Dissertação
Participação do hipocampo reptiliano nos processos de memória : um estudo eletrofisiológico
Participation of the reptilian hippocampus in memory processes : an electrophysiological study
Registro en:
SANTOS, Heitor Franco. Participação do hipocampo reptiliano nos processos de memória : um estudo eletrofisiológico. 2021. 104 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Fisiológicas) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021.
Autor
Santos, Heitor Franco
Institución
Resumen
Introduction: Memory corresponds to the ability to retrieve information that has been stored.
Among the various techniques, electrophysiological memory studies allow us to associate
patterns of electrical responses and have gained strength, especially in mammals. Studies on
memory in lizards have pointed to possible homologies between cortical areas of the reptilian
brain and the hippocampus in mammals, an area involved with memory processing. However,
some gaps on the preservation of the functionality of these cortical areas, in less derived groups,
have not been answered through molecular and morphological analyzes. In this sense, the
objective of the present study was to characterize the pattern of electrophysiological activity of
the dorsal cortex (DC) of the tropical lizard Tropidurus hispidus in the processes of aversive
memory. Methodology: 10 lizards were used, divided into two groups: control (G.CTRL) and
experimental (G.EXPT). Animals from both groups were submitted to stereotactic surgery to
implant electrodes of superficial contact with the cortex. The experimental protocol was
developed in two consecutive days. On day 1 (training), lizards from both groups, first G.CTRL
and then G.EXPT, were used to the task space individually, for 10 min. After that time, the
ambience started, followed by an electric record of the CD, for 10 min. The G.CTRL animals
continue to be exposed and were exposed to an empty cage. After G.CTRL, G.EXPT was set
for 10 minutes and recorded simultaneously. Followed by exposure to a cage containing a
domestic cat, aversive model. During the 10 min exposure, the electrophysiological signal was
recorded simultaneously. On day 2 (test), 24h after training, the lizards of both groups were
used individually, for 10 min, in the same terrarium on day 1 and after that time, the animals
G.CTRL and G.EXPT went through the setting, for 10 min, and subsequent exposure to an
empty cage. Simultaneous electrophysiological recording was performed during the setting and
exposure to the cage. The recorded electrical signal was evaluated for its normal distribution, it
was randomly selected for characterization, the predominant characteristics of temporal
development were measured, followed by the fragmented distribution in frequency bands using
the Welch method and the interaction between frequencies was evaluated by cross-frequency
coupling. Thus, a profile of participation and interaction between behavioral conditions (neutral
and aversive) was evaluated. Finally analyzed statistically. Result and Discussion: Signal
analyzes showed that the pattern of electrophysiological occurrence is dominant at low
frequencies of 1-3 Hz, with high amplitudes, and decreases its amplitude for frequencies above
4 Hz. The spectrum, in domain bands, is similar to what is found in mammals: band 01 (1-5
Hz) band 02 (6-10 Hz) band 03 (11-17 Hz) and band 04 (18-23 Hz), which can categorize the
electrophysiological domain of memory aversive. G.EXPT, in training and testing, showed
electrophysiological changes sustained by exposure to the cat. The signal amplitude of G.EXPT
is greater when compared to the ambient condition and to the G.CTRL. When analyzing the
effect of exposure for band 01 to band 04: p <0.05, the aversive stimulus was able to change
the electrophysiological profile with greater effect when compared to the neutral stimulus. This
training response is repeated in the test, with the electrical activity changed for band 04: p <0.05,
which may represent a possible participation of the DC area with tasks associated with memory.
Amplitude increases in frequencies above 20 Hz can be expressed as frequency coupling
between phase-amplitude. This interaction was observed with the regions of interest (ROI): in
delta (2-4 Hz) and theta (4-8 Hz) with high frequencies (20-80 Hz) and an increased response
was observed for G.EXPT in the ROI coupling: 4-8 (phase) and 20-80 (amplitude) training: p
<0.05 and in the test p <0.05. This response is well related to the plastic processes resulting
from the stimulation and formation of memory. Conclusion: The observed electrophysiological
wave patterns in the DC are associated with modulation in the mode of synaptic
communication, which regulate mnemonic functions during an aversive task. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Introdução: A memória corresponde à capacidade de recuperar informações que foram
armazenadas. Entre as diversas técnicas, os estudos eletrofisiológicos da memória permitem
associarmos padrões de respostas elétricos e têm ganhado força, principalmente em mamíferos.
Estudos sobre memória em lagartos têm apontado para possíveis homologias entre áreas
corticais do cérebro reptiliano e o hipocampo em mamífero, área envolvida com o
processamento de memória. Entretanto, algumas lacunas sobre a preservação da funcionalidade
dessas áreas corticais, em grupos menos derivados, não foram respondidas através das análises
moleculares e morfológicas. Nesse sentido, o objetivo do presente estudo foi caracterizar o
padrão de atividade eletrofisiológica do córtex dorsal (CD) do lagarto tropical Tropidurus
hispidus nos processos de memória aversiva. Metodologia: Foram utilizados 10 lagartos,
divididos em dois grupos: controle (G.CTRL) e experimental (G.EXPT). Animais de ambos os
grupos foram submetidos à cirurgia estereotáxica para implante de eletrodos de contato
superficial com o córtex. O protocolo experimental se desenvolveu em dois dias seguidos. No
dia 1 (treino), lagartos de ambos os grupos, primeiro o G.CTRL e depois o G.EXPT, foram
habituados ao espaço da tarefa individualmente, por 10 min. Após esse tempo, iniciou-se a
ambientação seguida de registro elétrico do CD, por 10 min. Os animais G.CTRL seguem à
exposição e foram expostos a uma gaiola vazia. Após o G.CTRL, o G.EXPT foi ambientado
por 10 minutos e registrado simultaneamente. Seguido da exposição a uma gaiola contendo um
gato doméstico, modelo aversivo. Durante a exposição de 10 min foi realizado o registro
simultâneo do sinal eletrofisiológico. No dia 2 (teste), 24h após o treino, os lagartos de ambos
os grupos foram habituados individualmente, por 10 min, no mesmo terrário do dia 1 e após
esse tempo, os animais G.CTRL e G.EXPT passaram pela ambientação, por 10 min, e posterior
exposição a uma gaiola vazia. Durante a ambientação e a exposição à gaiola foi realizado
novamente o registro eletrofisiológico simultâneo. O sinal elétrico registrado foi avaliado
quanto à sua distribuição normal, foi aleatoriamente selecionado para caracterização, foi
mensurada características predominantes no desenvolvimento temporal, seguido da distribuição
fragmentada em bandas de frequências via método de Welch e avaliada interação entre
frequências, por acoplamento de frequência cruzada. Assim, foi avaliado perfil de participação
e interação entre as condições comportamentais (neutra e aversiva). Por fim analisado
estatisticamente. Resultado e Discussão: As análises do sinal mostraram que o padrão de
ocorrência eletrofisiológica é dominante nas baixas frequências de 1-3 Hz, com altas
amplitudes, e diminui sua amplitude para frequências acima de 4 Hz. O espectro, em bandas de
domínio, é semelhante ao que é encontrado em mamíferos: banda 01 (1-5 Hz) banda 02 (6-10
Hz) banda 03 (11-17 Hz) e banda 04 (18-23 Hz), que podem categorizar o domínio
eletrofisiológico da memória aversiva. O G.EXPT, no treino e no teste, apresentou mudanças
eletrofisiológicas sustentadas pela exposição ao gato. A amplitude do sinal do G.EXPT é maior
quando comparados à condição de ambientação e ao G.CTRL. Ao analisarmos o efeito da
exposição para banda 01 à banda 04: p < 0,05, o estímulo aversivo foi capaz de alterar o perfil
eletrofisiológico com maior efeito quando comparado ao estímulo neutro. Essa resposta do
treino se repete no teste, com a atividade elétrica alterada para a banda 04: p < 0,05, que pode
representar uma possível participação da área do CD com tarefas associadas à memória.
Aumentos de amplitude em frequências acima de 20 Hz podem ser expressas como
acoplamento de frequências entre fase-amplitude. Essa interação foi observada, com as regiões
objeto de interesse (ROI): em delta (2-4 Hz) e teta (4-8 Hz) com altas frequências (20-80 Hz) e
foi observada resposta aumentada para o G.EXPT no acoplamento do ROI: 4-8 (fase) e 20-80
(amplitude) treino: p < 0,05 e no teste p < 0,05. Essa resposta é bem relacionada aos processos
plásticos decorrentes do estímulo e formação da memória. Conclusão: Os padrões de ondas
eletrofisiológicas observados, no CD estão associadas à modulação no modo da comunicação
sináptica, que regulam as funções mnemônicas durante uma tarefa aversiva São Cristóvão