Caracterização eletrofisiológica das oscilações delta e teta do hipocampo dorsal de ratos durante locomoção em esteira
dc.contributor.advisor | Soares, Bruno Lobão | |
dc.contributor.advisor-co1 | Belchior, Hindiael Aeraf | |
dc.contributor.advisor-co1ID | pt_BR | |
dc.contributor.advisorID | pt_BR | |
dc.contributor.author | Furtunato, Alan Michel Bezerra | |
dc.contributor.authorID | pt_BR | |
dc.contributor.referees1 | Aguiar, Cleiton Lopes | |
dc.contributor.referees1ID | pt_BR | |
dc.contributor.referees2 | Elsangedy, Hassan Mohamed | |
dc.contributor.referees2ID | pt_BR | |
dc.date.accessioned | 2020-09-08T18:18:48Z | |
dc.date.available | 2020-09-08T18:18:48Z | |
dc.date.issued | 2020-06-09 | |
dc.description.abstract | The hippocampal theta rhythm (6-10 Hz) has been extensively studied since the 1950’s. These researches have shown that the theta rhythm is involved with cognitive functions, sensorymotor integration, paradoxical sleep and locomotion. As reported by many works, power and frequency variations of hippocampal theta oscillations are associated with the speed of locomotion and with the intensity of execution of a motor program. At the same time, the delta rhythm (0.5-4 Hz) is commonly observed on the slow-wave sleep, inactivity behaviors and anesthesia. These slow frequency oscillations allow the exchange of information between neuronal assemblies across distant brain areas, and both the theta and delta rhythms are largely present in multiple cortical and subcortical regions. In the rat hippocampus, these oscillations occur in an antagonistic way and are classically used to define the active and inactive hippocampus. Being the delta rhythm characteristic of the inactive estate, during the slw wave sleep and awareness immobility; And the theta rhythm characteristic of the active hippocampus, occurring on REM sleep e mainly, during locomotion. In this way, the delta and theta coexistence on the rat hippocampus was not studied along the literature, and the theta/delta ratio is commonly used to define active and inactive periods on especial tasks. However, from an indication found in the literature, in the present work, we studied the dynamics of theta and delta oscillations in the CA1 area of the dorsal hippocampus of rodents through two distinct locomotion protocols on treadmill. In the first manuscript, we took data from the electrophysiological recordings from 3 long-evans male rats submitted to 11 sessions (n=11) of 35 runnings of 15 s at the constant speed of 30 cm/s on a treadmill. The analysis showed, respectively, an increase and a decrease of the delta and theta power across the 35 runnings. Beyond that, an increase of the interhemispheric phase coherence occurred in the delta band, without significant coherence variations in the theta band. Thus, we suggest that variations in power and frequency of the theta and delta oscillations may be associated with dynamic changes in the hippocampal network necessary to maintenance of the running exercise, not simply associated to the speed. Next, on the second manuscript, we recorded electrophysiological signalsfrom the CA1 area of the dorsal hippocampus of 6 male wistarrats on 22 sessions (n=22) of 48 bouts of 20 s long, escalated on a sequence of 8 blocks of 6 runs of which: 3 runs on constant acceleration ratios (1, 1.5 and 2 cm/s²) and 3 runs on constant speeds (20, 30, 40 cm/s). On the runnings with the highest acceleration ratios (1.5 and 2 cm/s²) and on the highest constant speed runnings (30 and 40 cm/s²) the power and frequency of the delta oscillations were higher than the runnings at the slower acceleration ratio (1 cm/s²) and the slower constant speed running (20 cm/s). As the delta oscillations, theta oscillations showed an increase in power on the highest acceleration ratios and constant speed runnings. Meanwhile, the theta frequency did not show significant differences according to the speed and acceleration increase. Through these observations, we concluded that higher locomotion speeds promote an increase in the power of the delta and theta oscillations, as well as an increase in the frequency of delta oscillations. We thus found that theta and delta oscillations can coexist in the hippocampus of rats during stationary running. Together, our results corroborate previous evidence of the association between the power of the hippocampal theta rhythm and the speed of locomotion and further demonstrate for the first time that the hippocampal delta oscillations are modulated by the speed of locomotion. However, further studies are needed to clarify the role of the hippocampal delta rhythm during the execution of locomotion protocols. | pt_BR |
dc.description.resumo | A oscilação hipocampal no ritmo teta (6-10 Hz) foi extensivamente estudada em pesquisas desenvolvidas desde os anos 1950. Nestas pesquisas, foi constatado que o ritmo teta está implicado em funções cognitivas, na integração sensório-motora, no sono paradoxal e na locomoção. Como reportam muitos trabalhos, variações da potência a frequência das oscilações teta hipocampais estão associadas com a velocidade de locomoção e intensidade de execução de programas motores. Paralelamente, o ritmo delta (0,5-4 Hz) é normalmente observado durante o sono de ondas lentas, períodos de inatividade na vigília e estados de anestesia. Acredita-se que estes ritmos oscilatórios de baixa frequência permitam a troca de informações entre assembleias de neurônios localizados em regiões distantes do encéfalo e, tanto o ritmo teta como o ritmo delta ocorrem em múltiplas regiões corticais e subcorticais. No hipocampo, estas oscilações ocorrem de forma antagônica, sendo classicamente utilizadas para a definição de estados ativos e inativos do hipocampo. Sendo o ritmo delta característico do estado inativo, visto sua ocorrência durante o sono de ondas lentas e períodos de imobilidade durante a vigília; E o ritmo teta característico do estado ativo do hipocampo, dada sua ocorrência durante o sono paradoxal e sobretudo, durante a locomoção. Dessa forma, a coexistência destes ritmos oscilatórios no hipocampo não é observada ao longo da literatura e ainda, a razão teta/delta é comumente utilizado para definir períodos de inatividade e atividade durante tarefas de exploração espacial. Entretanto, a partir de um indício encontrado na literatura, na presente dissertação, estudamos a dinâmica das oscilações teta e delta na área CA1 do hipocampo dorsal de roedores por meio de dois protocolos distintos de locomoção em esteira. No primeiro manuscrito, realizamos o registro eletrofisiológico de 3 ratos machos da linhagem long-evans submetidos a 11 sessões (n=11) de 35 corridas com duração de 15 segundos a uma velocidade constante de 30 cm/s em uma esteira colocada no centro de um aparato. A análise dos resultados mostrou, respectivamente, aumento e diminuição da potência das oscilações delta e teta no decorrer das 35 corridas. Além disso, detectamos que houve um aumento da coerência interhemisférica das oscilações na banda delta sem alterações de coerência na banda teta. Dessa forma é sugerido que estas variações de potência e frequência das bandas teta e delta podem estar associadas a mudanças dinâmicas da rede hipocampal necessárias para a manutenção do exercício de corrida, não simplesmente a velocidade. A seguir, no segundo manuscrito, realizamos registros eletrofisiológicos da área CA1 do hipocampo dorsal em 6 ratos machos da linhagem wistar ao longo de 22 sessões (n=22) de 48 corridas de 20 segundos de duração escalonadas em uma sequência de 8 blocos de 6 corridas, das quais: 3 corridas em taxas de aceleração constantes (1, 1,5 e 2 cm/s²) e 3 em velocidades constantes (20, 30 e 40 cm/s). Nas corridas de maior taxa de aceleração (1,5 e 2 cm/s²) e nas corridas de velocidades constantes mais altas (30 e 40 cm/s) a potência e a frequência do ritmo delta foi maior que nas corridas de taxa de aceleração menor (1 cm/s²). As oscilações teta também apresentaram um aumento de potência nas corridas de velocidades constantes mais altas (30 e 40 cm/s), assim como nas corridas de maiores taxas de aceleração (1,5 e 2 cm/s²). Entretanto, a frequência da oscilação teta não apresentou diferenças significativas conforme o aumento da velocidade e da aceleração. Por meio dessas observações, concluímos que maiores velocidades de locomoção promovem o aumento da potência das oscilações delta e teta, assim como o aumento da frequência das oscilações delta na região hipocampal de CA1. Verificamos assim que as oscilações teta e delta podem coexistir no hipocampo de ratos durante corrida estacionária. Em conjunto, nossos resultados corroboram evidências prévias da associação da potência no ritmo teta hipocampal com a velocidade de locomoção e demonstram pela primeira vez que as oscilações delta hipocampais são moduladas pela velocidade de locomoção. Entretanto, mais estudos são necessários para esclarecer o papel do ritmo delta hipocampal durante a execução de protocolos de locomoção estacionária. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.identifier.citation | FURTUNATO, Alan Michel Bezerra. Caracterização eletrofisiológica das oscilações delta e teta do hipocampo dorsal de ratos durante locomoção em esteira. 2020. 165f. Dissertação (Mestrado em Psicobiologia) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29966 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Hipocampo | pt_BR |
dc.subject | Locomoção | pt_BR |
dc.subject | Oscilações | pt_BR |
dc.subject | Delta | pt_BR |
dc.subject | Teta | pt_BR |
dc.title | Caracterização eletrofisiológica das oscilações delta e teta do hipocampo dorsal de ratos durante locomoção em esteira | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
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