“PhenoWorld”: a new multidimensional strategy for studying behaviour in rodents

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Comorbidities of mental and behavioral disorders in chemically dependent patients in different periods of abstinence

OBJECTIVE: To assess the frequency of comorbidities of mental and behavioral disorders (CMBD) in psychoactive substance (PAS)-dependent patients with different periods of abstinence cared for at Alcohol and Other Drug Psychosocial Care Centers (CAPS-ad). METHOD: All patients under treatment in the two CAPS-ad of the city of Uberlândia-MG, between April and September 2010, were consecutively assessed. The ICD-10 symptom checklist was used to diagnose CMBD; additional information was obtained from interviews and medical records. The patients were divided according to duration of abstinence: < 1 week (Group 1); 1-4 weeks (Group 2); and > 4 weeks (Group 3). RESULTS: Of all patients assessed, 62.8% were diagnosed with CMBD, which were more frequent (p < 0.05) in Group 1 (72%) than Group 3 (54.2%), and both groups were similar to Group 2 (61%). Depressive and anxiety disorders were more frequent among patients of Group 1. Mood disorders were more frequent (p < 0.05) in women [22/34 (65%) vs. 54/154 (35.1%)], whereas psychotic disorders were more frequent (p = 0.05) in men [16/154 (10.4%) vs. 0]. The presence of CMBD was associated with more severe clinical conditions. CONCLUSIONS: The higher frequency of diagnosis of CMBD in patients of Group 1 may have resulted from the difficulties in distinguishing mental disorders that are due to PAS intoxication or withdrawal from those that are not. However, to make the diagnosis of CMBD, even during detoxification, can increase the likelihood of better response to treatment.

Cognitive-behavioral therapy for anxiety disorders in children and adolescents: a systematic review of follow-up studies

Objective To conduct a systematic review about the long-term response to cognitive-behavioral therapy (CBT) for anxiety disorders (ADs) in children and adolescents. Methods The PubMed and ISI Web of Science databases were consulted. Search in the databases was performed in November 2012 and included cohort studies after CBT for ADs in children and adolescents with a follow-up period over 12 months. Results A total of 10 papers met the inclusion criteria. The follow-up period ranged from 12 months to 13 years and the results generally showed maintenance of the short-term benefits with CBT. However, the studies presented limitations, especially regarding methods, such as lack of a control group and losses to follow-up. Conclusion The long-term benefits of CBT were identified, however it would be interesting to conduct other studies with more frequent assessment periods, in order to minimize losses to follow-up, in addition to evaluating children and adolescents in the various stages of their development.

Infants’ behavioral and physiological profile and mother–infant interaction

This study aims to (a) identify and profile groups of infants according to their behavioral and physiological characteristics, considering their neurobehavioral organization, social withdrawal behavior, and endocrine reactivity to stress, and to (b) analyze group differences in the quality of mother–infant interaction. Ninety seven 8-week-old infants were examined using the Neonatal Behavioral Assessment Scale and the Alarm Distress Baby Scale. Cortisol levels were measured both before and after routine inoculation between 8 and 12 weeks. At 12 to 16 weeks mother–infant interaction was assessed using the Global Rating Scales of Mother–Infant Interaction. Three groups of infants were identified: (a) ‘‘withdrawn’’; (b) ‘‘extroverted’’; (c) ‘‘underaroused.’’ Differences between them were found regarding both infant and mother behaviors in the interaction and the overall quality of mother–infant interaction. The identification of behavioral and physiological profiles in infants is an important step in the study of developmental pathways.

Mother’s depression at childbirth does not contribute to the effects of antenatal depression on neonate’s behavioral development

Background: Maternal depression is a worldwide phenomenon that has been linked to adverse developmental outcomes in neonates. Aims: To study the effect of antenatal depression (during the third trimester of pregnancy) on neonate behavior, preference, and habituation to both the mother and a stranger’s face/voice. To analyze mother’s depression at childbirth as a potential mediator or moderator of the relationship between antenatal depression and neonate behavioral development. Method: A sample of 110 pregnant women was divided in 2 groups according to their scores on the Edinburgh Postnatal Depression Scale during pregnancy (EPDS; ≥10, depressed; <10, non-depressed). In the first 5 days after birth, neonatal performance on the Neonatal Behavioral Assessment Scale (NBAS) and in the ‘Preference and habituation to the mother’s face/voice versus stranger’ paradigm was assessed; each mother filled out an EPDS. Results: Neonates of depressed pregnant women, achieved lower scores on the NBASs (regulation of state, range of state, and habituation); did not show a visual/auditory preference for the mother’s face/voice; required more trials to become habituated to the mother’s face/voice; and showed a higher visual/auditory preference for the stranger’s face/voice after habituation compared to neonates of non-depressed pregnant women. Depression at childbirth does not contribute to the effect of antenatal depression on neonatal behavioral development. Conclusion: Depression even before childbirth compromises the neonatal behavioral development. Depression is a relevant issue and should be addressed as a routine part of prenatal health care.

Brazelton Neonatal Behavioral Assessment Scale: a psychometric study in a Portuguese sample

Background: The Neonatal Behavioral Assessment Scale (NBAS, Brazelton & Nugent, 1995) is an instrument conceived to observe the neonatal neurobehavior. Data analysis is usually performed by organizing items into groups. The most widely used data reduction for the NBAS was developed by Lester, Als, and Brazelton (1982). Objective: Examine the psychometric properties of the NBAS items in a sample of 213 Portuguese infants. Method: The NBAS was performed in the first week of infant life (3 days±2) and in the seventh week of life (52 days±5). Results: Principal component analyses yielded a solution of four components explaining 55.13% of total variance. Construct validity was supported by better neurobehavioral performance of 7-week-old infants compared with 1-week-old infants. Conclusion: Changes in the NBAS structure for the Portuguese sample are suggested compared to Lester factors in order to reach better internal consistency of the scale.

Emotional and behavioral problems in preschoolers: risk factors and assessment Issues

Tese de Doutoramento em Psicologia Aplicada.

Exposición prenatal al alcohol y síndrome de hiperactividad con déficit de la atención: un abordaje conductual, farmacológico y bioquímico. Alcohol prenatal exposure and attention deficit with hyperactivity disorder: behavioral, pharmacological and biochemical approaches.

El Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad (ADHD) es un síndrome conductual de origen orgánico, que se manifiesta principalmente en niños. Está caracterizado por distracción moderada a severa, períodos de atención breve, hiperactividad, inestabilidad emocional e impulsividad. Los tratamientos se basan "paradójicamente" en psicoestimulantes. Las sustancias mas empleadas son metilfenidato y anfetamina. La sintomatología indica un mal funcionamiento en los circuitos dopaminérgicos que sería el resultado de factores genéticos como ambientales, ya que es común encontrar ADHD en niños expuestos prenatalmente al alcohol. Los modelos animales son importantes para estudiar patologías de etiología desconocida, en este sentido, estudios de nuestro laboratorio indican que ratones deficientes en p35 son hiperactivos y responden paradojalmente a psicoestimulantes. Cdk5/p35 participa en el desarrollo neuronal, liberación de vesículas, señales dopaminérgicas, etc. Además resultados preliminares indican que la experiencia prenatal con una dosis etílica moderada durante la gestación tardía, es suficiente para incrementar los patrones de actividad locomotora, semejantes a los descriptos en los modelos animales de ADHD. De acuerdo a estas consideraciones hipotetizamos que la exposición etílica prenatal a dosis moderadas y durante un periodo acotado de la gestación tardía, resulta en un patrón conductual similar al descripto en modelos de ADHD. Asimismo, drogas psicoestimulantes pueden revertir dichos efectos. Por otra parte, proponemos que estas alteraciones son consecuencia de los efectos ocasionados por el insulto etílico sobre el equilibrio en el funcionamiento del sistema de neurotransmisión dopaminérgio mesolímbico/cortical. Teniendo en cuenta que la etiología del ADHD aun no se conoce, el desarrollo de modelos animales, que recapitulen características clínicas de este trastorno, constituye una herramienta muy poderosa para el estudio de los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a este síndrome, por lo tanto, en este proyecto nos proponemos obtener evidencias acerca de las alteraciones originadas a partir de efectos deletéreos de la exposición etílica prenatal, que recapitulan el desarrollo de fenotipos conductuales y bioquímicos descriptos en modelos para ADHD. Específicamente nos proponemos determinar, por medio de experimentos conductuales, si la exposición a distintas dosis moderadas de alcohol durante un periodo acotado de la gestación tardía, son suficientes para generar alteraciones conductuales características de ADHD y establecer si metilfenidato y anfetamina, son capaces de revertirlas. Evaluar, mediante métodos bioquímicos, si este modelo involucra cambios en algunos de los componentes claves de la neurotransmisión dopaminérgica, tales como niveles de dopamina y sus metabolitos, niveles de expresión de tirosina-hidroxilasa, de receptores y transportador de dopamina, del complejo cdk5/p35, entre otros. Esperamos recapitular características análogas a las observadas en sujetos diagnosticados con ADHD y que el tratamiento con psicoestimulantes re-establezca los niveles de conducta normales. Mediante ensayos bioquímicos, esperamos encontrar mayores niveles de dopamina en tejido estriatal, acompañados con un aumento en los niveles de sus metabolitos y mediante western blot y ensayos de actividad esperamos encontrar mayor nivel de expresión en D1, menor de DAT y alteraciones en la normal actividad y expresión de cdk5/p35, que podrían explicar los resultados comportamentales esperados. Dada la alta prevalencia de ADHD y que estos jóvenes pacientes son medicados con psicoestimulantes, junto con la poca información sobre las respuestas neuroadaptativas del cerebro inmaduro, es importante investigar los mecanismos que subyacen las alteraciones neurofisiológicas de este trastorno. Estos abordajes experimentales resultan centrales para el desarrollo de terapias mas eficientes para el tratamiento de este síndrome.

Procesos de plasticidad sináptica en gyrus dentado hipocampal durante la administración crónica y el síndrome de abstinencia a cocaína. Synaptic plasticity in hippocampal dentate gyrus during chronic administration and withdrawal from cocaine.

Los procesos neuronales adaptativos que se observan como consecuencia de la administración crónica de drogas de abuso, son similares a los procesos plásticos que subyacen al aprendizaje y la memoria. Por otra parte, el hipocampo forma parte del circuito neuronal responsable de los cambios conductuales observados como consecuencia de la administración crónica de diferentes drogas de abuso. De acuerdo con esto, resultados previos de nuestro laboratorio demostraron que la plasticidad sináptica en el hipocampo y las claves contextuales relacionadas con la administración de la droga, son relevantes para el incremento de la plasticidad hipocampal por la administración crónica de diazepam. Específicamente en el gyrus dentado hipocampal se han descripto fenómenos plásticos relacionados con la exposición crónica a psicofármacos, tales como facilitación en la transmisión sináptica, disminución de la proliferación celular y el aumento del factor de transcripción ?Fos B. Debido a la correlación existente entre los mecanismos de plasticidad neuronal, los aprendizaje asociativos y formación de memorias y aquellos responsables de la adicción, el objetivo general de este trabajo es caracterizar los cambios inducidos por la exposición repetida de cocaína y durante el periodo de abstinencia, en la excitabilidad neuronal de las células del gyrus dentado hipocampal, los canales iónicos afectados y los posibles mecanismos bioquímicos involucrados en dichos cambios, que podrían explicar las alteraciones conductuales observadas después de dicho tratamiento. Con este propósito, se estudiará: 1) la plasticidad sináptica (potenciación a largo plazo, LTP y depotenciación a largo plazo, LTD) en el gyrus dentado, mediante registros electrofisiológios multiunitarios; 2)la excitabilidad de las células granulares del gyrus dentado y la actividad de los canales iónicos, utilizando la técnica de patch clamp; 3) las alteraciones en la neurotransmisión glutamatergica, midiendo los niveles del neurotransmisor in vivo, utilizando la técnica de microdiálisis; el tráfico de receptores glutamatérgicos, utilizando la técnica de western-blott, 4) la participación del óxido nítrico en los cambios adaptativos observados como consecuencia de la sensibilización a cocaína. Además, mediante la utilización de técnicas comportamentales (avoidance inhibitorio), se estudiarán las posibles alteraciones de conductas que se sabe dependen de la integridad funcional del hipocampo.En relación a los resultados del presente proyecto se espera obtener un incremento en la plasticidad sináptica, en la excitabilidad neuronal de las células granulares del gyrus dentado de la formación hipocámpica, en la liberación extracelular de glutamato in vivo, como así también en el tráfico de receptores glutamatérgicos. Además se espera obtener un aumento de las vías de señalización activadas por la acción de glutamato, como la de óxido nítrico/GMPc, como consecuencia de la administración crónica de cocaína. Con este aumento global de la plasticidad sináptica hipocampal, las conductas dependientes de esta estructura debieran estar facilitadas, demostrando así una participación activa del hipocampo en los procesos de sensibilización y posiblemente en la adicción a psicoestimulantes. La caracterización del impacto del desarrollo de sensibilización a cocaína en la excitabilidad neuronal en el hipocampo, sobre los sistemas de neurotransmisión y las vías de señalización involucradas contribuirían a dilucidar los mecanismos que contribuyen al desarrollo de sensibilización a cocaína, los cuales podrían representar potenciales blancos terapéuticos para el tratamiento de la adicción, considerando principalmente aspectos específicos de la actividad eléctrica neuronal y la plasticidad sináptica asociada con las diferentes fases del ciclo de la adicción.

Synaptic plasticity in mature cultured hippocampal-entorhinal cortex slices : activity-dependent regulation of cAMP response-element binding protein

LTP, synaptic plasticity, hippocampus, organotypic cultures, CREB

Functional neuronal plasticity in the dentate gyrus of freely moving rats

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2011

Functional plasticity in the hippocampal slices in vitro

Synaptic plasticity, long-term potentiation, long-term depression, depotentiation, PKM zeta

Early life stress-induced histone acetylations correlate with activation of the synaptic plasticity genes Arc and Egr1 in the mouse brain

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2013

Ultra-high resolution imaging of the functional anatomy and plasticity of the human hippocampal-entorhinal circuitry

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2015