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Título: Estimulação epidural de corrente contínua de baixa intensidade sobre o córtex pré-frontal medial esquerdo : novo método de modulação da memória operacional em ratos
Autor(es): Custódio, Juliana Cardoso de Souza
Orientador: Nakamura-Palacios, Ester Miyuki
Data do documento: 15-Fev-2012
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O córtex pré-frontal (CPF) é a região mais complexa e altamente desenvolvida das regiões neocorticais do cérebro humano, sendo considerado o córtex de associação do lobo frontal. O CPF pode ser considerado como um substrato cortical chave dos processos mentais de níveís superiores, gerenciando todos os processos necessários para objetivos de curto ou longo prazo, por regular o comportamento imediato e planejar o comportamento futuro exercendo um controle sobre quais informações são relevantes e precisam ser utilizadas e excluindo informações não relevantes para um determinado objetivo, ou seja, gerenciando o processamento da memória operacional. Estudos vêm sendo realizados no intuito de modular a excitabilidade do CPF através da utilização de técnicas de estimulação eletrica de baixa intensidade com o objetivo de tratar diversas patologias e melhorar determinadas funções cognitivas. Técnicas de neuroimagem e mapeamento cerebral vêm revelando dados positivos e mostrando que a estimulação é capaz de modular a função cortical do cérebro humano induzindo mudanças prolongadas, mas reversíveis, da excitabilidade cortical. O objetivo deste estudo foi desenvolver um novo método de estimulação cerebral por corrente contínua de baixa intensidade que ofereça uma maior focalidade de estimulação e uma menor perda de corrente através de um protocolo de estimulação epidural. Ratos wistar machos (n=23; 250 - 300 g) previamente treinados no labirinto radial de 8 braços, com eletrodos implantados sobre o CPFm, foram submetidos a estimulação epidural por corrente contínua (eDCS) de 400 μA aplicadas por 11 minutos antes das sessões de testes de retardo no labirinto radial de 8 braços. Os animais desempenharam tarefas com retardo de 1 h, 4 h ou 10 h (memória operacional de curso prolongado). Os animais submetidos a eDCS apresentaram significativamente um menor número de erros quando comparados aos animais sham após os intervalos de retardo de 1 hora (eDCS 1,22 ± 0,22 vs Sham 2,78 ± 0.49, n = 18, p = 0,01), 4 horas (eDCS 0,89 ± 0,26 vs Sham 3,56 ± 0.29, n = 18, p < 0,0001) e 10 horas (eDCS 2,00 ± 0,26 vs Sham 3,71 ± 0,15, n = 16, p < 0,0001). Esses resultados demonstram que a eDCS aplicada sobre o CPFm esquerdo melhorou significativamente o desempenho de tarefas com retardos bastante prolongados no labirinto radial de 8 braços, e sugerem que a estimulação por corrente contínua epidural sobre o CPFm facilita o processamento da memória operacional espacial de longa duração.
The prefrontal cortex (PFC) is the most complex and highly developed region of the neocortical regions of the human brain and is considered the cortex of association of the frontal lobe. It can be considered as a “key cortical substrate of the highest-level mental processes”, managing all the necessary processes for short- or long-term goals and to regulate immediate behavior and to plan behavior in the future by exerting a “top-down” control over which information is relevant and has to be utilized while excluding non-relevant information for the a specific task at hand. Therefore, it is implicated in working memory processing. Many studies have been carried out in order to modulate the CPF excitability using techniques of low-intensity direct current stimulation in order to treat several diseases and to improve cognitive functions. Neuroimaging techniques and brain mapping have revealed positive data and have shown that direct current stimulation can modulate the human brain functions inducing persisting, but reversible, changes in cortical excitability. The objective of this study was to develop a new method of brain stimulation by direct current stimulation that offers a focal stimulation and less loss of current using an epidural stimulation protocol. Male Wistar rats (n = 23, 250 - 300 g) well trained in the radial maze procedure and with electrode implanted over the medial PFC (mPFC) (B: 2.5 mm A, +/- 1 mm L), received epidural direct current stimulation (eDCS) (400 µA) applied for 11 minutes before the delayed tasks sessions in the 8-arms radial maze. The animals performed delayed tasks of 1, 4 and 10 hous (long-term memory). Animals receiving eDCS showed statistically significant decrease in the number of errors compared to sham animals in the post-delays performances after 1 hour (eDCS 1.22 ± 0.22 vs Sham 2.78 ± 0.49, n = 18, p = 0.01), 4 hours (eDCS 0.89 ± 0.26 vs Sham 3.56 ± 0.29, n = 18, p < 0.0001) and 10 hours (eDCS 2.00 ± 0.26 vs Sham 3.71 ± 0.15, n = 16, p < 0.0001). These results showed that eDCS applied over left mPFC improved the performance of long-termed delayed tasks in the 8-arm radial maze, and suggests that eDCS over mPFC facilitates the long term spatial working memory processing.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7968
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