Relationships between dendritic morphology, spatial distribution and firing patterns in rat layer 1 neurons

The cortical layer 1 contains mainly small interneurons, which have traditionally been classified according to their axonal morphology. The dendritic morphology of these cells, however, has received little attention and remains ill defined. Very little is known about how the dendritic morphology and spatial distribution of these cells may relate to functional neuronal properties. We used biocytin labeling and whole cell patch clamp recordings, associated with digital reconstruction and quantitative morphological analysis, to assess correlations between dendritic morphology, spatial distribution and membrane properties of rat layer 1 neurons. A total of 106 cells were recorded, labeled and subjected to morphological analysis. Based on the quantitative patterns of their dendritic arbor, cells were divided into four major morphotypes: horizontal, radial, ascendant, and descendant cells. Descendant cells exhibited a highly distinct spatial distribution in relation to other morphotypes, suggesting that they may have a distinct function in these cortical circuits. A significant difference was also found in the distribution of firing patterns between each morphotype and between the neuronal populations of each sublayer. Passive membrane properties were, however, statistically homogeneous among all subgroups. We speculate that the differences observed in active membrane properties might be related to differences in the synaptic input of specific types of afferent fibers and to differences in the computational roles of each morphotype in layer 1 circuits. Our findings provide new insights into dendritic morphology and neuronal spatial distribution in layer 1 circuits, indicating that variations in these properties may be correlated with distinct physiological functions.

Precipitação sazonal sobre a Amazônia oriental no período chuvoso: observações e simulações regionais com o RegCM3

O presente trabalho apresenta uma contribuição aos estudos de modelagem climática com ênfase na variabilidade pluviométrica sazonal da Amazônia oriental, durante as estações de verão e outono (DJF e MAM). Baseado nos resultados das simulações regionais do RegCM3 para um período de 26 anos (1982/83 a 2007/08) e usando domínio em alta resolução espacial (30 Km) e dois diferentes esquemas de convecção (Grell e MIT), foi investigado o desempenho do modelo em simular a distribuição regional de precipitação sazonal na Amazônia oriental, com referência a um novo conjunto de dados observacional compilado com informações de uma ampla rede integrada de estações pluviométricas. As análises quantitativas evidenciaram que o RegCM3 apresenta erros sistemáticos, sobretudo aqueles relacionados com viés seco no Amapá e norte/nordeste do Pará usando ambos os esquemas Grell e MIT, os quais apontam que o modelo não reproduz as características da ZCIT sobre o Atlântico equatorial. As simulações usando MIT, também apresentaram viés úmido no sudoeste/sul/sudeste do Pará e norte do Tocantins. Além disso, através da técnica de composições, também foi investigado o desempenho do RegCM3 em reproduzir os padrões espaciais anômalos de precipitação sazonal em associação aos episódios ENOS, e as fases do gradiente térmico sobre o Atlântico intertropical. Os resultados demonstraram que o modelo conseguiu representar realisticamente bem o padrão espacial das anomalias pluviométricas acima (abaixo) do normal em grande parte da Amazônia oriental, durante os conhecidos cenários favoráveis, i.e., condições de La Niña e gradiente de aTSM para o Atlântico sul (desfavoráveis, i.e., El Niño e gradiente de aTSM para o Atlântico norte.

Influência da atividade mastigatória e do ambiente sobre o aprendizado espacial e o padrão da atividade exploratória em modelo murinho senil

Para medir possíveis influências da mastigação e do estilo de vida sedentário em modelo murino senil, impusemos um de três regimes de dieta aos diferentes grupos experimentais do 21º dia pós-natal até 6 ou 18 meses de vida: dieta sólida tipo pellet; dieta em pellet seguida por uma em pó, farelada; ou dieta peletizada seguida de pó e novamente pellet, com intervalos de tempo iguais em cada dieta. Para mimetizar o estilo de vida sedentário ou ativo, os animais foram criados, respectivamente, em gaiolas-padrão (ambiente empobrecido-AP) ou em gaiolas enriquecidas (ambiente enriquecido-AE). Para medir os efeitos da dieta, do ambiente e da idade sobre a atividade exploratória, realizamos o teste do campo aberto, onde camundongos jovens de AP que sofreram alteração da atividade mastigatória demonstraram maior preferência pela zona periférica, mas no envelhecimento e no AE essas diferenças foram minimizadas. Nos velhos de AE, essas diferenças reapareceram. Já sobre as influências na aprendizagem e memória espacial, aplicamos o labirinto aquático de Morris e vimos que a redução da atividade mastigatória, independente do ambiente, diminuiu a taxa média de aprendizado espacial e sua reabilitação recuperou as perdas associadas em animais jovens e, quando combinada ao AE, melhorou a taxa de aprendizado em velhos. Não se encontrou correlação entre taxa de aprendizado e velocidade de nado dos camundongos sugerindo que os déficits são de natureza cognitiva. Concluímos assim, que a alteração da atividade mastigatória influencia o padrão de exploração por zonas no campo aberto e a estimulação ambiental acentua os seus efeitos no envelhecimento, privilegiando a preferência pela zona periférica e a redução da atividade mastigatória prejudica a memória espacial durante o teste do labirinto aquático de Morris e a sua reabilitação é capaz de recuperar as habilidades espaciais, mas em idosos é necessária a combinação com um AE.