Estudo do potencial de campo local do hipocampo de ratos associado a corrida em esteira e ao efeito do exercício sobre o sono REM

dc.contributor.advisorSoares, Bruno Lobão
dc.contributor.advisor-co1Belchior, Hindiael Aerafpt_BR
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-6898-3985
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2815729240392635
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-4564-2288
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3124118595692286
dc.contributor.authorFurtunato, Alan Michel Bezerrapt_BR
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6383-0608
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6156382699121472
dc.contributor.referees1Barbosa, Flávio Freitas
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2758-9591
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3611261597113820
dc.contributor.referees2Corso, Gilbertopt_BR
dc.contributor.referees2IDhttps://orcid.org/0000-0003-1748-4040
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0274040885278760
dc.contributor.referees3Lima, Gustavo Zampier dos Santos
dc.contributor.referees3IDhttps://orcid.org/0000-0002-4462-0522
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6484225572798302
dc.contributor.referees4Santos, Vitor Lopes dos
dc.date.accessioned2025-07-22T22:47:16Z
dc.date.available2025-07-22T22:47:16Z
dc.date.issued2025-04-04
dc.description.abstractIn this thesis, we aim to study how instantaneous velocity and acceleration during treadmill running modulate hippocampal theta oscillations. Additionally, we investigate the effects of a training protocol on REM sleep and its tonic and phasic subdivisions. In the first chapter of this thesis we present a manuscript in preparation in which we examine the effect of treadmill locomotion speed on the frequency and power of the hippocampal theta rhythm. This work contributes to an ongoing debate regarding the relationship between hippocampal theta power and frequency with acceleration and instantaneous velocity, as discussed in previous studies such as Kropff et al. (2021) and Kennedy et al. (2022). To this end, bilateral electrode arrays were implanted in five adult male Wistar rats, allowing the recording of local field potentials (LFP) in the dorsal hippocampus during running at three different acceleration rates and three distinct speeds. In this chapter, we conclude that the transition from a stationary state to ambulatory movement leads to a sustained increase in power and a transient increase in the frequency of the hippocampal theta rhythm. Furthermore, we found that instantaneous velocity, rather than acceleration, determines the frequency of the hippocampal theta rhythm. In the second chapter, we evaluate the effects of treadmill running training on hippocampal theta and gamma rhythms during REM sleep. We used electrode arrays to record LFP in the hippocampus and left frontal cortex of eight Wistar rats during sleep over a 12-hour light phase, both before and after a 28-day exercise protocol. We observed that the exercise protocol resulted in a significant reduction in total REM sleep time and in the global LFP power (0-110 Hz) in the CA1 region of the hippocampus during phasic REM sleep. To date, we have not identified previous studies addressing the effects of physical exercise on hippocampal oscillatory rhythms during tonic (4-10 Hz) or phasic (6-12 Hz) REM sleep. Additionally, we found that theta power during phasic REM sleep showed significant correlations with total phasic REM sleep time, as well as with the number and average duration of phasic REM sleep events, but only after the 28-day training period. Together, our results demonstrate the impact of velocity and acceleration on the spectral characteristics of the theta rhythm, as well as the effects of intense physical exercise on theta rhythm during REM sleep and its tonic and phasic subdivisions. These findings support previous studies linking hippocampal theta rhythm to locomotion speed and expand our understanding of the influence of physical exercise on theta rhythm during REM sleep.
dc.description.resumoNa presente tese buscamos estudar como a velocidade instantânea e a aceleração durante exercício físico de corrida em esteira modulam as oscilações teta do hipocampo e ainda, investigamos o efeito de um protocolo de treinamento sobre o sono REM e suas subdivisões tônica e fásica. No primeiro capítulo desta tese apresentamos um manuscrito em preparação no qual investigamos o efeito da velocidade de locomoção em esteira sobre a frequência e a potência do ritmo teta no hipocampo. Este trabalho insere-se no contexto de um debate ainda atual sobre a relação entre a potência e a frequência do ritmo teta hipocampal com a aceleração e a velocidade instantânea, conforme discutido em estudos prévios como Kropff et al. (2021) e Kennedy et al. (2022). Para isso, foram implantadas matrizes bilaterais de eletrodos em cinco ratos machos Wistar adultos, permitindo o registro do potencial de campo local (LFP) no hipocampo dorsal durante corridas sob 3 taxas de aceleração e 3 velocidades distintas. Neste capítulo concluímos que a transição de estado estacionário para movimento ambulatório leva ao aumento sustentado da potência e ao aumento transitório da frequência do ritmo teta no hipocampo e concluímos que a velocidade instantânea, e não a aceleração, determina a frequência do ritmo teta hipocampal. No segundo capítulo, avaliamos o efeito do treinamento de corrida em esteira sobre os ritmos teta e gama do hipocampo durante o sono REM. Utilizamos matrizes de eletrodos para registro do LFP no hipocampo e no córtex frontal esquerdo de 8 ratos Wistar durante o sono, ao longo de 12h da fase clara, antes e depois de um protocolo de exercício de 28 dias. Observamos que o protocolo de exercício resultou em uma redução significativa do tempo total de sono REM e da potência global do LFP (0-110 Hz) na região CA1 do hipocampo durante o sono REM fásico. Até o momento, não identificamos estudos prévios que abordassem o efeito do exercício físico nos ritmos oscilatórios do hipocampo durante o sono REM tônico (4 - 10 Hz) ou fásico (6 - 12 Hz). Além disso, verificamos que a potência do ritmo teta durante o sono REM fásico apresentou correlações significativas com o tempo total de sono REM fásico e com a quantidade e a duração média dos eventos de sono REM fásico, somente após os 28 dias de treinamento. Em conjunto, os nossos resultados demonstram o impacto da velocidade e da aceleração nas características espectrais do ritmo teta, bem como os efeitos do exercício físico intenso sobre o ritmo teta durante o sono REM e suas subdivisões tônica e fásica. Esses achados corroboram estudos anteriores que relacionam o ritmo teta hipocampal à velocidade de locomoção e ampliam a compreensão sobre a influência do exercício físico no ritmo teta durante o sono REM.
dc.identifier.citationFURTUNATO, Alan Michel Bezerra. Estudo do potencial de campo local do hipocampo de ratos associado a corrida em esteira e ao efeito do exercício sobre o sono REM. Orientador: Dr. Bruno Lobão Soares. 2025. 150f. Tese (Doutorado em Psicobiologia) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/64831
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEletrofisiologia
dc.subjectHipocampo
dc.subjectExercício
dc.subjectSono REM
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS
dc.titleEstudo do potencial de campo local do hipocampo de ratos associado a corrida em esteira e ao efeito do exercício sobre o sono REM
dc.typedoctoralThesispt_BR

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