Antenatal inflammation and brain pathology in preterm infants

Chorioamnionitis is known to be an important risk factor underlying preterm delivery, and it has also been suggested to associate with brain lesions and deviant neurological development in both preterm and term infants. Cytokines are believed to be the link causing the deleterious effects of inflammation to the nervous system. Their genetic regulation has also been suggested to play a role, as interleukin (IL)-6 -174 and -572 genotypes, which partly regulate IL-6 synthesis responses, have been connected with deviant neurological development in preterm infants. We evaluated the association of histological chorioamnionitis with brain lesions, regional brain volumes, and the functioning of the auditory pathway in very low birth weight/very low gestational age (VLBW/VLGA) infants. In addition, we investigated the association between IL-6 -174 and -572 genotypes and histological chorioamnionitis, neonatal infections, and brain lesions and regional brain volumes in VLBW/VLGA infants. This study is a part of a larger multidisciplinary project PIPARI (Development and Functioning of Very Low Birth Weight Infants from Infancy to School Age), in which the survivors of a 6-year cohort of VLBW/VLGA infants (n=274) are being followed until school age in Turku University Central Hospital, Finland. Placental samples were collected in the delivery room, and were analyzed for histological inflammatory findings. Blood samples from the infants were collected and DNA was genotyped for IL-6-174 and -572 polymorphisms (GG/GC/CC). Brain ultrasound examinations were performed repeatedly in the neonatal intensive care unit and at term age, and were analysed for structural brain lesions. Brain magnetic resonance imaging was performed at term age, and was analysed for regional brain volumes. In addition, diffusion tensor imaging was performed at term, and was used to analyse fractional anisotrophy and the apparent diffusion coefficient of inferior colliculus. The brainstem auditory evoked potential recordings were carried out according to the routine clinical procedure at median age of 30 days after term age. In our study, we found that histological chorioamnionitis was not an independent risk factor for brain lesions, reduced regional brain volumes or abnormal functioning of the auditory pathway in VLBW/VLGA infants. In addition, we found that IL-6 -174 GG and -572 GC genotypes were associated with a higher incidence of histological chorioamnionitis, and that -174 CC genotype associated with higher incidence of septicaemia. The analysed IL-6 genotypes were not associated with other brain lesions, but a reduced volume of basal ganglia and thalami was associated with IL-6 -174 CC and -572 GG genotypes. In conclusion, our findings suggest that histological chorioamnionitis is not an independent risk factor for the brain development of VLBW/VLGA infants, or that the risk caused by inflammation does not exceed the risks attributed to other underlying pathologies behind preterm deliveries. In addition, our findings give reason to propose that IL-6 promoter genotypes have a role in the defence against serious infections and in the brain development of VLBW/VLGA infants.

Agonistic-like responses from the torus semicircularis dorsalis elicited by GABA A blockade in the weakly electric fish Gymnotus carapo

Findings by our group have shown that the dorsolateral telencephalon of Gymnotus carapo sends efferents to the mesencephalic torus semicircularis dorsalis (TSd) and that presumably this connection is involved in the changes in electric organ discharge (EOD) and in skeletomotor responses observed following microinjections of GABA A antagonist bicuculline into this telencephalic region. Other studies have implicated the TSd or its mammalian homologue, the inferior colliculus, in defensive responses. In the present study, we explore the possible involvement of the TSd and of the GABA-ergic system in the modulation of the electric and skeletomotor displays. For this purpose, different doses of bicuculline (0.98, 0.49, 0.245, and 0.015 mM) and muscimol (15.35 mM) were microinjected (0.1 µL) in the TSd of the awake G. carapo. Microinjection of bicuculline induced dose-dependent interruptions of EOD and increased skeletomotor activity resembling defense displays. The effects of the two highest doses showed maximum values at 5 min (4.3 ± 2.7 and 3.8 ± 2.0 Hz, P < 0.05) and persisted until 10 min (11 ± 5.7 and 8.7 ± 5.2 Hz, P < 0.05). Microinjections of muscimol were ineffective. During the interruptions of EOD, the novelty response (increased frequency in response to sensory novelties) induced by an electric stimulus delivered by a pair of electrodes placed in the water of the experimental cuvette was reduced or abolished. These data suggest that the GABA-ergic mechanisms of the TSd inhibit the neural substrate of the defense reaction at this midbrain level.

Involvement of midbrain tectum neurokinin-mediated mechanisms in fear and anxiety

Electrical stimulation of midbrain tectum structures, particularly the dorsal periaqueductal gray (dPAG) and inferior colliculus (IC), produces defensive responses, such as freezing and escape behavior. Freezing also ensues after termination of dPAG stimulation (post-stimulation freezing). These defensive reaction responses are critically mediated by γ-aminobutyric acid and 5-hydroxytryptamine mechanisms in the midbrain tectum. Neurokinins (NKs) also play a role in the mediation of dPAG stimulation-evoked fear, but how NK receptors are involved in the global processing and expression of fear at the level of the midbrain tectum is yet unclear. The present study investigated the role of NK-1 receptors in unconditioned defensive behavior induced by electrical stimulation of the dPAG and IC of male Wistar rats. Spantide (100 pmol/0.2 μL), a selective NK-1 antagonist, injected into these midbrain structures had anti-aversive effects on defensive responses and distress ultrasonic vocalizations induced by stimulation of the dPAG but not of the IC. Moreover, intra-dPAG injections of spantide did not influence post-stimulation freezing or alter exploratory behavior in rats subjected to the elevated plus maze. These results suggest that NK-1 receptors are mainly involved in the mediation of defensive behavior organized in the dPAG. Dorsal periaqueductal gray-evoked post-stimulation freezing was not affected by intra-dPAG injections of spantide, suggesting that NK-1-mediated mechanisms are only involved in the output mechanisms of defensive behavior and not involved in the processing of ascending aversive information from the dPAG.

Implications fonctionnelles du collicule inférieur chez l'humain

Le rôle du collicule inférieur dans les divers processus auditif demeure à ce jour méconnu chez l’humain. À l’aide d’évaluations comportementales et électrophysiologiques, le but des études consiste à examiner l’intégrité fonctionnelle du système nerveux auditif chez une personne ayant une lésion unilatérale du collicule inférieur. Les résultats de ces études suggèrent que le collicule inférieur n’est pas impliqué dans la détection de sons purs, la reconnaissance de la parole dans le silence et l’interaction binaurale. Cependant, ces données suggèrent que le collicule inférieur est impliqué dans la reconnaissance de mots dans le bruit présentés monauralement, la discrimination de la fréquence, la reconnaissance de la durée, la séparation binaurale, l’intégration binaurale, la localisation de sources sonores et, finalement, l’intégration multisensorielle de la parole.

Plasticité intermodale chez le hamster énucléé à la naissance : Études de la distribution des interneurones CaBPir dans les cortex visuel et auditif primaires.

La période postnatale et l’expérience sensorielle sont critiques pour le développement du système visuel. Les interneurones inhibiteurs exprimant l’acide γ-aminobutyrique (GABA) jouent un rôle important dans le contrôle de l’activité neuronale, le raffinement et le traitement de l’information sensorielle qui parvient au cortex cérébral. Durant le développement, lorsque le cortex cérébral est très susceptible aux influences extrinsèques, le GABA agit dans la formation des périodes critiques de sensibilité ainsi que dans la plasticité dépendante de l’expérience. Ainsi, ce système inhibiteur servirait à ajuster le fonctionnement des aires sensorielles primaires selon les conditions spécifiques d’activité en provenance du milieu, des afférences corticales (thalamiques et autres) et de l’expérience sensorielle. Certaines études montrent que des différences dans la densité et la distribution de ces neurones inhibiteurs corticaux reflètent les caractéristiques fonctionnelles distinctes entre les différentes aires corticales. La Parvalbumine (PV), la Calretinine (CR) et la Calbindine (CB) sont des protéines chélatrices du calcium (calcium binding proteins ou CaBPs) localisées dans différentes sous-populations d’interneurones GABAergiques corticaux. Ces protéines tamponnent le calcium intracellulaire de sorte qu’elles peuvent moduler différemment plusieurs fonctions neuronales, notamment l’aspect temporel des potentiels d’action, la transmission synaptique et la potentialisation à long terme. Plusieurs études récentes montrent que les interneurones immunoréactifs (ir) aux CaBPs sont également très sensibles à l’expérience et à l’activité sensorielle durant le développement et chez l’adulte. Ainsi, ces neurones pourraient avoir un rôle crucial à jouer dans le phénomène de compensation ou de plasticité intermodale entre les cortex sensoriels primaires. Chez le hamster (Mesocricetus auratus), l’énucléation à la naissance fait en sorte que le cortex visuel primaire peut être recruté par les autres modalités sensorielles, telles que le toucher et l’audition. Suite à cette privation oculaire, il y a établissement de projections ectopiques permanentes entre les collicules inférieurs (CI) et le corps genouillé latéral (CGL). Ceci a pour effet d’acheminer l’information auditive vers le cortex visuel primaire (V1) durant le développement postnatal. À l’aide de ce modèle, l’objectif général de ce projet de thèse est d’étudier l’influence et le rôle de l’activité sensorielle sur la distribution et l’organisation des interneurones corticaux immunoréactifs aux CaBPs dans les aires sensorielles visuelle et auditive primaires du hamster adulte. Les changements dans l’expression des CaBPs ont été déterminés d’une manière quantitative en évaluant les profils de distribution laminaire de ces neurones révélés par immunohistochimie. Dans une première expérience, nous avons étudié la distribution laminaire des CaBPs dans les aires visuelle (V1) et auditive (A1) primaires chez le hamster normal adulte. Les neurones immunoréactifs à la PV et la CB, mais non à la CR, sont distribués différemment dans ces deux cortex primaires dédiés à une modalité sensorielle différente. Dans une deuxième étude, une comparaison a été effectuée entre des animaux contrôles et des hamsters énucléés à la naissance. Cette étude montre que le cortex visuel primaire de ces animaux adopte une chimioarchitecture en PV similaire à celle du cortex auditif. Nos recherches montrent donc qu’une suppression de l’activité visuelle à la naissance peut influencer l’expression des CaBPs dans l’aire V1 du hamster adulte. Ceci suggère également que le type d’activité des afférences en provenance d’autres modalités sensorielles peut moduler, en partie, une circuiterie corticale en CaBPs qui lui est propre dans le cortex hôte ou recruté. Ainsi, nos travaux appuient l’hypothèse selon laquelle il serait possible que certaines de ces sous-populations d’interneurones GABAergiques jouent un rôle crucial dans le phénomène de la plasticité intermodale.

Étude de la réorganisation fonctionnelle des aires cérébrales de réception des afférences auditives chez les personnes ayant une atteinte structurelle

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Regulation of excitotoxicity in thiamine deficiency : role of glutamate transporters.

L’excitotoxicité est un mécanisme physiopathologique majeur impliqué dans la pathogenèse de la déficience en thiamine (DT). Dans les régions cérébrales vulnérables à la DT, on observe une mort cellulaire induite par excitotoxicité dont l’origine semble être la conséquence d’une perturbation du métabolisme énergétique mitochondrial, d’une dépolarisation membranaire soutenue et d’une diminution de l’absorption du glutamate par les astrocytes suite à la diminution de l’expression des transporteurs EAAT1 et EAAT2. Il est clairement établi que le glutamate joue un rôle central dans l’excitotoxicité lors de la DT. Ainsi, la mise en évidence des mécanismes impliqués dans la diminution de l’expression des transporteurs du glutamate est essentielle à la compréhension de la physiopathologie de la DT. L’objectif de cette thèse consiste en l’étude de la régulation des transporteurs astrocytaires du glutamate et la mise au point de stratégies thérapeutiques ciblant la pathogenèse de l’excitotoxicité lors de l’encéphalopathie consécutive à la DT. Les principaux résultats de cette thèse démontrent des perturbations des transporteurs du glutamate à la fois dans des modèles animaux de DT et dans des astrocytes en culture soumis à une DT. La DT se caractérise par la perte du variant d’épissage GLT-1b codant pour un transporteur du glutamate dans le thalamus et le colliculus inférieur, les régions cérébrales affectées lors d’une DT, en l’absence de modification des niveaux d’ARNm. Ces résultats suggèrent une régulation post-transcriptionnelle de l’expression des transporteurs du glutamate en condition de DT. Les études basées sur l’utilisation d’inhibiteurs spécifiques des facteurs de transcription NFkB et de l’enzyme nucléaire poly(ADP)ribose polymérase-1 (PARP-1) démontrent que la régulation de l’expression du transporteur GLT-1 est sous le contrôle de voies de signalisation NFkB dépendantes de PARP-1. Cette étude démontre une augmentation de l’activation de PARP-1 et de NFkB dans les régions vulnérables chez le rat soumis à une DT et en culture d’astrocytes DT. L’inhibition pharmacologique du facteur de transcription NFkB par le PDTC induit une augmentation des niveaux d’expression de GLT-1, tandis que l’inhibition de PARP-1 par le DPQ conduit à l’inhibition de l’hyperactivation de NFkB observée lors de DT. L’ensemble de ces résultats met en évidence un nouveau mécanisme de régulation des transporteurs du glutamate par l’activation de PARP-1. L’accumulation de lactate est une caractéristique de la DT. Un traitement avec le milieu de culture d’astrocytes en condition de DT sur des cultures d’astrocytes naïfs induit une diminution de l’expression de GLT-1 ainsi qu’une inhibition de la capacité d’absorption du glutamate par les astrocytes naïfs. En revanche, l’administration de lactate exogène ne modifie pas le niveau d’expression protéique de GLT-1. Ainsi, des facteurs solubles autres que le lactate sont sécrétés par des astrocytes en condition de perturbation métabolique et peuvent potentiellement réguler l’activité des transporteurs du glutamate et contribuer à la pathogenèse du syncytium astroglial. En outre, la ceftriaxone, un antibiotique de la famille des β-lactamines, augmente de façon différentielle l’expression du variant-d’épissage GLT-1 dans le colliculus inférieur chez le rat DT et en culture d’astrocytes DT. Ces résultats suggèrent que la ceftriaxone peut constituer une avenue thérapeutique dans la régulation de l’activité des transporteurs du glutamate lors de DT. Pour conclure, la mort cellulaire d’origine excitotoxique lors de DT survient en conséquence d’une dysfonction mitochondriale associée à une perturbation du métabolisme énergétique cérébral. La modification de l’expression des transporteurs du gluatamate est sous le contrôle des voies de signalisation NFkB dépendantes du facteur PARP-1. De plus, l’inhibition métabolique et l’augmentation des sécrétions de lactate observées lors de DT peuvent également constituer un autre mécanisme physiopathologique expliquant la diminution d’expression des transporteurs de glutamate. Enfin, la ceftriaxone pourrait représenter une stratégie thérapeutique potentielle dans le traitement de la régulation de l’expression des transporteurs du glutamate et de la perte neuronale associés à l’excitotoxicité observée lors de DT.

Développement de la sensibilité des neurones du collicule supérieur à la durée de la stimulation auditive

Chez plusieurs espèces, les neurones auditifs sensibles à la durée de la stimulation sont présents au niveau des collicules inférieurs. Toutefois, le décours temporel de leur développement fonctionnel est inconnu. Étant donné que le collicule supérieur est l’un des principaux relais sous-cortical impliqué dans l’intégration des stimuli audio-visuels, nous voulons déterminer si le collicule supérieur du rat contient de tels neurones et s’ils sont sensibles et sélectifs à différentes durées de stimulation auditive. De plus, l'originalité de cette étude est de déterminer les étapes de leur maturation fonctionnelle. Des enregistrements neuronaux unitaires et extra-cellulaires sont effectués dans le collicule supérieur de rats juvéniles (P15-P18, P21-P24, P27-P30) et adultes anesthésiés. La sensibilité à la durée est déterminée lors de la présentation de bruits gaussiens (2-10 dB SPL au-dessus du seuil) de durées variables (3-100 ms). Seulement un faible pourcentage des neurones du collicule supérieur est de type passe-bande (3-9% des neurones parmi les ratons et 20% chez les rats adultes). Une différence significative de la distribution entre les différents types de neurones auditifs sensibles à la durée est présente au cours du développement: les neurones de type passe-haut (63-75%) sont présents en majorité chez les groupes juvéniles alors que 43% des neurones sont de type insensible à la durée de la stimulation auditive chez les rats adultes. Ces résultats montrent qu’une population importante de neurones auditifs du collicule supérieur du rat est sensible à la durée des signaux sonores et qu’un développement fonctionnel important survient au cours du premier mois postnatal.

Metabolomics analysis in rats with thiamine deficiency identifies key metabolites in vulnerable brain regions and suggests neural stem progenitor cells play a role in ameliorating metabolic dysfunction

La documentation scientifique fait état de la présence, chez l’adulte, de cellules souches et progénitrices neurales (CSPN) endogènes dans les zones sous-ventriculaire et sous-granulaire du cerveau ainsi que dans le gyrus denté de l’hippocampe. De plus, un postulat selon lequel il serait également possible de retrouver ce type de cellules dans la moelle épinière et le néocortex des mammifères adultes a été énoncé. L’encéphalopathie de Wernicke, un trouble neurologique grave toutefois réversible qui entraîne un dysfonctionnement, voire une défaillance du cerveau, est causée principalement par une carence importante en thiamine (CT). Des observations récentes laissent envisager que les facteurs en cause dans la prolifération et la différenciation des CSPN pourraient également jouer un rôle important lors d’un épisode de CT. L’hypothèse, selon laquelle l’identification de nouveaux métabolites entrant dans le mécanisme ou la séquence de réactions se soldant en une CT pourraient en faciliter la compréhension, a été émise au moyen d'une démarche en cours permettant d’établir le profil des modifications métaboliques qui surviennent en de telles situations. Cette approche a été utilisée pour constater les changements métaboliques survenus au niveau du foyer cérébral dans un modèle de rats déficients en thiamine (rats DT), particulièrement au niveau du thalamus et du colliculus inférieur (CI). La greffe de CSPN a quant à elle été envisagée afin d’apporter de nouvelles informations sur la participation des CSPN lors d’un épisode de CT et de déterminer les bénéfices thérapeutiques potentiels offerts par cette intervention. Les sujets de l’étude étaient répartis en quatre groupes expérimentaux : un premier groupe constitué de rats dont la CT était induite par la pyrithiamine (rats DTiP), un deuxième groupe constitué de rats-contrôles nourris ensemble (« pair-fed control rats » ou rats PFC) ainsi que deux groupes de rats ayant subi une greffe de CSPN, soit un groupe de rats DTiP greffés et un dernier groupe constitué de rats-contrôles (rats PFC) greffés. Les échantillons de foyers cérébraux (thalamus et CI) des quatre groupes de rats ont été prélevés et soumis à des analyses métabolomiques non ciblées ainsi qu’à une analyse visuelle par microscopie à balayage électronique (SEM). Une variété de métabolites-clés a été observée chez les groupes de rats déficients en thiamine (rats DTiP) en plus de plusieurs métabolites dont la documentation ne faisait pas mention. On a notamment constaté la présence d’acides biliaires, d’acide cynurénique et d’acide 1,9— diméthylurique dans le thalamus, alors que la présence de taurine et de carnosine a été observée dans le colliculus inférieur. L’étude a de plus démontré une possible implication des CSPN endogènes dans les foyers cérébraux du thalamus et du colliculus inférieur en identifiant les métabolites-clés ciblant les CSPN. Enfin, les analyses par SEM ont montré une amélioration notable des tissus à la suite de la greffe de CSPN. Ces constatations suggèrent que l’utilisation de CSPN pourrait s’avérer une avenue thérapeutique intéressante pour soulager la dégénérescence symptomatique liée à une grave carence en thiamine chez l’humain.

Increased Expression of GluR2-flip in the Hippocampus of the Wistar Audiogenic Rat Strain After Acute and Kindled Seizures

The Wistar Audiogenic Rat (WAR) is an epileptic-prone strain developed by genetic selection from a Wistar progenitor based on the pattern of behavioral response to sound stimulation. Chronic acoustic stimulation protocols of WARs (audiogenic kindling) generate limbic epileptogenesis, confirmed by ictal semiology, amygdale, and hippocampal EEG, accompanied by hippocampal and amygdala cell loss, as well as neurogenesis in the dentate gyrus (DG). In an effort to identify genes involved in molecular mechanisms underlying epileptic process, we used suppression-subtractive hybridization to construct normalized cDNA library enriched for transcripts expressed in the hippocampus of WARs. The most represented gene among the 133 clones sequenced was the ionotropic glutamate receptor subunit II (GluR2), a member of the a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazoleopropionic acid (AMPA) receptor. Although semiquantitative RT-PCR analysis shows that the hippocampal levels of the GluR2 subunits do not differ between naive WARs and their Wistar counterparts, we observed that the expression of the transcript encoding the splice-variant GluR2-flip is increased in the hippocampus of WARs submitted to both acute and kindled audiogenic seizures. Moreover, using in situ hybridization, we verified upregulation of GluR2-flip mainly in the CA1 region, among the hippocampal subfields of audiogenic kindled WARs. Our findings on differential upregulation of GluR2-flip isoform in the hippocampus of WARs displaying audiogenic seizures is original and agree with and extend previous immunohistochemical for GluR2 data obtained in the Chinese P77PMC audiogenic rat strain, reinforcing the association of limbic AMPA alterations with epileptic seizures. (C) 2009 Wiley-Liss, Inc.

Centros rombencefálicos de processamento auditivo do sagui (Callithrix jacchus): uma análise citoarquitetônica e neuroquímica

The auditory system is composed by a set of relays from the outer ear to the cerebral cortex. In mammals, the central auditory system is composed by cochlear nuclei, superior olivary complex, inferior colliculus and medial geniculate body. In this study, the auditory rombencephalic centers, the cochlear nuclear complex and the superior olivary complex were evaluated from the cytoarchitecture and neurochemical aspects, thorough Nissl staining and immunohistochemical techniques to reveal specific neuron nuclear protein (NeuN), glutamate (Glu), glutamic acid decarboxilase (GAD), enkephalin (ENK), serotonin (5-HT), choline acetyltransferase (ChAT) and calcium-binding proteins calbindin (CB), calretinin (CR), and parvalbumin (PV). The common marmoset (Callithrix jacchus), a little native primate of the Brazilian atlantic forest was used as an experimental animal. As results, it was noted that the cochlear nuclear complex is composed by anteroventral, posteroventral and dorsal nuclei, and the superior olivary complex is constituted by the lateral and medial superior olivary nuclei and the trapezoid body nucleus. Glu, GAD, ENK, ChAT, CB, CR, PV-immunoreactive cells, fibers and terminals besides besides only 5-HT terminals were found unhomogeneously in all nuclei, of both complex. The emerging data are discussed in a comparative and functional context, and represent an important contribution to knowledge of the central auditory pathways in the common marmoset, and then in primates

Avaliação do estado emocional associado à catalepsia causada pela administração intraperitoneal de haloperidol

Haloperidol is a dopamine receptor antagonist used to treat schizophrenia. When systemically administered in rodents, haloperidol induces catalepsy, a state of immobility very similar to that seen in Parkinson's disease. It is known that many of Parkinson's disease symptoms are dependent on the emotional state since patients are still able to respond to external triggers such as loud noise or visual signaling. Recent data highlighted the importance of glutamatergic neurotransmission in the inferior colliculus (IC) on the cataleptic state induced by haloperidol in rats. Given the importance of IC in the brain aversion system and its connections to motor pathways, and based on the clinical reports of the emotional influence on the motor aspect of Parkinson's disease, the objective of the present study was to evaluate the emotional aspect related to catalepsy induced by intraperitoneal administration of haloperidol. To this end, we analysed ultrasonic vocalizations (UVs) of 22 kHz (indicative of aversion) in rats during the tests of catalepsy, open field and contextual conditioned fear. Systemic administration of haloperidol affected the motor activity, inducing catalepsy and decreasing exploratory activity in the open field. There were no UVs of 22 kHz resulting from treatment with haloperidol in catalepsy or open field tests. In the contextual conditioned fear test, haloperidol increased freezing when administered before the test, but decreased freezing on test day when administered before training. In this same test, haloperidol decreased the UVs on the day it was administered (training or test). The catalepsy induced by systemic administration of haloperidol seems to have also affected the motor aspect of UVs. In this way, it was not possible to clarify the existence of an aversive emotional state associated haloperidol induced catalepsy

Estudo comportamental das aferências do núcleo ventral do corpo trapezóide ao primeiro núcleo do circuito neural do reflexo auditivo de sobressalto: núcleo da raiz coclear

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência de gênero e do ciclo estral no reflexo auditivo de sobressalto em ratos Wistar

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

GLUTAMATERGIC MECHANISMS OF THE DORSAL PERIAQUEDUCTAL GRAY MATTER MODULATE THE EXPRESSION OF CONDITIONED FREEZING AND FEAR-POTENTIATED STARTLE

It is well known that excitatory amino acids induce unconditioned fear responses when locally injected into the dorsal periaqueductal gray matter (dPAG). However, there are only few studies about the involvement of excitatory amino acids mediation in dPAG in the expression of conditioned fear. The present series of experiments evaluates the participation of AMPA/Kainate and NMDA glutamatergic receptors of dPAG in the expression of conditioned fear, assessed by the fear-potentiated startle (FPS) and conditioned freezing responses. Wistar rats were subjected to fear conditioning to light. Twenty-four hours later, they received intra-dPAG injections of kainic acid or NMDA (AMPA/Kainate and NMDA agonists) and 1,2,3,4-Tetrahydro-6-nitro-2, 3-dioxo-benzo[f]quinoxaline-7-sulfonamide disodium salt hydrate (NBQX) or D(-)-2-Amino-7-phosphonoheptanoic acid (APT) (AMPA/Kainate and NMDA antagonists) and were submitted to the FPS test. Conditioned freezing response was simultaneously measured. Effects of drug treatment on motor activity were evaluated in the open-field test. Intra-dPAG injections of glutamatergic agonists enhanced conditioned freezing and promoted pro-aversive effects in the FPS. Lower doses of the agonists had no effect or enhanced FPS whereas higher doses disrupted FPS, indicating a non-monotonic relationship between fear and FPS. The antagonist NBQX had no significant effects while AP7 decreased conditioned freezing but did not affect FPS. Both antagonists reduced the effects of the agonists. The obtained results cannot be attributed to motor deficits. The results suggest an important role of the AMPA/Kainate and NMDA mechanisms of the dPAG in the expression of conditioned freezing and FPS. (C) 2012 IBRO. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.