Individual Differences in Amygdala and Ventromedial Prefrontal Cortex Activity are Associated with Evaluation Speed and Psychological Well-being

Using functional magnetic resonance imaging, we examined whether individual differences in amygdala activation in response to negative relative to neutral information are related to differences in the speed with which such information is evaluated, the extent to which such differences are associated with medial prefrontal cortex function, and their relationship with measures of trait anxiety and psychological well-being (PWB). Results indicated that faster judgments of negative relative to neutral information were associated with increased left and right amygdala activation. In the prefrontal cortex, faster judgment time was associated with relative decreased activation in a cluster in the ventral anterior cingulate cortex (ACC, BA 24). Furthermore, people who were slower to evaluate negative versus neutral information reported higher PWB. Importantly, higher PWB was strongly associated with increased activation in the ventral ACC for negative relative to neutral information. Individual differences in trait anxiety did not predict variation in judgment time or in amygdala or ventral ACC activity. These findings suggest that people high in PWB effectively recruit the ventral ACC when confronted with potentially aversive stimuli, manifest reduced activity in subcortical regions such as the amygdala, and appraise such information as less salient as reflected in slower evaluative speed.

Neural processing of reward and punishment in young people at increased familial risk of depression

Background Abnormalities in the neural representation of rewarding and aversive stimuli have been well-described in patients with acute depression, and we previously found abnormal neural responses to rewarding and aversive sight and taste stimuli in recovered depressed patients. The aim of the present study was to determine whether similar abnormalities might be present in young people at increased familial risk of depression but with no personal history of mood disorder. Methods We therefore used functional magnetic resonance imaging to examine the neural responses to pleasant and aversive sights and tastes in 25 young people (16–21 years of age) with a biological parent with depression and 25 age- and gender-matched control subjects. Results We found that, relative to the control subjects, participants with a parental history of depression showed diminished responses in the orbitofrontal cortex to rewarding stimuli, whereas activations to aversive stimuli were increased in the lateral orbitofrontal cortex and insula. In anterior cingulate cortex the at-risk group showed blunted neural responses to both rewarding and aversive stimuli. Conclusions Our findings suggest that young people at increased familial risk of depression have altered neural representation of reward and punishment, particularly in cortical regions linked to the use of positive and negative feedback to guide adaptive behavior.

Neural effects of cannabinoid CB1 neutral antagonist tetrahydrocannabivarin (THCv) on food reward and aversion in healthy volunteers

Disturbances in the regulation of reward and aversion in the brain may underlie disorders such as obesity and eating disorders. We previously showed that the cannabis receptor subtype (CB1) inverse agonist rimonabant, an antiobesity drug withdrawn due to depressogenic side effects, diminished neural reward responses yet increased aversive responses (Horder et al., 2010). Unlike rimonabant, tetrahydrocannabivarin is a neutral CB1 receptor antagonist (Pertwee, 2005) and may therefore produce different modulations of the neural reward system. We hypothesized that tetrahydrocannabivarin would, unlike rimonabant, leave intact neural reward responses but augment aversive responses. Methods: We used a within-subject, double-blind design. Twenty healthy volunteers received a single dose of tetrahydrocannabivarin (10mg) and placebo in randomized order on 2 separate occasions. We measured the neural response to rewarding (sight and/or flavor of chocolate) and aversive stimuli (picture of moldy strawberries and/or a less pleasant strawberry taste) using functional magnetic resonance imaging. Volunteers rated pleasantness, intensity, and wanting for each stimulus. Results: There were no significant differences between groups in subjective ratings. However, tetrahydrocannabivarin increased responses to chocolate stimuli in the midbrain, anterior cingulate cortex, caudate, and putamen. Tetrahydrocannabivarin also increased responses to aversive stimuli in the amygdala, insula, mid orbitofrontal cortex, caudate, and putamen. Conclusions: Our findings are the first to show that treatment with the CB1 neutral antagonist tetrahydrocannabivarin increases neural responding to rewarding and aversive stimuli. This effect profile suggests therapeutic activity in obesity, perhaps with a lowered risk of depressive side effects. Keywords: reward, THCv, obesity, fMRI, cannabinoid

Enhanced neural response to anticipation, effort and consummation of reward and aversion during Bupropion treatment

Background We have previously shown that the selective serotonergic re-uptake inhibitor, citalopram, reduces the neural response to reward and aversion in healthy volunteers. We suggest that this inhibitory effect might underlie the emotional blunting reported by patients on these medications. Bupropion is a dopaminergic and noradrenergic re-uptake inhibitor and has been suggested to have more therapeutic effects on reward-related deficits. However, how bupropion affects the neural responses to reward and aversion is unclear. Methods 17 healthy volunteers (9 female, 8 male) received 7 days of bupropion (150 mg/day) and 7 days of placebo treatment, in a double-blind crossover design. Our functional Magnetic Resonance Imaging task consisted of 3 phases; an anticipatory phase (pleasant or unpleasant cue), an effort phase (button presses to achieve a pleasant taste or to avoid an unpleasant taste) and a consummatory phase (pleasant or unpleasant tastes). Volunteers also rated wanting, pleasantness and intensity of the tastes. Results Relative to placebo, bupropion increased activity during the anticipation phase in the ventral medial prefrontal cortex (vmPFC) and caudate. During the effort phase, bupropion increased activity in the vmPFC, striatum, dorsal anterior cingulate cortex and primary motor cortex. Bupropion also increased medial orbitofrontal cortex, amygdala and ventral striatum activity during the consummatory phase. Conclusions Our results are the first to show that bupropion can increase neural responses during the anticipation, effort and consummation of rewarding and aversive stimuli. This supports the notion that bupropion might be beneficial for depressed patients with reward-related deficits and blunted affect.

Expressão de zif-268 durante a aquisição, evocação e extinção de uma memória aversiva

In the behavioral paradigm of discriminative avoidance task, both short and long-term memories have been extensively investigated with behavioral and pharmacological approaches. The aim of the present study was to evaluate, using the abovementioned model, the hippocampal expression of zif-268 - a calcium-dependent immediate early gene involved with synaptic plasticity process - throughout several steps of memory formation, such as acquisition, evocation and extiction. The behavioral apparatus consisted of a modified elevaated plus-maze, with their enclosed arms disposed in "L". A pre-exposure to the maze was made with the animal using all arms enclosed, for 30 minutes, followed by training and test, during 10 minutes each. The between sections interval was 24h. During training, aversive stimuli (bright light and loud noise) were actived whenever the animals entered one of the enclosed armas (aversive arm). Memory acquisiton, retention and extinction were evaluated by the percentage of the total time spent exploring the aversive arm. The parameters evaluated (time spent in the arms and total distance traveled) were estimated with an animal tracking software (Anymaze, Stoelting, USA). Learning during training was estimated by the decrease of the time spent exploring the aversive arm. One hour after the beginning of each section, animals were anaesthetized with sodium-thiopental (i.p.) and perfused with 0.9% heparinized saline solution followed by 4% paraformaldehyde. Brains were cryoprotected with 20% sucrose, separeted in three blocks and frozen. The middle block, containing the hippocampus, was sectioned at 20 micro meters in the coronal plane and the resutant sections were submitted to zif-268 immunohistochemistry. Our results show an increased expression of zif-268 in the dentate gyrus (DG) during the evocation and extinction stages. There is a distinct participation of the DG during the memory evocation, but not during its acquisition. Inaddition, all hippocampal regions (CA1, CA3 and DG) presented an increased zif-268 expression during the process of extinction.

Estudo da relação estrutura/atividade para as ações neurotóxica/neuroprotetora das acilpoliaminotoxinas NSTX-3 e JSTX-3 em sistema nervoso central de ratos

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Celular e Molecular) - IBRC

Interações virtuais e presenciais em universitários com e sem indicativo de fobia social

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O conceito de incontrolabilidade na pesquisa experimental e na terapia comportamental da depressão

A Análise do Comportamento oferece diversas explicações para o fenômeno denominado depressão, uma das quais envolve a referência ao modelo do desamparo aprendido. O desamparo aprendido é definido como a dificuldade de aprendizagem resultante da exposição a estímulos aversivos incontroláveis. Como produtos desta exposição, surgiriam padrões comportamentais comuns àqueles observados em indivíduos depressivos, a exemplo de inatividade. Em razão do paralelo entre os efeitos da experiência com incontrolabilidade sobre o repertório comportamental em humanos e não-humanos, o desamparo aprendido tem sido apontado como um modelo animal de depressão. Frequentemente, menções à experiência com incontrolabilidade são encontradas na literatura em associação com o desamparo aprendido, cuja ocorrência é estritamente vinculada àquela condição. A incontrolabilidade também parece relevante para a instalação de respostas identificadas com a depressão. No presente trabalho, descrevem-se as definições de incontrolabilidade referidas por publicações da área comportamental experimental e clínica, discutindo-se a pertinência deste conceito em explicações funcionais da depressão na Análise do Comportamento, bem como suas possíveis contribuições para um modelo de intervenção clínica da depressão à luz desta abordagem. A relação entre incontrolabilidade e depressão é tratada a partir de cinco categorias de análise: 1) Variabilidade de fenômenos investigados, de resultados produzidos e de definições oferecidas; 2) Efeitos diferenciais da incontrolabilidade frente a estímulos aversivos e apetitivos; 3) Enfoques transversais das variáveis relevantes: instaladoras x mantenedoras, históricas x atuais, exclusivas x sobrepostas a outros fenômenos; 4) Incontrolabilidade em Humanos: suposições numerosas, evidências empíricas escassas e Contingências Verbais; 5) Tratamento da depressão: pontos de contato e de distanciamento frente à investigação empírica. Diferentes usos do conceito de incontrolabilidade são assinalados, indicando-se como a mesma topografia verbal é emitida por diversos autores sob controle de eventos distintos. Variáveis relevantes para a generalidade do desamparo aprendido – enquanto modelo experimental e equivalente animal da depressão – são discutidas, justificando-se a necessidade de maior investigação de aspectos como: correspondência entre o conceito de incontrolabilidade e a condição experimentalmente estabelecida no laboratório; efeitos de diferentes tipos de estimulação incontrolável; produção de desamparo aprendido em humanos e participação de processos verbais; diferentes efeitos da sinalização pré-aversiva de estímulos incontroláveis. Assinala-se que, em geral, o tratamento analítico-comportamental da depressão é constituído por procedimentos com foco sobre a aprendizagem de que responder controla o ambiente e pode disponibilizar reforçadores. É examinado o papel da incontrolabilidade na instalação da depressão, constatando-se, por fim, que se apresenta como condição suficiente, porém não necessária para a ocorrência e/ou manutenção do fenômeno.

Efeitos da punição sobre respostas mantidas em diferentes sistemas econômicos (aberto e fechado) em Rattus norvegicus

Os sistemas econômicos comportamentais são definidos como diferentes relações existentes entre o consumo e a forma como o organismo o obtém. Existem tipicamente dois tipos de sistemas econômicos: a economia fechada, na qual a porção alimentar diária do sujeito só pode ser adquirida dentro da sessão experimental; e a economia aberta, na qual, além desta, o sujeito recebe uma complementação alimentar após a sessão. Este estudo teve como objetivo averiguar os efeitos da punição positiva sobre respostas mantidas em diferentes sistemas econômicos. Foram realizados dois experimentos. No Experimento 1 dois Rattus norvegicus, machos, privados de água por 24 horas, divididos entre as duas economias: A1 (aberta) e F1 (fechada). O estímulo aversivo foi um Jato de ar-quente (JAQ) por 5 segundos e contingente a cada resposta de pressão à barra (RPB). Cada sujeito passou pelas seguintes fases: Nível Operante, Modelagem da RPB, Fortalecimento em CRF, Punição e Recondicionamento. No Experimento 2 foram utilizados quatro Rattus norvegicus, Wistar, machos, privados de água por 24 horas, divididos em duas duplas: FAF (Fechada/Aberta/Fechada) e AFA (Aberta/Fechada/Aberta). O estímulo aversivo foi um choque de 1.3mA, por cinco segundos e contingente a cada RPB. Durante o experimento, ambos passaram pelas seguintes fases: Nível Operante, Modelagem da RPB, Fortalecimento em FR10, Punição (em uma economia), Recondicionamento, Punição (em uma economia diferente da anterior), outro Recondicionamento, por fim, uma sessão de Punição na economia inicial. Os dados dos dois Experimentos demonstraram uma supressão média no responder durante as fases de Punição em comparação com as fases de Fortalecimento/Recondicionamento, em ambas as economias e em todos os sujeitos: 48,7%(F1); 96,6%(A1); 99,9%, 99,9% e 89,8%(FAF1); 93,2%, 99,4% e 84,8% (FAF2); 99,8%, 83,6% e 95% (AFA1); 92,3%, 90,9% e 91,6% (AFA2). Estes resultados demonstram que tanto o choque quanto o JAQ funcionaram como estímulos aversivos, porém a diferença entre as duas economias foi maior nos sujeitos que tiveram suas respostas punidas com o JAQ.

Supressão condicionada com diferentes estímulos aversivos: choque elétrico e jato de ar quente

Um estímulo neutro, quando pareado a um estímulo aversivo incondicional, adquire a função de aversivo (condicional) e, indiretamente, também é capaz de suprimir operantes. Tal fenômeno foi denominado de “supressão condicionada” e está principalmente relacionado a certos estados emocionais, como a ansiedade. A literatura mostra que, em geral, o estímulo aversivo incondicional utilizado se restringe ao choque elétrico. Foram poucos os estímulos aversivos alternativos testados que se mostraram eficazes. Entretanto, mesmo utilizando o choque como aversivo incondicional, há outras variáveis que podem influenciar diretamente o surgimento do fenômeno. Este trabalho teve por objetivo examinar e comparar a produção de supressão condicionada com dois tipos de estímulos aversivos: jato de ar quente (JAQ) e choque elétrico. Foram utilizados 4 ratos albinos (Rattus norvegicus, Wistar). Duas Caixas de Condicionamento Operante, uma utilizada para o estímulo choque e a outra adaptada para o JAQ, serviram de equipamentos. Os sujeitos foram divididos em duplas e expostos a pareamentos de um estímulo neutro com diferentes estímulos aversivos: Som+JAQ (Sujeito J1 e J2) e Som+Choque elétrico (Sujeito C1 e C2). Os dados mostram que os sujeitos expostos ao delineamento com choque apresentaram uma razão supressiva total (0,0) após dois (C1) ou três (C2) pareamentos, o que significa que o som tornou-se um aversivo condicional capaz de suprimir integralmente a freqüência da resposta de pressão à barra (RPB). Já para os sujeitos expostos ao procedimento com JAQ ocorreu somente supressão parcial da RPB frente ao som, sendo necessárias no mínimo oito (J1) e sete (J2) pareamentos para que os valores da razão supressiva chegassem a 0,5 (J1) e 0,2 (J2). As análises de outras respostas mostraram que em média ocorreu um aumento de 83,3% (J1) e 275% (J2) na frequência das respostas exploratórias durante a apresentação do som, nas sessões de pareamento com o JAQ, comparado com a apresentação do som nas sessões de habituação, enquanto que para os sujeitos que foram expostos ao pareamento com o choque houve uma supressão de 44,2% (C1) e 57,1% (C2) em tais respostas. Tais dados permitem concluir que a supressão ocasionada pelo pareamento do som+choque atingiu outras classes de respostas, diferente do som pareado com o JAQ. A supressão ocasionada pelo JAQ parece ter sido conseqüência da emissão de respostas exploratórias. É possível que o parâmetro intensidade do JAQ, utilizado neste experimento, tenha sido a variável responsável por tais resultados. Futuras pesquisas poderão elucidar estes dados.

Panic-like defensive behavior but not fear-induced antinociception is differently organized by dorsomedial and posterior hypothalamic nuclei of Rattus norvegicus (Rodentia, Muridae)

The hypothalamus is a forebrain structure critically involved in the organization of defensive responses to aversive stimuli. Gamma-aminobutyric acid (GABA)ergic dysfunction in dorsomedial and posterior hypothalamic nuclei is implicated in the origin of panic-like defensive behavior, as well as in pain modulation. The present study was conducted to test the difference between these two hypothalamic nuclei regarding defensive and antinociceptive mechanisms. Thus, the GABA A antagonist bicuculline (40 ng/0.2 µL) or saline (0.9% NaCl) was microinjected into the dorsomedial or posterior hypothalamus in independent groups. Innate fear-induced responses characterized by defensive attention, defensive immobility and elaborate escape behavior were evoked by hypothalamic blockade of GABA A receptors. Fear-induced defensive behavior organized by the posterior hypothalamus was more intense than that organized by dorsomedial hypothalamic nuclei. Escape behavior elicited by GABA A receptor blockade in both the dorsomedial and posterior hypothalamus was followed by an increase in nociceptive threshold. Interestingly, there was no difference in the intensity or in the duration of fear-induced antinociception shown by each hypothalamic division presently investigated. The present study showed that GABAergic dysfunction in nuclei of both the dorsomedial and posterior hypothalamus elicit panic attack-like defensive responses followed by fear-induced antinociception, although the innate fear-induced behavior originates differently in the posterior hypothalamus in comparison to the activity of medial hypothalamic subdivisions.

Psychophysiology of prospective memory

Prospective memory involves the self-initiated retrieval of an intention upon an appropriate retrieval cue. Cue identification can be considered as an orienting reaction and may thus trigger a psychophysiological response. Here we present two experiments in which skin conductance responses (SCRs) elicited by prospective memory cues were compared to SCRs elicited by aversive stimuli to test whether a single prospective memory cue triggers a similar SCR as an aversive stimulus. In Experiment 2 we also assessed whether cue specificity had a differential influence on prospective memory performance and on SCRs. We found that detecting a single prospective memory cue is as likely to elicit a SCR as an aversive stimulus. Missed prospective memory cues also elicited SCRs. On a behavioural level, specific intentions led to better prospective memory performance. However, on a psychophysiological level specificity had no influence. More generally, the results indicate reliable SCRs for prospective memory cues and point to psychophysiological measures as valuable approach, which offers a new way to study one-off prospective memory tasks. Moreover, the findings are consistent with a theory that posits multiple prospective memory retrieval stages.

Behavioral and cellular analysis of classical conditioning of feeding behavior in Aplysia

In classical conditioning, an associative form of learning, animals learn to associate two stimuli. Cellular and molecular mechanisms for the induction and consolidation of associative learning and memory at the level of single cells and synaptic connections have been studied in both vertebrate and invertebrate animals. The majority of studies, however, relied on aversive stimuli to induce learning. This bias may limit the extent to which identified mechanisms generalize to other forms of associative learning and memory, such as appetitive forms. The goal of the present study was to develop a classical conditioning procedure for the marine mollusk Aplysia californica using appetitive reinforcement, and to analyze associative learning using behavioral and electrophysiological techniques. ^ Using tactile stimulation of the lips as the conditional stimulus (CS) and food as the unconditional stimulus (US) a training protocol was developed that reliably induced classical conditioning of feeding behavior. Memory persisted for at least 24 hours. The gross organization of reinforcement-mediating pathways was analyzed in additional behavioral experiments. Moreover, neurophysiological correlates of classical conditioning were identified and characterized in an in vitro preparation containing the circuitry for feeding behavior. In vitro stimulation of a nerve (AT4) that may mediate the CS during training, resulted in a greater number of buccal motor patterns (BMPs) in brains from conditioned animals, as compared to control animals. The majority of these BMPs were ingestion-like, consistent with the increased number of bites in response to the CS after classical conditioning. Moreover, classical conditioning correlated with increased excitatory synaptic input to BMP-initiating neuron B31/32, in response to stimulation of AT 4, as compared to controls. The expression of the correlates of classical conditioning identified in this study was specific to stimulation of AT 4, which is consistent the stimulus specificity that is characteristic for classical conditioning. ^ The identification of cellular correlates of classical conditioning documented here provides the basis for future, more detailed analyses of an appetitive form of associative learning and memory, that may extend the working knowledge of the cellular and molecular mechanisms for associative plasticity in general. ^

CONSCIÊNCIA E EMOÇÃO: O EFEITO DO PRIMING AFETIVO SUBLIMINAR EM TAREFAS DE ATENÇÃO

Esta tese revisou duas linhas de pesquisa, desenvolvidas nas últimas décadas: o estudo de efeitos de estimulação subliminar priming , e de desencadeamento de reações emocionais por estímulos controlados. Este estudo tem o objetivo de combinar tais linhas para o estudo da consciência com pré-preparo afetivo: efeito de estímulos de conteúdo aversivo, subliminares e supraliminares, sobre a cognição, pela análise do desempenho em tarefa de atenção. Três tarefas experimentais foram realizadas por 35 indivíduos em laboratório de neuropsicologia: a tarefa base onde testamos à detecção de alvo visual simples, e a mesma tarefa de base, porém com estímulos distratores aversivos intercalados, de forma supraliminar ou subliminar (500 ms ou 50 ms de duração), em blocos aleatorizados entre os indivíduos. Calcularam-se índices de detectabilidade e critério de resposta, que serviram para a comparação estatística entre condições (medidas repetidas). Os resultados mostram uma mudança significativa do índice critério , indicando mudança de estratégia na presença de distratores subliminares aversivos. Concluiu-se que a tarefa subliminar fez um efeito destruidor ou devastador na tarefa supraliminar, cometendo menos falso-alarmes protegendo a tarefa supraliminar, tendo um efeito protetor . Os resultados são discutidos no contexto da relevância de influências emocionais sobre o comportamento para a Psicologia da Saúde.

CONSCIÊNCIA E EMOÇÃO: O EFEITO DO PRIMING AFETIVO SUBLIMINAR EM TAREFAS DE ATENÇÃO

Esta tese revisou duas linhas de pesquisa, desenvolvidas nas últimas décadas: o estudo de efeitos de estimulação subliminar priming , e de desencadeamento de reações emocionais por estímulos controlados. Este estudo tem o objetivo de combinar tais linhas para o estudo da consciência com pré-preparo afetivo: efeito de estímulos de conteúdo aversivo, subliminares e supraliminares, sobre a cognição, pela análise do desempenho em tarefa de atenção. Três tarefas experimentais foram realizadas por 35 indivíduos em laboratório de neuropsicologia: a tarefa base onde testamos à detecção de alvo visual simples, e a mesma tarefa de base, porém com estímulos distratores aversivos intercalados, de forma supraliminar ou subliminar (500 ms ou 50 ms de duração), em blocos aleatorizados entre os indivíduos. Calcularam-se índices de detectabilidade e critério de resposta, que serviram para a comparação estatística entre condições (medidas repetidas). Os resultados mostram uma mudança significativa do índice critério , indicando mudança de estratégia na presença de distratores subliminares aversivos. Concluiu-se que a tarefa subliminar fez um efeito destruidor ou devastador na tarefa supraliminar, cometendo menos falso-alarmes protegendo a tarefa supraliminar, tendo um efeito protetor . Os resultados são discutidos no contexto da relevância de influências emocionais sobre o comportamento para a Psicologia da Saúde.