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

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Investigação do potencial genotóxico do extrato de Garcinia achachairu in vivo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de campo elétrico em linha de transmissão utilizando o método dos elementos de contorno

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Implementações metodológicas para o estudo eletrofisiológico e comportamental em um modelo animal de autismo

O autismo é um transtorno do desenvolvimento que se manifesta nos primeiros anos de vida e apresenta semiologia heterogênea. Esta patologia afeta a maturação do encéfalo e produz alterações sensoriais, de linguagem e de interação social no início na infância. O modelo experimental de autismo utilizando ácido valproico (VPA) durante o período gestacional tem sido demonstrado ter alta validade de face e permitir estudos tanto das bases neuropatológicas quanto neuro-funcionais durante o desenvolvimento. A despeito do recente interesse por este modelo como instrumento de compreensão dos aspectos básicos da fisiopatologia do autismo, a maioria dos estudos experimentais têm se concentrado nos aspectos comportamentais, histológicos e celulares. Neste trabalho, foram propostas estratégias experimentais de avaliação comportamental associadas a eletrofisiologia \textit{in vivo}, uma técnica que nunca fora utilizada para avaliação desse modelo. Animais controles e experimentais, submetidos previamente a um procedimento cirúrgico para implante de eletrodos crônicos, participaram de experimentos de livre exploração, interação social e condicionamento ao medo.

Modelo animal da Doença de Parkinson baseado na expressão de alfa - sinucleína: caracterização comportamental, eletrofisiológica e avaliação dos efei tos da estimulação da medula espinhal

Parkinson disease (PD) is associated with motor symptoms and dopaminergic cell loss in the nigrostriatal pathway. Alpha-synuclein is the major component of the Lewy bodies, the biological hallmarks of disease, and has been associated with familial cases of PD. Recently, the spinal cord stimulation (SCS) showed to be effective to alleviate the Parkinson symptoms in animal models and human patients. In this project, we characterized the motor and electrophysiological effects of alpha-synuclein overexpression in the substantia nigra of rats. We further investigated the effects of spinal electrical stimulation, AMPT and L-dopa administration in this model. Method: Sprague-Dawley rats were injected with empty viral vector or the vector carrying the gene for alpha-synuclein in the substantia nigra, and were tested weekly for 10 weeks in the open field and cylinder tests. A separated group of animals implanted with bilateral electrode arrays in the motor cortex and the striatum were recorded in the open field, during the SCS sessions and the pharmacological experiments. Results: Alpha-synuclein expression resulted in motor asymmetry, observed as the reduction in use of contralateral forepaw in the cylinder test. Animals showed an increase of local field potential activity in beta band three and four weeks after the virus injection, that was not evident after the 5th week. AMPT resulted in a sever parkinsonian state, with reduction in the locomotor activity and significant peak of oscillatory activity in cortex and striatum. SCS was effective to alleviate the motor asymmetry at long term, but did not reduce the corticostriatal low frequency oscillations observed 24 hs after the AMPT administration. These oscillations were attenuated by L-dopa that, even as SCS, was not effective to restore the locomotor activity during the severe dopaminergic depletion period. Discussion: The alpha-synuclein model reproduces the motor impairment and the progressive neurodegenerative process of PD. We demonstrated, by the first time, that this model also presents the increase in low frequency oscillatory activity in the corticostriatal circuit, compatible with parkinsonian condition; and that SCS has a therapeutic effect on motor symptom of this model.

Modelo animal para estudo do temperamento : relevância para os transtornos de humor

Temperamento é hereditário e relativamente estável no padrão de emoções básicas tais como medo e raiva. Nós exploramos traços de temperamento em camundongos para selecionar fenótipos distintos com extremos de temperamento. Em um ambiente novo (campo aberto) com objeto central, dois grupos de 15 animais a partir de 79 foram selecionados e separados de acordo com alta e baixa exploração do objeto para compor os grupos de alto e baixo exploradores, respectivamente. O desempenho destes animais foi idêntico no mesmo teste uma semana depois e se manteve distinto oito meses depois, sugerindo a presença de traços de temperamento. Estes camundongos foram posteriormente testados em outras tarefas comportamentais. Comparados aos baixo exploradores, os camundongos alto exploradores foram menos ansiosos no claro-escuro e no labirinto em cruz elevado, mostraram aumento na locomoção no campo aberto, apresentaram melhor desempenho no decorrer dos testes do Labirinto de Lashley (estímulo apetitivo) e tiveram alta latência para descer da plataforma no teste de esquiva inibitória (estímulo aversivo). Camundongos alto exploradores se mostraram agressivos no teste de intruso, enquanto que os baixo exploradores se mostraram passivos ou submissos. Estes resultados mostram que diferenças individuais no temperamento influenciam grande parte dos comportamentos em camundongos. Esse perfil comportamental dos camundongos alto e baixo exploradores se assemelha a temperamentos depressivos e hipertímicos de pacientes com depressão unipolar e bipolar.

Avaliação comportamental e neuroquímica de ratos em dessincronização forçada: possíveis implicações para um modelo animal de oscilações no humor

Bipolar disorder has been growing in several countries. It is a disease with high mortality and has been responsible by the social isolation of the patients. Bipolar patients have alterations in circadian timing system, showing a phase shift in various physiological variables. There are several arguments demonstrating alterations in circadian rhythms may be part of the bipolar disorder pathophysiology. Given the necessity for further elucidation, the goal of this study was to validate the forced desynchronization protocol as an animal model for bipolar disorder. To do this, Wistar rats were submitted to a forced desynchronization protocol which consists in a symmetrical light dark cycle with 22h. Under this protocol, rats dissociate the locomotor activity rhythm into two components: one synchronized to the light / dark cycle with 22h, and another component with period longer than 24 hours following the animal endogenous period. These rhythms with different periods sometimes there is coincidence, which we named CAP (Coincidence Active Phase) and the opposite phase, non-coincidence, called NCAP (Non-Concidence Active Phase). The hypothesis is that in CAP animals present a mania-like behavior and animals in NCAP depressive-like behavior. We found some evidence described in detail throughout this thesis. In sum, the animals under forced desynchronization protocol were more stressed, showed an increase in stereotypic behaviors such as grooming and reduction in other behaviors such as risk assessment and vertical exploration when compared to the control group. The CAP animals showed increased locomotor activity, especially during the dark phase when compared to controls (rats under T24) and less depressive behavior in the forced swim test. The animals in NCAP showed a higher anxiety in elevated plus maze, but they don t have ahnedonia. The animals under dissociation have more labeled 5HT1A cells at the amygdala area, which appoint that they have more amygdala inhibition. Taking these data together, we could partially validated the forced desynchronization protocol as an animal model for mood oscillations

Efeito do campo elétrico em nanocones formados por aln e BN: um estudo por primeiros princípios

The development of computers and algorithms capable of making increasingly accurate and rapid calculations as well as the theoretic foundation provided by quantum mechanics has turned computer simulation into a valuable research tool. The importance of such a tool is due to its success in describing the physical and chemical properties of materials. One way of modifying the electronic properties of a given material is by applying an electric field. These effects are interesting in nanocones because their stability and geometric structure make them promising candidates for electron emission devices. In our study we calculated the first principles based on the density functional theory as implemented in the SIESTA code. We investigated aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN) and carbon (C), subjected to external parallel electric field, perpendicular to their main axis. We discuss stability in terms of formation energy, using the chemical potential approach. We also analyze the electronic properties of these nanocones and show that in some cases the perpendicular electric field provokes a greater gap reduction when compared to the parallel field

Análise comportamental e histológica de um modelo animal da doença de Parkinson em camundongos suíços

A Doença de Parkinson (DP) é uma das doenças neurodegenerativas mais comuns relacionadas com a idade, e apresenta sintomatologia com alterações motoras clássicas que estão relacionadas com a degeneração dos neurônios dopaminérgicos da SNpc e a diminuição de dopamina no estriado. Modelos animais da DP são instrumentos importantes utilizados por pesquisadores para uma maior compreensão de mecanismos patológicos envolvidos na doença e para a avaliação de possíveis intervenções terapêuticas. Tais modelos devem mimetizar algum aspecto da doença, como a degeneração dos neurônios dopaminérgicos nigrais. Neste contexto, o modelo da DP induzido pela injeção da neurotoxina 6- hidroxidopamina (6-OHDA) já se encontra bem estabelecido em ratos, mas necessita ainda de melhor caracterização das alterações comportamentais e lesões no sistema nigro-estriatal em camundongos de diferentes linhagens a fim de que haja interpretações confiáveis quando o modelo for usado em testes terapêuticos. O presente estudo teve como objetivo melhorar a caracterização do modelo unilateral da DP com 6-OHDA em camundongos suíços, avaliando alterações comportamentais e o efeito sobre os neurônios dopaminérgicos da SNpc. Nesta investigação utilizou-se uma única injeção intraestriatal unilateral de 6-OHDA, em duas diferentes concentrações da toxina: 5µg/µl e 10µg/µl. Os nossos resultados mostraram que ambas as concentrações utilizadas causaram perda severa de neurônios dopaminérgicos na SNpc, com uma média de 74,5% e 89,5% de per da, respectivamente. Esta perda apresentou uma correlação alta com o comportamento rotatório induzido por apomorfina e uma correlação baixa com a ambulação no teste do campo aberto. Desta forma, injeções intraestriatais de 5µg/µl ou 10µg/µl de 6-OHDA, em camundongos suíços, reproduzem de forma efetiva o modelo animal unilateral da DP com 6-OHDA, podendo ser utilizadas de forma confiável em experimentos que visem a investigação de terapias farmacológicas, celulares e/ou de neuroproteção para a DP.

Predição de campo elétrico para TV digital usando Funções de Green diádicas

Este trabalho oferece um método para a predição da intensidade de campo elétrico para TV Digital utilizando a Função de Green diádica. A Diádica é uma ferramenta matemática eficiente que tem simplicidade simbólica e robustez permitindo, assim, que algumas características do meio (como permissividade, condutividade e permeabilidade, por exemplo) sejam consideradas na elaboração do modelo de campo elétrico, bem como levar em conta a anisotropia do meio. Na maior parte dos trabalhos correlatos, que utilizam as funções de Green diádicas, estão relacionados na faixa de VHF. Este trabalho irá apresentar desde os conceitos básicos das diádicas, desenvolvendo-a para o cálculo de um modelo que permita predizer o campo elétrico para a faixa de UHF, na qual os sistemas de TV Digital se encontram. Uma explanação teórica e um desenvolvimento matemático serão feitos de forma que um entendimento claro e objetivo sejam alcançados no estudo das funções de Green diádicas, numa parte da teoria do eletromagnetismo. Testes foram realizados para confirmar a aplicabilidade da formulação sugerida, fazendo simulações que realizem uma comparação entre os dados medidos, de duas emissoras de TV situadas na cidade de Belém, e o modelo de Okumura-Hata modificado, mostrando resultados satisfatórios, tanto para frequências na faixa de VHF e UHF.

Estudo de hidroximetilnitrofural (NFOH) na fase crônica da Doença de Chagas em modelo animal

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito de ligantes do receptor NOP no modelo animal de mania induzido por metilfenidato

Bipolar disorder is a chronic psychopathology that reaches from 1 to 4% of the world population. This mood disorder is characterized by cyclical mood changes, in which an individual alternates between states of depression and mania. Mania is described in the literature as an abnormal state of exacerbation of humor, in which the subject presents an expansive, euphoric behavior, but with increased irritability, psychomotor agitation and a feeling of invincibility, which will contribute to risks exposure. The treatment of this psychopathology is complex and it is not effective in all cases, and it evokes many side effects. In this respect, the system of Nociceptin/Orphanin FQ (N/OFQ) can be studied as a possible therapeutic target for the treatment of bipolar disorder, due to its modulatory role on monoaminergic systems and on mood. This study aims to investigate the effect of NOP receptor ligands in an animal model of mania induced by methylphenidate. To this aim, locomotor activity was assessed in an open field, in mice treated with methylphenidate (10 mg/kg, sc, 15 min). Valproate (300 mg / kg, ip, 30 min), standard treatment of mania, prevented methylphenidate-induced hyperlocomotion. The acute treatment with the antagonist of NOP receptor UFP-101 (1-10 nmol, icv, 5 min) per se did not affect the spontaneous locomotion of mice, but it was able of attenuating hyperlocomotion induced by methylphenidate. The acute treatment with N/OFQ (1 and 0.1 nmol, icv, 5 min) did not alter the distance moved, but when tested at a dose of 1 ηmol, N/OFQ slightly reduced methylphenidate-induced hiperlocomotion. In conclusion, the administration of UFP-101 and N/OFQ produced antimanic-like actions. Furthermore, these data suggest that the system of N/OFQ performs a complex modulation of voluntary movement, and consequently on dopaminergic neurotransmission.

Caracterização de células de lugar no hipocampo e de suas relações com oscilações do potencial de campo local

The main inputs to the hippocampus arise from the entorhinal cortex (EC) and form a loop involving the dentate gyrus, CA3 and CA1 hippocampal subfields and then back to EC. Since the discovery that the hippocampus is involved in memory formation in the 50's, this region and its circuitry have been extensively studied. Beyond memory, the hippocampus has also been found to play an important role in spatial navigation. In rats and mice, place cells show a close relation between firing rate and the animal position in a restricted area of the environment, the so-called place field. The firing of place cells peaks at the center of the place field and decreases when the animal moves away from it, suggesting the existence of a rate code for space. Nevertheless, many have described the emergence of hippocampal network oscillations of multiple frequencies depending on behavioral state, which are believed to be important for temporal coding. In particular, theta oscillations (5-12 Hz) exhibit a spatio-temporal relation with place cells known as phase precession, in which place cells consistently change the theta phase of spiking as the animal traverses the place field. Moreover, current theories state that CA1, the main output stream of the hippocampus, would interplay inputs from EC and CA3 through network oscillations of different frequencies, namely high gamma (60-100 Hz; HG) and low gamma (30-50 Hz; LG), respectively, which tend to be nested in different phases of the theta cycle. In the present dissertation we use a freely available online dataset to make extensive computational analyses aimed at reproducing classical and recent results about the activity of place cells in the hippocampus of freely moving rats. In particular, we revisit the debate of whether phase precession is due to changes in firing frequency or space alone, and conclude that the phenomenon cannot be explained by either factor independently but by their joint influence. We also perform novel analyses investigating further characteristics of place cells in relation to network oscillations. We show that the strength of theta modulation of spikes only marginally affects the spatial information content of place cells, while the mean spiking theta phase has no influence on spatial information. Further analyses reveal that place cells are also modulated by theta when they fire outside the place field. Moreover, we find that the firing of place cells within the theta cycle is modulated by HG and LG amplitude in both CA1 and EC, matching cross-frequency coupling results found at the local field potential level. Additionally, the phase-amplitude coupling in CA1 associated with spikes inside the place field is characterized by amplitude modulation in the 40-80 Hz range. We conclude that place cell firing is embedded in large network states reflected in local field potential oscillations and suggest that their activity might be seen as a dynamic state rather than a fixed property of the cell.

Efeitos de modificação dietética associada ou não a uma rotina de exercícios aeróbicos na microcirculação em modelo animal de obesidade exógena

A obesidade atinge proporções epidêmicas em países industrializados e está relacionada a uma série de doenças metabólicas e circulatórias. Nesse contexto, a atividade física, tratamento não farmacológico da obesidade, acessível a diversas populações e está relacionada com a redução do risco cardiovasvascular mesmo. O objetivo deste trabalho foi avaliar, após mudança ou não da dieta, associação ou não a um programa de treinamento aeróbico (PTA) durante 8 semanas, a possível reversibilidade dos danos causados por uma dieta hiperlipídica por 12 semanas. Para tal, 120 hamsters machos da espécie Mesocricetus auratus, com massa corporal de 60 g, foram distribuídos em quatro grupos, cada um subdividido em três subgrupos, com dez animais para diferentes análises. Os grupos Obeso Controle (OBC) e Obeso Exercitado (OBEX) receberam a ração hiperlipídica por 20 semanas, com adição do PTA ao grupo OBEX nas últimas 8 semanas. Os Obeso Ração Padrão (OBRP) e Obeso Ração Padrão/Exercício (OBRP/EX) tiveram a ração modificada para comercial padrão e adição do PTA ao grupo OBRP/EX após as 12 semanas iniciais. Para as análises microcirculatórias, a bolsa da bochecha foi usada para determinação do número máximo de extravasamentos induzidos por 30 min de isquemia seguida de reperfusão e da reatividade microvascular após a aplicação tópica de acetilcolina e nitroprussiato de sódio. No sangue coletado foi avaliado o perfil lipídico, glicemias quinzenais e leptina. As expressões de eNOS e iNOS foram determinadas na aorta por imunoblotting e a composição corporal avaliada nos tecidos adiposos visceral, urogenital e retroperitoneal, retirados no dia do experimento. Os resultados foram analisados com os métodos o teste estatístico de análise de variância (One Way ANOVA - Teste de Kruskal-Wallis), seguido pelo pós-teste de Dunn. Resultados mostram que a modificação dietética, associada ou não ao PTA, reduziu significativamente a massa corporal (p<0,0001), comprimento naso-anal (p=0,0011) e tecido adiposo (visceral [p<0,0001], urogenital [p=0.0004] e retroperitoneal [p= 0,0083]). Nas análises sanguíneas não foram encontradas diferenças com relação ao perfil lipídico e glicemia, já na leptina houve uma redução significativa (p=0,0039). A análise da reatividade microvascular mostrou melhora significativa na vasodilatação endotélio-dependente nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA. Nas medidas de permeabilidade a macromoléculas houve redução significativa no número de extravasamentos nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA, (5 min [p= 0,0207] e 10 min [p= 0,0057]). Houve um aumento na expressão de eNOS nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA, em comparação ao grupo OBC (p=0,0352). Os resultados mostraram que a modificação dietética, associada ao protocolo de treinamento aeróbico melhora a vasodilatação endotélio-dependente, aumenta a expressão da óxido nítrico sintase endotelial e reduz o número de extravasamentos induzidos por isquemia e reperfusão, mesmo sem melhoras nos marcadores bioquímicos tradicionais como glicemia e perfil lipídico.

Análisis de los componentes de la respuesta a la selección en un núcleo con generaciones superpuestas seleccionado mediante BLUP bajo un modelo animal

p.39-48