Interferindo com oscilações de alta frequência no hipocampo epiléptico: consequências para as crises espontâneas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Efeitos da sinalização via creb sobre a sobrevivência e diferenciação meuronal

The cortical development requires a precise process of proliferation, migration, survival and differentiation of newly formed neurons to finally achieve the development of a functional network. Different kinases, such as PKA, CaMKII, MAPK and PI3K, phosphorylate the transcription factors CREB, and thus activate it, inducing CREB-dependent gene expression. In order to identify the involvement of such signaling pathways mediated by CREB over neuronal differentiation and survival, in vitro experiments of cell culture were conducted using pharmacological kinase inhibitors and genetic techniques to express different forms of CREB (A-CREB and CREB-FY) in cortical neurons. Inhibition of PKA and CaMKII decreased the length of neuronal processes (neurites); whereas inhibition of MAPK did not affect the length, but increased the number of neurites. Blockade of PI3K do not appear to alter neuronal morphology, nor the soma size changed with the kinase blockades. CREB activation (CREB-FY) along with MAPK and PI3K blockades presented a negative side effect over neuritic growth and the expression of A-CREB leaded to a significant decrease in neuronal survival after 60h in vitro and mimicked some of the effects on neuronal morphology observed with PKA and CaMKII blockade. In summary the signaling through CREB influences the morphology of cortical neurons, particularly when phosphorylated by PKA, and CREB signaling is also important for survival of immature neurons prior to the establishment of fully functional synaptic contacts. Our data contribute to understanding the role of CREB signaling, activated by different routes, on survival and neuronal differentiation and may be valuable in the development of regenerative strategies in different neurological diseases

Encoding mechanisms based on fast oscillations in the retina of the cat and their dependencies on anesthesia

Processing in the visual system starts in the retina. Its complex network of cells with different properties enables for parallel encoding and transmission of visual information to the lateral geniculate nucleus (LGN) and to the cortex. In the retina, it has been shown that responses are often accompanied by fast synchronous oscillations (30 - 90 Hz) in a stimulus-dependent manner. Studies in the frog, rabbit, cat and monkey, have shown strong oscillatory responses to large stimuli which probably encode global stimulus properties, such as size and continuity (Neuenschwander and Singer, 1996; Ishikane et al., 2005). Moreover, simultaneous recordings from different levels in the visual system have demonstrated that the oscillatory patterning of retinal ganglion cell responses are transmitted to the cortex via the LGN (Castelo-Branco et al., 1998). Overall these results suggest that feedforward synchronous oscillations contribute to visual encoding. In the present study on the LGN of the anesthetized cat, we further investigate the role of retinal oscillations in visual processing by applying complex stimuli, such as natural visual scenes, light spots of varying size and contrast, and flickering checkerboards. This is a necessary step for understanding encoding mechanisms in more naturalistic conditions, as currently most data on retinal oscillations have been limited to simple, flashed and stationary stimuli. Correlation analysis of spiking responses confirmed previous results showing that oscillatory responses in the retina (observed here from the LGN responses) largely depend on the size and stationarity of the stimulus. For natural scenes (gray-level and binary movies) oscillations appeared only for brief moments probably when receptive fields were dominated by large continuous, flat-contrast surfaces. Moreover, oscillatory responses to a circle stimulus could be broken with an annular mask indicating that synchronization arises from relatively local interactions among populations of activated cells in the retina. A surprising finding in this study was that retinal oscillations are highly dependent on halothane anesthesia levels. In the absence of halothane, oscillatory activity vanished independent of the characteristics of the stimuli. The same results were obtained for isoflurane, which has similar pharmacological properties. These new and unexpected findings question whether feedfoward oscillations in the early visual system are simply due to an imbalance between excitation and inhibition in the retinal networks generated by the halogenated anesthetics. Further studies in awake behaving animals are necessary to extend these conclusions

Caracterização comportamental e distribuição de neurônios inibitórios em um modelo animal de autismo induzido por ácido valpróico

Autism comprises a heterogeneous group of neurodevelopmental disorders that affects the brain maturation and produces sensorial, motor, language and social interaction deficits in early childhood. Several studies have shown a major involvement of genetic factors leading to a predisposition to autism, which are possibly affected by environmental modulators during embryonic and post-natal life. Recent studies in animal models indicate that alterations in epigenetic control during development can generate neuronal maturation disturbances and produce a hyper-excitable circuit, resulting in typical symptoms of autism. In the animal model of autism induced by valproic acid (VPA) during rat pregnancy, behavioral, electrophysiological and cellular alterations have been reported which can also be observed in patients with autism. However, only a few studies have correlated behavioral alterations with the supposed neuronal hyper-excitability in this model. The aim of this project was to generate an animal model of autism by pre-natal exposure to VPA and evaluate the early post-natal development and pre-puberal (PND30) behavior in the offspring. Furthermore, we quantified the parvalbumin-positive neuronal distribution in the medial prefrontal cortex and Purkinje cells in the cerebellum of VPA animals. Our results show that VPA treatment induced developmental alterations, which were observed in behavioral changes as compared to vehicle-treated controls. VPA animals showed clear behavioral abnormalities such as hyperlocomotion, prolonged stereotipies and reduced social interaction with an unfamiliar mate. Cellular quantification revealed a decrease in the number of parvalbumin-positive interneurons in the anterior cingulate cortex and in the prelimbic cortex of the mPFC, suggesting an excitatory/inhibitory unbalance in this animal model of autism. Moreover, we also observed that the neuronal reduction occurred mainly in the cortical layers II/III and V/VI. We did not detect any change in the density of Purkinje neurons in the Crus I region of the cerebellar cortex. Together, our results strengthens the face validity of the VPA model in rats and shed light on specific changes in the inhibitory circuitry of the prefrontal cortex in this autism model. Further studies should address the challenges to clarify particular electrophysiological correlates of the cellular alterations in order to better understand the behavioral dysfunctions

Revisitando o eletrocorticograma intra-operatório na epilepsia mesial do lobo temporal: relevância das oscilações de alta frequência

Epilepsies are neurological disorders characterized by recurrent and spontaneous seizures due to an abnormal electric activity in a brain network. The mesial temporal lobe epilepsy (MTLE) is the most prevalent type of epilepsy in adulthood, and it occurs frequently in association with hippocampal sclerosis. Unfortunately, not all patients benefit from pharmacological treatment (drug-resistant patients), and therefore become candidates for surgery, a procedure of high complexity and cost. Nowadays, the most common surgery is the anterior temporal lobectomy with selective amygdalohippocampectomy, a procedure standardized by anatomical markers. However, part of patients still present seizure after the procedure. Then, to increase the efficiency of this kind of procedure, it is fundamental to know the epileptic human brain in order to create new tools for auxiliary an individualized surgery procedure. The aim of this work was to identify and quantify the occurrence of epilepticform activity -such as interictal spikes (IS) and high frequency oscillations (HFO) - in electrocorticographic (ECoG) signals acutely recorded during the surgery procedure in drug-resistant patients with MTLE. The ECoG recording (32 channels at sample rate of 1 kHz) was performed in the surface of temporal lobe in three moments: without any cortical resection, after anterior temporal lobectomy and after amygdalohippocampectomy (mean duration of each record: 10 min; N = 17 patients; ethic approval #1038/03 in Research Ethic Committee of Federal University of São Paulo). The occurrence of IS and HFO was quantified automatically by MATLAB routines and validated manually. The events rate (number of events/channels) in each recording time was correlated with seizure control outcome. In 8 hours and 40 minutes of record, we identified 36,858 IS and 1.756 HFO. We observed that seizure-free outcome patients had more HFO rate before the resection than non-seizure free, however do not differentiate in relation of frequency, morphology and distribution of IS. The HFO rate in the first record was better than IS rate on prediction of seizure-free patients (IS: AUC = 57%, Sens = 70%, Spec = 71% vs HFO: AUC = 77%, Sens = 100%, Spec = 70%). We observed the same for the difference of the rate of pre and post-resection (IS: AUC = 54%, Sens = 60%, Spec = 71%; vs HFO: AUC = 84%, Sens = 100%, Spec = 80%). In this case, the algorithm identifies all seizure-free patients (N = 7) with two false positives. To conclude, we observed that the IS and HFO can be found in intra-operative ECoG record, despite the anesthesia and the short time of record. The possibility to classify the patients before any cortical resection suggest that ECoG can be important to decide the use of adjuvant pharmacological treatment or to change for tailored resection procedure. The mechanism responsible for this effect is still unknown, thus more studies are necessary to clarify the processes related to it

Efeitos da administração aguda de quetamina sobre as oscilações eletrofisiológicas da região CA1 hipocampal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

The influence of visual inter-hemispheric connections on spiking, assembly and LFP activities, and their phase relationship during figure-ground stimulation

Desde os descobrimentos pioneiros de Hubel e Wiesel acumulou-se uma vasta literatura descrevendo as respostas neuronais do córtex visual primário (V1) a diferentes estímulos visuais. Estes estímulos consistem principalmente em barras em movimento, pontos ou grades, que são úteis para explorar as respostas dentro do campo receptivo clássico (CRF do inglês classical receptive field) a características básicas dos estímulos visuais como a orientação, direção de movimento, contraste, entre outras. Entretanto, nas últimas duas décadas, tornou-se cada vez mais evidente que a atividade de neurônios em V1 pode ser modulada por estímulos fora do CRF. Desta forma, áreas visuais primárias poderiam estar envolvidas em funções visuais mais complexas como, por exemplo, a separação de um objeto ou figura do seu fundo (segregação figura-fundo) e assume-se que as conexões intrínsecas de longo alcance em V1, assim como as conexões de áreas visuais superiores, estão ativamente envolvidas neste processo. Sua possível função foi inferida a partir da análise das variações das respostas induzidas por um estímulo localizado fora do CRF de neurônios individuais. Mesmo sendo muito provável que estas conexões tenham também um impacto tanto na atividade conjunta de neurônios envolvidos no processamento da figura quanto no potencial de campo, estas questões permanecem pouco estudadas. Visando examinar a modulação do contexto visual nessas atividades, coletamos potenciais de ação e potenciais de campo em paralelo de até 48 eletrodos implantados na área visual primária de gatos anestesiados. Estimulamos com grades compostas e cenas naturais, focando-nos na atividade de neurônios cujo CRF estava situado na figura. Da mesma forma, visando examinar a influência das conexões laterais, o sinal proveniente da área visual isotópica e contralateral foi removido através da desativação reversível por resfriamento. Fizemos isso devido a: i) as conexões laterais intrínsecas não podem ser facilmente manipuladas sem afetar diretamente os sinais que estão sendo medidos, ii) as conexões inter-hemisféricas compartilham as principais características anatômicas com a rede lateral intrínseca e podem ser vistas como uma continuação funcional das mesmas entre os dois hemisférios e iii) o resfriamento desativa as conexões de forma causal e reversível, silenciando temporariamente seu sinal, permitindo conclusões diretas a respeito da sua contribuição. Nossos resultados demonstram que o mecanismo de segmentação figurafundo se reflete nas taxas de disparo de neurônios individuais, assim como na potência do potencial de campo e na relação entre sua fase e os padrões de disparo produzidos pela população. Além disso, as conexões laterais inter-hemisféricas modulam estas variáveis dependendo da estimulação feita fora do CRF. Observamos também uma influência deste circuito lateral na coerência entre potenciais de campo entre eletrodos distantes. Em conclusão, nossos resultados dão suporte à ideia de um mecanismo complexo de segmentação figura-fundo atuando desde as áreas visuais primárias em diferentes escalas de frequência. Esse mecanismo parece envolver grupos de neurônios ativos sincronicamente e dependentes da fase do potencial de campo. Nossos resultados também são compatíveis com a hipótese que conexões laterais de longo alcance também fazem parte deste mecanismo

Intercostal nerve mononeuropathy: study of 14 cases

Este trabalho apresenta estudo retrospectivo de 14 pacientes com mononeuropatia de nervo intercostal (MNI), obtidos dentre 5.560 exames eletromiográficos, realizados de janeiro de 1991 até junho de 2004, em nosso Hospital Universitário. MNI foi encontrada em 14 pacientes, tendo como causas prováveis intervenções cirúrgicas torácicas em 6 (43%), neuropatia por herpes-zoster em 4 (28%), provável neurite de nervo intercostal em 2 (14%), neoplasia pulmonar em 1 (7%) e radiculopatia em 1 (7%). As principais causas de MNI de nosso Serviço são similares às da literatura. Os antidepressivos tricíclicos e anticonvulsivantes foram os fármacos mais utilizados no controle da dor.

Caracterização das quedas de pacientes segundo notificação em boletins de eventos adversos

Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de caracterizar as quedas de pacientes internados ocorridas em hospital terciário. Foram analisados 826 Boletins de Notificação de Eventos Adversos, de um período de 30 meses, que registraram 0,30 quedas por 1000 pacientes/dia. Quedas do leito foram mais frequentes (55%), com maior prevalência na enfermaria de neurologia. Maior frequência de quedas foi verificada no período noturno (63,7%), nos primeiros cinco dias da admissão (61,7%), nos pacientes de sexo masculino (57,5%) e na faixa etária maior de 60 anos (50%). Nos casos de quedas do leito, os diagnósticos relacionaram-se a doenças infecciosas e parasitárias (18,2%), doenças do sistema nervoso (18,2%) e doenças do aparelho circulatório (13,7%). Nas quedas da própria altura, os diagnósticos relacionaram-se a neoplasias (19,4%) e doenças do aparelho geniturinário (16,1%). A caracterização desses eventos adversos auxilia no reconhecimento dos grupos de maior risco e na elaboração de propostas preventivas.

Cerebral ischemia as initial neurological manifestation of atrial myxoma: case report

Infartos cerebrais de etiologia cardíaca são observados em cerca de 20% dos pacientes com acidente vascular cerebral isquêmico. Infarto cerebral ocorre como manifestação clínica inicial em um terço dos casos de mixoma atrial. Embora quase metade dos pacientes com mixoma atrial apresente alteração ao exame neurológico, infarto cerebral não hemorrágico é visto na tomografia computadorizada em praticamente todos os casos. Os autores apresentam o caso de uma paciente, cuja primeira manifestação clínica do mixoma atrial foi um acidente vascular cerebral isquêmico e chamam a atenção para a possibilidade de infarto cerebral silencioso em pacientes portadores de mixoma atrial.

Metabolismo da glicose cerebral no trauma crânio-encefálico: uma avaliação

Os autores apresentam revisão geral da distribuição e metabolização da glicose, com ênfase para os distúrbios que ocorrem no trauma crânio-encefálico, como a hiperglicemia que ocorre na fase aguda. Finalizando, são feitos comentários sobre as possíveis conseqüências desses conhecimentos sobre os procedimentos atuais, que aconselham a restrição na oferta de glicose a pacientes com catabolismo acentuado e que necessitam poupar o contingente de proteína corporal.

Acquired hepatocerebral degeneration and hepatic encephalopathy: correlations and variety of clinical presentations in overt and subclinical liver disease

A degeneração hepatocerebral adquirida (AHD) e a degeneração hepatolenticular podem ter apresentações clínicas semelhantes, mas quando uma doença hepática crônica e achados motores atípicos coexistem, a distinção entre AHD e encefalopatia hepática (HE) pode ser ainda mais complicada. Descrevemos três casos de AHD (dois tendo HE) com diferentes achados em neuroimagem, doenças hepáticas distintas e apresentações motoras semelhantes, todos com hipertensão arterial e perda de peso antes das manifestações motoras. O diagnóstico e a fisiopatologia são comentados e comparados com relatos prévios. Concluímos que existem muitas correlações entre HE, degeneração hepatolenticular e AHD, mas a sobreposição de HE e AHD pode ser mais comum dependendo do conhecimento clínico e da acurácia dos critérios diagnósticos adotados para cada enfermidade. Como a AHD não é considerada prioridade na lista de transplante hepático, o prognóstico dos pacientes com AHD permanece ruim, e a interrupção do fluxo nos shunts portossistêmicos deve ser sempre considerada.

Incidência de disfagia orofaríngea após acidente vascular encefálico em hospital público de referência

A doença vascular encefálica (AVE) é a principal causa de morte no Brasil. As seqüelas em indivíduos pós-acidente vascular encefálico incluem distúrbios motores, distúrbios de fala ou de linguagem e distúrbios de deglutição. A disfagia orofaríngea ocorre em cerca de 50% dos pacientes com AVE. Este estudo teve por objetivo determinar a incidência da disfagia após AVE. Foram avaliados todos os pacientes que deram entrada em hospital universitário de referência no período de um ano, tão logo apresentassem condições para avaliação clínica, fonoaudiológica e neurológica (102 pacientes), com análise objetiva da deglutição (61 pacientes). Foi observada incidência de disfagia em 76,5% dos pacientes avaliados clinicamente, este percentual elevando-se a 91% com avaliação videofluoroscópica. A alta incidência de disfagia observada neste estudo que avaliou pacientes com amplo espectro de gravidade, em diferentes fases de recuperação, ressalta a importância de equipe multidisciplinar, incluindo fonoaudiólogos capacitados, para avaliar os distúrbios da deglutição nos diversos momentos de recuperação dos AVEs.