Efectos de la estimulación eléctrica habenular en la modulación de respuestas emocionales en ratas Wistar

Abstract

A pesar del amplio uso de la estimulación cerebral profunda para controlar patologías neurológicas y neuropsiquiátricas, su mecanismo de acción aún no es claramente conocido, y existen pocos estudios sistemáticos que relacionen la variación de parámetros de estimulación eléctrica (frecuencia, intensidad, duración del pulso) y la ejecución comportamental. La habénula es una estructura reguladora de respuestas emocionales diana en tratamientos para dolor crónico y depresión, pero la relación entre su estimulación crónica y el desempeño animal en pruebas conductuales no se ha establecido con claridad. Con el objetivo de evaluar el efecto emocional de la estimulación habenular crónica, en este estudio se utilizaron ratas Wistar que recibieron estimulación habenular a intensidad baja (10-80 pA) o alta (120-260 pA) y frecuencia baja (80-150 Hz) o alta (240380 Hz): BIBF-AIBF-BIAF-AIAF, durante 15 minutos a lo largo de tres días consecutivos. Al cuarto día, se hizo la evaluación en un laberinto elevado en cruz y en campo abierto. Los resultados indican un efecto de tipo ansiolítico en el tratamiento BIAF, en comparación con BIBF y AIBF (aumento del número de entradas, porcentaje de tiempo en brazos abiertos y de la distancia recorrida en ellos), efecto que no se explica por cambios en la locomotricidad (distancia recorrida en los brazos cerrados y la exploración en el campo abierto). Se concluye que el parámetro frecuencia posee mayor impacto sobre el efecto comportamental que la intensidad -lo que puede explicar algunos hallazgos paradójicos previos-, que los parámetros utilizados no poseen efecto ansiogénico, y que los efectos potencialmente ansiogénicos de la estimulación a baja frecuencia y el papel de los sistemas dopaminérgicos y serotoninérgicos encontrados deben ser estudiados en futuras investigaciones.

Apesar do amplo uso da estimulação cerebral profunda para controlar patologias neurológicas e neuropsiquiátricas, seu mecanismo de ação ainda não é claramente conhecido e existem poucos estudos sistemáticos que relacionem a variação de parâmetros de estimulação elétrica (frequência, intensidade, duração do pulso) e a execução comportamental. A habênula é uma estrutura reguladora de respostas emocionais específicas em tratamentos para dor crònica e depressão, mas a relação entre sua estimulação crònica e o desempenho animal em testes comportamentais não foi claramente estabelecida. Com o objetivo de avaliar o efeito emocional da estimulação habenular crònica, neste estudo foram utilizados ratos Wistar que receberam estimulação habenular de intensidade baixa (10-80 pA) ou alta (120-260 pA) e frequência baixa (80-150 Hz) ou alta (240-380 Hz): BIBF-AIBF-BIAF-AIAF, durante 15 minutos ao longo de três dias consecutivos. No quarto dia, foi feita a avaliação em um labirinto em cruz elevado e em campo aberto. Os resultados indicam um efeito de tipo ansiolítico no tratamento BIAF, em comparação com BIBF e AIBF (aumento do número de entradas, porcentagem de tempo em braços abertos e da distância percorrida neles), efeito que não se explica por mudanças na locomotividade (distância percorrida nos braços fechados e a exploração no campo aberto). Conclui-se que o parâmetro "frequência" tem mais impacto sobre o efeito comportamental do que a "intensidade" - o que pode explicar algumas descobertas paradoxais prévias -, que os parâmetros utilizados não tenham efeito ansiogênico, e que os efeitos potencialmente ansiogênicos da estimulação de baixa frequência e o papel dos sistemas dopaminérgicos e serotoninérgicos encontrados devem ser estudados em pesquisas futuras.

Deep brain stimulation is a widely-used approach to the treatment of neurologic and neuropsychiatric diseases. However, its mechanisms remain unclear. There are few systematic studies relating variations on electrical stimulation parameters (frequency, intensity, pulse duration) and behavioral outcome. The habenula relates to emotional behavior and is a main target for chronic pain and depression stimulation treatment. The relation between habenular electrical stimulation and performance in behavioral tests has not been clearly defined. In order to assess the emotional effects of chronic habenular electrical stimulation, Wistar male rats were unilaterally implanted with electrodes aimed to the lateral habenula and assigned to low (10-80 pA) or high (120-260 pA) intensity and low (80-150 Hz) or high (240-380 Hz) frequency conditions: BIBF-AIBF-BIAF-AIAF. They received electrical stimulation 15 minutes/day for three consecutive days and on the fourth day were tested in the elevated plus maze and the open field. The results of these study show that BIAF stimulation has a possible anxiolytic-like effect when compared to BIBF and AIBF (increase in the percentage of open-arms time, entries into the open-arms and total-distance-run in the open-arms). This is not due to any changes in locomotion (total-distance-run and open field exploration). It is concluded that frequency is more important than intensity for behavioral modification. This could explain some previous inconsistent results. The data also suggest that these parameters of stimulation have no anxiogenic effects. The role for dopaminergic and serotonergic systems must be subsequently evaluated as well as potential anxiogenic-like effects of low frequency stimulation.