Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: A memória espacial tem importante valor para a sobrevivência do organismo. Está relacionada com sua habilidade em utilizar informações que possibilitam a formação de mapas espaciais de acordo com a relevância das relações entre as pistas ambientais. A memória espacial envolve alterações...

Resumo: A memória espacial tem importante valor para a sobrevivência do organismo. Está relacionada com sua habilidade em utilizar informações que possibilitam a formação de mapas espaciais de acordo com a relevância das relações entre as pistas ambientais. A memória espacial envolve alterações plásticas no hipocampo de roedores e de aves, dentre essas a indução da transcrição de genes de expressão imediata, tais como o zenk, que regula a expressão de inúmeros outros genes e proteínas. O gene zenk atua na regulação da expressão da proteína Sinapsina. A expressão de sinapsinas também parece estar relacionada com mecanismos sinápticos mediados por receptores GABAB. O presente trabalho teve como objetivo avaliar, em pombos, a aprendizagem, a consolidação e a persistência da memória espacial em situação de escolha alimentar. A plasticidade neural foi investigada pela análise da imunorreatividade para as proteínas Zenk e Sinapsina I no hipocampo. Foram realizados dois experimentos com pombos (Columba livia): No Experimento I foi avaliada a aprendizagem e memória espacial em animais submetidos ao treino de escolha alimentar em 2 ou 7 sessões de treino. Cada sessão teve 6 tentativas experimentais, numa arena circular com 4 comedouros onde apenas um tinha alimento. A resposta de escolha foi definida como orientar-se, aproximar-se e bicar um comedouro. Foi aplicado também o teste de estratégia espacial, que consistiu em 1 sessão, com 3 tentativas experimentais onde na terceira tentativa foram retirados os comedouros e os animais foram colocados na arena circular para análise do tempo de permanência no quadrante onde antes existia o comedouro com alimento. No Experimento II foram avaliados os efeitos do antagonista do receptor GABAB, faclofeno administrado (i.p) imediatamente após as sessões de treino. O teste de persistência da memória espacial foi realizado 7 dias após o treino. A análise imunoistoquímica foi utilizada para avaliação da expressão das proteínas Zenk e Sinapsina I no hipocampo. O número de escolhas corretas aumentou em função do treino, variando entre 50 e 88% na primeira e sétima sessões respectivamente (ANOVA, p < 0,001). O número de núcleos Zenk - positivos e células Sinapsina I - positivas aumentou no hipocampo de pombos treinados durante 7 sessões (ANOVA, p < 0,001). O tratamento com o inibidor do receptor GABAB teve um efeito facilitador nas sessões de treino em comparação com os grupos controles (ANOVA, p < 0,001). Os dados indicam que a experiência em escolha espacial desencadeia a ativação de mecanismos sinápticos que resultam na expressão de Zenk e Sinapsina I no hipocampo de pombos, os quais estão envolvidos na consolidação da memória espacial de escolha alimentar. Os efeitos do tratamento com faclofeno sugerem que o receptor GABAB participa destes mecanismos. Em conjunto os presentes dados demonstraram que o pombo é um modelo experimental importante para a análise de mecanismos de plasticidade neural no hipocampo que são conservados entre espécies de mamíferos e aves

Abstract: The spatial memory has important value for the organism's survival, because it is related with ability to acquire and use space information, enabling the formation of cognitive and spatial maps. The experience with the environment triggers behavioral, cellular and molecular changes in...

Abstract: The spatial memory has important value for the organism's survival, because it is related with ability to acquire and use space information, enabling the formation of cognitive and spatial maps. The experience with the environment triggers behavioral, cellular and molecular changes in central nervous system that an essential to the formation and consolidation of spatial memory. Therefore, acquisition, consolidation and stability of spatial memory involve plastic changes in the hippocampus of rodents and birds, among these the induction of the expression of early gene transcription such as zenk gene which regulates the expression of numerous other genes and the proteins they control. The gene zenk acts in the formation of new memories and has a role in the regulation of the synapsin protein expression. The expression of synapsins also seems to be related with synaptic mechanisms mediated by the GABAB receptor. This study aimed to evaluate, in pigeons, consolidation and persistence of spatial memory in a situation of food location. The underlying neural plasticity was investigated through the analysis of immunoreactivity for Zenk and Synapsin I proteins in neurons of the hippocampus. Adult, male pigeons (Columba livia) were used in two experiments. Experiment I investigated learning and spatial memory during short (2 sessions) or long duration training (7 sessions). Sessions had 6 experimental trials and were conducted in a arena with 4 feeders. In each trial the bird was released at a different point of the arena, and the time between the release of the bird and the first feeder pecking response (latency of the choice response) was recorded. Testing for spatial strategy was conducted in the arena without any feeder and the time spent in each quadrant was analyzed. Experiment II analyzed the effects of the post-training administration of phaclofen on the consolidation and persistence of spatial memory. Testing of memory persistency occurred 7 days after the 7th training session. Immunohistochemistry of hippocampal tissue was used for the analysis of expression of Zenk and Synapsin I proteins. Number of correct choice increased across training, with values varying between 50 and 88% in the first and 7th session respectively (Anova, p < 0.001). Treatment with GABABantagonist had a facilitatory effect on choice performance which was indicated by lower latency values and higher accuracy values (Anova < 0.001). The values of Zenk positive and Synapsin I positive cells counting were higher in the hippocampus of pigeons that were trained during 7 days and in pigeons treated with phaclofen as compared to their respective controls (Anova p < 0.001). These data indicated that experience with spatial learning of food choice induced expression of Zenk and Synapsin I proteins in the hippocampus of pigeons during the consolidation of spatial memory. Post-training administration of phaclofen suggested a role of GABAB receptor in these experience-dependent synaptic mechanisms. The present results point to the pigeon as interesting animal model for the analysis of neuroplastic mechanisms involved with spatial memory, which are conservative across mammalian and birds species