Ritmos respiratórios no bulbo olfatório e córtex pré-frontal medial durante o comportamento do tipo ansioso

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dias, Ana Luiza Alves
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52342
Resumo: A ansiedade é caracterizada como um estado de percepção de ameaças que podem levar ao perigo. É considerada um comportamento evolutivamente adaptativo que resulta em diferentes alterações fisiológicas. A resposta emocional evocada pela ansiedade causa ativação de áreas cerebrais e coordenação temporal da neuromodulação. Nos últimos 20 anos, estudos mostraram que mudanças na atividade do hipocampo, amígdala e córtex pré-frontal (PFC) estariam relacionadas a respostas de medo e ansiedade. Acredita-se que as conexões entre essas áreas sejam coordenadas pelas oscilações teta (~ 6 - 12 Hz). No entanto, achados recentes mostraram que uma rede maior poderia estar relacionada à modulação da ansiedade, que seria orquestrada pelas projeções do bulbo olfatório (OB) para o PFC. Tanto o OB quanto o PFC exibem oscilações neuronais que se sincronizam com a fase do ciclo respiratório que são denominados ritmos respiratórios (RR) devido à sua co-variabilidade na frequência de pico com a frequência respiratória. Estes referem-se às oscilações do potencial de campo local (LFP) juntamente com a respiração e não ao processo mecânico de respiração em si. As frequências de LFP mais baixas apresentam-se como um mecanismo de comunicação de longo alcance através da sincronização de regiões corticais do cérebro durante diferentes estados comportamentais, o que poderia ser o caso da RR. Neste trabalho, buscamos entender como as mudanças no ciclo respiratório poderiam influenciar o aparecimento dessas oscilações e como elas poderiam estar relacionadas ao estado comportamental durante a ansiedade. Para isso, registramos a respiração por pressão intranasal junto com o LFP do PFC medial (cingulado, pré-límbico e medial orbital), OB e córtex parietal de 7 ratos Wistar machos enquanto eles se comportavam livremente no labirinto em cruz elevado (EPM). Descobrimos que a frequência respiratória muda dependendo do estado comportamental (ansioso vs não ansioso) e da atividade locomotora. Além disso, verificamos que mudanças no espectro de potência do LFP também dependem do estado comportamental e refletem mudanças na atividade respiratória. Por fim, observamos que RR se encontra durante estados mais ansiosos na mesma faixa de frequência de teta. Nós hipotetizamos que o teta descrito anteriormente durante estados ansiosos pode ter sido confundido com RR, e que esse ritmo pode coordenar a comunicação de longo alcance no cérebro, sendo encontrado tanto no cérebro frontal como em regiões mais distantes como o córtex parietal.
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A resposta emocional evocada pela ansiedade causa ativação de áreas cerebrais e coordenação temporal da neuromodulação. Nos últimos 20 anos, estudos mostraram que mudanças na atividade do hipocampo, amígdala e córtex pré-frontal (PFC) estariam relacionadas a respostas de medo e ansiedade. Acredita-se que as conexões entre essas áreas sejam coordenadas pelas oscilações teta (~ 6 - 12 Hz). No entanto, achados recentes mostraram que uma rede maior poderia estar relacionada à modulação da ansiedade, que seria orquestrada pelas projeções do bulbo olfatório (OB) para o PFC. Tanto o OB quanto o PFC exibem oscilações neuronais que se sincronizam com a fase do ciclo respiratório que são denominados ritmos respiratórios (RR) devido à sua co-variabilidade na frequência de pico com a frequência respiratória. Estes referem-se às oscilações do potencial de campo local (LFP) juntamente com a respiração e não ao processo mecânico de respiração em si. As frequências de LFP mais baixas apresentam-se como um mecanismo de comunicação de longo alcance através da sincronização de regiões corticais do cérebro durante diferentes estados comportamentais, o que poderia ser o caso da RR. Neste trabalho, buscamos entender como as mudanças no ciclo respiratório poderiam influenciar o aparecimento dessas oscilações e como elas poderiam estar relacionadas ao estado comportamental durante a ansiedade. Para isso, registramos a respiração por pressão intranasal junto com o LFP do PFC medial (cingulado, pré-límbico e medial orbital), OB e córtex parietal de 7 ratos Wistar machos enquanto eles se comportavam livremente no labirinto em cruz elevado (EPM). Descobrimos que a frequência respiratória muda dependendo do estado comportamental (ansioso vs não ansioso) e da atividade locomotora. Além disso, verificamos que mudanças no espectro de potência do LFP também dependem do estado comportamental e refletem mudanças na atividade respiratória. Por fim, observamos que RR se encontra durante estados mais ansiosos na mesma faixa de frequência de teta. Nós hipotetizamos que o teta descrito anteriormente durante estados ansiosos pode ter sido confundido com RR, e que esse ritmo pode coordenar a comunicação de longo alcance no cérebro, sendo encontrado tanto no cérebro frontal como em regiões mais distantes como o córtex parietal.Anxiety is characterized as a state of perception of threats that can lead to danger. It is considered an evolutionarily adaptive behavior that results in different physiological changes. The emotional response evoked by anxiety causes activation of brain areas and temporal coordination of neuromodulation. Over the past 20 years, studies have shown that changes in the activity of the hippocampus, amygdala, and prefrontal cortex (PFC) would be related to fear and anxiety responses. The connections between these areas are thought to be coordinated by the theta oscillations (~ 6 - 12 Hz). However, recent findings have shown that a larger network could be related to the modulation of anxiety, which would be orchestrated by the projections from the olfactory bulb (OB) to the PFC. Namely, both the OB and PFC exhibit neuronal oscillations that synchronize to the phase of the respiratory cycle and are named respiratory rhythms (RR) because of their co-variability in peak frequency with the breathing rate. These refer to actual LFP oscillations coupled with breathing and not the mechanical process of breathing itself. Lower LFP frequencies present themselves as a mechanism for long-range communication through the synchronization of cortical brain regions during different behavioral states, which could be the case of RR. In this work, we wanted to understand how the changes in the respiratory cycle could influence the appearance of these oscillations and how they could be related to the behavioral state during anxiety. For that, we recorded respiration through intranasal pressure and LFPs from the medial PFC (anterior cingulate, prelimbic and medial orbital), OB and parietal cortex of 7 male Wistar rats as they freely behaved in the elevated plus maze (EPM). We found that the respiratory rate changes depending on the behavioral state (anxious vs non-anxious) and locomotor activity. Furthermore, changes in the LFP power spectrum also depend on the behavioral state and reflect changes in respiratory activity. Finally, we observed RR in the same frequency range as theta during more anxious states. We hypothesize that the theta rhythm described in previous anxiety studies may have been confused with RR, and that this rhythm may coordinate longrange communication in the brain, being found both in the frontal brain and in more distant regions such as the parietal cortex.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NEUROCIÊNCIASUFRNBrasilCNPQ::OUTROS::CIENCIASRitmos RespiratóriosAnsiedadeCórtex pré-frontalRitmos respiratórios no bulbo olfatório e córtex pré-frontal medial durante o comportamento do tipo ansiosoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALRitmosrespiratoriosbulbo_Dias_2023.pdfapplication/pdf3794053https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/52342/1/Ritmosrespiratoriosbulbo_Dias_2023.pdf35534dc21bbc33e2bf7c0efa0b59dc25MD51123456789/523422023-05-11 21:34:08.77oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/52342Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-05-12T00:34:08Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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