second experiment, muscimol was infused into the BA, in independent groups of animals, before each of the three phases of a contextual fear conditioning variant that involves context pre-exposure facilitation, thus allowing to evaluate if functional reversible inactivation of the BA interfered with (1) building an integrated representation of the environment (the context), (2) its association with the aversive stimulus, and/or (3) memory retrieval and expression of fear conditioning. Results showed that muscimol infusion into BA before phase 2, but not phases 1 and 3, impaired performance in the contextual fear conditioning task. Together, these results indicate that a functional BA is required for acquisition of contextual fear conditioning in order to establish an association between the context and the aversive stimulus, but not for building a context neither for memory retrieval and expression of fear conditioned responses

O colículo superior (CS) é conhecido por ser responsável pela detecção e orientação da cabeça e olhos em direção a estímulos visuais. Ainda o CS funciona na detecção e guia de respostas iniciais a objetos inesperados no campo visual e orientação da cabeça no sentido de estímulos apetitivos ou afastamento de estímulos potencialmente ameaçadores. Estudos prévios mostraram que a predação de insetos está associada à expressão da proteína Fos nas porções laterais do colículo superior (CSl) e ratos com lesões bilaterais de NMDA na região do CSl tipicamente falham em orientarem-se e caçarem insetos usando a sequência de movimentos estereotipados comumente vistos na caça predatória de insetos. Parece que as porções mediais do colículo superior (CSm) está envolvida com a organização de respostas defensivas, uma vez que estimulações nesse sítio elicia respostas de esquiva adicionadas de ajustes viscerais relacionados as respostas defensivas. Interessantemente, um aumento de imunorreatividade à proteína Fos foi observada no CSm enquanto ratos foram expostos ao predador natural (Comoli and Cedraz-Mercez, 2009). Um estudo sistemático com o rastreador neuronial FluoroGold realizado no nosso laboratório mostrou diferenças no padrão de conexões aferentes sugerindo que o CSm recebe informações principalmente de vários setores do córtex associativo que refletem uma maior integração de informações cognitivas referentes ao predador e do circuito hipotalâmico relacionado com a defesa, enquanto o CSl integra informações principalmente relacionadas ao sistema somatossensorial das vibrissas e da região orofacial que sabidamente são muito importantes para o comportamento de aproximação. Essas diferenças anatômicas podem ser importantes para influenciar o CS na modulação de respostas comportamentais aos estímulos relevantes biologicamente. Baseado no exposto acima sugerimos que haja uma distinção funcional entre o CSm e CSl de ratos. Nossos resultados mostraram que 100% dos ratos expostos ao predador natural ou as baratas e ao predador ao mesmo tempo desempenharam respostas de defesa e tiveram aumento da proteína Fos no CSm. A inativação do CSm com muscimol mostrou um aumento de comportamento exploratório e redução da resposta de congelamento motor quando esses animais foram expostos as baratas e ao predador natural ao mesmo tempo. Interessantemente na situação em que o rato encontra-se fisicamente ameaçado pela presença do predador e também fisiologicamente ameaçado por um déficit nutricional elevado (devido à privação alimentar) e defronta-se com presas observamos que 50% desses animais desempenham respostas defensivas e apresentam aumento da proteína Fos no CSm e setores do circuito de defesa; e 50% dos animais desempenham respostas predatórias e apresentam aumento de proteína Fos no CSl e pouca atividade no circuito de defesa. Sugerimos que o CSm é um sítio muito importante na integração de informações referentes à atenção voltada ao predador e que deve exercer um papel no processo de seleção comportamental ao nível dos gânglios da base. Ainda sugerimos que existe uma interação importante entre os sistema colicular e o sistema hipotalâmico de defesa. / The Superior Colliculus (SC) is well known to be responsible for detecting and orienting the head and eyes toward visual stimuli. Moreover SC works in the detection and guidance of initial responses to unexpected objects in the visual field, in addition to the orienting the head towards appetitive and away from potentially threatening stimuli. Previous studies have shown that insect predation in rats is associated with the expression of Fos protein at the lateral part of intermediate layer of Superior Colliculus (SCl) and rats with local bilateral NMDA lesions in the SCl typically fail to orient towards and chase the roaches with the series of stereotyped movements commonly seen in the predatory hunting of intact controls. It seems that the medial region of Superior Colliculus (SCm) is involved in the organization of defensive behavior once stimulation in this site elicits avoidance responses in addition to visceral adjustments related to defensive responses. Interestingly, an increase of Fos immunoreactivity was found in the medial region of SC (SCm) while rats were exposed to the cat (Comoli and Cedraz-Mercez, 2009). A systematic study with the retrograde tracer FluoroGold conducted in our laboratory showed the differences in the pattern of afferent connections suggesting that SCm mostly integrates inputs coming from associative cortical areas and key sites of the defensive circuitry while SCl integrates inputs from whiskers and orofacial-related somatosensory information which is important for approaching behaviors. These anatomical differences might be very important to influence SC in modulating behavioral responses to biologically relevant stimuli. Based on the mentioned above we propose that SCm and SCl could be functionally distinct. Our results showed that rats exposed to the natural predator or exposed to the roaches and the natural predator together performed fear responses and Fos upregulation at the SCm. Muscimol inactivation of SCm showed an increase of exploratory behaviors and reduction of freezing responses when the animals were exposed o both the roaches and the predator together. In a challenging experiment rats were food deprived and were exposed to both, the roaches and the natural predator and Fos protein was detected. Fifty percent of the rats showed predatory behavior and did not show the fear responses commonly seen when exposed to the natural predator. Moreover an increase of Fos protein levels was observed at the SCl of these rats. The other fifty percent of the rats showed fear responses and did not hunt the preys. In contrast an increase of Fos protein was detected at SCm and at the hypothalamic defensive circuitry of these rats. We suggest that SCm is very important for integration of information concerning the predator and might influence the behavioral selection process at the level of basal ganglia. We also suggest there is a relation between collicular and hypothalamic defensive circuits.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-06-29Bitstream added on 2014-06-13T19:19:03Z : No. of bitstreams: 1 roncari_cf_me_arafo.pdf: 1141775 bytes, checksum: 756f5ebb063d9e446b0caeba4b1d9c6c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Estudos recentes mostraram a existência de importantes mecanismos de controle da ingestão de sódio e água no núcleo parabraquial lateral (NPBL), uma estrutura pontina localizada dorsolateralmente ao pedúnculo cerebelar superior. Lesões eletrolíticas ou neurotóxicas do NPBL aumentam a ingestão de água induzida por administração central ou periférica de angiotensina II (ANG II). O bloqueio dos receptores serotoninérgicos, colecistocinérgicos ou glutamatérgicos com injeções bilaterais no NPBL de metisergida, proglumide ou DNQX, respectivamente, aumentam a ingestão de solução hipertônica de NaCl induzida por tratamento com o diurético furosemida combinado com doses baixas do inibidor da enzima conversora de angiotensina captopril injetados subcutaneamente. Metisergida injetada no NPBL ainda aumenta a ingestão de NaCl induzida por ANG II administrada no ventrículo lateral (VL) ou no órgão subfornical (OSF) e por privação hídrica por 24 h, depleção de sódio ou DOCA. Além disso, a ativação de receptores adrenérgicos a2 com injeções de moxonidina ou noradrenalina no NPBL aumenta a ingestão de NaCl induzida por furosemida + captopril. Sendo assim, esses estudos mostram que o bloqueio dos mecanismos inibitórios do NPBL com injeções de antagonistas de receptores serotoninérgicos, colecistocinérgicos e glutamatérgicos ou agonistas de receptores adrenérgicos aumenta a ingestão de NaCl e água induzida por tratamentos prévios. No entanto, mais recentemente mostrou-se que a ativação gabaérgica do NPBL induz ingestão de NaCl e água em ratos saciados e normovolêmicos que não receberam nenhum tratamento prévio. Essa resposta é reduzida pelo bloqueio dos mecanismos colinérgicos centrais. No presente estudo, investigamos o efeito da desativação de mecanismos prosencefálicos facilitatórios na ingestão de NaCl e água induzida pela ativação gabaérgica... / Recent studies have shown important mechanisms for the control of sodium and water intake in the lateral parabrachial nucleus (LPBN), a pontine structure localized dorsolaterally to the superior cerebellar peduncle. Electrolytic or neurotoxic lesions of the LPBN increase water intake induced by central or peripheral administration of angiotensin II (ANG II). The blockade of serotonergic, cholecystokinergic or glutamatergic receptors with bilateral injections of methysergide, proglumide or DNQX, respectively, into the LPBN increases hypertonic NaCl intake induced by the treatment with subcutaneous injections of diuretic furosemide combined with low dose of angiotensin converting enzyme inhibitor captopril. LPBN injections of methysergide also increases NaCl intake induced by ANG II injected in the lateral ventricle (LV) or into the subfornical organ (SFO) and 24 h water deprivation, sodium depletion or DOCA. Moreover, activation of α2-adrenoceptors with injections of moxonidine or noradrenaline into the LPBN also increases NaCl intake induced by furosemide + captopril. Therefore theses studies have shown that blockade of LPBN inhibitory mechanisms with injections of serotonergic, cholecystokinergic or glutamatergic antagonists or adrenergic agonists increase NaCl and water intake induced by treatments that induce water and/or NaCl intake. However, recently it has been shown that GABAergic activation of the LPBN induces NaCl and water intake in satiated and normovolemic rats that received no previous treatment, a response reduced by the blockade of central cholinergic mechanisms. In the present study, we investigated the effects of deactivation of forebrain facilitatory mechanisms on NaCl and water intake induced by gabaergic activation of the LPBN. Rats with stainless steel cannulas implanted into the LV or SFO and bilaterally into the LPBN were used to test the effects of the blockade... (Complete abstract click electronic access below)

O colículo superior (CS) é conhecido por ser responsável pela detecção e orientação da cabeça e olhos em direção a estímulos visuais. Ainda o CS funciona na detecção e guia de respostas iniciais a objetos inesperados no campo visual e orientação da cabeça no sentido de estímulos apetitivos ou afastamento de estímulos potencialmente ameaçadores. Estudos prévios mostraram que a predação de insetos está associada à expressão da proteína Fos nas porções laterais do colículo superior (CSl) e ratos com lesões bilaterais de NMDA na região do CSl tipicamente falham em orientarem-se e caçarem insetos usando a sequência de movimentos estereotipados comumente vistos na caça predatória de insetos. Parece que as porções mediais do colículo superior (CSm) está envolvida com a organização de respostas defensivas, uma vez que estimulações nesse sítio elicia respostas de esquiva adicionadas de ajustes viscerais relacionados as respostas defensivas. Interessantemente, um aumento de imunorreatividade à proteína Fos foi observada no CSm enquanto ratos foram expostos ao predador natural (Comoli and Cedraz-Mercez, 2009). Um estudo sistemático com o rastreador neuronial FluoroGold realizado no nosso laboratório mostrou diferenças no padrão de conexões aferentes sugerindo que o CSm recebe informações principalmente de vários setores do córtex associativo que refletem uma maior integração de informações cognitivas referentes ao predador e do circuito hipotalâmico relacionado com a defesa, enquanto o CSl integra informações principalmente relacionadas ao sistema somatossensorial das vibrissas e da região orofacial que sabidamente são muito importantes para o comportamento de aproximação. Essas diferenças anatômicas podem ser importantes para influenciar o CS na modulação de respostas comportamentais aos estímulos relevantes biologicamente. Baseado no exposto acima sugerimos que haja uma distinção funcional entre o CSm e CSl de ratos. Nossos resultados mostraram que 100% dos ratos expostos ao predador natural ou as baratas e ao predador ao mesmo tempo desempenharam respostas de defesa e tiveram aumento da proteína Fos no CSm. A inativação do CSm com muscimol mostrou um aumento de comportamento exploratório e redução da resposta de congelamento motor quando esses animais foram expostos as baratas e ao predador natural ao mesmo tempo. Interessantemente na situação em que o rato encontra-se fisicamente ameaçado pela presença do predador e também fisiologicamente ameaçado por um déficit nutricional elevado (devido à privação alimentar) e defronta-se com presas observamos que 50% desses animais desempenham respostas defensivas e apresentam aumento da proteína Fos no CSm e setores do circuito de defesa; e 50% dos animais desempenham respostas predatórias e apresentam aumento de proteína Fos no CSl e pouca atividade no circuito de defesa. Sugerimos que o CSm é um sítio muito importante na integração de informações referentes à atenção voltada ao predador e que deve exercer um papel no processo de seleção comportamental ao nível dos gânglios da base. Ainda sugerimos que existe uma interação importante entre os sistema colicular e o sistema hipotalâmico de defesa. / The Superior Colliculus (SC) is well known to be responsible for detecting and orienting the head and eyes toward visual stimuli. Moreover SC works in the detection and guidance of initial responses to unexpected objects in the visual field, in addition to the orienting the head towards appetitive and away from potentially threatening stimuli. Previous studies have shown that insect predation in rats is associated with the expression of Fos protein at the lateral part of intermediate layer of Superior Colliculus (SCl) and rats with local bilateral NMDA lesions in the SCl typically fail to orient towards and chase the roaches with the series of stereotyped movements commonly seen in the predatory hunting of intact controls. It seems that the medial region of Superior Colliculus (SCm) is involved in the organization of defensive behavior once stimulation in this site elicits avoidance responses in addition to visceral adjustments related to defensive responses. Interestingly, an increase of Fos immunoreactivity was found in the medial region of SC (SCm) while rats were exposed to the cat (Comoli and Cedraz-Mercez, 2009). A systematic study with the retrograde tracer FluoroGold conducted in our laboratory showed the differences in the pattern of afferent connections suggesting that SCm mostly integrates inputs coming from associative cortical areas and key sites of the defensive circuitry while SCl integrates inputs from whiskers and orofacial-related somatosensory information which is important for approaching behaviors. These anatomical differences might be very important to influence SC in modulating behavioral responses to biologically relevant stimuli. Based on the mentioned above we propose that SCm and SCl could be functionally distinct. Our results showed that rats exposed to the natural predator or exposed to the roaches and the natural predator together performed fear responses and Fos upregulation at the SCm. Muscimol inactivation of SCm showed an increase of exploratory behaviors and reduction of freezing responses when the animals were exposed o both the roaches and the predator together. In a challenging experiment rats were food deprived and were exposed to both, the roaches and the natural predator and Fos protein was detected. Fifty percent of the rats showed predatory behavior and did not show the fear responses commonly seen when exposed to the natural predator. Moreover an increase of Fos protein levels was observed at the SCl of these rats. The other fifty percent of the rats showed fear responses and did not hunt the preys. In contrast an increase of Fos protein was detected at SCm and at the hypothalamic defensive circuitry of these rats. We suggest that SCm is very important for integration of information concerning the predator and might influence the behavioral selection process at the level of basal ganglia. We also suggest there is a relation between collicular and hypothalamic defensive circuits.

A amígdala participa dos processos de aprendizagem e memória de natureza emocional, incluindo os comportamentos aversivos. Essa estrutura compreende vários núcleos que estabelecem diferentes conexões com outras estruturas do sistema nervoso. Seu núcleo basal (BA) é um dos principais alvos amigdalares de informações processadas pelo hipocampo. Evidências apontam que o hipocampo seria responsável pela aprendizagem contextual, construindo uma representação integrada dos diferentes estímulos do ambiente numa representação única, denominada representação configuracional do contexto, que inclui também representações do espaço. Congruente com essa hodologia, lesões seletivas do BA resultam em prejuízos comportamentais similares aos encontrados após lesão hipocampal. Por exemplo, ratos com lesão no BA exibem deficiências na tarefa de medo condicionado ao contexto, mas não ao som, indicando que essa região está envolvida no processo de condicionamento aversivo contextual. Porém, não está claro se esse prejuízo decorre da participação do BA na aquisição e/ou evocação e expressão do medo contextual. Os objetivos do presente estudo incluíram avaliar, por meio da inativação reversível do BA, (1) se ele é necessário na aquisição do condicionamento aversivo ao som e/ou ao contexto e (2) qual a natureza da sua participação no condicionamento aversivo ao contexto, isto é, se é necessário para a construção do contexto, para sua associação com o estímulo aversivo e/ou para a evocação da memória e expressão das respostas condicionadas. Num primeiro experimento, muscimol foi infundido no BA antes do treinamento na tarefa de condicionamento aversivo concorrente ao som e ao contexto, e os testes de medo condicionado ao som e ao contexto foram realizados separadamente, na ausência de muscimol. Como esperado, os resultados revelaram prejuízo de desempenho na tarefa de medo condicionado ao contexto, mas não na tarefa de medo condicionado ao som. Num segundo experimento, muscimol foi infundido, em grupos independentes de animais, antes de cada fase da variante do condicionamento aversivo ao contexto que envolve facilitação pela pré-exposição ao contexto, a qual permite distinguir entre a construção configuracional do contexto (fase 1), sua associação com o estímulo aversivo (fase 2) e posterior evocação e expressão do medo condicionado (fase 3). Resultados mostraram que somente os ratos que receberam muscimol antes da fase 2, mas não os que receberam muscimol antes das fases 1 e 3, apresentaram prejuízo de desempenho na tarefa de medo condicionado ao contexto. No conjunto, esses resultados indicam que o BA participa do condicionamento aversivo ao contexto sendo imprescindível no processo de associação da representação configuracional do contexto com o estímulo aversivo, mas não nos processos de construção da representação sobre o contexto e nem de evocação da memória e expressão das respostas condicionadas de medo / The amygdala is involved in emotional learning and memory, including fear conditioning. This brain structure includes several nuclei with distinct hodology. The basal nucleus (BA) receives processed information from the hippocampal formation. Evidence indicates that the hippocampus integrates environmental stimuli in a single representation thus rendering it involved in contextual (including spatial) learning and memory. Congruent with this hodological evidence, selective damage to the BA results in behavioral impairments similar to those found after hippocampal damage. For instance, rats with BA damage exhibit performance impairments in contextual, but not auditory, fear conditioning tasks. However, it is not clear to which extent this disruption is related to the BA involvement in either acquisition of contextual fear or retrieval of memory and fear expression, or both. This study aimed at investigating, by way of reversible inactivation of the BA, (1) its involvement in acquisition of auditory and contextual fear conditioning, and (2) the nature of its participation in contextual fear conditioning, that is, if it is necessary for building a representation about the context, for associating the context with the aversive stimulus and/or for memory retrieval and expression of contextual fear conditioning. In the first experiment, muscimol was infused into the BA before training in a concurrent auditory and contextual fear conditioning task, and testing for auditory and contextual fear conditioning was run separately in the absence of muscimol. As expected, results revealed disruption of performance in the contextual, but not in the auditory, conditioning task. In the second experiment, muscimol was infused into the BA, in independent groups of animals, before each of the three phases of a contextual fear conditioning variant that involves context pre-exposure facilitation, thus allowing to evaluate if functional reversible inactivation of the BA interfered with (1) building an integrated representation of the environment (the context), (2) its association with the aversive stimulus, and/or (3) memory retrieval and expression of fear conditioning. Results showed that muscimol infusion into BA before phase 2, but not phases 1 and 3, impaired performance in the contextual fear conditioning task. Together, these results indicate that a functional BA is required for acquisition of contextual fear conditioning in order to establish an association between the context and the aversive stimulus, but not for building a context neither for memory retrieval and expression of fear conditioned responses

When a human or animal is threatened or confronted with a stimuli signalling danger, internal defence mechanisms are activated that evoke feelings of fear and anxiety. These emotional responses promote the behaviour patterns necessary for an organism's survival. Animal research seeks to understand how these emotions affect behaviour both physiologically and neurologically in order to develop effective treatment for those suffering from severe anxiety disorders. The aim of this thesis was to examine the role of the amygdala, and dorsal and ventral hippocampus in relation to immediate fear arousal brought on by footshock. This was assessed by examining whether muscimol would interfere with the acoustic startle response before or after footshock presentation, and then comparing these reactions to a control group that received saline infusions. The results of this research are extremely important because they identify various brain structures involved in the fear-arousing effects of footshock as measured by the shock sensitization of acoustic startle. Laboratory rats received muscimol (0.1ug and 0.01ug) infusions into the basolateral amygdala, dorsal and ventral hippocampus. These three brain regions have been identified as playing a prominent role in fear neurocircuitry. The results demonstrated that the GABA A receptor agonist muscimol in doses of 0.1ug and 0.01ug reliably blocked shock sensitization of the acoustic startle response. The muscimol doses did not alter the shock reactivity amplitudes therefore indicating a normal perception of the fear arousing properties of footshock. Therefore, the present study's results suggest that a decrease of GABA activity in the amygdala, dorsal and ventral hippocampus may be essential for the neuronal basis of fear acquisition and expression of unconditioned and conditioned stimuli.

There is extensive research regarding the neural mechanisms that control satiety and meal termination; in contrast, there is very limited understanding of how the central nervous system regulates meal onset and thus the duration of the postprandial intermeal interval (ppIMI) and meal frequency. Based on emerging evidence, we hypothesize that dorsal hippocampal neurons, which are critical for episodic memory, form a memory of a meal and inhibit meal onset during the ppIMI. To test whether hippocampal neurons form a memory of a meal, we first determined that ingesting sucrose or isopreferred concentrations of the non-caloric sweetener saccharin increased the expression of the plasticity-related immediate early gene activity-regulated cytoskeleton-associated protein (Arc) in dorsal CA1 hippocampal (dCA1) neurons in Sprague-Dawley rats. Furthermore, repeated exposure to the sucrose meal attenuated the ability of the sucrose to induce Arc expression. Together, these data indicate that orosensory stimulation produced by a sweet taste is sufficient to induce synaptic plasticity in dCA1 neurons in an experience-dependent manner. Second, we showed that reversibly inactivating dorsal hippocampal neurons with infusions of the GABAA agonist muscimol after the end of a sucrose meal accelerated the onset of the next meal, indicating that dorsal hippocampal neurons inhibit meal onset. Lastly, using a clinically-relevant animal model of early life inflammatory injury, we found that neonatal injury (1) impairs hippocampal-dependent memory, (2) decreases the ppIMI and increases sucrose intake, (3) increases body mass, (4) attenuates sucrose-induced Arc expression in dCA1 neurons, and that (5) blocking inflammatory pain with morphine at the time of injury reverses the effects of injury on memory, energy intake and Arc expression. Collectively, the findings of this dissertation support the overarching hypothesis that dorsal hippocampal neurons inhibit meal onset during the ppIMI and suggest that dorsal hippocampal dysfunction may contribute to the development and/or maintenance of diet-induced obesity.