ICe - Trabalhos apresentados em eventos

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Repositório da produção científica do Instituto do Cérebro - ICe, da UFRN, Unidade Acadêmica Especializada em neurociências.

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Role of neuronal reverberation during slow wave sleep in the consolidation of recently acquired memory traces
(2009-10-19) Cota, V.R.; Pereira, C.; Souza, A. C.; Nicolelis, M. A. L.; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes
Evidence exists to state that the main sleep states, slow wave (SWS) and rapid eye movement (REM) periods perform two complementary roles for post-novelty memory consolidation: respectively neuronal reverberation for short-term recall (PLoS Bio., 2:0126, 2004); and synaptic plasticity for long-term storage (Learn. Mem. 6: 500, 1999). Moreover, memory traces gradually migrate from hippocampus (HP) to primary somatosensory cortex (SI) through consecutive waves of neuronal reverberation during SWS (Frontiers Neurosci., 1:43, 2007). Our goal is to test this hypothesis by assessing the importance of sleep reverberatory phenomena in memory consolidation. Adult male Long Evans rats (n = 3) received implants of electrode array (32 microwires) in SI for multi-site single-unit and local field potential (LFP) recordings; and a bilateral cannula in HP for local neuronal inhibition through muscimol micro-injection (0.5 μl; 1 mg/ml; 0.25 μl/min). Novel tactile stimulation was provided by a 20 minutes exposure to four objects at the end of the first third of a 12 hours recording session. Muscimol was injected after animals reached a criterion of 30 minutes of SWS in the post- exposure period, as assessed by an online state map algorithm (Frontiers Neurosci., 1:43, 2007). Memory consolidation was assessed by comparing exploration times of animals re-exposed to two familiar plus two new objects over several post-novelty days. Firing rates strongly increased during object exploration and remained elevated afterwards during waking. SI single-unit activity during SWS showed even greater Post/Pre differences in firing rates, displaying periodic waves of reverberation yet to be understood. Muscimol application in the hippocampus completely abolished cortical reverberation a few minutes after micro-injection. Hippocampal deactivation by muscimol induced an electrographic rhythm characterized by greater power in the delta band as revealed by LFP recordings. This rhythm was distinctly separated from the SWS spectral cluster in the state map. Importantly, the time spent in exploration of the new objects was not significantly different from the time spent exploring familiar objects, indicating impairment in the learning of object identities. The results suggest that inhibition of HP neuronal activity 1) impaired SI neuronal reverberation during SWS (possibly by altering slow wave stereotypical brain rhythm) and 2) led to decreased memory consolidation for familiar objects.
Experience-dependent reactivation of the calcium signal transduction pathway in the rat hippocampus during sleep
(2009-10-20) Pereira, C. M.; Cota, V. R.; Santos, S.; Dias, G.; Souza, A. C.; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Nicolelis, M. A. L.
Sleep-dependent plastic changes play a key role in the consolidation of newly acquired memories. Two distinct and successive phases of sleep, slow wave sleep (SWS), and rapid eye movement (REM) sleep can be recognized in mammals. Both phases have been implicated in the sensorimotor processing of daytime events, but the molecular mechanisms involved remain poorly understood. Brain expression of the plasticity-associated immediate-early gene (IEG) zif-268 is upregulated during REM sleep in the cerebral cortex and hippocampus of animals exposed to rich sensorimotor experience in the preceding waking period (Learn Mem. 6; 500, 1999). Zif-268 integrates a major calcium signal transduction pathway which includes Ca(2+)/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) and mitogen activated protein kinase (MAPK). CaMKII autophosphorylation of T286 is of special importance because it makes the enzyme active in the absence of Ca(2+), providing a biochemical memory that is critical for plasticity. MAPK, an integral component of cellular signaling during mitotic cell differentiation, has been implicated in hippocampal long-term potentiation (LTP) and learning and memory in behaving animals. Our goal here is to investigate the phosphorylation levels of CaMKII and MAPK during sleep in rats exposed to a new rich environment in the preceding waking period. Intracranial local field potentials (LFPs) recorded in the cortex and hippocampus were used to characterize the wake-sleep cycle (J. Neurosci. 24; 11137, 2004). The phosphorylation levels of CaMKII and MAPK were assessed using specific antibodies for western blots and immunohistochemistry. Our preliminary data (WK n=3, SWS n=5 and REM n=3)) indicate that the MAPK pathway was reactivated in the hippocampus after a few minutes of SWS. Interestingly, for reasons still unknown, MAPK phosphorylation decreased to WK level after a single episode of REM sleep. Our results also showed CaMKII reactivation during REM sleep in the hippocampus of rats previously exposed to novel objects in the preceding WK period. Controls unexposed to novel experience did not show kinase reactivation during sleep. Our results support the notion that sleep harbors experience-dependent mechanisms of synaptic upscaling (Learn Mem. 6; 500, 1999, J. Neurosci. 22; 10914, 2002, J. Neurochem. 95; 418, 2005, Science, 313; 1775, 2006, FINS 1; 43, 2007, Neuron 61; 454, 2009).
Representation of freely-explored objects in the primary somatosensory cortex and hippocampus
(2010-09) Vasconcelos, Nivaldo; Macedo, Edson Anibal de; Corso, Gilberto; Gomes, Herman; Nicolelis, Miguel; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes
When a rat freely explores an object in the dark and its whiskers touch different parts of the object with different velocities and angles, tactile information reaches the telencephalon with tantalizing spatio-temporal complexity. To investigate the tactile representation of freely-explored objects in the telencephalon, we performed multielectrode extracellular spike recordings from the primary somatosensory cortex (S1) and hippocampus (HP) of adult rats, as they freely explored novel objects in the dark. Neuronal data were fed to five different binary classifiers: multilayer perceptron, radial basis functions, support vector machines, decision tree and naive Bayes classifier. The classifiers were evaluated using the area under a receiver operating characteristic curve (AUROC). In most cases, it was possible to achieve substantial and significant object classification in both S1 and HP (>0.75 AUROC medians, corrected p<0.05). To assess the distribution of information across neuronal ensembles recorded from S1 and HP we performed a neuron dropping analysis, a bootstrap method that reveals how much information is lost, on average, as neuronal ensembles decrease their size from “n” to 1 neuron. We found that significant object classification is achieved with ensembles as small as 10 neurons in both S1 and HP. The best fit for the neuron dropping curves was akin to a type II functional response curve, which in ecology describes the decelerating intake rate of a consumer as a function of food density. We propose that the representation of freely-explored complex objects by neuronal ensembles in S1 and HP is robust, highly distributed, and shaped by the limited availability of non-redundant information to individual neurons.
Desenvolvimento de um Estimulador Galvânico Vestibular Compatível com Exames de RMf
(2010-09) Justina, Hellen Mathei Della; Winkler, Anderson; Manczak, Tiago; Oliveira, Paulo Henrique de; Araújo, Dráulio Barros de; Ferreira, Ricardo R.; Zwick, Albrecht; Gamba, Humberto Remigio
Introdução: A ressonância magnética funcional (RMf) é uma das técnicas mais utilizadas em neuroimagem nos dias de hoje. O estudo das áreas de ativação cerebral por meio da RMf é, na atualidade, essencialmente um trabalho de pesquisa. Assim, vários estudos precisam ser realizados até que se consiga chegar a um procedimento clínico que auxilie o diagnóstico médico. Um desses estudos está relacionado ao desenvolvimento de neuroestimuladores que possam ser seguramente utilizados dentro do equipamento de ressonância magnética (RM). Entretanto, o equipamento de RM é muito hostil para circuitos eletrônicos. O forte campo magnético, o chaveamento dos gradientes magnéticos e os pulsos de radiofrequência (RF) são fontes de interferência que podem afetar a sua funcionalidade elétrica, tornando-a perigosa para o indivíduo que está conectado a ela. Consequentemente, algumas técnicas específicas são necessárias para garantir o bom funcionamento dos equipamentos elétricos e, também, a completa segurança do indivíduo. Nesse trabalho um estimulador galvânico vestibular (EGV) compatível com o equipamento de RM é descrito em detalhes. O EGV nos permite estudar uma das funções mais importantes do corpo humano, a manutenção do equilíbrio estático. Materiais e Métodos: Uma corrente alternada, ajustável até 5 mA (RMS), é gerada por uma fonte de corrente alimentada por duas baterias de 12 V. Esse circuito foi alojado em uma caixa construída em alumínio anodizado de 1,2 mm de espessura para reduzir as interferências eletromagnéticas. A forma do sinal é completamente controlado por um gerador de sinais alocado na sala de controle. Foram utilizadas fibras ópticas para conectar o gerador de sinais e a fonte de corrente, posicionada na sala de ressonância. A corrente AC foi aplicada ao voluntário por um par de fios trançados e dois eletrodos de silicone, 9 cm2, aderidos em cada processo mastóide do voluntário. A corrente é desligada automaticamente se, por alguma razão, ela ultrapassar 8 mA ou manualmente pelo voluntário, utilizando um botão liga/desliga. Três testes foram realizados: o primeiro analisou o sincronismo entre o EGV e o sistema de RMf; o segundo definiu o tipo de eletrodo que não interferiu nas imagens; e, finalmente, 8 experimentos de RMf foram realizados em voluntários assimptomáticos (6 homens e 2 mulheres com idade entre 24 e 33 anos). Os exames de RMf iniciaram com uma tarefa de reposo de 20 s, alternando com uma corrente, média de 1,7 mA, senoidal com 1 Hz de frequência durante 30 s. Resultados: Conseguiu-se realizar o sincronismo apenas ajustando os parâmetros no EGV e disparando a sequência de RMf simultaneamente. O eletrodo de silicone não apresentou artefato na imagem. O voluntário não relatou sensação de aquecimento, apenas apresentou um pouco de vermelhidão no local de aderência dos eletrodos. A análise individual dos voluntários mostrou atividade nos giros pré- e pós-central, nos giros frontal médio e inferior, no lobo parietal inferior, no giro fusiforme, no pré-cuneus, nos giros temporal médio e superior e na ínsula. Conclusões: Foi desenvolvimento um EGV compatível com exames de RMf. Foi demostrado que os eletrodos de silicone são os ideias para este tipo de experimento. Os resultados obtidos com o EGV desenvolvido mostraram focos de ativação ao longo das principais áreas envolvidas com as funções multimodais do sistema vestibular, confirmado a sua validade como um estimulador neurovestibular.
Lei de Potência e Criticalidade na Rede de Funcionalidade Neuronal
(2010-09) Silva, Bruno B. M.; Andrade, Roberto F. S.; Miranda, José Garcia Vivas; Corso, Gilberto; Vasconcelos, Nivaldo; Nicolelis, Miguel A. L.; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes
A Rede de Funcionalidade Neuronal (RFN) é construída usando-se correlação entre séries de potencias de ação (disparos) de uma população de neurônios. Neste trabalho usamos registros elétricos oriundos de ratos com matrizes de eletrodos implantados permanentemente em seu cérebro enquanto os mesmos andam, comem, exploram objetos livremente ou dormem. A RFN tem como vértices os neurônios. Uma ligação entre dois neurônios é inserida na rede cada vez que a correlação entre a atividade neural destes neurônios durante certo intervalo de tempo atinge um nível de significância previamente especificado. Esta rede dependente do tempo é baseada em registros elétricos da ordem de duas horas. Sendo as janelas de tempo em torno de 5s a 20s, temos uma sequência de milhares de redes. Como o tamanho típico do número de neurônios é da ordem de meia centena, o número máximo de conexões é um pouco maior do que mil. Tomando o tempo total do experimento, foi observado que o histograma do número de conexões nas RFN segue uma lei de potência. O número de neurônios conectados em uma população aparece como um ótimo indicador de seu comportamento coletivo. A lei de potência encontrada na distribuição do número de conexões revela propriedades do estado funcional desta população. Mais do que isto, esta lei de potência revela um indício de criticalidade na atividade cerebral, similar à que já foi obtida por outros métodos. Nossos resultados foram testados com relação a três variáveis: o tamanho do bin, o tamanho da janela e o nível de significância da correlação. Observa-se que a lei de potência se torna mais clara à medida que se aumenta o nível de exigência para se estabelecer uma ligação entre os nós (neurônios) da rede.
Avaliação do sono e memória em pacientes com doença de parkinson na cidade de Jequié – BA
(2010-09) Santos, Altair Brito dos; Barreto, George; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Campos, Shirley Lima
Esse estudo teve como objetivo geral avaliar o sono, a memória e as funções executivas na doença de Parkinson. Métodos: Este foi um estudo descritivo de corte transversal e abordagem quantitativa, realizado de janeiro a maio de 2010 no município de Jequié-BA. A amostra foi composta de indivíduos com diagnóstico de Doença de Parkinson cadastrados na Diretoria Regional de Saúde (DIRES) de Jequié. As entrevistas e testes foram realizados em uma ou mais seções com duração de 60 a 90 min. Foi aplicado um questionário com questões demográficas e realizada a anamnese. A sonolência foi avaliada utilizando a Escala de Sonolência de Epworth, e a qualidade subjetiva do sono e distúrbios associados foram avaliados por meio do Índice de Qualidade do Sono de Pittsburgh – PSQI. Os pacientes foram classificados por meio da Escala de Estágios de Incapacidade de Hoehn e Yahr - HY. A avaliação motora foi feita mediante a Escala Unificada de Avaliação da Doença de Parkinson – UDPRS. Os sujeitos também foram avaliados quanto às alterações psicológicas: episódios depressivos ou de ansiedade foram avaliados pelo Inventário de Depressão de Beck (BDI) e pelo Inventário de Ansiedade de Beck (BAI). O Mini-Exame do Estado Mental (MMSE) foi utilizado para critério de exclusão dos casos sugestivos de demência. Para avaliação da memória e funções executivas foi utilizado o Scopa-Cog. A análise estatística dos dados foi realizada com o pacote estatístico para as ciências sociais SPSS for Windows versão 18.0. Resultados: Analisando as características clínicas e demográficas dos 24 pacientes estudados, verifica-se que 70,8% dos indivíduos foram do sexo masculino, com média de idade de 66,8 (dp ± 9,62) Verificamos que 91,7% dos pacientes possuem vida conjugal, e todos utilizam pelo menos um medicamento antiparkinsoniano. Verificamos ainda que 41,7% dos pacientes encontravam-se classificados no estágio III da escala de Hoehn e Yahr, 91,7% dos pacientes relataram sentir alguma dor músculo-esquelética, e 50% praticam alguma atividade física regular. O Mini-Exame de Estado Mental apresentou média de 21,9 (dp ±2,56), não havendo casos sugestivos de demência. A UPDRS média foi de 40,17 (dp= ±17,22). Foram encontradas depressão mínima e moderada, ambas com frequência de 29%, enquanto a depressão leve e a depressão grave apresentaram ambas a freqüência de 20,8%. Verificamos maior frequência de ansiedade leve (29,2%), seguida de ansiedade mínima ou grave, ambas com 25%. Quanto à qualidade subjetiva do sono, 71% apresentaram uma qualidade ruim de sono; dentre estes, 20,8% apresentaram distúrbios associados do sono, e 41,7% apresentaram sonolência diurna excessiva. Observamos uma média com valor relativamente alto do ISQP de 7,08 (dp= ± 3,84). Em uma análise mais detalhada do ISQP, os componentes mais prejudicados foram a qualidade percebida do sono, a disfunção diurna, a latência do sono e as alterações do sono. Na avaliação da cognição, a média geral apresentou um valor relativamente baixo (16,95 dp= ± 4,92). Os domínios mais prejudicados foram a memória (média 7,25 dp= ± 2,41) e funções executivas (média 5,20, dp=±2,04). Conclusões: A partir desses resultados, consideramos que os pacientes avaliados apresentaram alterações psicológicas comuns na Doença de Parkinson, como depressão e ansiedade. Apresentaram também qualidade ruim do sono, distúrbios associados do sono e alterações cognitivas como déficits de memória e funções executivas.
Is expression of synaptic plasticity-related genes modulated by exposure to novelty during subsequent sleep?
(2010-09) Calais, Julien Brag; Ojopi, Elida Benquique; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Morya, Edgard; Nicolelis, Miguel Angelo Laporta; Sameshima, Koichi
Independent lines of evidence support the role of sleep in memory consolidation. However, some contradictory findings have been observed regarding how synaptic plasticity is modulated during sleep. Sleep deprivation studies have shown that the expression of genes related to long-term depression (LTD) is increased during sleep, while the expression of genes related to long-term potentiation (LTP) is increased during waking. However, experiments involving exposure to novelty and/or training in behavioral tasks prior to sleep have shown that immediate early genes (IEG) related to LTP maintenance, such Arc and Egr1, are reinduced during REM sleep. To further explore this question, we examined whether exposure to novelty influences the expression of genes related to LTP (Arc, Bdnf, Creb1, Egr1, Egr2, Fos, Nr4a1) or LTD (Camk4, Ppp2ca, Ppp2r2d). Behaviors and local field potentials (LFPs) were recorded from the hippocampus and primary somatosensory cortex of 30 adult male rats. Recordings were performed before, during and after 20 min of exposure to four novel objects. Animals were prevented from sleeping for 60 minutes after exposure, and were then allowed to sleep freely. Unexposed animals served as negative controls. Immediately after sleep deprivation (waking groups) or thirty minutes after entering sleep (slow wave sleep and REM sleep groups), animals were euthanized, and their brains were dissected into frozen samples of somatosensory cortex and hippocampus. Finally, plasticity-related genes had their expression levels analyzed by real time PCR. A bootstrap non-parametric two-way ANOVA (NANOVA) was performed on the data, followed when appropriate by the Tukey HSD test corrected for the number of comparisons (.α = 0.05). We observed an increase in gene expression in hippocampus of animals that were exposed to novel spatio-sensory stimuli in comparison to control animals after waking (Arc - p=0.001; Egr1 - p=0.005; Fos - p<0.001; Nr4a1 - p=0.006; Ppp2ca - p=0.018) and REM sleep (Arc - p=0.030; Egr1 - p=0.001; Fos - p<0.001; Ppp2ca - p=0.037; Ppp2r2d - p=0.010), but not after slow wave sleep. These findings corroborate the important role of REM sleep for memory consolidation. Most importantly, our results provide pioneering experimental evidence that synaptic potentiation and depression occur concomitantly during REM sleep.
Release of androgens and cortisol during social challenging in common marmoset females
(2010-09) Coelho, Nicole Leite Galvão; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de
One of the most important and extensively studied social behaviors exhibited by animals is aggression. However, the relationships between agonistic behavior and hormones such as androgens and cortisol are complex. In some species, including humans, a high testosterone/cortisol ratio results from social competition and, as a consequence, from the expression of aggressive behavior. Although studies in this area have been carried out mostly in males, females also react to social stressors, responding differently from males. Sex-related differences in stress response using experimental models in biomedical research have been increasingly emphasized. Since common marmosets (Callithrix jacchus), a small neotropical primate, have been widely used in biomedical research, we investigated three dyads of adult common marmoset females to determine if fecal androgens and cortisol are associated to the expression of aggressive behavior. The study encompasses 3 phases: (1) baseline, which starts with dyad pairing, lasting one month; (2) isolation and (3) reunion, lasting 7 days each. Increased fecal cortisol and androgens were observed during isolation (F= 4.29; p= 0.01) and reunion (F= 4.16; p= 0.02) respectively, compared to baseline phase values. When the data from all phases were analyzed together, a positive significant correlation between androgens and agonistic behaviors of scent-marking (r= 0.22; p< 0.05) and individual piloerection (r= 0.43; p< 0.05) was also observed. These findings suggest that social isolation triggers an anxiety-like response, while reunion induces hormonal changes that characterize an aggressive response, probably due to competition between females to restore social rank. Future studies focusing on factors that could be interfering in the endocrine and behavioral response to social and nonsocial challenges in males and females, such as relatedness and previous social dynamics between females, might contribute to the better understanding of the mechanisms that trigger aggression and competition to establish social rank in marmosets.
Theta-phase modulates different high-frequency oscillations in the CA1 region of the hippocampus during both waking and rapid-eye movement sleep.
(2010-09) Teixeira, Robson Scheffer; Souza, Bryan C.; Belchior, Hindiael; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Tort, Adriano Bretanha Lopes
Recent evidence suggests that not only the brain rhythms per se, but also the interactions among them are involved in the execution of cognitive tasks, mainly those requiring selective attention, information transmission and memory consolidation. However, still little is known about the general characteristics of cross-frequency coupling (CFC) in several brain regions. In the present work, we aimed to characterize phase-amplitude CFC in the CA1 region of rats (n=9) during different stages of the sleep-wake cycle: wake (WK), slow-wave sleep (SWS), and rapid-eye movement sleep (REM). Local field potentials were recorded using multielectrode arrays implanted in the dorsal hippocampus for chronic neural recordings. Electrode positioning was verified by histological analysis of cresyl-stained brain sections. Phase-amplitude coupling was assessed by means of the comodulogram analysis, a CFC tool we have recently developed. Our results show that (1) each sleep-wake state contains characteristic patterns of phase-amplitude CFC that are robust across all animals studied. (2) The CFC patterns obtained during WK and REM are similar and characterized by theta-phase (5 – 10 Hz) modulation of multiple higher frequencies; on the other hand, comodulograms from SWS period exhibited a distinct pattern, characterized by the modulation of very fast oscillations (> 100 Hz) by delta-phase (0 – 4 Hz), consistent with the occurrence of sharp wave-ripple complexes. All these patterns were stable across electrodes and days. Interestingly, during WK and REM, our results indicate that (3) theta-phase modulation comprises two non-overlapping, circumscribed higher frequency ranges: oscillations in the high-gamma (HG, 60 – 100 Hz) frequency range and oscillations between 120 – 160 Hz, which were defined as high-frequency oscillations (HFO). Moreover, (4) theta-phase preferentially modulated more HG or HFO depending on the spatial position of the electrode, with a clear switching between one and another as a function of electrode location, which was also stable across days. Further analyses indicated that (5) electrodes exhibiting HG or HFO modulation during WK and REM can also be differentiated by other electrophysiological features, such as power spectrum, phase-relations, and SWS comodulograms. We argue that the HFO we observed, though presenting overlapping frequency range with ripple oscillations, are distinct from the latter, which only appear in periods of rest and sleep associated to sharp-wave complexes. Therefore, while characterizing the patterns of rhythmic interactions in different cognitive states, the present work also reveals novel hippocampal oscillations that could only be detected by the use of the new CFC tools. We speculate that the different amplitude-modulated bands correspond to different biophysical processes occurring in CA1: HFO would result from entorhinal synaptic inputs to CA1, and HG from CA3 inputs.
Yoga practice improve psychophysiological parameters related to anxiety, depression and stress
(2010-09) Rocha, Kliger; Rocha, Kelly; Albuquerque, Fabiola; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Sousa, Maria Bernardete Cordeiro de; Silva, Regina Helena
Objectives: Although beneficial effects of yoga and similar procedures on mental and physical health have been reported, few well controlled studies have been published describing these effects. To determine the effects of yoga intervention on anxiety, depression and stress, a controlled trial comparing yoga practice and conventional physical exercises was performed. Methods: The research protocol was approved by a research ethics committee (006/08 - CEP/UFRN, CAAE 0006.0.051.000-08, advice 021/2008).Thirty six healthy military men aged twenty to forty-five years were included in the study. Subjects were randomized to six months of Hatha yoga classes, or military exercise class as a control for regular exercise. Outcome assessments performed at baseline and at the end of the 6-month period included anxiety, depression and stress inventories, and determination of salivary cortisol levels. Results: Only yoga practice subjects presented significant decrements in stress, anxiety and depression scores in 6-month measurements compared to baseline values, indicating significant improvements of psychological parameters in the Yoga practice group compared to the conventional physical exercises group. In addition, a decrease in salivary cortisol levels was also find only for yoga practice group (basal measurement: 1,54ug/dL + 0,68 – yoga and 0,84ug/dL + 0,64 – control; after 6 months: 0,48ug/dL + 0,51 – yoga and 1,30ug/dL + 0,71 – control). Conclusions: The results showed psychophysiological improvements in all parameters evaluated, suggesting a potential therapeutic benefit of this kind of intervention in anxiety, depression or stress-related conditions and their possible consequences to general health.
Codificação de localização e identidade de objetos em populações neuronais do hipocampo e do córtex cingulado anterior
(2010-09) Belchior, Hindiael; Barbosa, Flávio Freitas; Lemos, Nelson; Silva, Regina; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes
Diversos estudos sugerem o envolvimento do hipocampo e do córtex cingulado anterior na aquisição de memórias episódicas. No entanto, pouco se sabe sobre o modo como estruturas codificam informações complexas acerca do contexto de um ambiente. O objetivo deste trabalho é avaliar como neurônios dessas estruturas respondem durante a exploração de dois conjuntos de objetos em uma arena familiar. Duas matrizes de microeletrodos foram cirurgicamente implantadas para registros crônicos da atividade de neurônios isolados e do potencial de campo local na sub-região CA1 do hipocampo dorsal direito e bilateralmente no córtex cingulado anterior de um rato Wistar macho (~300g). Após 10 dias de recuperação, o animal foi submetido a duas sessões de 10 minutos de exploração de um campo aberto circular intervaladas por 90 minutos numa caixa de dormir à qual o animal estava previamente habituado. No dia seguinte, quatro cópias do objeto A foram introduzidas no campo para a exploração da primeira sessão. Após 90 minutos na caixa de dormir, o animal foi re-exposto ao campo com quatro cópias do objeto B, das quais duas foram colocadas nos mesmos locais dos objetos A na primeira sessão de exploração. O comportamento foi continuamente monitorado por um sistema de vídeo que sincroniza a posição do animal ao registro de dados neurais. A atividade de 37 neurônios foi registrada em cada sessão experimental, dos quais 14 foram hipocampais e 23 corticais. Observamos um neurônio hipocampal que aumenta a taxa de disparos apenas para o objeto A em uma posição específica, o qual denominamos ‘neurônio item-posição’ (teste t; p<0,05). Este mesmo neurônio não responde a objetos A posicionados em diferentes locais, nem a um objeto B na posição onde estava A. Além disso, verificamos que o neurônio item-posição é fortemente modulado por oscilações teta hipocampais (6-10 Hz; teste de Rayleigh, p<0,01). Como esperado, os neurônios corticais não codificaram as diferentes localizações dos objetos. Por outro lado, ao compararmos diferentes itens (AxB) localizados em uma mesma posição entre as sessões, observamos que três neurônios hipocampais e dois neurônios corticais apresentaram diferenças de taxa de disparo de acordo com a identidade do objeto. Contudo, verificamos que os neurônios que codificam apenas a identidade do objeto não sofreram modulação por oscilações teta. Nossos resultados preliminares sugerem que o hipocampo e o córtex cingulado anterior estão envolvidos na formação de memórias episódicas e na identificação de objetos. Regidos por oscilações teta, neurônios hipocampais codificam identidade e posição do objeto. Além disso, tanto neurônios hipocampais como corticais codificam a identidade dos objetos. Assim, mesmo durante breves exposições a diferentes conjuntos de objetos, neurônios do hipocampo dorsal e cingulado anterior codificam respectivamente o local e a identidade de objetos em um campo aberto.
Aspectos comportamentais da modulação do sistema dopaminérgico na memória de reconhecimento em objetos em camundongos
(2010-09) França, Arthur Sérgio Cavalcanti de; Soares, Bruno Lobão; Muratori, Larissa; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Nicolelis, Miguel Angelo Laporta
Vias importantes do neurotransmissor dopamina estão relacionadas ao sono e à consolidação de memórias. No presente trabalho, estudou-se aspectos comportamentais da consolidação da memória em camundongos heterozigotos (Hz, n=14) para o gene que codifica a proteína transportadora de dopamina (DAT), que apresentam níveis basais de dopamina ligeiramente aumentados e camundongos selvagens (n=72) sob o efeito do antagonista de dopamina D2 haloperidol (HALO). De acordo com estudos preliminares do grupo, Halo (0.3 mg/kg i.p), reduz drasticamente a quantidade de sono REM nas primeiras quatro horas após a aplicação. Nossas hipóteses aqui é a de que esta inibição de sono REM esteja relacionada com o impedimento da consolidação de memórias, de forma semelhante em animais jovens e idosos, e que também o aumento basal de DA em Hz seria capaz de reduzir sua capacidade mnemônica, independentemente do uso de HALO. Para isso, consideramos os seguintes grupos: animais jovens (2-6 meses), idosos (com idade de 7 a 14 meses) e Hz (adultos jovens). Cada grupo recebeu HALO (0,3 mg/kg) ou veículo, logo após a exposição ao teste de preferência por objetos novos (TPON), realizado no período matutino e noturno.O teste se baseia na característica natural dos roedores de exploração de ambientes novos, portanto ao apresentar objetos novos os animais tendem a explorar significativamente mais os objetos novos em relação aos previamente expostos. Houve aumento da preferência por novos objetos na comparação (teste t) no grupo selvagem jovem (veículo, 2,503 ± 0,1969 x tratado 1,512 ± 0,1141; p = 0,0007) , bem como no grupo selvagem idoso (veículo 2,909 ± 0,5655 x tratado 1,345 ± 0,1558; p = 0,0184) em testes realizados durante o período diurno. Houve também diferença na comparação entre os grupos veículo de Hz e jovens selvagens (1,077 ± 0,1046 x 2,503 ± 0,1969 respectivamente, p < 0,0001) e os grupos tratado de Hz e Jovens selvagens (0,9671 ± 0,1251 x 1,512 ± 0,1141 respectivamente, p = 0,0067). Esses dados indicam que a tanto a inibição de atividade de dopamina via receptor D2, como também níveis basais aumentados desse neurotransmissor, são capazes de provocar déficits na consolidação de memória em camundongos jovens de uma forma similar, e que animais idosos têm, a despeito da idade, o mesmo grau de comprometimento causado pela injeção da droga que os animais jovens. Acreditamos também que haja uma estreita relação na regulação dopaminérgica relacionada à manutenção do sono REM e consolidação de memórias.
Processamento metamodal no córtex sensorial primario de ratos
(2010-09) Caixeta, Fábio Viegas; Belchior, Hindiael; Laplagne, Diego Andrés; Freire, Marco; Nicolelis, Miguel; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes
O modelo de processamento sensorial mais aceito atualmente afirma que os sentidos são processados em paralelo, e que a atividade de córtices sensoriais específicos define a modalidade sensória percebida subjetivamente. Neste trabalho investigamos se neurônios nos córtices primários visual (V1) e somestésico (S1) podem responder a estímulos das modalidades sensoriais cruzadas. Seis ratos machos adultos da linhagem Long-Evans receberam implantes crônicos de múltiplos eletrodos para registro simultâneo de disparos de potencial de ação de neurônios individuais e de potenciais de campo local nos córtices V1 e S1. A posição dos eletrodos foi confirmada por análise histológica (coloração de Nissl e citocromo oxidase). Quatro ratos foram submetidos a uma sessão de estimulação visual sob anestesia (104 neurônios registrados em V1 e 143 em S1), e três ratos foram submetidos a uma sessão de estimulação tátil sob anestesia(61 neurônios registrados em V1 e 136 em S1). Durante a estimulação visual, 87% dos neurônios de V1 foram responsivos, enquanto 82% dos neurônios de S1 responderam à estimulação tátil. Nos mesmos registros,encontramos 23% dos neurônios de V1 responsivos a estímulos táteis e 22% dos neurônios de S1 responsivos a estímulos visuais. Analisando o potencial de campo local, encontramos um potencial de campo evocado em ambos os córtices com latência semelhante ao pico de disparo dos neurônios registrados, sendo a amplitude dessa resposta ~50% maior nos córtices isomodais. Nossos dados corroboram uma crescente série de evidências que indica a presença de processamento metamodal nos córtices sensoriais primários, o que desafia o paradigma do processamento sensorial unimodal e sugere a necessidade de uma reinterpretação do modelo de hierarquia cortical atualmente aceito.
Aspectos comportamentais da modulação do sistema dopaminérgico na memória de reconhecimento em objetos em camundongos
(2010-09) França, Arthur Sérgio Cavalcanti de; Soares, Bruno Lobão; Muratori, Larissa; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Nicolelis, Miguel Angelo Laporta
Vias importantes do neurotransmissor dopamina estão relacionadas ao sono e à consolidação de memórias. No presente trabalho, estudou-se aspectos comportamentais da consolidação da memória em camundongos eterozigotos (Hz, n=14) para o gene que codifica a proteína transportadora de dopamina (DAT), que apresentam níveis basais de dopamina ligeiramente aumentados e camundongos selvagens (n=72) sob o efeito do antagonista de dopamina D2 haloperidol (HALO). De acordo com estudos preliminares do grupo, Halo (0.3 mg/kg i.p), reduz drasticamente a quantidade de sono REM nas primeiras quatro horas após a aplicação. Nossas hipóteses aqui é a de que esta inibição de sono REM esteja relacionada com o impedimento da consolidação de memórias, de forma semelhante em animais jovens e idosos, e que também o aumento basal de DA em Hz seria capaz de reduzir sua capacidade mnemônica, independentemente do uso de HALO. Para isso, consideramos os seguintes grupos: animais jovens (2-6 meses), idosos (com idade de 7 a 14 meses) e Hz (adultos jovens). Cada grupo recebeu HALO (0,3 mg/kg) ou veículo, logo após a exposição ao teste de preferência por objetos novos (TPON), realizado no período matutino e noturno.O teste se baseia na característica natural dos roedores de exploração de ambientes novos, portanto ao apresentar objetos novos os animais tendem a explorar significativamente mais os objetos novos em relação aos previamente expostos. Houve aumento da preferência por novos objetos na comparação (teste t) no grupo selvagem jovem (veículo, 2,503 ± 0,1969 x tratado 1,512 ± 0,1141; p = 0,0007) , bem como no grupo selvagem idoso (veículo 2,909 ± 0,5655 x tratado 1,345 ± 0,1558; p = 0,0184) em testes realizados durante o período diurno. Houve também diferença na comparação entre os grupos veículo de Hz e jovens selvagens (1,077 ± 0,1046 x 2,503 ± 0,1969 respectivamente, p < 0,0001) e os grupos tratado de Hz e Jovens selvagens (0,9671 ± 0,1251 x 1,512 ± 0,1141 respectivamente, p = 0,0067). Esses dados indicam que a tanto a inibição de atividade de dopamina via receptor D2, como também níveis basais aumentados desse neurotransmissor, são capazes de provocar déficits na consolidação de memória em camundongos jovens de uma forma similar, e que animais idosos têm, a despeito da idade, o mesmo grau de comprometimento causado pela injeção da droga que os animais jovens. Acreditamos também que haja uma estreita relação na regulação dopaminérgica relacionada à manutenção do sono REM e consolidação de memórias.
Regulação emocional pela atenção: novas evidência em neuroimagem
(2010-09) Sanchez, Tiago Arruda; Mocaiber, Izabela; Erthal, Fátima Smith; Joffily, Mateus; Volchan, Eliane; Araújo, Dráulio Barros de; Fortes, Mirtes Garcia Pereira; Oliveira, Leticia de
Objetivo: Apesar das evidências a favor da automaticidade no processamento de estímulos aversivos, especialmente na amígdala, a sua resposta parece ser dependente da disponibilidade de recursos atentivos. Dessa forma, a atenção pode atuar como um mecanismo de regulação emocional, importante para a compreensão de uma série de distúrbios psiquiátricos em que este mecanismo está prejudicado. Nesse estudo, investigamos o processo do regulação emocional pela atenção com estímulos altamente aversivos. Métodos: Imagens funcionais por ressonância magnética foram adquiridas de 22 voluntários saudáveis (12 homens; 19-37 anos, média de 26,3 anos) enquanto figuras neutras ou aversivas (corpos mutilados do International Afective Picture System – IAPS), eram apresentadas enquanto eles realizavam três tarefas diferentes, em que a atenção era manipulada. As imagens foram apresentadas no centro do campo visual, enquanto apareciam duas barras, uma de cada lado da figura. As três tarefas atentivas correspondiam a reconhecer: (1) a valência emocional da figura, (2) a semelhança na orientação das duas barras com diferenças de 0o ou 90o (tarefa fácil) e (3) a semelhança das mesmas com diferença de 0o ou apenas 6o (tarefa muito difícil). Resultados: Nas análises de regiões de interesse (ROIs) observamos um padrão de regulação emocional, com diminuição da amplitude do sinal BOLD estimado, nas regiões da amígdala, ínsula anterior, cíngulo posterior e córtex pré-frontal medial, ventrolateral e orbitofrontal na tarefa fácil. Já na tarefa difícil, esse comportamento se manteve, com exceção do sinal da ínsula e do orbitofrontal, que voltou a subir, talvez, por um efeito de estresse. Verificamos uma maior amplitude do sinal BOLD na região dos córtices pré-frontal dorsolateral, parietal superior e área motora suplementar quando a atenção foi alocada para as tarefas de barras, supostamente, por um efeito da demandava maior atenção. Conclusões: Nestes resultados, todo um conjunto de estruturas envolvidas no processamento emocional foi regulado pela manipulação da atenção nas tarefas. Estas evidências indicam que, mesmo para estímulos extremamente negativos, a disponibilidade de recursos de atenção e, talvez, mecanismos inibitórios de controle cognitivos sobre a amígdala sejam fatores condicionantes da resposta emocional.
Modelando a atividade conectiva de uma população de neurônios: a Rede de Funcionalidade Neuronal
(2010-09) Corso, Gilberto; Miranda, José Garcia Vivas; Silva, Bruno B. M.; Vasconcelos, Nivaldo; Nicolelis, Miguel A. L.; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes
O conjunto de dados sobre para o qual se constrói o modelo aqui exposto é o seguinte: séries temporais de disparos de uma população de neurônios. Os dados são provenientes de ratos com matrizes de eletrodos implantados permanentemente em seu cérebro e registros extracelulares contínuos de atividade elétrica enquanto o animal anda, come, dorme e explora novos objetos. As séries temporais utilizadas se referem a potenciais de ação neuronais (disparos). Os disparos na série foram binados para um tamanho de bin conveniente. A partir das series temporais construímos, para uma dada janela de tempo, a rede de funcionalidade neuronal (RFN). Esta rede é intrinsecamente dinâmica, mas antes de discorrermos sobre ela vamos explicá-la com cuidado. Uma rede é um objeto matemático definido por dois conjuntos: um conjunto de vértices e outro de ligações. A RFN tem como vértices os próprios neurônios da população neuronal e as ligações entre dois neurônios quaisquer se estabelecem cada vez que a correlação entre estes neurônios extrapola dado nível de significância. Foram analisados neste trabalho três variáveis: o tamanho do bin, o tamanho da janela e o nível de significância da correlação. Os experimentos computacionais mostram estabilidade da rede frente a variações destes parâmetros. O principal resultado até o momento indica uma presença marcante de pólos (neurônios muito conectados) na rede e uma distribuição de conectividade da rede muito distante do modelo nulo que é a rede aleatória. No contexto da física estatística, esta rede se parece a uma rede livre de escala. O uso deste construto matemático é promissor, pois ele pode se tornar um eficiente método de identificação de estados de funcionalidade conectiva de uma população de neurônios. De fato, podemos pensar que a tarefa de reconhecer padrões de aprendizado e reencontrá-los ao longo do tempo, através de estados de sono ou vigília, possa ser facilitada com esta técnica. Temos isto em mente porque a RFN é uma sutil sofisticação da matriz de correlação, que é hoje a principal ferramenta usada na tarefa de reconhecer padrões de memória a partir de um conjunto de series temporais de disparo de uma população de neurônios.
Spindle-related phosphorylation of calcium-calmoduline kinase II in the rat hippocampus during REM sleep
(2011-08) Pereira, C. M.; Cota, V. R.; Dias, G.; Souza, A.; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Santos, S.
Objectives: This work had two aims: 1) To investigate how the sleep-wake cycle affects the phosphorylation levels of Ca(2+)/calmodulin- dependent protein kinase II (CaMKII), which plays a key role in memory consolidation and Zif268/Arc transcription; and 2) to investigate the relationship between spindle features and CaMKII phosphorylation levels. Methods and Results: Young adult male rats (n=24) were implanted with electrodes for chronic recordings of local field potentials in the dentate gyrus and cerebral cortex, to identify WK, SWS and REM (J Neurosci 24(49): 11137-11147, 2004). Experimental animals were allowed to explore 4 novel objects introduced in the recording box for 10 minutes as previously described (PLoS Biol 2(1): E24, 2004), while controls were unexposed to novel stimuli. The animals were then kept awake for 3 hours, to avoid detecting CaMKII phosphorylation directly related to the exploration of novel objects. Animals were then allowed to sleep and were decapitated immediately after entering SWS (at least 10 minutes) or REM (at least 2 minutes). Animals in the WK group had an additional 10 minutes of sleep deprivation before killing. The brains were quickly removed and the left hemispheres were frozen for immuhistochemistry assays, while the right hemispheres were used for protein extraction and immunoblots. Global phosphorylation levels of CaMKIIα (Thr286) assessed in immunoblots revealed a significant decrease in CaMKIIα activation during REM in rats exposed to novel objects, in comparison to WK. As expected, no statistically significant differences occurred in controls. Immunohistochemistry used to investigate CaMKII activation in three specific hippocampal regions (dentate gyrus, CA3 and CA1) revealed significant differences in animals exposed to novel objects: CamKII phosphorylation decreased from WK to SWS in the hippocampal cell layers analyzed, but there was a significant increase from SWS to REM. Controls displayed no significant differences. Novel experience was concomitant in our dataset with an increase in spindle density, which was strongly correlated with CAMKII phosphorylation levels in the REM group, but not in the WK or SWS groups. Conclusions: Our results suggest that experience-dependent changes in the density of spindles during SWS and/or intermediate sleep before REM determine subsequent levels of CAMKII phosphorylation in local hippocampal circuits, when assessed immediately after REM. A similar relationship relates spindle power and Zif-268 mRNA expression 30 minutes after REM (Frontiers in Neuroscience 1: 43-55, 2007), suggesting a causal chain linking spindles, CAMKII phosphorylation and zif-268 expression.
Effects of chronic caffeine on episodic-like mrmory tasks in rats
(2011-08) Macêdo, P.T.; Barbosa, F.F.; Santos, J.R.; Medeiros, A.M.; Ribeiro, A.M.; Costa, Marcos Romualdo; Silva, R.H
Objectives: Caffeine is a mild stimulant of the central nervous system and improves memory, particularly at low doses. Caffeine can improve cognitive function through antagonism of adenosine receptors, which induces the release of acetylcholine, or even the induction of synaptic changes, due to prolonged use (Nature 31-39; 361, 1993; Ann. Rev. Neurosci. 149; 21, 1998). Recently, caffeine administration has also been associated with changes in the rate of neurogenesis in adult rodents hippocampi (Neurophamacol. 1-7; 30, 2009), what could affect memory and learning (Science 325, 210-213, 2009). In this study, we investigated the effects of treatment with low and high doses of caffeine on two episodic-like memory tasks, which have been shown to be hippocampal- dependent (Behav. Brain Res. 1-8; 300, 2009; Hippocampus 955-964; 18, 2008). Methods and Results: Eighteen three-month-old male Wistar rats (200 - 350g) were treated i.p. with saline, 15 or 30 mg/kg caffeine once a day for 45 days, and episodic-like memory behavioral tasks were started on the 29th and 41th days of treatment, respectively. The first one recollects what-when and what-where aspects of memory. The rats were exposed to four copies of an object on the first trial and then to a second sample of four copies of a new object on the second trial (after 1 h interval). The objects were placed on different positions on two trials. In the test, after 24h, the animals were exposed to two objects from each sample trial, located on the same position as before, except for one copy of the first sample (displaced old object). The second task consists of three 5-min-trials with 3-min-intervals between them in which the animal is exposed to the same object located in different positions in each trial. In the test trial, after 30 min, two copies of the object are presented (one of them in the same position as the first sample and the other in the same position as the third sample trial. Test trial is performed upon two conditions: high and low interference, with the two copies of the object distant 42 or 84 cm apart, respectively.Our results showed that in the first task rats treated with saline failed to present increased exploration of old objects (mean ± SE: 0.43 ± 0.11) compared to recent ones (0.57 ± 0.11), while rats treated with caffeine (15 mg/kg) explored more the old (0.77 ± 0.09) compared to recent objects (0.24 ± 0.09, paired samples t-test, p = 0.033). However there were no differences between exploration rate of displaced and non-displaced objects, in any of the groups. In the second task, under high interference condition, there was no difference in the exploration time of the first object compared to the third object in both control (2.72 ± 1.79; 4.72 ± 3.76) and caffeine 15 mg/kg (4.23 ± 1.99; 2.63 ± 1.04) groups. However, the caffeine 30 mg/kg group explored more the first (11.08 ± 3.79) object than the third one (4.68 ± 1.95; ANOVA and Bonferroni post-hoc, p = 0.050) Conclusions: Our results suggest that chronic caffeine administration improves temporal aspects of episodic-like memory in object recognition tasks. It should be noted that caffeine, even at high doses could improve memory on conditions of greater difficulty.
Geometric ratio perception and preference among objects in rats
(2011-08) Pessoa, J. A.; Winnie, J.; Ribeiro, Sidarta Tollendal Gomes; Vasconcelos, N.; Nascimento, G.; Lobão-Soares, B.
Objectives: The novel object preference test (NOPT) has been, in the last years, standardized for tasks in rodents as a behavioral parameter for evaluation of memory consolidation and also for evaluation of exploration preference among different objects presented at the same time. The geometric patterns of this preference are poorly understood and vary considering different species. In humans, it is known that body proportions close to gold ratio (1.618) are considered “aesthetic”. Considering fMRI studies, it is possible to observe differential signal activation of limbic areas in the human insula when individuals have visual contact with body segments with golden ratio. Nevertheless, as far as we know, no other geometric object preference study was performed in other species. The aim of this work was to evaluate in rats a possible exploration preference considering tripartite objects made with discrete variations of its proportions, and if they could disclose preference for same material made, but unfamiliar (new) objects when presented 24 hours after the first exposition. Methods and Results: On the first day, five male Wistar adult rats were placed in an open field arena with three steel objects composed by three stacked balls whose diameter follows three different ratios (1.2; 1.618/gold ratio; 1.8), placed at equidistant points. Twenty four hours after, these animals were exposed to the same objects of the first task, together with three new steel cylindrical objects (same proportions, height and size of the ball objects). Images were processed with any-maze behavior analysis software and time of object exploration was counted within each animal. ANOVA with Tukey´s post hoc test was performed for preference and memory tests, and p set at 0.05. On the first day, we found a huge object preference (p= 0.01) related to the 1.8 proportion balls (140.5 SD 36.09), when compared to both 1.618 (21.44 SD 8.91) and 1.2 ball (30.9 SD 19.58) composed objects. Surprisingly, on the second day the exploration time was similar in both familiar and unfamiliar objects, revealing no novel object preference in this case. Also, in the second exposition, they did not disclose any preference by a specific proportion, as they did in the first day for 1.8 balls, considering both ball and cylindrical objects (all p values > 0.05). Conclusions: We might expect a possible existence of an innate and species-specific pattern of aesthetic preference in rodents considering geometric evaluation of different proportions. Also, that only variation of proportions (not material variation of objects) may be not sufficient for studying memory consolidation in the NOPT. Finally, that when exposed to many objects, these animals may lose the preference for some exploration pattern related to a specific geometric proportion.
Intrahippocampal aniracetam does not prevent contextual fear conditioning deficit induced by sleep deprivation
(2011-08) Dubiela, F. P.; Queiroz, Claudio Marcos Teixeira de; Soares, J. C. K.; Tufik, S.; Hipólide, D. C.
Objectives: The present work addressed whether deficits in fear conditioning (FC) performance observed after sleep deprivation (SD) (Behav Brain Res. 129:171, 2002) are dependent on AMPA receptor function and therefore could be prevent by local administration of the ampakine aniracetam. Methods and Results: Under deep anesthesia, stainless steel guide cannulae were bilaterally implanted in the dorsal hippocampal CA1 region of 3-month old male Wistar rats (250-300 g). After one week of recovery, animals were sleep deprived for 96 h by the modified multiple platform method (SD condition). Control animals remained in their home cages and were allowed to sleep ad lib. (CC condition). At the end of the sleep deprivation procedure, animals received bilateral infusions of vehicle, 0.1 or 1.0 M of aniracetam (1 µL) 15 min before the contextual fear conditioning training session. The behavioral paradigm consisted of 5 tone-shock pairings (60dB/5s, 0.6mA/1s) applied at intervals of 30 s. Twenty-four hours later, animals were exposed to a contextual FC test in the same environment where the FC training took place, followed by a tone FC test in a different apparatus where 5 tones were presented. Freezing behavior, defined as time spent in complete immobility, was recorded during all FC sessions and expressed as mean freezing duration / minute. Animals were divided into 6 groups (N=7-10), accordingly to the sleep deprivation procedure (CC, SD) and treatment (vehicle, aniracetam 0.1 M and 1.0 M). Contextual FC test: an one-way ANOVA indicated significant effect of group (p<0.05). Duncan post hoc analyses revealed that SD groups (SD vh: 8.0±2.4; SD ani 0.1M: 4.3±2.2; SD ani 1.0M: 7.9±4.6) displayed less freezing response in comparison to CC groups (CC vh: 31.3±2.7; CC ani 0.1M: 21.5±5.0; CC ani 1.0M: 31.9±3.9) (p<0.05) (values are mean±SEM in seconds). Tone FC test: A two-way repeated measures ANOVA indicated no significant main effects of group (p=0.10), a significant effect of minute (p<0.05), and no significant interaction between them (p=0.80). Duncan post hoc analyses revealed that all groups displayed an increased freezing response after the tone presentation (before tone: CC vh: 10.4±2.4; CC ani 0.1M: 8.0±1.6; CC ani 1.0M: 7.4±1.8; SD vh: 5.3±1.9; SD ani 0.1M: 2.7±1.8; SD ani 1.0M: 6.8±2.1; after tone: CC vh: 48.3±4.9; CC ani 0.1M: 47.3±3.5; CC ani 1.0M: 39.4±5.7; SD vh: 35.1±7.8; SD ani 0.1M: 35.5±6.9; SD ani 1.0M: 35.9±5.3) (p<0.05) (values are mean±SEM in seconds). Conclusions: Based on previous evidence showing a promnesic effects of aniracetam on the fear conditioning task (Brain Res. 768:197, 1997), we sought to verify whether intrahippocampal treatment with this drug could prevent learning deficits induced by sleep deprivation. Contrary to our hypothesis, aniracetam treatment did not affect fear conditioning performance of sleep deprived animals. This lack of effect might be due to hippocampal AMPA receptor downregulation after sleep deprivation.

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