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Amostragem longitudinal e em larga escala da comunicação ao longo do dia em Callithrix jacchus (Callitrichidae, Primates)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-18) Sá, Anna Gabriely Barroso de; Takahashi, Daniel Yasumasa; http://lattes.cnpq.br/4659230362946311; http://lattes.cnpq.br/3496180687690450; Miranda, Maria de Fatima Arruda de; http://lattes.cnpq.br/4654421846443562; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588
A comunicação é um comportamento vital para a sobrevivência e reprodução de todas as espécies, inclusive os saguis-comuns. O fato de ocorrer transmissão vocal põe em questão o aprendizado vocal, antes pensado ser exclusivo da espécie humana. No entanto, estudos com primatas não-humanos demonstraram alta plasticidade vocal, desde a presença de dialetos entre diferentes grupos a alterações no chamado de acordo com o status social. Tal plasticidade possibilita perceber que vários fatores podem vir a influenciar a variação de comportamentos vocais, como por exemplo: o ciclo circadiano, que influencia quase todos os organismos vivos, regulando mecanismos biológicos e comportamentais, como forrageio e reprodução. Como para o Callithrix jacchus, um primata com um comportamento vocal diversificado e complexo, a comunicação é de extrema importância é de se esperar que com um repertório de aproximadamente 15 tipos de vocalizações, elas sejam influenciadas por fatores externos, como a variação temporal. Dessa forma, foi vista a necessidade de estudos mais aprofundados em primatas não-humanos, como o sagui-do-tufo-branco, para complementar e aprimorar o monitoramento acústico desses animais. Então, tendo como objetivo validar a hipótese de variação vocal ao longo do dia, o estudo foi feito com animais cativos do Instituto do Cérebro da UFRN sendo gravados continuamente ao longo do dia através de um sistema de monitoramento automatizado com um gravador de alta qualidade e baixo custo. Assim, foi possível observar que a variação ao longo do dia ocorre dependendo do tipo de vocalização. Além disso, foi concluído que o sistema de monitoramento atingiu as expectativas de registro contínuo podendo vir a tornar possível estudos futuros com populações dessa espécie em campo.
Avaliação da eficácia de dois programas de leitura dialógica na compreensão de crianças com transtorno do espectro do autismo e desenvolvimento típico
(2025) Walter, Elizabeth Cynthia; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; Nunes, Débora Regina de Paula
Prejuízos na linguagem e na compreensão leitora de crianças com desenvolvimento típico (DT) e com transtorno do espectro do autismo (TEA) podem ser minimizados por práticas precoces de leitura. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar a eficácia de dois programas de leitura, Reading to Engage Children with Autism in Language and Learning (Recall) e Leitura Dialógica Simples (LDS), implementados em dois pré-escolares com TEA e um com DT. Um delineamento experimental randomizado do tipo ABAB foi empregado para avaliar os efeitos dos dois programas na frequência de respostas corretas a perguntas factuais e inferenciais sobre as histórias narradas, assim como na aprendizagem de vocabulário das três crianças. Os resultados mostram que, por meio da autoscopia e de estratégias de modelação, os sete mediadores, pais das crianças e profissionais de saúde e educação, desenvolveram competências para implementar ambos os protocolos com adequado grau de fidedignidade. As três crianças aprenderam novos vocábulos quando expostas ao Recall e à LDS, sem apresentarem diferenças significativas entre os programas. Em contrapartida, ao avaliarmos a frequência de respostas corretas para o conjunto de tipo de pergunta, observou-se desempenho significativamente melhor para as três crianças com o Recall. Ao estendermos as análises considerando o valor das respostas segundo o nível de ajuda, verificou-se diferença significativa apenas para duas delas. Contribuições e limitações do estudo também são discutidas
A cafeína exerce efeitos positivos sobre a memória tipo episódica em ratos adultos sem influenciar a sobrevivência neural no giro denteado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-04-27) Macêdo, Priscila Tavares; Silva, Regina Helena da; Costa, Marcos Romualdo; ; http://lattes.cnpq.br/6118493598074445; ; http://lattes.cnpq.br/0101190051087933; ; http://lattes.cnpq.br/1872402592731465; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; Abílio, Vanessa Costhek; ; http://lattes.cnpq.br/2393173678667897
A cafeína é um leve psicoestimulante que em baixas doses tem efeitos cognitivos e mnemônicos positivos, enquanto em altas doses tende a possuir efeitos prejudiciais sobre esses processos. A memória tipo-episódica em roedores pode ser avaliada com tarefas hipocampo-dependentes. O giro denteado é uma subregião hipocampal onde ocorre neurogênese no adulto, e acredita-se que esse processo esteja relacionado à sua função de separação de padrões, ou seja, identificação de padrões espaço-temporais para discriminar eventos. Além disso, a neurogênese é influenciada pelo aprendizado de tarefas espaciais e contextuais. Nosso objetivo foi avaliar os efeitos comportamentais em tarefas tipo-episódicas, em ratos Wistar machos, submetidos a tratamentos agudo ou crônico com cafeína, nas doses de 15mg/kg ou 30mg/kg. Além disso, procuramos avaliar as relações do efeito crônico da cafeína, em doses baixa e elevada, bem como da influência do aprendizado de tarefas hipocampo-dependentes, sobre a sobrevivência de neurônios nascidos no início do tratamento, fazendo uso de BrdU para marcar novas células geradas no giro denteado. Quanto ao tratamento agudo, vimos que o grupo salina tendeu a apresentar melhor discriminação temporal e espacial que os grupos cafeína, nas tarefas executadas. Os resultados do tratamento crônico mostraram que houve melhor discriminação do grupo cafeína 15 mg/kg (dose baixa) quanto ao aspecto temporal da memória episódica; já o grupo cafeína 30mg/kg (dose alta) conseguiu discriminar melhor temporalmente em condição de maior dificuldade de execução em comparação a menor dificuldade. Avaliação da neurogênese por meio de imunohistoquímica para contagem de novos neurônios gerados no giro denteado não revelou nenhuma diferença entre os grupos do tratamento crônico. Assim, os efeitos positivos mnemônicos do tratamento crônico com cafeína não estão relacionados com a sobrevivência neuronal. Entretanto, outro mecanismo plástico deve explicar o efeito mnemônico positivo, haja vista que não houve melhora nos grupos tratados com cafeína administrada agudamente
Caracterização comportamental e distribuição de neurônios inibitórios em um modelo animal de autismo induzido por ácido valpróico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-08-23) Sousa, Juliana Alves Brandão Medeiros de; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; ; http://lattes.cnpq.br/0874834998078447; Gottfried, Carmem Juracy Silveira; ; http://lattes.cnpq.br/3658669547742426; Costa, Marcos Romualdo; ; http://lattes.cnpq.br/6118493598074445
O autismo compreende um grupo heterogêneo de desordens do neurodesenvolvimento que afetam a maturação cerebral e produzem déficits sensoriais, motores, de linguagem e de interação social no início da infância. Diversos estudos tem demonstrado um importante envolvimento de fatores genéticos que levam à predisposição ao autismo, que são possivelmente afetados por modulações ambientais durante a vida embrionária e pós-natal. Estudos recentes em modelos animais indicam que alterações no controle epigenético durante o desenvolvimento podem gerar distúrbios na maturação neuronal e produzir um circuito hiper-excitável, resultando em sintomas típicos do autismo. No modelo animal de autismo induzido por ácido valpróico (VPA) durante a gestação de ratas, foram observadas alterações comportamentais, eletrofisiológicas e celulares semelhantes às observadas nos pacientes com autismo. Entretanto, ainda são poucos os estudos que correlacionam alterações comportamentais com a suposta hiper-excitabilidade neuronal desse modelo. O objetivo desse estudo foi de gerar o modelo animal de autismo por exposição pré-natal ao VPA e avaliar o desenvolvimento e comportamento pós-natal e pré-púbere (PND 30). Além disso, quantificamos a distribuição neuronal de interneurônios parvalbumina-positivos no córtex pré-frontal medial (CPFm) e de células de Purkinje no cerebelo de animais VPA. Nossos resultados mostraram que o tratamento com VPA induziu alterações no desenvolvimento, que foram observadas em alterações comportamentais quando comparadas com os animais controle. Animais VPA mostraram claras alterações comportamentais, como hiperlocomoção, estereotipia prolongada e redução na interação social com animal não-familiar. A quantificação celular revelou uma diminuição no número de interneurônios parvalbumina-positivos no córtex cingulado anterior e no córtex pré-límbico, sugerindo um desbalanço na excitação/inibição nesse modelo animal de autismo. Também observamos que essa redução ocorreu principalmente nas camadas corticais II/III e V/VI. Não observamos modificação na densidade de células de Purkinje na região Crus I do córtex cerebelar. Em conjunto, nossos resultados fortalecem a validade de face do modelo VPA em ratos e relatam modificações específicas na circuitaria inibitória do CPFm nesse modelo de autismo. Novos estudos devem abordar correlatos eletrofisiológicos particulares com alterações celulares, de forma a esclarecer as disfunções comportamentais encontradas nesse modelo animal
Caracterização da produção vocal ultrassônica neonatal induzida por separação materna e avaliação de sua validade como biomarcador da atividade exploratória ao desmame em um modelo animal de autismo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-04-06) Bessa, Rafael dos Santos de; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; https://orcid.org/0000-0001-9507-3402; http://lattes.cnpq.br/6313181480655294; Takahashi, Daniel Yasumasa; http://lattes.cnpq.br/4659230362946311; Ruggiero, Rafael Naime; Aguiar, Cleiton Lopes; Silva, Regina Helena da
A comunicação durante a interação social é uma fator preponderante para a escolha da resposta comportamental mais adequada em cada situação. Ratos utilizam vocalizações na faixa do ultrassom (VUSs) que transmitem informações sobre seu estado emocional e contribuem para o início e manutenção de interações sociais. O repertório vocal observado em animais adultos deriva do desenvolvimento e da maturação de vocalizações inatas de animais neonatos, as chamadas VUSs de 40-kHz. Essas VUSs são emitidas principalmente durante situações de estresse e evocam na mãe uma resposta de aproximação ao filhote e cuidado parental. Devido à essa resposta evocada, as VUSs de 40-kHz tem grande peso para a sobrevivência dos filhotes durante as três primeiras semanas de vida. Apesar deste ser um período de rápido crescimento e grandes mudanças fisiológicas para o filhote, a maioria dos estudos não analisa de forma longitudinal as VUSs de 40-kHz nesta fase crítica do desenvolvimento. Além disso, entender como as propriedades acústicas e os padrões de emissões se modificam a medida que o animal amadurece pode ajudar a identificar potenciais biomarcadores de transtornos do desenvolvimento, como o autismo. Neste estudo, analisamos as propriedades acústicas e o padrão de emissão de VUSs de 40-kHz emitidas por ratos neonatos durante 5 min de separação materna nos dias pós-natais 07, 14 e 21. Também investigamos os efeitos da exposição pré-natal ao ácido valpróico (VPA) sobre a produção vocal. Nossos resultados mostram uma redução das emissões em animais VPA e alterações nas propriedades acústicas e nos padroẽs de emissão em comparação aos animais controle. Ao aplicar duas técnicas distintas de classificação, uma rede de convolução neural (RCN) e um modelo de mistura de gaussianas (MMG), para separar espectro-temporalmente as VUS, encontramos nos animais com fenótipo autista uma redução significativa da variedade de classes emitidas. A complexidade das emissões, quantificada pelo grau de possibilidades de transições entre as VUSs, também está dramaticamente reduzida nesses animais, indicando um repertório vocal empobrecido em relação aos controles. Ao final da terceira semana pósnatal, quando os animais foram desmamados, avaliamos os comportamentos exploratórios durante o teste de campo aberto. Os animais tratados com VPA apresentam redução destes comportamentos comparados aos controles. Análises comportamentais mostraram uma correlação positiva entre VUSs com modulação da frequência e comportamentos exploratórios durante o teste de campo-aberto, em contraste com uma correlaçao negativa entre VUSs não-moduladas e tais comportamentos. Deste modo, concluímos que ratos expostos ao VPA apresentam alterações no desenvolvimento vocal, caracterizado não apenas por uma redução quantitativa de sua produção vocal mas também por padrões biocaústicos e dinâmicas de vocalização alteradas, que se correlacionam com comportamentos pósdesmame. Por fim mostramos através de métodos de classificação semi-automatizados que as VUSs de 40-kHz podem ser separadas em tipos distintos e que tais classificações apresentam correspondência biológica uma vez que observamos correlações significativas entre esses tipos de USV e comportamentos exploratórios ao final da terceira semana de vida.
Caracterização de subpopulações de interneurônios imunorreativos para proteínas ligantes de cálcio no córtex pré-frontal do Sagui (Callithrix jacchus): distribuição e morfologia
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-05-02) Silva, Joanilson Guimarães; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/0649912135067700; ; http://lattes.cnpq.br/5795565446966816; Pereira Júnior, Antônio; ; http://lattes.cnpq.br/1402289786010170; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; Moura, Marco Marcondes de; ; Cota, Vinicius Rosa; ; http://lattes.cnpq.br/6882402886706744
Os interneurônios do córtex cerebral são caracterizados por suas diferentes propriedades morfológicas, fisiológicas e bioquímicas, atuando como moduladores da atividade excitatória cortical dos neurônios piramidais, por exemplo. Vários estudos revelaram diferenças na distribuição e densidade deste grupo celular ao longo de diferentes áreas corticais em diversas espécies. Uma classe particular de interneurônios intimamente relacionada à modulação cortical é revelada pela imunohistoquímica para as proteínas ligantes de cálcio calbindina (CB), calretinina (CR) e parvalbumina (PV). Em que pese a quantidade crescente de estudos focando nas proteínas ligantes de cálcio, o córtex préfrontal de primatas ainda permanece relativamente pouco explorado, especialmente no que se refere a um melhor entendimento da organização do circuito inibitório ao longo de suas subdivisões. No presente estudo caracterizamos a morfologia e a distribuição desse grupo neuronal nas regiões medial, orbital e dorso-lateral do córtex pré-frontal do sagui (Callithrix jacchus). Utilizando parâmetros morfométricos e técnicas estereológicas, evidenciamos que os neurônios reativos a CR (especialmente células em duplo-buquê e bipolares) possuem arborização dendrítica mais complexa quando comparados aos neurônios reativos a CB (neurônios de tufos duplos e células em cesto) e PV (células em candelabro). A densidade dos neurônios reativos a CB e CR é mais elevada nas camadas supragranulares (II/III), enquanto os neurônios reativos a PV se concentram predominantemente nas camadas infragranulares (V/VI). Os neurônios reativos a CR foram o grupo predominante nas três regiões avaliadas, sendo mais prevalente na região dorsolateral. Nossos achados apontam para diferenças cruciais no circuito inibitório ao longo das diferentes áreas do córtex pré-frontal do sagui
Corticalização de memória dependente do hipocampo durante o sono REM - Investigando as janelas temporais precoce (0 - 3 h) e tardia (8 - 16 h) após o aprendizado
(2019-02-25) Almeida Filho, Daniel Gomes de; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; ; ; Tort, Adriano Bretanha Lopes; ; Sameshima, Koichi; ; Moraes, Márcio Flávio Dutra; ; Pereira, Rodrigo Neves Romcy;
Sono e memória são dois aspectos essenciais na vida da maioria dos seres vivos. Durante o sono, nossos músculos e nossos órgãos internos repousam, o gasto de energia é reduzido, nosso sistema imunológico é recuperado e os metabólitos produzidos nos nossos cérebros durante a vigília são expurgados; todas atividades necessárias na preparação do nosso corpo para o próximo dia de experiências. Simultaneamente, a memória é uma função cognitiva que nos permite caracterizar padrões, armazená-los, construir e desenvolver ideias e definir quem somos. Curiosamente, as últimas décadas de pesquisa levaram à noção de que esses dois importantes processos fisiológicos podem andar de mãos dadas; ou seja, que a função do sono na memória não é meramente limpar informações desnecessárias e ajudar passivamente aumentando a relação sinal-ruído. As novas evidências sugerem um protagonismo do sono em trabalhar ativamente no processamento de memória. Além do abundante conjunto de evidências implicando uma fase específica do sono chamada de sono não-REM (movimento ocular rápido, do inglês rapid eye movement – REM) na consolidação da memória, o presente trabalho se concentra no entendimento do mecanismo pelo qual o sono REM beneficia o processamento de memória dependente do hipocampo. Fizemos uma extensa revisão da literatura, projetamos, realizamos e analisamos experimentos visando avançar na compreensão do papel do sono REM no processo de fazer memórias dependentes do hipocampo persistirem e dependerem gradualmente de estruturas neocorticais (corticalização) ao longo do tempo. Nossos resultados indicam que existem janelas temporais especiais relacionadas ao sono REM que auxiliam na promoção da plasticidade e corticalização do traço de memória após o aprendizado, com atenção especial para uma janela precoce 3 a 4 horas após o treinamento, e uma tardia cerca de 12 horas depois. Mostramos evidências de uma interação entre o hipocampo e o córtex retrosplenial (duas regiões intimamente relacionadas ao processamento de memória) durante o sono REM, e que essa interação durante a janela precoce está correlacionada com a expressão da memória. Nós também exibimos evidências que sugerem que o aumento da expressão de genes relacionados à plasticidade sináptica durante o período tardio, que tem sido consistentemente implicados na persistência da memória, pode depender do sono REM. Ao todo, os resultados relatados no presente trabalho suportam a noção de que as janelas de sono REM após o treinamento são importantes para o processamento de memória offline e para a corticalização. Eles também sugerem que os mecanismos da ação do sono REM compreendem a interação entre regiões corticais e subcorticais relacionadas à memória, e promover a expressão gênica induzida pelo aprendizado necessária para a remodelação otimizada de redes corticais, a fim de introduzir novas experiências no cabedal de conhecimento preexistente.
Dinâmica do status epilepticus em dois modelos animais de epilepsia do lobo temporal
(2016-08-30) Bessa, Rafael dos Santos de; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; Queiroz, Cláudio Marcos Teixeira de; http://lattes.cnpq.br/3384801391828521; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; http://lattes.cnpq.br/6313181480655294; Belchior, Hindiael Aeraf; http://lattes.cnpq.br/2815729240392635; Leite, João Pereira; http://lattes.cnpq.br/5191541542901913
A epilepsia do lobo temporal (ELT) é a forma mais frequente de epilepsia em adultos, caracterizada clinicamente por um quadro progressivo de crises epilépticas com foco no lobo temporal, em particular no hipocampo. Dentre os modelos animais, os mais utilizados na investigação dos mecanismos fisiopatológicos desta condição geram crises recorrentes espontâneas através da indução inicial de um estado convulsivo sustentado (status epilepticus, SE) – por administração do agonista glutamatérgico ionotrópico, ácido caínico (AC) ou do agonista colinérgico muscarínico, pilocarpina (PILO). Entretanto, o uso de injeções sistêmicas e a falta de controle preciso sobre a duraçãodo SE geram alta mortalidade, morte celular dispersa e grande variabilidade comportamental durante a fase crônica da epilepsia, o que difere em vários aspectos do quadro humano. A nosso ver, este padrão decorre da ação sistêmica da droga e da dificuldade de controlar a atividade eletrográfica/tempo de SE a que cada animal é submetido, influenciando a dinâmica da epileptogênese. Portanto, este projeto teve como objetivo gerar modelos de ELT por infusão intra-hipocampal de AC e PILO em ratos e analisar seus comportamentos e atividade eletrofisiológica durante o SE. Vale ressaltar que ainda não há estudos eletrofisiológicos aprofundados sobre o modelo de PILO intra-hipocampal. Para isto, implantamos feixes de microeletrodos bilateralmente no hipocampo e unilateralmente no córtex pré-frontal medial (CPFm), junto a uma cânula no hipocampo ventral para infusão de AC ou PILO. Após a indução do SE analisamos a progressão comportamental e eletrofisiológica dos animais. O SE foi bloqueado após 2h por um coquetel anti-convulsivante mais potente do que o utilizado na maioria dos estudos atuais e os animais foram acompanhados por registros contínuos de vídeo-EEG sincronizado por até 72h. Sete dias após o SE, os animais foram sacrificados e seus cérebros retirados para verificação histológica da posição da cânula e eletrodos. Os registros de vídeo e de EEG foram analisados por inspeção visual e técnicas de análise de séries temporais. Nossos resultados mostraram que os animais PILO apresentam 1a crise comportamental com menor latência do que os animais tratados com AC, porém com severidade mais variável (AC: 90% animais classe 1 vs. PILO: 50% animais ≥classe 3, escala de Racine). Animais PILO também tiveram menor número de comportamentos do tipo wet-dog shakes que os animais AC, associado a um início de SE precoce comparado aos animais AC. Do ponto de vista eletrofisiológico, observamos oscilações de alta frequência (>150 Hz), comumente observadas na fase crônica da epilepsia, logo após a injeção de ambos convulsivantes (15-40 min antes do início do SE) concomitante às primeiras crises eletrográficas. Por fim, identificamos que o SE em ambos modelos exibe uma organização modular da atividade paroxística com vários níveis de ritmicidade sobrepostos. Nossos resultados indicam uma maior epileptogenicidade da PILO em relação ao AC e, que estas drogas produzem SE com dinâmicas distintas. Pudemos observar uma composição com módulos de oscilações sobrepostas repetidos periodicamente, módulos de hipersincronia sem oscilações acopladas e segmentos de atividade assíncrona. Nossos dados ressaltam a importância do registro eletrográfico durante o SE para melhor controlar as respostas individuais durante este período.
Dysregulation of stress responses in juvenile VPA rats: insights into autonomic and behavioral reactivity in Autism Spectrum Disorder
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-09-27) Hashiguchi, Debora; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; http://lattes.cnpq.br/0793074422554642; Alonso, Orfa Yineth Galvis; Monteiro, Beatriz de Oliveira; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de; Anomal, Renata Figueiredo
Uma resposta eficaz a desafios ambientais é essencial para a sobrevivência humana, e o desenvolvimento infantil desempenha um papel crucial na formação de comportamentos adultos apropriados por meio da integração de informações sensoriais, estados internos (como fome e dor), experiências passadas e antecipações futuras. Transtornos de estresse, marcados por preocupação e medo excessivos, são comumente observados entre indivíduos com Transtorno do Espectro Autista (TEA). Ratos expostos pré-natalmente ao VPA são usados como modelo para TEA. Para investigar possíveis alterações nos sistemas de estresse do TEA, este estudo avaliou as respostas autonômicas e comportamentais a estímulos táteis, nociceptivos e sociais em ratos VPA juvenis. Nossos resultados demonstram uma complexa desregulação das respostas ao estresse em ratos VPA. O Capítulo 1 revelou que ratos VPA apresentam desregulação do sistema autonômico, maior suscetibilidade e habituação prejudicada ao estresse tátil leve, semelhante aos padrões em crianças com TEA, sugerindo a utilidade do modelo para estudar a reatividade autonômica e a suscetibilidade ao estresse em humanos. O Capítulo 2 revelou que ratos VPA exibem respostas comportamentais a estímulos dolorosos semelhantes, mas atrasadas, em comparação a ratos controle, indicando maior resiliência dos animais VPA a esse tipo de estresse. Em contraste, o Capítulo 3 mostrou que ratos VPA exibiram um comportamento de congelamento mais rápido e sustentado sob estresse social, com um déficit de habituação, alinhando-se com os desafios sociais no TEA. Esses resultados destacam o aumento da suscetibilidade geral dos ratos VPA a estímulos inócuos indutores de estresse e déficits de habituação significativos, mas respostas mais lentas a estímulos nociceptivos, ilustrando a complexidade das respostas ao estresse. O estudo ressalta a utilidade do modelo de rato VPA para melhor compreendermos e conduzir a abordagens que amenizem a reatividade ao estresse relacionada ao TEA.
Efeitos da sinalização por Sonic Hedgehog sobre a proliferação de células-tronco neurais e gliogênese no córtex cerebral em desenvolvimento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-10-15) Araújo, Geissy Lainny de Lima; Costa, Marcos Romualdo; Leão, Richardson Naves; ; http://lattes.cnpq.br/0683942077872227; ; http://lattes.cnpq.br/6118493598074445; ; http://lattes.cnpq.br/3280694112370226; Pereira, Cecilia Hedin; ; http://lattes.cnpq.br/9205085846499207; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588
O Sonic Hedgehog (Shh) é um morfógeno com importantes ações no sistema nervoso central (SNC) em desenvolvimento, assim como na vida adulta em quadros de lesão tecidual e processos tumorigênicos. A relação da sua via de sinalização com proliferação, diferenciação e sobrevivência celular é amplamente estudada em regiões ventrais do SNC. No entanto, o papel da sinalização por Shh em egiões dorsais, como o telencéfalo dorsal, origem do córtex cerebral, não está bem documentada. A partir do cultivo de células de roedores retiradas do telencéfalo dorsal em desenvolvimento, observamos a influência do Shh sobre a proliferação e diferenciação das células-tronco neurais. Utilizando vídeo-microscopia de tempo intervalado, podemos avaliar o tempo de ciclo celular, tamanho de células progenitoras antes da divisão celular e tipo de divisão sofrida pelas células na presença ou na ausência de sinalização por Shh. Verificamos um aumento do número de células em estado proliferativo assim como um aumento de células reativas para o marcador astrocitário GFAP com o tratamento com Shh. Em contrapartida, após bloqueio da sinalização por Shh, observamos um menor número de células em estado proliferativo, desaceleração do ciclo celular, aumento da morte celular e redução da astrogliogênese. Por fim, com intuito de avaliar a influencia do Shh in vivo, nós injetamos fármacos agonista (Purmorfamina) e antagonista (Ciclopamina) da via de sinalização dessa proteína em diferentes períodos da gestação de roedores. Ao avaliar os animais na vida pós-natal, observamos um aumento no número de progenitores gliais gerados com o tratamento com Purmorfamina na substância branca, enquanto na substância cinzenta não parece haver alteração dessa população em ambos os tratamentos. Além disso, a população de células astrocitárias, evidenciada por marcadores específicos, parece estar alterada com a manipulação da sinalização por Shh. Em conjunto, nossos dados sugerem que a Shh está presente no telencéfalo dorsal em períodos precoces do desenvolvimento e influencia a geração, sobrevivência e proliferação de progenitores e células gliais.
Eliminação de neurônios infragranulares afeta a especificação de neurônios granulares e supragranulares do córtex cerebral em desenvolvimento
(2017-04-11) Landeira, Bruna Soares; Costa, Marcos Romualdo; ; http://lattes.cnpq.br/6118493598074445; ; http://lattes.cnpq.br/5708265507340626; Queiroz, Cláudio Marcos Teixeira de; ; http://lattes.cnpq.br/3384801391828521; Menezes, João Ricardo Lacerda de; ; http://lattes.cnpq.br/7876543662888424; Silveira, Mariana Souza da; ; http://lattes.cnpq.br/7268274166528352; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588
O córtex cerebral de mamíferos é histologicamente organizado em diferentes camadas de neurônios excitatórios que possuem diversos padrões de conexão com alvos corticais e subcorticais. Durante o desenvolvimento, essas camadas corticais se estabelecem sequencialmente através de uma intrincada combinação de especificação neuronal e migração em um padrão radial conhecida como “de dentro para fora”: neurônios infragranulares são gerados primeiro do que os neurônios granulares e supragranulares. Nas últimas décadas, diversos genes codificando fatores de transcrição envolvidos na especificação de neurônios destinados a diferentes camadas corticais foram identificados. Todavia, a influência dos neurônios infragranulares sobre a especificação das coortes neuronais subsequentes permanece pouco entendida. Para investigar os possíveis efeitos da ablação de neurônios infragranulares sobre a especificação de neurônios supragranulares, nós induzimos a morte seletiva de neurônios corticais das camadas V e VI antes da geração dos neurônios destinados às camadas II-IV. Nossos dados revelam que um dia após a ablação, progenitores continuaram a gerar neurônios destinados a camada VI que expressam o fator de transcrição TBR1, enquanto praticamente nenhum neurônio expressando TBR1 foi gerado na mesma etapa do desenvolvimento em controles com a mesma idade. Curiosamente, alguns neurônios TBR1-positivos gerados após a ablação de neurônios infragranulares se estabeleceram em camadas corticais superficiais, como esperado para neurônios supragranulares gerados neste estágio, sugerindo que a migração de neurônios corticais pode ser controlada independentemente da sua especificação molecular. Além disso, nós observamos um aumento em neurônios de camada V que expressam CTIP2 e neurônios calosos que expressam SATB2 à custa da diminuição neurônios de camada IV em animais P0. Quando estes animais se tornam adultos jovens (P30) o aumento de neurônios SATB2 e CTIP2 não existe mais, todavia encontramos esses neurônios distribuídos de forma diferente na área somatossensorial dos animais que sofreram ablação. Experimentos in vitro revelaram que a organização citoarquitetônica laminar do córtex é necessária para gerar novamente os neurônios TBR1+ que foram eliminados anteriormente. Além disso, experimentos in vitro indicam que em condição de baixa densidade celular os neurônios tem seu fenótipo alterado, expressando vários fatores de transcrição ao mesmo tempo. Em conjunto, nossos dados indicam a existência de um mecanismo regulatório entre neurônios infragranulares e progenitores envolvidos na geração de neurônios supragranulares e/ou entre neurônios infragranulares e neurônios pós-mitóticos gerados em seguida. Este mecanismo poderia ajudar a controlar o número de neurônios em diferentes camadas e contribuir para o estabelecimento de diferentes áreas corticais.
Exposição intra-amniótica ao ácido valpróico induz teratogênese e reproduz endofenótipo dos modelos animais de autismo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-02-28) Real, Ana Luíza Campos Vila; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; http://lattes.cnpq.br/9090119100629090; Bloise, Enrrico; Anomal, Renata Figueiredo; http://lattes.cnpq.br/6437989445919424
O transtorno do espectro autista (TEA) é uma desordem do neurodesenvolvimento que abrange cerca de 1% da população mundial. Essa desordem é caracterizada por déficits na comunicação e interação social, assim como pela prevalência de comportamentos repetitivos e interesses restritos. Atualmente diversos modelos animais são utilizados para a investigação dos mecanismos neurobiológicos associados ao TEA. O modelo animal gerado pela exposição de ratas, em período gestacional, ao ácido valpróico (VPA) já é bem estabelecido na literatura. O efeito da exposição ao VPA em ratos é semelhante ao que é observado na clínica: o uso de VPA durante a gravidez aumenta a prevalência do nascimento de crianças com fenótipo autista. A avaliação de vários estudos sobre este modelo indica que o fenótipo comportamental destes animais expressa-se diferentemente a depender da dose utilizada, da via de administração e do período do desenvolvimento em que ocorre a exposição. Portanto, neste estudo, buscamos investigar os efeitos da exposição ao VPA administrado pela via intra-amniótica (VPAia), diretamente em fetos de rato, nas doses de 2,0 e 2,5 μmoles. Para isso, realizamos uma laparotomia medial em ratas prenhas, no dia gestacional 12, para a exposição dos cornos uterinos e posteriores micro injeções de VPAia. Esta administração foi realizada no período do desenvolvimento em que ocorre o fechamento do tubo neural, quando a exposição ao VPA está associada a fenótipos autistas na prole e defeitos no tubo neural. As hipóteses deste trabalho foram (1) que a exposição ao VPAia induziria fenótipos comportamentais tipo-autistas na prole; (2) que a severidade desses fenótipos seria dose-dependente; e (3) que os fenótipos comportamentais ocorreriam de forma mais homogênea se comparado ao modelo induzido por administração de VPA intraperitoneal. Uma vez realizadas as injeções, acompanhamos os nascimentos e os marcos de desenvolvimento dos filhotes durante as primeiras semanas pós-natais. Avaliamos peso, tempo para abertura de olhos, registramos a produção vocal ultrassônica durante separação materna e aplicamos testes comportamentais de interação social. Nossos resultados mostram que as doses utilizadas (2,0 e 2,5 μmoles/feto) induziram teratogenias em menos de 10% dos animais injetados. As análises de peso e tempo da abertura dos olhos não revelaram alterações do desenvolvimento nos animais VPAia comparado aos animais controle. Quanto às vocalizações, os animais VPAia vocalizaram em menor quantidade que os controles na idade de 7 dias (P7; p<0,05), sem alterações nas demais idades. Observamos também menor atividade exploratória do aparato de campo aberto (P21; p<0,005), menor tempo de locomoção no centro do aparato de campo aberto (P30; p<0,05) e maior número de idas à zona de interação social (ZIS; P35; p<0,05) dos animais VPAia. Podemos concluir, portanto, que a administração de VPAia promoveu alterações em alguns comportamentos característicos dos modelos animais do TEA, como na vocalização e na atividade locomotora, porém sem efeitos significativos nas estereotipias e interação social.
Herdabilidade do comportamento social e alterações na composição neuronal do córtex pré-frontal em um modelo animal de autismo
(2018-08-10) Sousa, Juliana Alves Brandão Medeiros de; Costa, Marcos Romualdo; ; ; Pereira, Cecilia Hedin; ; Aguiar, Cleiton Lopes; ; Sequerra, Eduardo Bouth; ; Leão, Emelie Katarina Svahn; ; Pereira, Rodrigo Neves Romcy;
O autismo compreende um grupo heterogêneo de desordens caracterizado por déficits sensoriais, motores, de linguagem e principalmente sociais ainda no início da infância. Fatores genéticos, epigenéticos e ambientais estão fortemente envolvidos na predisposição ao autismo. Estudos em modelos animais da doença sugerem que estes mesmos fatores podem alterar o desenvolvimento do sistema nervoso central, modificando padrões de diferenciação e maturação neuronal, gerando uma circuitaria cerebral disfuncional. O modelo animal induzido através de administração de VPA em ratas grávidas foi previamente caracterizado pelo nosso grupo. Nós demonstramos que animais expostos ao VPA durante a gestação (F1VPA) apresentaram comportamentos ―tipo-autista‖ na vida pós-natal, tais como hiperlocomoção, estereotipia prolongada e redução da interação social. Histologicamente, detectamos uma redução no número de interneurônios parvalbumina (PV)+ no córtex pré-frontal medial (CPFm) destes animais em comparação aos controles. Considerando os efeitos do VPA sobre a estrutura da cromatina e metilação do DNA, levantamos a hipótese de que alterações comportamentais e histológicas observadas em animais F1VPA seriam transmissíveis para a geração seguinte, independente de novas exposições ao VPA. Neste trabalho, analisamos o comportamento e a histologia do CPFm na progênie dos animais F1VPA, doravante denominados F2. Observamos que estes animais apresentaram significativa redução na interação social e na frequência de levantamentos exploratórios quando comparados aos animais controle. Esta redução na preferência social, no entanto, foi intermediária entre aquela apresentada por animais controle e animais F1VPA, sendo que nestes últimos os prejuízos no comportamento social foram mais intensos. Por outro lado, não observamos hiperlocomoção, nem alterações no comportamento exploratório ou no padrão de estereotipias em animais F2 quando comparados aos controles, uma vez que seus perfis foram normalizados com relação aos animais F1VPA. A fim de testar se os prejuízos comportamentais na F2 ocorriam em resposta aos cuidados parentais de mães VPA e mães controle sobre seus filhotes, realizamos experimentos de adoção cruzada. Nós observamos que animais F2 cuidados por mães controle apresentam baixos índices de sociabilidade quando comparados a animais controle cuidados por mães controle, o que corrobora a interpretação de que as alterações observadas nestes animais são devido à herança parental. A avaliação histológica do tecido cortical revelou alterações na proporção de interneurônios PV+ no CPFm em animais F1VPA. Também foi observado um discreto aumento do número total de neurônios no CPFm em animais F1VPA e F2, sugerindo que alterações distintas na organização da circuitaria neuronal podem estar presentes nos dois grupos de animais. Portanto, os dados apresentados indicam que a exposição pré-natal ao VPA induz alterações comportamentais e histológicas em ratos, e que estas podem ser parcialmente transmitidas aos seus descendentes. No entanto, não foi possível estabelecer uma relação direta entre os déficits sociais e alterações celulares, demonstrando que diferentes alterações na circuitaria podem produzir os efeitos comportamentais similares. Este modelo poderá contribuir no futuro para a identificação de assinaturas genéticas associadas com as alterações comportamentais e histológicas observadas no autismo.
Implantação da técnica de registro de células de lugar utilizando microdrives de tetrodos móveis em ratos
(2018-04-09) Pedrosa, Rafael Hugo de Andrade; Tort, Adriano Bretanha Lopes; Belchior, Hindiael Aeraf; ; ; ; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; Aguiar, Cleiton Lopes;
A formação de mapas espaciais depende do hipocampo e de estruturas associadas. A atividade eletrofisiológica na região CA1 do hipocampo codifica representações espaciais através de aumentos da taxa de disparos de neurônios piramidais, conhecidos por células de lugar. O presente trabalho visou a implementação da técnica de registro eletrofisiológico hipocampal através da utilização de microdrives de múltiplos tetrodos móveis. Para isso, desenvolvemos um protótipo de microdrive e fizemos cirurgias estereotáxicas em ratos para o implante crônico bilateral. O novo protótipo de microdrive conteve 16 tetrodos móveis e permitiu o posicionamento progressivo individual dos tetrodos na camada piramidal da região CA1 do hipocampo dorsal. Após a recuperação cirúrgica dos animais, realizamos o registro da atividade eletrofisiológica extracelular da região CA1 enquanto ratos buscavam por recompensa de água nas extremidades de um labirinto linear. As formas de onda dos potenciais de ação registrados foram então classificadas como unidades neuronais individuais por algoritmos de classificação semi-automáticos. Cada disparo de um dado neurônio foi então associado à posição instantânea do rato no labirinto linear, e assim detectamos campos receptivos das células de lugar. Dessa forma, pudemos validar o protótipo de microdrive desenvolvido e, com isso, fornecer uma base metodológica importante para futuros estudos almejando entender a codificação espacial do ambiente e a formação de memórias espaciais.
Implementações metodológicas para o estudo eletrofisiológico e comportamental em um modelo animal de autismo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-10-30) Soares, Ana Maria Araújo; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; ; http://lattes.cnpq.br/7327113793177163; Queiroz, Cláudio Marcos Teixeira de; ; http://lattes.cnpq.br/3384801391828521; Rodrigues, Marcelo Cairrão Araujo; ; http://lattes.cnpq.br/8243956522121701
O autismo é um transtorno do desenvolvimento que se manifesta nos primeiros anos de vida e apresenta semiologia heterogênea. Esta patologia afeta a maturação do encéfalo e produz alterações sensoriais, de linguagem e de interação social no início na infância. O modelo experimental de autismo utilizando ácido valproico (VPA) durante o período gestacional tem sido demonstrado ter alta validade de face e permitir estudos tanto das bases neuropatológicas quanto neuro-funcionais durante o desenvolvimento. A despeito do recente interesse por este modelo como instrumento de compreensão dos aspectos básicos da fisiopatologia do autismo, a maioria dos estudos experimentais têm se concentrado nos aspectos comportamentais, histológicos e celulares. Neste trabalho, foram propostas estratégias experimentais de avaliação comportamental associadas a eletrofisiologia \textit{in vivo}, uma técnica que nunca fora utilizada para avaliação desse modelo. Animais controles e experimentais, submetidos previamente a um procedimento cirúrgico para implante de eletrodos crônicos, participaram de experimentos de livre exploração, interação social e condicionamento ao medo.
Interferindo com oscilações de alta frequência no hipocampo epiléptico: consequências para as crises espontâneas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-09-21) Farias, Kelly Soares; Queiroz, Cláudio Marcos Teixeira de; ; http://lattes.cnpq.br/3384801391828521; ; http://lattes.cnpq.br/8216477960196060; Rodrigues, Marcelo Cairrão Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/8243956522121701; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588
Crises epilépticas são eventos paroxísticos do sistema nervoso central (SNC) caracterizadas por uma descarga elétrica neuronal anormal, com ou sem perda de consciência e com sintomas clínicos variados. Nas epilepsias do lobo temporal as crises tem início focal, em estruturas do sistema límbico. Dados clínicos e experimentais mostram que essas regiões apresentam morte neuronal (esclerose hipocampal), reorganização sináptica (brotamento aberrante das fibras musgosas) e gliose reativa, sendo esses marcadores biológicos da zona epileptogênica. Registros extracelulares mostram que além das alterações anatômicas mencionadas acima, a zona epileptogênica também apresenta oscilações de alta frequência patológicas (pOAF). As pOAF são oscilações transientes (50 100 ms de duração), de baixa amplitude (200 μV - 1.5 mV) e de frequências variáveis (80 800 Hz). A relação entre essas oscilações e a gênese das crises espontâneas ainda é desconhecida. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos da estimulação elétrica intracerebral (EIC) nas pOAF e frequência de crises espontâneas de animais cronicamente epilépticos (modelo da epilepsia do lobo temporal). Atualmente, a EIC é utilizada no tratamento de distúrbios do movimento (e.g., doença de Parkinson) e em alguns casos de dor crônica, e experimentalmente, no tratamento das epilepsias de difícil controle. A hipótese de trabalho dessa dissertação é de que a indução de depressão de longa duração por EIC, ao reduzir a excitabilidade neuronal local, modulará as pOAF, bem como a frequência de crises espontâneas. Para isso, comparamos as características espectrais das pOAF e a frequência de crises espontâneas antes e depois de um protocolo de 12 horas de estimulação elétrica de baixa frequência (0,2 Hz) aplicado na via perforante. De fato, esse protocolo reduziu a amplitude do potencial de ação coletivo registrado no giro denteado (GD) do hipocampo dorsal em 45% (amplitude média da primeira e da última hora de estimulação: 7,3 ± 3,0 mV e 4,1 ± 1,5 mV, respectivamente; p<0,05; teste t). O monitoramento contínuo do potencial de campo local, realizado no GD e em CA3 simultaneamente, mostrou que o protocolo de estimulação empregado foi eficaz em (i) aumentar a duração (64,6 ± 9,3 ms vs. 70,5 ± 11,5 ms) e reduzir (ii) a entropia (3,72 ± 0,28 vs. 3,58 ± 0,30), (iii) o índice pOAF (0,20 ± 0,08 vs. 0,15 ± 0,07) e (iv) o modo espectral (237,5 ± 15,8 Hz vs. 228,7 ± 15,2 Hz) das pOAF (valores do GD, expressos como média ± desvio-padrão, para os períodos pré e pós estimulação respectivamente; p<0,05; teste t). Ainda, este protocolo reduziu significativamente a frequência de crises espontâneas (1,8 ± 0,4 vs. 1,0 ± 0,3 crises/hora; pré e pós estimulação, respectivamente; p<0,05; teste t). Curiosamente, observamos um aumento na duração média das crises espontâneas após o término do protocolo (39,7 ± 6,0 vs. 51,6 ± 12,5 s; pré e pós estimulação respectivamente; p<0,05; teste t). Estes resultados sugerem que a redução da excitabilidade neuronal, por meio de protocolos de estimulação elétrica, altera o perfil espectral das pOAF. Esse efeito foi acompanhado de redução na frequência de crises espontâneas. Apesar de preliminar, o presente trabalho contribui para o refinamento de terapias baseadas em EIC para indivíduos com epilepsia
Investigação dos sintomas iniciais da doença de alzheimer em ratos wistar submetidos à infusão intracerebral de peptídeos amilóides e do potencial neuroprotetor do extrato de erythrina velutina por meio do labirinto de barnes
(2018-01-30) Macêdo, Priscila Tavares; Silva, Regina Helena da; Costa, Marcos Romualdo; ; ; ; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de; ; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; Barbosa, Flávio Freitas; ; Abilio, Vanessa Costhek;
A doença de Alzheimer (DA) afeta cerca de 46,8 milhões de pessoas no mundo, e é caracterizada pelo declínio progressivo da função cognitiva, em especial da memória episódica. É multifatorial, e o acúmulo de peptídeos β-amiloides (Aβ) é considerado o principal mecanismo da neurodegeneração subjacente à doença. Os Aβ são os principais componentes das placas amilóides, um dos marcos fisiopatológicos no encéfalo dos pacientes. A infusão intracerebral de Aβ em ratos é um modelo animal de DA muito utilizado, produzindo seu acúmulo em regiões cerebrais afetadas, como o hipocampo e o neocórtex e, produzindo déficits cognitivos compatíveis com os sintomas, como déficits na memória espacial. Porém, a maioria dos estudos evidencia déficits equivalentes aos estágios moderado e avançado da DA após a infusão prolongada de Aβ, sem avaliar déficits sutis de estágios iniciais. Isso seria relevante para compreensão dos mecanismos fisiopatológicos e para o teste de possíveis tratamentos neuroprotetores. Uma tarefa utilizada para avaliar déficits relacionados à disfunção hipocampal em ratos é o labirinto de Barnes. Os animais são expostos a uma plataforma circular, com buracos ao redor, sendo apenas um deles conectado a um esconderijo. Nessa tarefa, os animais guiam-se por pistas distais para encontrar o local seguro. O desempenho é avaliado por parâmetros, como latência e distância até o alvo, número de visitas a buracos errados, dentre outros, e por uma análise específica de estratégias de busca usadas para atingir o alvo. O animal pode se localizar pelas pistas distais (dispostas ao redor do labirinto), utilizando informação espacial (estratégia direta) ou outros tipos de busca, visitando de maneira aleatória ou seriada buracos do aparato (estratégias não diretas). Essa avaliação permite a detecção de alterações no modo de solução da tarefa. No presente trabalho, objetivamos investigar sinais cognitivos iniciais da DA em ratos Wistar submetidos à infusão intracerebral de Aβ, e os efeitos de um potencial tratamento neuroprotetor, por meio da avaliação da memória espacial no labirinto de Barnes. Utilizamos o extrato alcalóide de Erythrina velutina (“mulungu”), cujos componentes mostram ações ansiolíticas, antiinflamatórias, antioxidantes e pró-colinérgicas. Na 1ª etapa, padronizamos a tarefa de Barnes para as nossas condições experimentais, e verificamos se há influência da repetição de exposições ao labirinto (importante para verificação de progressão de sinais cognitivos) ou da implantação das cânulas intracerebrais no desempenho dos animais. Animais que passaram ou não pela cirurgia para implantação de cânulas (bilateralmente na sub-região hipocampal CA1 e no ventrículo lateral) passaram por 5 sequências de exposição ao labirinto de Barnes (4 treinos com 4 trials cada, um teste após 24h e um teste após 10 dias). Os resultados mostraram que houve aprendizado e evocação da tarefa. Concluímos que a tarefa pode ser realizada repetidamente, e em animais com implantes cerebrais de cânulas, sem prejuízo de desempenho. Na segunda etapa, investigamos o uso de diferentes estratégias no labirinto de Barnes na presença ou ausência de pistas distais. Ratos foram expostos aos treinos no labirinto de Barnes, e no teste (24h após) parte dos animais foi exposta ao labirinto na presença de pistas distais (condição ‘espacial’) e a outra parte passou pelo teste com uma cortina preta em volta do labirinto (condição ‘nãoespacial’). Ambos os grupos aprenderam e evocaram a tarefa, entretanto os animais expostos às pistas distais preferiram o uso de estratégia direta, enquanto o grupo nãoespacial preferiu outras estratégias. Concluímos que a retirada de pistas distais não impede que os animais encontrem o alvo, e para isso utilizam estratégias de busca alternativas ao uso de informação espacial. Na terceira etapa (2 experimentos) verificamos os efeitos da infusão intracerebral de peptídeos Aβ sobre o aprendizado e a memória no labirinto de Barnes. No experimento 1, ratos receberam 15 infusões diárias de salina ou Aβ (30, 100 ou 300 pmol) i.c.v., sendo que no 1º dia de tratamento houve infusões em CA1. Foram submetidos a 3 sequências de exposição ao Barnes (treinos, teste 24h e reteste 10 dias). A sequência I foi realizada antes da cirurgia (na qual ocorreu o aprendizado para todos os animais), a II a partir da 11ª infusão, e a III 10 dias depois. Nas sequências II e III, houve grande variação do comportamento dos animais Aβ, de modo que não foram observadas diferenças entre os grupos, além de uma alta mortalidade dos animais. Ao fim dos experimentos comportamentais, os animais foram eutanasiados e submetidos à imunohistoquímica para Aβ, cuja análise por densitometria ótica relativa mostrou aumento de sua marcação no hipocampo e neocórtex. No 2º experimento verificamos os efeitos da infusão de Aβ sobre o desempenho geral e estratégias de busca no labirinto de Barnes, com algumas alterações no protocolo de infusão e execução da tarefa. Os animais (salina ou Aβ 30 pmol) foram submetidos a uma sequência de exposição ao Barnes com 4 treinos de 2 trials cada e um teste realizado 3 dias depois, visando dificultar a tarefa. Não houve diferenças entre os grupos no aprendizado. No teste, embora os animais Aβ mostrassem alguma evocação, estes utilizaram preferencialmente estratégias aleatória e seriada, enquanto o grupo salina preferiu a estratégia direta. Concluímos que a infusão de Aβ promoveu alterações sutis na memória espacial compatíveis com a manifestação inicial da DA, indicando relevância para investigações mecanicísticas e terapêuticas em estágios precoces da doença. Na última etapa, animais submetidos ao mesmo tratamento de infusão com Aβ (30 pmol) foram tratados concomitantemente com 200 mg/kg do extrato de mulungu por via oral. Os grupos (salina, Amulungu e Amulungu) foram submetidos a 2 sequências de Barnes (a partir da 11ª infusão e dez dias depois). De forma geral, não foram observadas diferenças entre os grupos nos parâmetros referentes ao aprendizado ou à evocação da tarefa. Sendo assim, concluímos que o protocolo utilizado não foi capaz de detectar um efeito benéfico do extrato de mulungu no modelo de DA por infusão de peptídeos Aβ.
Mielinização cerebral pós-natal em modelo de autismo induzido por exposição pré-natal ao ácido valpróico
(2017-08-31) Sousa, Carolina Araújo; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; http://lattes.cnpq.br/9209418339421588; http://lattes.cnpq.br/1224059322586827; Velho, Tarciso André Ferreira; http://lattes.cnpq.br/8194534389725093; Castro, Olagide Wagner de; http://lattes.cnpq.br/1040508925337874
A formação de circuitos neurais durante o desenvolvimento se dá através de uma complexa interação entre fatores genéticos e ambientais, que influenciam múltiplos eventos como a neurogênese, a sinaptogênese e a mielinização. Em transtornos do desenvolvimento, como o transtorno do espectro autista (TEA), intercorrências nesse processo levam à má-formação da circuitaria neural e, consequentemente, a déficits de interação social, interesses restritos e movimentos estereotipados, entre outros. Recentemente, realizamos em nosso laboratório a análise do transcriptoma do córtex frontal no modelo animal de autismo induzido por exposição a ácido valpróico (VPA) in utero. Observamos que ratos com 15 dias de idade (P15) apresentam aumento da expressão de genes relacionados à estabilidade sináptica e redução de genes relacionado à mielina, sugerindo possíveis mecanismos moleculares para as variações comportamentais previamente observadas nestes animais. Portanto, o objetivo desta dissertação foi aprofundar este estudo investigando o padrão de mielinização no encéfalo de animais tratados com VPA em diferentes idades pós-natais (infantil: P15 e adulta: P60). Para tanto, os grupos experimental e controle foram gerados, respectivamente, através da injeção de VPA (500 mg/kg i.p.) ou salina em fêmeas grávidas durante o dia embrionário 12.5 (E12.5). A análise da integridade da mielina foi realizada por duas abordagens: (1) análise da expressão de genes relacionados à mielina (Mobp, Plp1, Mag e Klhl1), por PCR quantitativo, no córtex frontal de animais em P15; e (2) quantificação histológica da distribuição de mielina em cinco sub-regiões do córtex frontal e corpo caloso de animais P15 e P60. Dos quatro genes avaliados, observamos significativa diminuição na expressão de Mobp e Mag em animais VPA em P15. A análise histológica de mielina mostrou redução significativa na intensidade de marcação no córtex cingulado anterior em animais VPA em P60, porém não detectou diferença na intensidade de marcação em animais VPA em P15 quando comparados aos controles. Concluímos assim que animais VPA neonatos têm reduzida expressão de genes relacionados a compactação da mielina, porém sem alterações no conteúdo lipídico da mielina nas áreas analisadas. Animais adultos, por sua vez, apresentaram alterações no conteúdo lipídico da mielina no córtex cingulado anterior. Em conjunto, estes resultados sugerem que distúrbios na comunicação entre circuitos frontais neste modelo de autismo podem ocorrer inicialmente devido alterações na organização da mielina, levando a reduções de mielina no adulto.
Neuronal correlates of locomotion speed in the dorsal CA1 of the rat hippocampus: new insights on the speed cells
(2019-12-06) Góis, José Henrique Targino Dias; Tort, Adriano Bretanha Lopes; ; ; Takahashi, Daniel Yasumasa; ; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; Treptow, Werner; ; Figuerola, Wilfredo Blanco;
Edward Tolman postulated the existence of cognitive maps in the brain to explain the animal capability of spatial navigation. Since then, neuroscience seeks to describe brain components underlying this capability. In the present work, we describe advancements in the characterization of a neural sub-population engaged in coding the scalar velocity of rat locomotion. Upon analyzing an open database, we re-discovered the existence of a velocity correlation present in the rate of emission of action potentials of neurons in the dorsal hippocampus. we found that this correlation is independent of theta oscillation frequency (4- 12 Hz) and stable over space and time; moreover, it also persists in different arenas. We then classified the neurons as excitatory and inhibitory by the action potential waveform shapes, the rate of emission of action potentials, and the temporal inter-dependency of action potential emission between pairs of neurons. This classification revealed that, by using Pearson’s r coefficient (speed score) as a correlation metric, in the square open-field arena, only inhibitory neurons high-correlated with locomotion speed (henceforth, speed), even though there was a modulation of the average of the excitatory neurons. Intriguingly, when checking speed correlates in the linear arena, speed score made indistinguishable the correlation among neuronal classes. We then formulated the hypothesis that the apparent locomotion speed correlation of pyramidal neurons in the linear arena is spurious, due to a by-product of their spatial code. To prove this, we simulated artificial neurons that emitted action potentials influenced by the actual animal behavior; the simulated neurons coded either speed or space. The simulation replicated real data Pearson’s r coefficient classifications – true positives in the square arena and false positives in the linear arena for those cells encoding speed. To solve this ethological interdependency, we adopted a new metric of speed correlation – the ratio of the difference of linear-non-linear models prediction accuracy based on speed and position over the prediction accuracy of the two-variable model. This analysis disentangled the ethological issue, satisfactorily classifying the simulated neurons and confirming the spurious hypothesis correlates, and the prevalence of speed correlates in interneurons. The results of the present work demonstrated that a genuine speed correlation is present in the dorsal CA1 of the hippocampus of rats in inhibitory neurons.
Oscilações neurais sincronizando circuitos olfatórios e hipocampais
(2018-12-13) Lockmann, André Luiz Vieira; Tort, Adriano Bretanha Lopes; Laplagne, Diego Andres; ; ; ; Leão, Emelie Katarina Svahn; ; Pereira, Rodrigo Neves Romcy; ; Moraes, Márcio Flávio Dutra; ; Minetti, Pablo Daniel Torterolo;
Os potenciais de campo local do cérebro de roedores exibem oscilações proeminentes que, em teoria, coordenam o fluxo de informação nos circuitos neuronais. Esta tese investigou oscilações que emergem simultaneamente nos sistemas olfatório e hipocampal de ratos e que supostamente medeiam a comunicação entre estas áreas. Apresentamos os principais resultados em 4 publicações – dois artigos de opinião (1 e 4) e dois experimentais (2 e 3). O artigo 1 discute a origem controversa das oscilações lentas (~ 1 Hz) dos potenciais de campo local que surgem no hipocampo de roedores durante sono e anestesia. Seriam estas oscilações geradas por processamento interno com o neocórtex, ou se acoplariam com inputs externos da respiração nasal rítmica? Abordamos experimentalmente esta questão no artigo 2. Através de registros simultâneos de respiração nasal e de potenciais de campo local em ratos anestesiados com uretano, mostramos que o hipocampo exibe duas oscilações lentas independentes: uma que segue as flutuações up-and-down do neocórtex e outra que que segue o ritmo neural acoplado à respiração presente no bulbo olfatório – e, por extensão, a respiração propriamente dita. O artigo 3 mostra que o bulbo olfatório também impõe oscilações beta (10-20 Hz) no hipocampo. Conjuntamente, os artigos 2 e 3 indicam que mecanismos relacionados geram oscilações acopladas à respiração e oscilações beta: ambos ritmos chegam ao hipocampo por meio de aferências do córtex entorrinal ao giro denteado; além disso, a fase do ritmo respiratório modula a amplitude das oscilações beta. Com base em nossos resultados e em publicações de outros grupos, no artigo 4 defendemos que a oscilação delta que sincroniza o córtex pré-frontal e o hipocampo na verdade é um ritmo acoplado à respiração. Em suma, esta tese corrobora que oscilações acopladas à respiração e oscilações beta medeiam a comunicação olfato-hipocampal.

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