PPGNEURO - Mestrado em Neurociências

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Caracterização dos acoplamentos fase-amplitude na região CA1 do hopocampo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-12-02) Teixeira, Robson Scheffer; Tort, Adriano Bretanha Lopes; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/0649912135067700; ; http://lattes.cnpq.br/3181888189086405; ; http://lattes.cnpq.br/8027366357732043; Araújo, Dráulio Barros de; ; http://lattes.cnpq.br/7818012155694188; Amaral, Olavo Bohrer; ; http://lattes.cnpq.br/4987439782337345
As oscilações cerebrais não são completamente independentes, mas capazes de interagir umas com as outras através de acoplamentos entre frequências (cross-frequency coupling, doravante CFC) em pelo menos quatro diferentes modalidades: amplitudeamplitude, fase-fase (coerência), fase-frequência e fase-amplitude. Evidências recentes sugerem que não somente os ritmos per se, mas também as interações entre eles estão envolvidas na execução de tarefas cognitivas, principalmente aquelas que requerem atenção seletiva, transmissão de informações e consolidação de memórias. Estudos recentes propõem que oscilações gama alto (60 150 Hz) transferem informações espaciais do córtex entorrinal medial para a região CA1 do hipocampo através do acoplamento com a fase de teta (4 12 Hz). Apesar destas descobertas, entretanto, pouco se sabe sobre as características gerais dos CFCs em diversas regiões cerebrais. Neste trabalho, registramos potenciais de campo local usando matrizes de multieletrodos implantadas no hipocampo dorsal para registro neural crônico. O acoplamento fase-amplitude foi avaliado por meio da análise de comodulogramas, uma ferramenta de CFC desenvolvida recentemente (Tort et al. 2008, Tort et al. 2010). Todas as análises de dados foram realizadas em MATLAB (MathWorks Inc). Descrevemos duas oscilações funcionalmente distintas dentro da faixa de frequência de gama, ambas acopladas ao ritmo teta durante exploração ativa e sono REM: uma oscilação com um pico de atividade em ~80 Hz e uma mais rápida centrada em ~140 Hz. As duas oscilações são diferencialmente moduladas pela fase de teta conforme a camada de CA1; o acoplamento teta-80 Hz é mais forte no stratum lacunosum-moleculare, enquanto que o acoplamento teta-140 Hz é mais forte no stratum oriens-alveus. Este perfil laminar sugere que a oscilação de 80 Hz origina-se das entradas do córtex entorrinal para as camadas profundas de CA1, e que a oscilação de 140 Hz reflete a atividade de CA1 em camadas superficiais. Ademais, nós mostramos que a oscilação de 140 Hz difere-se das oscilações ripples associadas com sharp-waves em diversos aspectos chave. Nossos resultados demonstram a existência de novas oscilações de alta frequência associadas à teta e sugerem uma redefinição das oscilações gama alto
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
Alterações da default mode network provocadas pela ingestão de Ayahuasca investigadas por Ressonância Magnética Funcional
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-05-25) Fontes, Fernanda Palhano Xavier de; Araújo, Dráulio Barros de; ; http://lattes.cnpq.br/7818012155694188; ; http://lattes.cnpq.br/5303845192389002; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/0649912135067700; Amaro Júnior, Edson; ; http://lattes.cnpq.br/5927371795409877
A Ayahusca é uma bebida psicotrópica que tem sido utilizada há séculos por populações originais da América do Sul, notadamente da região Amazônica, com fins religiosos e medicinais. O chá é obtido pela decocção de folhas da Psychotria viridis com a casca e tronco de um arbusto, a Banisteriopsis caapi. A primeira é rica em N,N-dimetiltriptamina (DMT), que tem importante e bem conhecido efeito alucinógeno devido a sua atuação agonista nos receptores de serotonina, especificamente 5-HT2A. Por outro lado, as β-carbolinas presentes na B. caapi, particularmente a harmina e a harmalina, são potentes inibidores da monoamina oxidase (iMAO). Além disso, a tetrahidroharmina (THH), também presente na B. caapi, atua como leve inibidor seletivo da recaptação de serotonina e um fraco inibidor de MAO. Essa composição única provoca uma série de alterações afetivas, sensoriais, perceptuais e cognitivas em indivíduos sob o efeito da Ayahuasca. Por outro lado, existe um interesse crescente na rede de modo padrão, do inglês Default Mode Network (DMN), que tem sido consistentemente observada em estudos de neuroimagem funcional. As principais componentes dessa rede incluem estruturas da linha média do córtex cerebral, como o córtex frontomedial anterior, córtex frontomedial ventral, o giro cingulado posterior, o pré-cuneus e algumas regiões do lobo parietal inferior e do giro temporal médio. Acredita-se que a DMN participe de tarefas que envolvem autojulgamentos, evocação de memórias autobiográficas, realização de simulações mentais, pensar em perspectiva, estados meditativos, entre outros. De maneira geral, essas tarefas requerem um foco de atenção interno, daí a conclusão de que a DMN estaria associada à atividade mental introspectiva. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar, por meio de ressonância magnética funcional (fMRI), as possíveis mudanças da DMN causadas pela ingestão da Ayahuasca em 10 voluntários saudáveis investigados enquanto se submeteram a dois protocolos: uma tarefa de fluência verbal e a aquisição de dados contínuos durante estado de repouso. De maneira geral, observa-se que a Ayahuasca provoca redução na amplitude do sinal de fMRI nos nodos centrais da DMN, tais como o cíngulo anterior, o córtex pré-frontal medial, o cíngulo posterior, o pré-cuneus e o lobo parietal inferior. Além disso, também foram observadas alterações no padrão de conectividade da DMN, em particular, diminuição da conectividade funcional no pré-cuneus. Juntos, esses achados indicam a possível associação entre o estado alterado de consciência experimentado pelos indivíduos sob efeito da Ayahuasca, e mudanças no fluxo de pensamentos espontâneos ligados ao aumento da introspecção
Efeitos da eliminação de neurônios infragranulares sobre a especificação de neurônios supragranulares do córtex cerebral
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-08-10) Landeira, Bruna Soares; Costa, Marcos Romualdo; ; http://lattes.cnpq.br/6118493598074445; ; http://lattes.cnpq.br/5708265507340626; Pereira, Cecilia Hedin; ; http://lattes.cnpq.br/9205085846499207; Queiroz, Cláudio Marcos Teixeira de; ; http://lattes.cnpq.br/3384801391828521
O córtex cerebral de mamíferos encontra-se histologicamente organizado em camadas de neurônios excitatórios que, por sua vez, apresentam distintos padrões de conectividade com alvos corticais ou sub-corticais. Durante o desenvolvimento, estas camadas corticais são estabelecidas através de uma intrincada combinação entre especificação neuronal e migração radial num padrão conhecido como "inside-out" (de dentro para fora). Desta forma, por exemplo, neurônios infragranulares nas camadas V e VI são gerados anteriormente aos neurônios granulares da camada IV, que por sua vez são gerados antes dos supra-granulares das camadas II e III. Na última década, foram identificados diversos genes codificando fatores de transcrição envolvidos na especificação sequencial de neurônios destinados às diferentes camadas corticais. No entanto, ainda pouco é sabido sobre a influência dos neurônios gerados previamente sobre a especificação das coortes neuronais subsequentes. Para investigar esta possível influência, nós utilizamos um método de recombinação gênica (sistema Cre- Lox) para induzir a morte seletiva de neurônios das camadas corticais V e VI antes da geração dos neurônios das camadas II, III e IV. Dessa forma, pudemos avaliar os efeitos da ablação de neurônios infragranulares sobre o fenótipo dos neurônios gerados em seguida. Nossos dados mostraram que, um dia após a ablação, neurônios da camada VI expressando o fator de transcrição TBR1 voltaram a ser gerados enquanto praticamente nenhum neurônio expressando TBR1 foi gerado na mesma idade em animais controle. Esse dado sugere que os progenitores envolvidos na geração de neurônios destinados às camadas superficiais sofrem interferência da morte seletiva de neurônios de camadas profundas, mudando sua especificação. Uma parte dos neurônios TBR1 se estabeleceu na camada VI e outra migrou até as camadas II e III, indicando que o controle dos padrões migratórios pode ser independente dos fenótipos neuronais. Além disso, observamos que na população neuronal total também ocorreu um aumento na quantidade de neurônios de camada V expressando CTIP2 e uma alteração na distribuição dessas células. O mesmo foi observado para neurônios supragranulares expressando SATB2. Em conjunto, nossos dados indicam a existência de um mecanismo de controle exercido pelos neurônios gerados inicialmente no córtex cerebral sobre o destino dos progenitores envolvidos na geração dos demais neurônios corticais. Tal mecanismo poderia contribuir para o controle do número de neurônios em diferentes camadas e contribuir para o estabelecimento de diferentes áreas corticais
Avaliação por ressonância magnética funcional e estimulação magnética transcraniana da intervenção única da terapia espelho em pacientes após acidente vascular cerebral isquêmico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-08-24) Novaes, Morgana Menezes; Araújo, Dráulio Barros de; ; http://lattes.cnpq.br/7818012155694188; ; http://lattes.cnpq.br/9779330983275109; Santos, Antônio Carlos dos; ; http://lattes.cnpq.br/8227933586403761; Vargas, Cláudia Domingues; ; http://lattes.cnpq.br/1019505555117852
A Terapia Espelho (TE) vem sendo usada como ferramenta de reabilitação para várias doenças, incluindo o Acidente Vascular Cerebral (AVC). Embora alguns estudos tenham mostrado sua eficácia clínica, pouco se sabe sobre os mecanismos neurais que levam à melhora observada. Desse modo, este estudo teve como objetivo avaliar a neuromodulação cortical promovida pela intervenção única da TE em pacientes acometidos por AVC, por meio da Ressonância Magnética funcional (fMRI, do inglês Functional Magnetic Resonance Imaging) e da Estimulação Magnética Transcraniana (TMS, do inglês Transcranial Magnetic Stimulation). Quinze pacientes participaram de sessão única de trinta minutos de TE. Os dados de fMRI foram analisados nas seguintes regiões de interesse (ROI), bilateralmente: Área Motora Suplementar (AMS), córtex pré-motor (PM), córtex motor primário (M1), córtex sensorial primário (S1) e Cerebelo. Em cada ROI, as mudanças na porcentagem de ocupação e os valores de beta foram avaliados. Os resultados revelaram redução significativa no percentual de ocupação no PM e cerebelo contralateral à mão afetada (p <0,05). Além disso, foi observado aumento significativo nos valores de beta nas seguintes áreas motoras contralaterais: AMS, Cerebelo, PM e M1 (p <0,005) e diminuição significativa nas seguintes áreas motoras ipsilaterais: PM e M1 (p < 0,001). Nas áreas sensoriais foi observada redução em S1 bilateralmente (p <0,0005). Pela TMS foi analisado o Potencial Evocado Motor (PEM) sobre o hot spot de M1. Aumento significativo na amplitude do PEM foi observado após a terapia no grupo (p<0,0001), e individualmente em 4 pacientes (p <0,05). Assim, nossos resultados indicam que intervenção única da TE muda marcadores neurobiológicos em direção ao padrão observado em indivíduos saudáveis. Além disso, as alterações nas áreas motoras do hemisfério contralateral são opostas as do lado ipsilateral, sugerindo um aumento na homeostase do sistema.
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
Efeitos da sinalização via CREB sobre a sobrevivência e diferenciação neuronal
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-12-21) Santana, Themis Taynah da Silva; Costa, Marcos Romualdo; ; http://lattes.cnpq.br/6118493598074445; ; http://lattes.cnpq.br/0920924653699525; Matta, Luciana Duarte Martins da; ; http://lattes.cnpq.br/2752887804614967; Menezes, João Ricardo Lacerda de; ; http://lattes.cnpq.br/7876543662888424
O desenvolvimento cortical requer um minucioso processo de proliferação, migração, sobrevivência e diferenciação celular para que se possa alcançar a elaboração de uma rede neuronal funcional. Diferentes kinases, tais quais a PKA, CaMKII, MAPK e PI3K, fosforilam o fator de transcrição CREB, ativando-o, e induzindo em ultima instância a expressão de genes CREB-dependentes. A fim de identificar o envolvimento de tais vias de sinalização mediadas por CREB sobre a diferenciação e sobrevivência neuronal, experimentos in vitro de cultura celular foram conduzidos fazendo-se uso de fármacos bloqueadores das kinases e de técnicas genéticas para expressar diferentes formas do CREB (A-CREB e CREB-FY) em neurônios corticais. A inibição da PKA e da CAMKII diminuiu o comprimento dos neuritos; enquanto a inibição da MAPK não afetou o comprimento, mas aumentou o numero de neuritos. O bloqueio da PI3K não pareceu alterar a morfologia neuronal, nem o tamanho do soma foi afetado pelo bloqueio dessas kinases. A ativação de CREB (CREB-FY) na presença de bloqueadores da MAPK e PI3K teve um efeito negativo sobre o crescimento neurítico e a expressão do A-CREB provocou uma redução significativa da sobrevivência neuronal a partir de 60h in vitro e revelou similaridades quanto à morfologia neuronal observadas com o bloqueio da PKA e CaMKII. Em suma, a sinalização mediada por CREB influi na morfologia de neurônios corticais, principalmente quando fosforilado pela PKA, e o bloqueio da sinalização via CREB interfere na sobrevivência neuronal mesmo antes do aparecimento de atividade sináptica. Nossos resultados contribuem para o entendimento da sinalização por CREB, ativado por diferentes vias, sobre a sobrevivência e diferenciação neuronal, podendo ser de grande valia na elaboração de estratégias regenerativas em diferentes doenças neurológicas
Indicadores de cálcio e de voltagem codificados geneticamente na detecção de potenciais de ação e inputs sinápticos em cultura de neurônios hipocampais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-03-04) Vieira, Hermany Munguba; Leão, Richardson Naves; ; http://lattes.cnpq.br/0683942077872227; ; http://lattes.cnpq.br/6762407295457000; Leão, Emelie Katarina Svahn; ; http://lattes.cnpq.br/1279823352935722; Amaral, Olavo Bohrer; ; http://lattes.cnpq.br/4987439782337345
Neurônios se comunicam por meio de sinapses, trocando mensagens capazes de modificar o potencial de membrana de outros neurônios. Demonstrar o papel desses sinais e decodificar essa linguagem elétrica representa o grande objetivo da neurociência moderna. Atualmente, a eletrofisiologia é o ramo da neurociência capaz de investigar esses recursos elétricos de neurônios - que vão desde registros de condutância e comportamento cinético de canais iônicos individuais até a demonstração de neurônios individuais implicados em comportamentos complexos. Nesse sentido, diferentes estados cerebrais e comportamentos implicam o recrutamento de grandes conjuntos de neurônios se comunicando em um estado coerente, dinâmico. Além disso, essas grandes populações são formadas por diversos subtipos neuronais cuja análise requer ténicas que possibilitem uma resolução temporal e espacial de células individuais e, prefencialmente, de subtipos específicos. Apenas recentemente, indicadores ópticos geneticamente codificados surgiram como ferramentas não invasivas de alta resolução espacial e temporal utilizados para monitorar a atividade de neurônios individuais e populações neuronais específicas. O número crescente de novos indicadores optogenéticos, juntamente com a ausência de comparações em condições idênticas, gerou dificuldade em escolher a mais adequada das proteínas, dependendo do desenho experimental. Portanto, o objetivo deste estudo foi comparar três proteínas repórter recentemente desenvolvidas: os indicadores de cálcio GCaMP3 e R-GECO1, e o indicador de voltagem VSFP butterfly1.2. Foram expressos em neurônios do hipocampo em cultura, os quais foram submetidos a registros de patch-clamp e de imageamento óptico. Os três grupos (cada um expressando uma proteína) exibiram valores semelhantes de potencial de membrana (em mV, GCaMP3: -56 ± 8,0; R-GECO1: -57 ± 2,5; VSFP: -60 ± 3,9; p = 0,86), no entanto, o grupo de neurônios que expressam VSFP mostrou uma média mais baixa de resistência de entrada do que os outros grupos (em Mohms, GCaMP3: 161 ± 18,3; GECO1-R: 128 ± 15,3; VSFP: 94 ± 14,0; p = 0,02). Cada neurônio foi submetido a injeções de correntes com frequências diferentes (10 Hz, 5 Hz, 3 Hz, 1,5 Hz, e 0,7 Hz) e as suas respostas de fluorescência foram registradas. Em nosso estudo, apenas 26,7% (4/15) dos neurônios que expressam VSFP mostraram sinal de fluorescência detectável em resposta a potenciais de ação. O valor médio de sinal-para-ruído (SNR), obtido em resposta a cinco potenciais de aҫão (a 10 Hz) foi pequeno (1,3 ± 0,21), no entanto a cinética rápida do VSFP permite a discriminação de disparos, como picos individuais, com detecção de 53% dos APs evocados. Freqüências abaixo de 5 Hz, assim como variaҫões no potencial de membrana subliminares, foram indetectáveis devido ao alto ruído do sinal de fluorescência. Por outro lado, os indicadores de cálcio mostraram maior alteração na fluorescência, seguindo o mesmo protocolo (cinco potenciais de aҫão a 10 Hz). Entre os neurônios expressando GCaMP3, 80% (8/10) exibiram sinal, com um valor médio de SNR de 21 ± 6,69 (soma), enquanto que para os neurônios expressando R-GECO1, 50% (2/4) dos neurônios demonstraram sinal com um valor médio SNR de 52 ± 19,7 (soma). Para protocolos de 10 Hz, 54% dos disparos foram detectados com evocado GCaMP3 e 85% com o R-GECO1. Disparos foram detectados em todas as frequências e os sinais de fluorescência foram também detectados a partir de despolarizações subliminares. Sendo GCaMP3 o indicador mais provável de produzir sinal de fluorescência e com alto SNR, alguns experimentos foram realizados somente com essa proteína. Observamos que GCaMP3 é eficaz na detecção de inputs sinápticas (envolvendo influxo de Ca2+), com alta resolução espacial e temporal. Também foram observadas diferenças entre os valores de SNR resultantes dos disparos evocados, em comparação com os disparos espontâneos. Em registros de grupos de células, GCaMP3 mostrou clara discriminação entre células ativadas e silêncio, revelando-se como uma ferramenta potencial em estudos de sincronização neuronal. Assim, nossos resultados sugerem que os indicadores de cálcio disponíveis atualmente permitem estudos detalhados sobre a comunicação neuronal, que vão desde dendritos individuais até a investigação de eventos de sincronia em redes neuronais geneticamente definidas. Em contraste, VSFPs representam uma tecnologia promissora para monitorar a atividade neural e, apesar de ainda requererem melhoramentos, podem se tornar mais apropriados do que os indicadores de cálcio, uma vez que os neurônios trabalham em uma escala de tempo mais rápida do que eventos de cálcio podem prever
Análise de grafos aplicada a relatos de sonhos: ferramenta diagnóstica objetiva e diferencial para psicose esquizofrênica e bipolar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-07-26) Mota, Natália Bezerra; Silva, Mauro Copelli Lopes da; ; http://lattes.cnpq.br/9400915429521069; ; http://lattes.cnpq.br/0218733015647416; Malloy-diniz, Leandro Fernandes; ; http://lattes.cnpq.br/1906784092048967; Souza, Sandro José de; ; http://lattes.cnpq.br/8479967495464590
Apesar do esforço e de alguns avanços da comunidade científica na busca por biomarcadores para as principais síndromes psiquiátricas, até o momento os resultados não foram consistentes o suficiente para serem reproduzidos em larga escala. A maior parte das observações em psiquiatria está baseada na descrição verbal de estados internos e a quantificação acurada desses fenômenos ainda é necessária. Compreendendo a relação entre palavras no discurso como um sistema complexo, propomos sua representação por grafos de sequência de palavras, a fim de observar padrões característicos em grafos produzidos por sujeitos psicóticos portadores de Esquizofrenia, de Transtorno Bipolar do Humor do tipo I ou sujeitos não psicóticos, buscando também por relações entre atributos de grafos e sintomas medidos por escalas psicométricas PANSS e BPRS. No primeiro capítulo, utilizando 24 sujeitos (8 sujeitos por grupo), representando como nó cada lexema (sujeito, verbo, objeto) e arestas direcionadas indicando a sequência desses, foi possível fazer uma classificação entre esquizofrenia e bipolaridade com mais de 90% de sensibilidade e especificidade, maior acurácia do que ao utilizar escalas psicométricas (60% sensibilidade e especificidade), não sendo encontrada qualquer correlação entre atributos de grafo e sintomas. Essa primeira etapa apresentava limitações em relação ao tamanho amostral, automatização do método e controle da diferença de verbosidade entre os sujeitos, além de apenas considerar um único assunto para produção do relato (relatos de sonho). Para isso coletamos relatos de sonho e de vigília em 20 sujeitos de cada grupo. Desenvolvemos um software que representa relatos transcritos como grafos onde os nós são as palavras e as arestas são a sequência temporal entre estas (ligação entre palavras sucessivas). Foi possível ainda fixar o número total de palavras para fazer um grafo, controlando melhor a diferença de verbosidade. Após a representação dos relatos por grafos, calculamos 14 atributos, sendo estes características gerais (total de nós e arestas), características de recorrência (arestas paralelas e repetidas ou ciclos de um, dois e três nós), características de conectividade (total de nós em maiores componentes conectados ou fortemente conectados, e grau médio), e características globais de rede como densidade, distâncias (diâmetro e menor caminho médio) e coeficiente de agrupamento ou clustering. Encontramos, de maneira consistente entre relatos de diferentes tamanhos, que sujeitos portadores de esquizofrenia geraram grafos sobre sonho e vigília com menos conectividade (menos arestas entre nós e menores componentes conectados) que grupo bipolar e controle, sendo esses atributos correlacionados negativamente com sintomas negativistas e cognitivos medidos pelas escalas psicométricas. Apenas grafos sobre sonho diferenciaram bipolares de controles (os primeiros com menos nós e menores componentes conectados), sendo que controles geraram grafos sobre sonho mais conectados que sobre vigília, enquanto bipolares geraram grafos sobre sonho com mais recorrência, maior densidade e clustering, além de menores distâncias que grafos sobre vigília. O grupo esquizofrenia não mostrou qualquer diferença entre grafos sobre sonho ou vigília. Foi possível a classificação automática dos grupos usando os atributos de grafos, sendo essa calssificação melhor que escalas psicométricas para diferenciar grupo Esquizofrenia do grupo Bipolar (área abaixo da curva ROC (AUC): Grafos: 0.801, Escalas: 0.376). Quando utilizados adicionalmente às escalas houve ganho importante na qualidade classificatória, atingindo padrões ótimos para diagnóstico de Esquizofrenia (AUC = 1, 100% sensibilidade e especificidade). Juntos, os resultados mostram que a análise de grafos aplicada ao discurso pode ajudar no diagnóstico clínico como método promissor, simples e acurado, sendo essas características correlacionadas com sintomas negativos e cognitivos. O método pode ser especialmente útil para pesquisa de biomarcadores de transtornos psiquiátricos. Pode nos ajudar a compreender os substratos neurais de mecanismos tais como a empatia, utilizados em comportamentos complexos como relações interpessoais. Os dados apontam também para noção de que, quanto mais introspectivo o relato, maior a influência de processos mentais patológicos ao discurso. A noção freudiana de que os sonhos são o caminho real para o inconsciente tem portanto utilidade clínica
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
Encoding mechanisms based on fast oscillations in the retina of the cat and their dependencies on anesthesia
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-08-27) Freitag, Fábio Batista; Neuenschwander, Sergio; ; http://lattes.cnpq.br/9217956361436464; ; http://lattes.cnpq.br/2623443946046050; Tort, Adriano Bretanha Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/3181888189086405; Baron, Jerome Paul Armand Laurent;
O processamento da informação visual se inicia na retina. A sua complexa rede de células com diferentes propriedades permite que a informação visual seja codificada em canais paralelos e transmitida para o núcleo geniculado lateral (LGN) e o córtex. Na retina, tais respostas estão frequentemente acompanhadas por oscilações sincronizadas de alta frequência (30 90 Hz) em uma maneira dependente do estímulo. Como demonstrado em estudos na rã, coelho, gato e macaco, respostas oscilatórias ocorrem em geral a estímulos relativamente grandes, podendo codificar propriedades globais do estímulo como o tamanho e continuidade (Neuenschwander and Singer, 1996; Ishikane et al., 2005). Além disso, registros simultâneos em diferentes níveis do sistema visual têm mostrado que o padrão de oscilação nas células ganglionares retinianas é transmitido para o córtex visual via LGN (Castelo-Branco et al., 1998). De uma forma geral, esses resultados sugerem que oscilações sincronizadas em uma maneira feedforward são importantes na codificação da informação visual. No presente estudo feito no LGN de gatos anestesiados, investigamos o papel das oscilações retinianas no processamento de informação visual através da apresentação de estímulos complexos, como cenas naturais, pixels aleatórios no tempo e espaço, além de grades em movimento. Esse é um importante passo para o entendimento de mecanismos de codificação em condições naturais, já que grande parte dos estudos que investigaram o papel de oscilações retinianas utilizaram-se de estímulos simples e estacionários. Análises de correlação de respostas neuronais (spiking responses) confirmaram resultados prévios mostrando que respostas oscilatórias na retina (observadas aqui a partir de registros no LGN) dependem do tamanho e estacionariedade do estímulo. Para filmes de cenas naturais (em escala de cinza e preto e branco) oscilações apareceram apenas por breves momentos provavelmente quando os campos receptores foram dominados por padrões extensos e contínuos (para ambas as escalas). As atividades oscilatórias parecem ser dependentes de uma massa crítica de células ativadas sugerindo que esse padrão regular de atividade surge através de interações horizontais na retina. Nossos resultados mostram, além disto, que surpreendentemente oscilações da retina no gato são dependentes da anestesia mediada por halotano. Na ausência deste, atividades oscilatórias estiveram ausentes independentemente das características dos estímulos visuais. Resultados semelhantes foram obtidos para o isoflurano, anestésico com propriedades farmacológicas similares. Esse novo e inesperado resultado nos faz questionar se oscilações feedforward no sistema visual não seriam resultado de um desequilíbrio entre correntes de excitação e inibição nas redes retinianas gerado pelos anestésicos halogenados. Experimentos futuros em animais acordados serão necessários para confirmar essas conclusões
Revisitando o eletrocorticograma intra-operatório na epilepsia mesial do lobo temporal: relevância das oscilações de alta frequência
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-12-13) Silva, Anderson Brito da; Queiroz, Cláudio Marcos Teixeira de; ; http://lattes.cnpq.br/3384801391828521; ; http://lattes.cnpq.br/5454455576452067; Tort, Adriano Bretanha Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/3181888189086405; Valença, Luciana Patrizia Alves de Andrade; ; VALENÇA, Luciana Patrizia Alves de Andrade.
As epilepsias são distúrbios neurológicos caracterizados por crises espontâneas e recorrentes, resultantes de uma atividade elétrica anormal de uma rede neural. Dentre os diferentes tipos de epilepsia, a epilepsia mesial do lobo temporal (EMLT) é a mais observada em adultos, sendo frequentemente associada à esclerose hipocampal. Infelizmente, nem todos os pacientes são beneficiados pelo tratamento farmacológico (pacientes fármaco-resistentes). Para estes sujeitos, uma alternativa é a realização de cirurgia, um procedimento de alta complexidade e elevado custo. Atualmente, o procedimento mais realizado é a lobectomia temporal anterior com amigdalo-hipocampectomia seletiva, uma cirurgia padronizada por marcos anatômicos. Entretanto, uma parcela dos pacientes continua a apresentar crises incapacitantes após o tratamento cirúrgico. Desta forma, para aumentar a eficiência deste tipo de tratamento, é fundamental a compreensão do encéfalo humano epiléptico com vistas a se criar ferramentas que auxiliem na realização de procedimentos individualizados. O objetivo do presente trabalho foi identificar e quantificar a ocorrência de atividade epileptiforme - espículas interictais (EI) e oscilações de alta frequência (OAF) - em registros eletrocorticográficos (ECoG) realizados durante procedimento cirúrgico em pacientes com EMLT refratária ao tratamento farmacológico. Registros ECoG (32 canais a uma taxa de amostragem de 1 kHz) foram realizados na superfície do lobo temporal em 3 momentos cirúrgicos: no córtex intacto, após lobectomia temporal anterior e após amigdalo-hipocampectomia (duração média de cada um desses registros: 10 min; N=17 pacientes). A ocorrência de EI e OAF foi quantificada automatica-mente, por meio de rotinas em MATLAB, e validadas manualmente. A taxa de ocorrência em cada um dos tempos cirúrgicos foi correlacionada com o resultado cirúrgico quanto ao controle das crises, num seguimento de 2 anos. De um total de 8 h e 40 min de registro, identificamos 36.858 EI e 1.756 OAF. Observamos que os pacientes que ficaram livres de crises no pós-operatório apresentaram maior quanti-dade de OAF antes da cirurgia do que aqueles que continuaram a ter crises; porém, não diferiram quanto a frequência, morfologia e distribuição de EI. A ocorrência de OAF no registro basal apresentou melhor desempenho que as EI na previsão do controle total das crises no pós-operatório (EI: AUC = 57%, S = 71% , E = 70% vs OAF: AUC = 77%, S = 100%, E=70%). O mesmo foi observado com a variação da ocorrência entre os momentos pré- e pós-ressecção (EI: AUC = 54%, S = 71%, E = 60% vs OAF: AUC = 84%, S = 100%, E = 80%). Nesse caso, o classificador foi capaz de identificar todos os pacientes livres de crises (N = 7) , apresentando apenas dois falsos positivos. Desta forma, podemos concluir que as OAF, juntamente com as EI, podem ser encontradas no registro ECoG intra-operatório, mesmo na presença de anestésicos e em uma curta sessão de registro. Além disso, a observação de que a ocorrência desses eventos no início da cirurgia permite classificar o paciente quanto ao prognóstico cirúrgico abre caminho para aplicar o ECoG intra-operatório, por exemplo, na decisão sobre o uso de tratamento farmacológico adjuvante ou da conversão para ressecções individualizadas. No entanto, o mecanismo responsável por esse efeito ainda é desconhecido, logo novos estudos são necessários para melhor esclarecê-lo
Medida de uma codificação de estímulos sonoros por potenciais pós-sinápticos e potenciais de campo local usando teoria da informação
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-07-03) Assis, Juliana Martins de; Tort, Adriano Bretanha Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/3181888189086405; ; http://lattes.cnpq.br/9028062830015530; Abreu, Jean Faber Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/7024428296425939; Schmidt, Kerstin Erika; ; http://lattes.cnpq.br/4902752912395893
O processo de codificação é um aspecto fundamental do funcionamento cerebral. A transformação de estímulos sensoriais em respostas neurofisiológicas tem sido objeto de estudo em diversas áreas da Neurociência. Um dos modos mais utilizados para medir a eficiência de um código neural é pelo uso de medidas advindas da Teoria da Informação, como a informação mútua. Utilizando estas ferramentas, estudos recentes mostraram que no córtex auditivo tanto registros de potenciais de campo local (LFPs - local field potentials) quanto os tempos de disparos de potenciais de ação codificam informação sobre estímulos sonoros. Todavia, não há estudos aplicando ferramentas da Teoria da Informação para investigar a eficiência de códigos que utilizem potenciais pós-sinápticos (PSPs - postsynaptics potentials), isoladamente e em conjunto com análises de LFPs. Estes sinais estão relacionados visto que os LFPs são em parte construídos pela ação conjunta de vários PSPs. A presente dissertação reporta medidas de informação mútua entre respostas de PSPs e LFPs obtidas no córtex auditivo primário de ratos anestesiados e estímulos sonoros de frequências distintas. Nossos resultados mostram que respostas de PSPs possuem informação sobre estímulos sonoros, em níveis comparáveis e mesmo maiores que as respostas de LFPs. Também encontramos que PSPs e LFPs codificam informação sonora independentemente, uma vez que a análise conjunta destes sinais não mostrou sinergia nem redundância
Uma investigação das sequências de fase Hebbianas descritas como grafos de assembleias neuronais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-07-22) Almeida Filho, Daniel Gomes de; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Miranda, José Garcia Vivas; ; http://lattes.cnpq.br/1608472474770322; ; http://lattes.cnpq.br/0649912135067700; ; http://lattes.cnpq.br/4266181285202777; Maciel, Sergio Tulio Neuenschwander; ; http://lattes.cnpq.br/9217956361436464; Laplagne, Diego Andres; ; http://lattes.cnpq.br/0293416967746987; Galves, Jefferson Antonio; ; http://lattes.cnpq.br/5430021088108855
Hebb propôs que sinapses entre neurônios que disparam de forma síncrona são fortalecidas formando assembleias de células e sequências de fase. A primeira, numa escala menor, é um conjunto de células sincronizadas, que funcionam de forma transitória como um sistema fechado de processamento; a última, numa escala maior, corresponde à ativação sequencial de assembleias de células neuronais capazes de representar percepções e comportamentos. Atualmente, o registro de grandes populações neuronais permite a detecção simultânea de diversas assembleias neuronais. No âmbito da teoria de Hebb, o próximo passo lógico é a análise das sequências de fase. Neste trabalho investigamos seqüências de fase como padrões de ativações consecutivas de assembleias, analisando a relação entre comportamento animal e atributos de grafos de assembleias. Foram estudados trens de disparo neuronal registrados no hipocampo e neocórtex de 5 ratos adultos, antes, durante e depois da exploração de novos objetos (períodos experimentais). Para definir um grafo de assembleia, cada assembleia correspondeu a um nó, e cada aresta correspondeu à sequência temporal de ativação de nós consecutivos. A soma da ativação de todas as assembleias foi proporcional à taxa de disparo, mas a atividade de assembleias individuais não. O repertório de assembleias permaneceu estável ao longo dos períodos experimentais, indicando que a experiência com novos objetos não criou novas assembleias no rato adulto. Os atributos de grafos das assembleia, por outro lado, variaram significativamente entre os estados comportamentais e períodos experimentais e foram distintos o suficiente para permitir a classificação automática dos períodos experimentais (classificador Naive Bayes; AUROCsmáximas variaram entre 0,55 a 0,99) e estados comportamentais (vigília, sono de ondas lentas e sono de movimento rápido dos olhos; AUROCs máximas variaram entre 0,64 e 0,98). Nossos achados reforçam a teoria Hebbiana de que as assembleias neuronais correspondem a estruturas primitivas de representação, quase inalteradas na maturidade, enquanto as seqüências de fase são instáveis entre os estados comportamentais e mudam após novas experiências. Os resultados são compatíveis com um papel das sequências de fase no comportamento e cognição.
Estimulação optogenética do septo medial no rato anestesiado e em livre comportamento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-10-15) Souza, Annie da Costa; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Leão, Richardson Naves; ; http://lattes.cnpq.br/0683942077872227; ; http://lattes.cnpq.br/0649912135067700; ; http://lattes.cnpq.br/9697174530550588; Queiroz, Cláudio Marcos Teixeira de; ; http://lattes.cnpq.br/3384801391828521; Leão, Emelie Katarina Svahn; ; http://lattes.cnpq.br/1279823352935722; Cota, Vinícius Rosa; ; http://lattes.cnpq.br/6882402886706744
O ritmo teta consiste em uma oscilação eletrofisiológica hipocampal presente em várias espécies de mamíferos (4-12 Hz, com variações entre espécies). Essa oscilação está presente durante a vigília ativa de ratos e também é predominante no PCL desta espécie durante o sono de movimento rápido dos olhos (sono REM). Vários trabalhos demonstraram que o ritmo teta é importante em tarefas cognitivas. O septo medial é uma região importante na geração do ritmo teta hipocampal. Possui projeções colinérgicas, GABAérgicas e glutamatérgicas para o hipocampo, que por sua vez, possui projeções de feedback para o septo. Além do septo, outras regiões estão envolvidas na regulação do teta, formando uma rede complexa de interação e coordenação entre áreas que resultam no ritmo. A optogenética é uma ferramenta desenvolvida recentemente que tem sido amplamente utilizada em pesquisas de diversas áreas. Ela nos permite manipular a atividade elétrica de neurônios através de estimulação luminosa. A técnica consiste em, através de um vetor viral, induzir a expressão neuronal de canais iônicos associados a opsinas (ex.: ChR2), que uma vez infectados passam a ser sensíveis a luz de determinado comprimento de onda. O presente trabalho de pesquisa de mestrado teve como objetivo implantar a optogenética em animais em livre comportamento pioneiramente no Brasil, através de experimentos com implantes crônicos de eletrodos e fibras óptica em animais infectados com vetor viral para expressão de ChR2. Foram realizadas cirurgias de injeções de vírus no septo medial; resultados histológicos confirmaram a expressão de ChR2 através da marcação da proteína repórter eYFP no septo e também em processos hipocampais. Além disso, foram realizados experimentos agudos com estimulação luminosa do septo medial e registro de potenciais de campo local (PCL) no próprio septo e hipocampo em animais anestesiados. Ainda nesses experimentos foi possível registrar potenciais de ação no septo. Nesses experimentos observamos aumento da taxa de disparo dos neurônios septais durante estimulação luminosa (n=300 estímulos). Além disso, encontramos uma resposta evocada no PCL do hipocampo no início do pulso luminoso. Também foram realizados experimentos crônicos com estimulação luminosa do septo medial e registro de PCL do hipocampo em animais em livre comportamento. Através de análise do PCL, verificamos se a estimulação luminosa do septo é capaz de induzir ritmo teta no hipocampo.
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.
Efeitos da nicotina no complexo do septo medial na via septo hipocampal em camundongos anestesiados por Ketamina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-02-24) Góis, José Henrique Targino Dias; Leão, Richardson Naves; Tort, Adriano Bretanha Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/3181888189086405; ; http://lattes.cnpq.br/0683942077872227; ; http://lattes.cnpq.br/8071490159397863; Nascimento, George Carlos do; ; http://lattes.cnpq.br/1489371044894987; Figuerola, Wilfredo Blanco; ; http://lattes.cnpq.br/9912829629195282
A administração de nicotina em seres humanos e roedores é pensada como um melhorador de memória e atenção, também pelo seu efeito positivo na Doença de Alzheimer. O complexo do Septo Medial / Banda Diagonal de Broca (MS/DBB) é um dos principais sistemas colinérgicos – massivamente projetado para o hipocampo através da Fímbria-Fórnix, via esta chamada de via septo-hipocampal. Foi demonstrado que o MS/DBB afeta diretamente o potencial de campo local (LFP) e a organização rítmica do hipocampo, especialmente na geração do ritmo teta - um LFP rítmico intrinsecamente relacionado com a função mnemônica do hipocampo. Experimentos in vitro deram evidências de que a nicotina aplicada no MS/DBB pode gerar um ritmo teta na rede local do MS/DBB. Assim, o presente estudo se propõe a elucidar a função da nicotina no MS/DBB sobre a via septo-hipocampal. Experimentos in vivo, comparando o efeito de microinfusões no MS/DBB de solução salina (n = 5) ou nicotina (n = 8) em camundongos anestesiados por ketamina/xilazina mostraram um aumento na densidade de potência no espectro banda de gama (35 a 55 Hz) em ambas as estruturas (teste de Wilcoxon Rank-Sum, p = 0,038), mas sem alterar a coerência entre as estruturas na mesma banda (teste de Wilcoxon Rank-Sum, p = 0,60). Houve também uma diminuição na densidade potência na banda delta (1-3 Hz) – oscilação induzida pela ketamina. Realizamos também experimentos in vitro sobre o efeito da nicotina na voltagem de membrana e no potencial de ação de neurônios do MS/DBB. Registramos neurônios (n=22) em current-clamp antes e depois da presença de nicotina no meio extracellular; 12 neurônios responderam à nicotina, metade aumentou a taxa de potenciais de ação; outros seis diminuíram, diferindo significativamente no limiar do potencial de ação (- 47,3 ± 0,9 mV vs. -41 ± 1,9 mV, respectivamente, p = 0,007) e na largura do disparo (1,6 ± 0,08 vs. 2 ms ± 0,12 ms, respectivamente, p = 0,01). Além disso, realizamos outro conjunto de experimentos in vitro, relativo à conectividade das três grandes populações neuronais de MS / DBB que usam a acetilcolina, GABA ou glutamato como neurotransmissores. O registro pareado de patch-clamp mostrou que neurônios glutamatérgicos e GABAérgicos realizam contatos intra-septais capazes de produzir correntes sinápticas em neurônios pós-sinápticos do MS/DBB. A probabilidade da conectividade entre diferentes populações neuronais foi implementada em um modelo realista que corrobora que a rede é altamente sensível à geração de ritmo gama. Juntamente com os dados disponíveis, o conjunto completo de experiências corrobora que a nicotina pode atuar como potenciador cognitivo, e um substrato eletrofisiológico provável é através da indução de oscilação gama no circuito local do MS/DBB.
Caracterização de células de lugar no hipocampo e de suas relações com oscilações do potencial de campo local
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-03-13) Souza, Bryan da Costa; Tort, Adriano Bretanha Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/3181888189086405; ; http://lattes.cnpq.br/9813919729127181; Laplagne, Diego Andrés; ; http://lattes.cnpq.br/0293416967746987; Amaral, Olavo Bohrer; ; http://lattes.cnpq.br/4987439782337345
As principais vias aferentes ao hipocampo vêm do córtex entorrinal e fazem parte de um loop que retorna ao entorrinal após passar pelo giro denteado, e pelas subareas do hipocampo CA3 e CA1. Desde a descoberta nos anos 50 de que o hipocampo está envolvido na formação de memórias, esta região vem sendo extensivamente estudada. Além desta função mnemônica, o hipocampo também está associado a navegação espacial. Em camundongos e ratos, células de lugar exibem um aumento da taxa de disparo relacionado à posição do animal. O local do ambiente onde uma determinada célula de lugar se ativa é chamado de campo de lugar. A taxa de disparo das células de lugar é máxima quando o animal está no centro do campo de lugar, e diminui a medida que ele se afasta desse ponto, sugerindo a existência de uma codificação espacial baseada em taxa de disparos. Entretanto, pesquisas prévias vêm mostrando a existência de oscilações hipocampais em múltiplas frequências e ligadas a diferentes estados comportamentais, e muitos acreditam que estas oscilações são importantes para uma codificação temporal. Em particular, oscilações teta (5-12 Hz) possuem uma relação espaço-temporal com as células de lugar conhecida como precessão de fase. Na precessão, a fase de disparos da célula de lugar muda gradualmente do pico de teta para o fundo e, posteriormente, para a fase ascendente, a medida que o animal atravessa o campo de lugar. Além disso, as teorias vigentes sugerem que CA1, a porta de saída do hipocampo, intermediaria a comunicação com o córtex entorrinal e CA3 através de oscilações em diferentes frequências chamadas, respectivamente, de gama alto (60-100 Hz; HG) e gama baixo (30-60 Hz; LG). Essas oscilações se relacionam com teta, estando aninhadas dentro de cada ciclo desta frequência mais lenta. Nesta dissertação, utilizamos dados disponibilizados online para fazer análises computacionais visando reproduzir resultados clássicos e recentes acerca da atividade das células de lugar no hipocampo de ratos em livre movimento. Em particular, nós revisitamos o debate sobre a relação da precessão de fase com variações na taxa de disparos e na posição do animal no campo de lugar. Concluímos que este fenômeno não pode ser explicado por nenhuma dessas variáveis sozinha, e sim pela interação entre elas. Nós também realizamos novas análises investigando as propriedades das células de lugar em relação às oscilações. Nós mostramos que o nível de modulação dos disparos por teta afeta apenas levemente a informação espacial contida nas células de lugar, enquanto a fase de disparo média não tem nenhuma influência na informação espacial. Também encontramos que as células de lugar estão moduladas por teta quando disparam fora do campo de lugar. Além disso, nossos resultados mostram que o disparo das células de lugar dentro do ciclo de teta segue os padrões de modulação de HG e LG por teta presentes nos potenciais de campo local de CA1 e córtex entorrinal. Por último, achamos um acoplamento fase-amplitude em CA1 associado apenas aos disparos dentro do campo de lugar na faixa de 40-80 Hz. Concluímos que o disparo de células de lugar está ligado a estados de rede refletidos no potencial de campo local e sugerimos que a atividade dessas células sejam interpretadas como um estado dinâmico ao invés de uma propriedade fixa da célula.
Reprogramação de células-tronco mesenquimais em neurônios utilizando genes pró-neurais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-04-08) Araújo, Jéssica Alves de Medeiros; Costa, Marcos Romualdo; Souza, Sandro José de; ; http://lattes.cnpq.br/6580689264232001; ; http://lattes.cnpq.br/6118493598074445; ; http://lattes.cnpq.br/6635007742477758; Leão, Emelie Katarina Svahn; ; http://lattes.cnpq.br/1279823352935722; Rehen, Stevens Kastrup; ; http://lattes.cnpq.br/3274735424220270
A possibilidade de repor células perdidas em doenças neurodegenerativas através de transplantes com células-troncos das mais diversas fontes vem sendo amplamente estudada. As células-tronco adultas (CTA) podem ser facilmente isoladas e sua utilização na pesquisa não envolve questões éticas e religiosas. Além disso, estas células são menos propícias à transformação tumoral do que células-tronco embrionárias, outra importante fonte de células para terapias celulares. No entanto, as CTA são, em estados fisiológicos, restritas a geração de células dos seus tecidos de origem, o que poderia limitar a sua utilização. Porém, nos últimos anos, uma série de técnicas vem sendo descritas com o objetivo de reverter tais limitações. Neste trabalho, nós investigamos a capacidade das células-tronco mesenquimais adultas, isoladas de camundongos ou do cordão umbilical humano, serem induzidas a adquirir um fenótipo neuronal de forma direta, sem passar por um estágio de célula progenitora ou pluripotente, através da reprogramação genética com genes pró-neurais. Nossos resultados indicam que tanto células-tronco mesenquimais adultas murinas quanto humanas podem ser reprogramadas em neurônios após a expressão combinada de Sox2 e Ascl1 ou Sox2 e Neurog2. As células reprogramadas exibem morfologias compatíveis com o fenótipo neuronal, expressam proteínas típicas de neurônios maduros, apresentam a capacidade de gerar potenciais de ação repetitivos e formam conexões sinápticas com outros neurônios presentes no cultivo. Portanto, nosso trabalho apresenta a primeira evidência de reprogramação direta de células-tronco mesenquimais humanas em neurônios funcionais.
Influência do jet lag social em marcadores circadianos de atividade - repouso e cardíaco em estudantes de medicina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-04-10) Ferreira, Luana Gabrielle de França; Araújo, John Fontenele; ; http://lattes.cnpq.br/3347815035685882; ; http://lattes.cnpq.br/4268465067495846; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/0649912135067700; Ferreira, Sionaldo Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/7730654028676766
Diversos estudos revelam que nas últimas décadas ocorreu uma diminuição na duração do sono. Os compromissos sociais, como o trabalho e a escola, muitas vezes não estão alinhados ao “tempo biológico” dos indivíduos. Somada a isso, observa-se uma menor força do zeitgeber causada pela menor exposição à luz durante o dia e maior à noite. Isso gera um débito crônico de sono que é compensado nos dias livres, ocorrendo semanalmente uma restrição e extensão do sono denominada de jet lag social. A privação de sono vem sendo associada à obesidade, risco cancerígeno e cardiovascular. Desta-forma, sugere-se que o sistema nervoso autonômico seja um caminho que relaciona os problemas do sono às doenças cardiovasculares. No entanto, além das evidências demonstradas por pesquisas com uso de modelos de privação de sono de forma aguda e controlada, são necessários estudos investigando efeitos da privação do sono de forma crônica como ocorre no jet lag social. O objetivo deste estudo foi investigar a influência do jet lag social em marcadores circadianos de atividade-repouso e cardíacos em estudantes do Curso de Medicina. Trata-se de um estudo transversal e observacional realizado no Laboratório de Neurobiologia e Ritmicidade Biológica (LNRB) do Departamento de Fisiologia da UFRN. Participaram da pesquisa estudantes de medicina matriculados no 1º período do curso da UFRN. Foram utilizados os seguintes instrumentos: Questionário cronotipo de Munique (MCTQ); Questionário para identificação de indivíduos matutinos e vespertinos (MEQ ou HO); Índice de qualidade do sono de Pittsburgh; Escala de Sonolência de Epworth; Actímetro; Cardiofrequencímetro. Foram analisadas variáveis de caracterização do sono, não paramétricas (IV60, IS60, L5 e M10) e índices cardíacos no domínio do tempo, frequência (LF, HF, LF/HF) e não linear (SD1, SD2, SD1/SD2). Realizou-se análise estatística descritiva, comparativa e de correlação com uso do programa SPSS versão 20. Participaram do estudo 41 estudantes, 48,8% (20) mulheres e 51,2% (21) homens, com 19,63 ± 2,07 anos. O jet lag social teve uma média de 02:39h ± 00:55h, 82,9% (34) com jet lag social ≥ 1 hora e houve correlação negativa com escore cronotipo de Munique evidenciando maior privação do sono em indivíduos com tendência à vespertinidade. Qualidade do sono ruim foi detectada em 90,2% (37) (X 2 = 26,56, p < 0,001) e 56,1% (23) sonolência diurna excessiva (X 2 = 0,61, p = 0,435). Observou-se diferença significativa dos valores de LFnu, HFnu e LF/HF entre os grupos de jet lag social < 2h e ≥ 2h e houve correlação do jet lag social com LFnu (rs = 0,354, p = 0,023), HFnu (rs = - 0,354, p = 0,023) e LF/HF (rs = 0,355, p = 0,023). Verificou-se ainda associação negativa entre IV60 e índices no domínio do tempo e não lineares. Sugere-se que a privação crônica de sono pode ter associação com maior atividade simpática promovendo aumento no risco cardiovascular.

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