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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-27012017-142256 |
| Date | 15 October 2010 |
| Creators | Pedro Leonardo Cedraz Mercez |
| Contributors | Eliane Comoli, Francisco Silveira Guimarães, Jose Marino Neto |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Fisiologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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