MEG Adaptation resolves the spatiotemporal characteristics of face-sensitive brain responses

An unresolved goal in face perception is to identify brain areas involved in face processing and simultaneously understand the timing of their involvement. Currently, high spatial resolution imaging techniques identify the fusiform gyrus as subserving processing of invariant face features relating to identity. High temporal resolution imaging techniques localize an early latency evoked component—the N/M170—as having a major generator in the fusiform region; however, this evoked component is not believed to be associated with the processing of identity. To resolve this, we used novel magnetoencephalographic beamformer analyses to localize cortical regions in humans spatially with trial-by-trial activity that differentiated faces and objects and to interrogate their functional sensitivity by analyzing the effects of stimulus repetition. This demonstrated a temporal sequence of processing that provides category-level and then item-level invariance. The right fusiform gyrus showed adaptation to faces (not objects) at ∼150 ms after stimulus onset regardless of face identity; however, at the later latency of ∼200–300 ms, this area showed greater adaptation to repeated identity faces than to novel identities. This is consistent with an involvement of the fusiform region in both early and midlatency face-processing operations, with only the latter showing sensitivity to invariant face features relating to identity.

Human brain networks of auditory attention and working memory

This thesis examines brain networks involved in auditory attention and auditory working memory using measures of task performance, brain activity, and neuroanatomical connectivity. Auditory orienting and maintenance of attention were compared with visual orienting and maintenance of attention, and top-down controlled attention was compared to bottom-up triggered attention in audition. Moreover, the effects of cognitive load on performance and brain activity were studied using an auditory working memory task. Corbetta and Shulman s (2002) model of visual attention suggests that what is known as the dorsal attention system (intraparietal sulcus/superior parietal lobule, IPS/SPL and frontal eye field, FEF) is involved in the control of top-down controlled attention, whereas what is known as the ventral attention system (temporo-parietal junction, TPJ and areas of the inferior/middle frontal gyrus, IFG/MFG) is involved in bottom-up triggered attention. The present results show that top-down controlled auditory attention also activates IPS/SPL and FEF. Furthermore, in audition, TPJ and IFG/MFG were activated not only by bottom-up triggered attention, but also by top-down controlled attention. In addition, the posterior cerebellum and thalamus were activated by top-down controlled attention shifts and the ventromedial prefrontal cortex (VMPFC) was activated by to-be-ignored, but attention-catching salient changes in auditory input streams. VMPFC may be involved in the evaluation of environmental events causing the bottom-up triggered engagement of attention. Auditory working memory activated a brain network that largely overlapped with the one activated by top-down controlled attention. The present results also provide further evidence of the role of the cerebellum in cognitive processing: During auditory working memory tasks, both activity in the posterior cerebellum (the crus I/II) and reaction speed increased when the cognitive load increased. Based on the present results and earlier theories on the role of the cerebellum in cognitive processing, the function of the posterior cerebellum in cognitive tasks may be related to the optimization of response speed.

Sleep deprivation and brain energy metabolism : in vivo studies in rats and humans

Sleep deprivation leads to increased subsequent sleep length and depth and to deficits in cognitive performance in humans. In animals extreme sleep deprivation is eventually fatal. The cellular and molecular mechanisms causing the symptoms of sleep deprivation are unclear. This thesis was inspired by the hypothesis that during wakefulness brain energy stores would be depleted, and they would be replenished during sleep. The aim of this thesis was to elucidate the energy metabolic processes taking place in the brain during sleep deprivation. Endogenous brain energy metabolite levels were assessed in vivo in rats and in humans in four separate studies (Studies I-IV). In the first part (Study I) the effects of local energy depletion on brain energy metabolism and sleep were studied in rats with the use of in vivo microdialysis combined with high performance liquid chromatography. Energy depletion induced by 2,4-dinitrophenol infusion into the basal forebrain was comparable to the effects of sleep deprivation: both increased extracellular concentrations of adenosine, lactate, and pyruvate, and elevated subsequent sleep. This result supports the hypothesis of a connection between brain energy metabolism and sleep. The second part involved healthy human subjects (Studies II-IV). Study II aimed to assess the feasibility of applying proton magnetic resonance spectroscopy (1H MRS) to study brain lactate levels during cognitive stimulation. Cognitive stimulation induced an increase in lactate levels in the left inferior frontal gyrus, showing that metabolic imaging of neuronal activity related to cognition is possible with 1H MRS. Study III examined the effects of sleep deprivation and aging on the brain lactate response to cognitive stimulation. No physiologic, cognitive stimulation-induced lactate response appeared in the sleep-deprived and in the aging subjects, which can be interpreted as a sign of malfunctioning of brain energy metabolism. This malfunctioning may contribute to the functional impairment of the frontal cortex both during aging and sleep deprivation. Finally (Study IV), 1H MRS major metabolite levels in the occipital cortex were assessed during sleep deprivation and during photic stimulation. N-acetyl-aspartate (NAA/H2O) decreased during sleep deprivation, supporting the hypothesis of sleep deprivation-induced disturbance in brain energy metabolism. Choline containing compounds (Cho/H2O) decreased during sleep deprivation and recovered to alert levels during photic stimulation, pointing towards changes in membrane metabolism, and giving support to earlier observations of altered brain response to stimulation during sleep deprivation. Based on these findings, it can be concluded that sleep deprivation alters brain energy metabolism. However, the effects of sleep deprivation on brain energy metabolism may vary from one brain area to another. Although an effect of sleep deprivation might not in all cases be detectable in the non-stimulated baseline state, a challenge imposed by cognitive or photic stimulation can reveal significant changes. It can be hypothesized that brain energy metabolism during sleep deprivation is more vulnerable than in the alert state. Changes in brain energy metabolism may participate in the homeostatic regulation of sleep and contribute to the deficits in cognitive performance during sleep deprivation.

The use of neurocognitive methods in assessing health communication messages: A systematic review

We review 20 studies that examined persuasive processing and outcomes of health messages using neurocognitive measures. The results suggest that cognitive processes and neural activity in regions thought to reflect self-related processing may be more prominent in the persuasive process of self-relevant messages. Furthermore, activity in the medial prefrontal cortex (MPFC), the superior temporal gyrus, and the middle frontal gyrus were identified as predictors of message effectiveness, with the MPFC accounting for additional variance in behaviour change beyond that accounted for by self-report measures. Incorporating neurocognitive measures may provide a more comprehensive understanding of the processing and outcomes of health messages.

Tactile processing in human somatosensory and auditory cortices

Tactile sensation plays an important role in everyday life. While the somatosensory system has been studied extensively, the majority of information has come from studies using animal models. Recent development of high-resolution anatomical and functional imaging techniques has enabled the non-invasive study of human somatosensory cortex and thalamus. This thesis provides new insights into the functional organization of the human brain areas involved in tactile processing using magnetoencephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI). The thesis also demonstrates certain optimizations of MEG and fMRI methods. Tactile digit stimulation elicited stimulus-specific responses in a number of brain areas. Contralateral activation was observed in somatosensory thalamus (Study II), primary somatosensory cortex (SI; I, III, IV), and post-auditory belt area (III). Bilateral activation was observed in secondary somatosensory cortex (SII; II, III, IV). Ipsilateral activation was found in the post-central gyrus (area 2 of SI cortex; IV). In addition, phasic deactivation was observed within ipsilateral SI cortex and bilateral primary motor cortex (IV). Detailed investigation of the tactile responses demonstrated that the arrangement of distal-proximal finger representations in area 3b of SI in humans is similar to that found in monkeys (I). An optimized MEG approach was sufficient to resolve such fine detail in functional organization. The SII region appeared to contain double representations for fingers and toes (II). The detection of activations in the SII region and thalamus improved at the individual and group levels when cardiac-gated fMRI was used (II). Better detection of body part representations at the individual level is an important improvement, because identification of individual representations is crucial for studying brain plasticity in somatosensory areas. The posterior auditory belt area demonstrated responses to both auditory and tactile stimuli (III), implicating this area as a physiological substrate for the auditory-tactile interaction observed in earlier psychophysical studies. Comparison of different smoothing parameters (III) demonstrated that proper evaluation of co-activation should be based on individual subject analysis with minimal or no smoothing. Tactile input consistently influenced area 3b of the human ipsilateral SI cortex (IV). The observed phasic negative fMRI response is proposed to result from interhemispheric inhibition via trans-callosal connections. This thesis contributes to a growing body of human data suggesting that processing of tactile stimuli involves multiple brain areas, with different spatial patterns of cortical activation for different stimuli.

Neural mechanisms underlying perilesional transcranial direct current stimulation in aphasia: A feasibility study

Little is known about the neural mechanisms by which transcranial direct current stimulation (tDCS) impacts on language processing in post-stroke aphasia. This was addressed in a proof-of-principle study that explored the effects of tDCS application in aphasia during simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI). We employed a single subject, cross-over, sham-tDCS controlled design, and the stimulation was administered to an individualized perilesional stimulation site that was identified by a baseline fMRI scan and a picture naming task. Peak activity during the baseline scan was located in the spared left inferior frontal gyrus and this area was stimulated during a subsequent cross-over phase. tDCS was successfully administered to the target region and anodal- vs. sham-tDCS resulted in selectively increased activity at the stimulation site. Our results thus demonstrate that it is feasible to precisely target an individualized stimulation site in aphasia patients during simultaneous fMRI, which allows assessing the neural mechanisms underlying tDCS application. The functional imaging results of this case report highlight one possible mechanism that may have contributed to beneficial behavioral stimulation effects in previous clinical tDCS trials in aphasia. In the future, this approach will allow identifying distinct patterns of stimulation effects on neural processing in larger cohorts of patients. This may ultimately yield information about the variability of tDCS effects on brain functions in aphasia.

Heritability analysis of surface-based cortical thickness estimation on a large twin cohort

The aim of this paper is to assess the heritability of cerebral cortex, based on measurements of grey matter (GM) thickness derived from structural MR images (sMRI). With data acquired from a large twin cohort (328 subjects), an automated method was used to estimate the cortical thickness, and EM-ICP surface registration algorithm was used to establish the correspondence of cortex across the population. An ACE model was then employed to compute the heritability of cortical thickness. Heritable cortical thickness measures various cortical regions, especially in frontal and parietal lobes, such as bilateral postcentral gyri, superior occipital gyri, superior parietal gyri, precuneus, the orbital part of the right frontal gyrus, right medial superior frontal gyrus, right middle occipital gyrus, right paracentral lobule, left precentral gyrus, and left dorsolateral superior frontal gyrus.

Spatial memory deficits in maternal iron deficiency paradigms are associated with altered glucocorticoid levels

``The goal of this study was to examine the effect of maternal iron deficiency on the developing hippocampus in order to define a developmental window for this effect, and to see whether iron deficiency causes changes in glucocorticoid levels. The study was carried out using pre-natal, post-natal, and pre + post-natal iron deficiency paradigm. Iron deficient pregnant dams and their pups displayed elevated corticosterone which, in turn, differentially affected glucocorticoid receptor (GR) expression in the CA1 and the dentate gyrus. Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) was reduced in the hippocampi of pups following elevated corticosterone levels. Reduced neurogenesis at P7 was seen in pups born to iron deficient mothers, and these pups had reduced numbers of hippocampal pyramidal and granule cells as adults. Hippocampal subdivision volumes also were altered. The structural and molecular defects in the pups were correlated with radial arm maze performance; reference memory function was especially affected. Pups from dams that were iron deficient throughout pregnancy and lactation displayed the complete spectrum of defects, while pups from dams that were iron deficient only during pregnancy or during lactation displayed subsets of defects. These findings show that maternal iron deficiency is associated with altered levels of corticosterone and GR expression, and with spatial memory deficits in their pups.'' (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.

Age-dependent decrease in glutamine synthetase expression in the hippocampal astroglia of the triple transgenic Alzheimer's disease mouse model : mechanism for deficient glutamatergic transmission?

Astrocytes are fundamental for brain homeostasis and the progression and outcome of many neuropathologies including Alzheimer's disease (AD). In the triple transgenic mouse model of AD (3xTg-AD) generalised hippocampal astroglia atrophy precedes a restricted and specific beta-amyloid (A beta) plaque-related astrogliosis. Astrocytes are critical for CNS glutamatergic transmission being the principal elements of glutamate homeostasis through maintaining its synthesis, uptake and turnover via glutamate-glutamine shuttle. Glutamine synthetase (GS), which is specifically expressed in astrocytes, forms glutamine by an ATP-dependent amination of glutamate. Here, we report changes in GS astrocytic expression in two major cognitive areas of the hippocampus (the dentate gyrus, DG and the CA1) in 3xTg-AD animals aged between 9 and 18 months. We found a significant reduction in Nv (number of cell/mm(3)) of GS immunoreactive (GS-IR) astrocytes starting from 12 months (28.59%) of age in the DG, and sustained at 18 months (31.65%). CA1 decrease of GS-positive astrocytes Nv (33.26%) occurs at 18 months. This Nv reduction of GSIR astrocytes is paralleled by a decrease in overall GS expression (determined by its optical density) that becomes significant at 18 months (21.61% and 19.68% in DG and CA1, respectively). GS-IR Nv changes are directly associated with the presence of A beta deposits showing a decrease of 47.92% as opposed to 23.47% in areas free of A beta. These changes in GS containing astrocytes and GS-immunoreactivity indicate AD-related impairments of glutamate homeostatic system, at the advanced and late stages of the disease, which may affect the efficacy of glutamatergic transmission in the diseased brain that may contribute to the cognitive deficiency.

GABA release by hippocampal astrocytes

10 p.

Malnutrição protéica e desenvolvimento hipocampal: estudo das implicações sobre memória/aprendizado e avaliação da distribuição da Óxido Nítrico Sintase

A nutrição inadequada é um dos principais fatores não-genéticos que afetam o desenvolvimento do encéfalo. O hipocampo é uma estrutura bastante sensível a alterações no aporte nutricional durante o desenvolvimento. No hipocampo a óxido nítrico sintase (ONS) é uma enzima altamente expressa e o óxido nítrico (ON) já foi apontado como tendo papel fundamental na potenciação de longa duração (LTP) e depressão de longa duração (LTD), responsáveis pelo processo de memória e aprendizado. Neste trabalho estudamos o efeito da malnutrição no comportamento associado à memória e aprendizado e na distribuição da ONS, através da técnica da nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato diaforase (NADPH-d). O presente trabalho foi aprovado pelo COMITÊ DE ÉTICA (CEA/055/2009). Foram utilizados ratos Wistar machos, divididos em dois grupos: grupo controle (GC) e grupo malnutrido (GM). A malnutrição se deu através da administração, para a mãe, de uma ração com 0% de proteína durante os 10 primeiros dias de lactação, iniciando-se no dia do nascimento dos filhotes. O GC recebeu ração comercial (22% de proteína). Os encéfalos foram processados histologicamente nas idades de P10, P20, P30, P45 e P90 (n=5 para cada idade e grupo estudado), sendo então realizada a histoquímica da NADPH-d para avaliar a distribuição da ONS. A avaliação dos comportamentos associados à ansiedade foi realizada através do labirinto em cruz elevado (LCE), o comportamento associados à busca por novos estímulos foi medida através do campo vazado (CV) e a memória/aprendizado foi avaliada através do labirinto aquático radial de 8 braços (LAROB) em animais P40 (n=10 para cada grupo) e P90 (n=11 para cada grupo). No GM em P10 observamos maior densidade de células NADPHd+ no giro denteado. Em P20, a marcação para NADPH-d no GM foi menor e esse padrão foi mantido em P30 e P45. No GM em P90 não observamos efeitos da dieta. Em P10, no GM observamos menor número de corpos marcados no stratum pyramidale (SPy). Em P20 o SPy encontrava-se intensamente marcado em ambos os grupos. Em P30 GM observamos maior número de células marcadas no SPy. Entretanto em P45, ambos os grupos apresentaram poucos corpos marcados. Em P90, o GM apresentou mais células marcadas no SPy. Não foram observadas diferenças significativas nas variáveis analisadas para o LCE. O GM em P90 explora maior número de orifícios, tanto na periferia (F=8,1; gl=1; P=0,014) quanto no número total (F=7,5; gl=1; P=0,017). Não foram observadas diferenças significativas para as variáveis analisadas no CV em P40. No teste de memória/aprendizagem foram observadas diferenças significativas entre o GM e o GC na latência de escape no 1 dia de testes em P90 (F=5,2; gl=1; P=0,033), com o GM apresentando melhor desempenho quando comparado ao GC. Esses valores podem ser explicados pela redução da latência para encontrar a plataforma de escape no GM. Não foram observadas diferenças significativas no LAROB em P40. Nossos resultados demonstram que a malnutrição protéica restrita aos 10 primeiros dias da lactação altera a distribuição da NADPH-d no hipocampo. A malnutrição afetou o comportamento dos animais em P40. Por outro lado, em P90 os primeiro dia de teste, sugerindo que o efeito observado está mais associado à novidade do ambiente de teste.

Efeitos da hipóxia-isquemia perinatal sobre o comportamento motor, distribuição da Tirosina Hidroxilase na substância negra e da NADPH diaforase no hipocampo durante o desenvolvimento em ratos

A hipóxia isquemia (HI) pré-natal é uma das principais causas de mortalidade e doenças neurológicas crônicas em neonatos, que podem apresentar déficits remanentes como: retardamento, paralisia cerebral, dificuldade de aprendizado ou epilepsia. Estes prejuízos, provavelmente, estão relacionados com o atraso no desenvolvimento neural, astrogliose e com a perda de neurônios e oligodendrócitos. Déficits funcionais e cognitivos estão associados à degeneração de vias dopaminérgicas e de estruturas hipocampais. A enzima tirosina hidroxilase (TH) é a enzima limitante na síntese de dopamina e seus níveis são alterados em eventos de HI. O óxido nítrico (NO) é um gás difusível que atua modulando diferentes sistemas, participando de eventos como plasticidade sináptica e neuromodulação no sistema nervoso central e é produzido em grandes quantidades em eventos de injúria e inflamação, como é o caso da HI. O presente estudo teve por objetivos avaliar, utilizando o modelo criado por Robinson e colaboradores em 2005, os efeitos da HI sobre o comportamento motor e avaliar o desenvolvimento de estruturas encefálicas relacionadas a este comportamento como a substância negra (SN) e o complexo hipocampal. A HI foi induzida a partir do clampeamento das artérias uterinas da rata grávida, por 45 minutos no décimo oitavo dia de gestação (grupo HI). Em um grupo de fêmeas a cirurgia foi realizada, mas não houve clampeamento das artérias (grupo SHAM). A avaliação do comportamento motor foi realizada com os testes ROTAROD e de campo aberto em animais de 45 dias. Os encéfalos foram processados histologicamente nas idades de P9, P16, P23 e P90, sendo então realizada imunohistoquímica para TH e histoquímica para NADPH diaforase (NADPH-d), para avaliação do NO. Nossos resultados demonstraram redução da imunorreatividade para a TH em corpos celulares na SN aos 16 dias no grupo HI e aumento na imunorreatividade das fibras na parte reticulada aos 23 dias, com a presença de corpos celulares imunorreativos nesta região no grupo HI. Demonstramos também aumento do número de células marcadas para NADPH-d no giro dentado nos animais HI, nas idades analisadas, assim como aumento na intensidade de reação no corno de Ammon (CA1 e CA3) aos 9 dias no grupo HI, e posterior redução nesta marcação aos 23 e 90dias neste mesmo grupo. Nos testes comportamentais, observamos diminuição da atividade motora no grupo HI com uma melhora do desempenho ao longo dos testes no ROTAROD, sem entretanto atingir o mesmo nível do grupo SHAM. Os animais HI não apresentaram maior nível de ansiedade em relação ao grupo SHAM, descartando a hipótese das alterações observadas nos testes de motricidade estarem relacionadas a fatores ansiogênicos. O modelo de clampeamento das artérias uterinas da fêmea se mostrou uma ferramenta importante no estudo das alterações decorrentes do evento de HI pré-natal, por produzir diversos resultados que são similares aos ocorridos em neonatos que passam por este evento.

Efeito da privação de sono paradoxal na expressão de receptores para glicocorticoides no hipocampo e no aprendizado e memória

Vários trabalhos têm demonstrado uma relação entre sono e memória. Desta forma, tem sido descrito um papel importante do sono na consolidação da memória e um efeito negativo pela privação do mesmo. O hipocampo é uma região importante para a formação e consolidação da memória espacial, e contém uma alta expressão de receptores para corticosteróides. As ações dos corticosteróides no hipocampo são fundamentais para a aquisição de memória e dependem de um balanço adequado entre receptores de Glicocorticóides (RGc) e Mineralocorticóides (RMn). Assim é descrito na literatura que um aumento na expressão de RMn é promotor de aquisição de memória, enquanto que um aumento na expressão de RGc produz um efeito negativo. Apesar dos níveis circulantes de glicocorticóides na privação de sono paradoxal (PSP), não serem responsáveis pelo enfraquecimento de memória, não existem dados sobre a expressão dos receptores para corticosteróides no hipocampo, após PSP. Neste trabalho tivemos como objetivo investigar a expressão de receptores de Glicocorticóides no hipocampo, bem como avaliar aprendizado e memória em ratos privados de sono paradoxal. Ratos Wistar machos (250- 350g) foram submetidos à PSP, utilizando-se o método de múltiplas plataformas por um período de 96 horas. Após 96h de privação os animais foram anestesiados e perfundidos. Secções de 25 μm na área do hipocampo foram obtidas e reagidas com anticorpos para receptores de Glicocortidóides. Avaliamos as áreas CA1, CA3 e Giro Denteado. O aprendizado e memória espacial foram avaliados através do teste do labirinto aquático de oito braços, antes e após o período de privação de sono. Avaliou-se a latência de escape e o número de erros obtidos. O grupo PSP apresentou um aumento na expressão de RGc nas regiões: CA1 e Giro Denteado, não se observando diferença significativa na região CA3. A PSP prévia aos testes de aprendizado e memória não provocou alterações significativas. A privação de sono pós-aprendizado também não produziu diferenças estatisticamente significativas, mas um aumento no tempo de latência de escape e número de erros sugere um enfraquecimento na consolidação da memória. O aumento na expressão de RGc nas áreas estudadas, pode ser consequente a uma alteração no balanço entre os receptores para corticosteróides no hipocampo e ser responsável por alterações no aprendizado e memória em ratos PSP.

Avaliação morfofuncional do complexo hipocampal em ratos submetidos a um modelo de hipóxia-isquemia pré-natal

A diminuição do aporte de oxigênio e nutrientes na vida perinatal resulta em danos, como astrogliose, morte de neurônios e de células proliferativas. Déficits cognitivos podem estar relacionados a danos no hipocampo. Neste trabalho avaliamos a citoarquitetura do giro dentado (DG) durante o desenvolvimento e a memória de ratos submetidos à HI. Para tal, utilizamos a técnica de imunohistoquímica para marcador de proliferação celular (KI67), neurônio jovem (DCX), de astrócitos (GFAP) e de óxido nítrico sintase neuronal (NOSn). Para avaliar a memória de curta e de longa duração foi utilizado o teste de reconhecimento de objetos (RO). Ratas Wistar grávidas em E18 foram anestesiadas (tribromoetanol) e as quatro artérias uterinas foram ocluídas com grampos de aneurisma (Grupo HI). Após 45 minutos, os grampos foram removidos e foi feita a sutura por planos anatômicos. Os animais do grupo controle (SHAM) sofreram o mesmo procedimento, excetuando a oclusão das artérias. Os animais nasceram a termo. Animais com idades de 7 a 90 dias pós-natal (P7 a P90), foram anestesiados e perfundido-fixados com paraformaldeído a 4%, e os encéfalos submetidos ao processamento histológico. Cortes coronais do hipocampo (20m) foram submetidos à imunohistoquímica para KI67, DCX, GFAP e NOSn. Animais P90 foram submetidos ao RO. Os procedimentos foram aprovados pelo comitê de ética (CEA/019/2010). Observamos menor imunomarcação para KI67 no giro dentado de animais HI em P7. Para a marcação de DCX nesta idade não foi observada diferença entre os grupos. Animais HI em P15, P20 e P45 tiveram menor imunomarcação para DCX e Ki67 na camada granular. Animais P90 de ambos os grupos não apresentaram marcação para KI67 e DCX. Vimos aumento da imunomarcação para GFAP nos animais HI em todas as idades. A imunomarcação para NOSn nos animais HI foi menor em todas as idades. O maior número de células NOSn positivas foi visto em animais P7 em ambos os grupos na camada polimórfica. Em P15, animais HI apresentam células NOSn+ em todo o DG. Em P30 animais HI apresentam células NOSn+ nas camadas polimórfica e sub-granular. Animais adultos (P90) de ambos os grupos apresentam células NOSn positivas apenas nas camadas granular e sub-granular. Embora animais HI P90 não apresentaram déficits de memória, estes apresentaram menor tempo de exploração do objeto. Comportamento correspondente a déficits de atenção em humanos. Nossos resultados sugerem que HI perinatal diminui a população de células proliferativas, de neurônios jovens, de neurônios NOSn+, além de causar astrogliose e possivelmente déficits de atenção. O modelo demonstrou ser útil para a compreensão dos mecanismos celulares das lesões hipóxico-isquêmicas e pode ser usado para testar estratégias terapêuticas.

Increasing top-down suppression from prefrontal cortex facilitates tactile working memory

Navigated transcranial magnetic stimulation (TMS) combined with diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DW-MRI) and tractography allows investigating functional anatomy of the human brain with high precision. Here we demonstrate that working memory (WM) processing of tactile temporal information is facilitated by delivering a single TMS pulse to the middle frontal gyrus (MFG) during memory maintenance. Facilitation was obtained only with a TMS pulse applied to a location of the MFG with anatomical connectivity to the primary somatosensory cortex (S1). TMS improved tactile WM also when distractive tactile stimuli interfered with memory maintenance. Moreover, TMS to the same MFG site attenuated somatosensory evoked responses (SEPs). The results suggest that the TMS-induced memory improvement is explained by increased top-down suppression of interfering sensory processing in S1 via the MFG-S1 link. These results demonstrate an anatomical and functional network that is involved in maintenance of tactile temporal WM. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.