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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35590
Tipo: | Tese |
Título: | Circuitos neurais e mecanismos moleculares subjacentes à separação de padrões de objetos em uma tarefa de múltiplas tentativas |
Autor(es): | Araujo, Ana Paula de Castro |
Primeiro Orientador: | Barbosa, Flávio Freitas |
Resumo: | As bases neurais envolvidas no processamento da memória de reconhecimento têm sido alvo de diversos estudos moleculares. Estudos tem apontado a função de separação de padrões para informações espaciais e de objeto em estruturas subjacentes do córtex (Perirrinal e córtex entorrinal lateral) e hipocampo (Giro Denteado e CA3), destaca-se que este é um dos primeiros circuitos a sofrer alterações no envelhecimento. Apesar disso, não se sabe de que forma o eixo anteroposterior do hipocampo e córtex parahipocampal estão engajado para resolver processos que envolvem o reconhecimento e a separação de objetos para objetos. Além disso, existe uma necessidade de padronização de tarefas que permitam coletar maior quantidade de dados, principalmente para estudos direcionados a eletrofisiologia. Desse modo, este trabalho tem como objetivo padronizar uma tarefa de reconhecimento de objetos e discriminação de objetos com múltiplas tentativas e investigar a expressão de c-Fos em regiões do córtex temporal e nas subregiões do hipocampo, considerando-o ao longo do eixo anteroposterior. Inicialmente, foi realizado um piloto comportamental para padronização da tarefa, com 6 animais. Posterior a isso, animais divididos em 5 grupos para imunofluorescência realizaram: uma tarefa reconhecimento de Objetos (C1), n=8, tarefa de discriminação com todos os níveis de similaridade (C2), n=8, e uma tarefa de discriminação em um grau de similaridade específico (25%, 50% e 75%), com 7, 7 e 6 animais respectivamente. A tarefa consiste em 4 tentativas, contendo uma fase de amostra e outra de teste cada. Durante cada tentativa um novo conjunto de objeto foi utilizado. Em cada amostra dois pares idênticos de objetos construídos a partir de Legos. Durante a fase de teste, um dos objetos era trocado por um objeto diferente, variando a sua similaridade a depender do grupo experimental. Para controlar a similaridade dos objetos um plano cartesiano foi construído, afim de que a quantidade de sobreposição entre eles fosse quantificada e as características compartilhadas controladas. Os cortes foram submetidos a um protocolo de imunofluorescência para marcação de c-Fos. A contagem foi feita de forma manual utilizando-se imageJ. Para os dados comportamentais, índices cumulativos (D2) foram calculados ao longo das tentativas. Para os dados da imunoflorescência, ANOVA para medidas independentes e contrastes planejados foram feitos. Foram feitos Teste de Kruskal-Wallis e post hoc Dunn. Análises de grafos foram orientadas por meio do pacote igraph. Nossos resultados apontam que para o piloto comportamental, os animais discriminam objetos novos dos diferentes e com graus de similaridade de 25% e 50%. Para imunofluorescência, houve diferenças significativas na expressão de c-Fos nas distintas porções do eixo horizontal do CA3R e Hilos R, sendo as condições de maior similaridade as de maior expressão de c- Fos, não havendo diferença entre as condições de maior similaridade (50% e 75%). Além disso, em condições de maior similaridade a expressão de c-Fos em diferentes regiões do hipocampo esteve fortemente correlacionada com o índice de discriminação. A análise de grafo mostrou que o funcionamento da rede hipocampal é altamente dinâmico a depender da condição. À medida que o nível de similaridade aumenta, também aumentam as interconexões da rede, portanto as redes são mais densamente interconectadas e mais eficientes para condições de alta similaridade. Além disso, a depender do nível de similaridade, diferentes formas de organização e divisão de cluster são encontradas. Portanto, o hilosR e CA3cR são ativados de forma distinta a depender do nível de similaridade, tendo, portanto, papel central na separação de padrões. O hipocampo trabalha como uma rede mais densamente integrada à medida que a demanda de sobreposição entre as memórias aumenta. Esses achados contribuem para elucidar os mecanismos em torno das bases neurobiológicas da memória de reconhecimento e separação de padrões. |
Abstract: | The neural bases involved in the processing of recognition memory have been the focus of various molecular studies. Research has pointed to the pattern separation function for spatial and object information in underlying structures of the cortex (Perirhinal and Lateral Entorhinal Cortex) and hippocampus (Dentate Gyrus and CA3). It is noteworthy that this is one of the first circuits to undergo changes during aging. However, it remains unclear how the anteroposterior axis of the hippocampus and parahippocampal cortex are engaged in solving processes involving the recognition and separation of objects. Additionally, there is a need for standardizing tasks that allow for the collection of a larger amount of data, particularly for studies focused on electrophysiology. Thus, this study aims to standardize an object recognition and discrimination task with multiple trials and investigate c-Fos expression in regions of the temporal cortex and hippocampal subregions, considering them along the anteroposterior axis. Initially, a behavioral pilot study was conducted to standardize the task, with 6 animals. Following this, animals divided into 5 groups for immunofluorescence underwent: an Object Recognition task (C1), n=8; a discrimination task with all levels of similarity (C2), n=8; and a discrimination task with a specific similarity degree (25%, 50%, and 75%), with 7, 7, and 6 animals respectively. The task consists of 4 trials, each containing a sample phase and a test phase. During each trial, a new set of objects was used. In each sample, two identical pairs of objects constructed from Legos were presented. During the test phase, one of the objects was replaced by a different object, varying its similarity depending on the experimental group. To control object similarity, a Cartesian plane was constructed so that the amount of overlap between them could be quantified and shared features controlled. Sections were subjected to an immunofluorescence protocol for c-Fos labeling. Counting was performed manually using ImageJ. For behavioral data, cumulative indices (D2) were calculated throughout the trials. For immunofluorescence data, ANOVA for independent measures and planned contrasts were performed. Kruskal-Wallis tests and post hoc Dunn tests were also conducted. Graph analyses were guided by the igraph package. Our results indicate that for the behavioral pilot, animals discriminate new objects from different ones with similarity degrees of 25% and 50%. For immunofluorescence, significant differences were found in c-Fos expression in different portions of the horizontal axis of CA3R and Hilos R, with higher similarity conditions showing greater c-Fos expression, with no difference between the higher similarity conditions (50% and 75%). Moreover, under higher similarity conditions, c-Fos expression in different hippocampal regions was strongly correlated with the discrimination index. Graph analysis showed that the functioning of the hippocampal network is highly dynamic depending on the condition. As the level of similarity increases, so do the network interconnections; therefore, the networks are more densely interconnected and more efficient for high similarity conditions. Furthermore, depending on the level of similarity, different forms of organization and cluster division are found. Therefore, HilosR and CA3cR are activated differently depending on the level of similarity, having a central role in pattern separation. The hippocampus functions as a more densely integrated network as the demand for overlap between memories increases. These findings contribute to elucidating the mechanisms surrounding the neurobiological bases of recognition memory acquisition, consolidation, and pattern separation. |
Palavras-chave: | Memória Padronização da tarefa Reconhecimento de objetos Análise de rede Separação de Padrões Task Standardization Network Analysis Object Recognition Pattern Separation |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS HUMANAS::PSICOLOGIA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Psicologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Neurociência Cognitiva e Comportamento |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35590 |
Data do documento: | 27-Fev-2025 |
Aparece nas coleções: | Centro de Ciências Humanas, Letras e Artes (CCHLA) - Programa de Pós Graduação em Neurociências Cognitiva e Comportamento |
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