Neurofisiologia da predição baseada em memórias sobre regularidades passadas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Daniel Giura da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 1. Anticipatory Behavior; 2. Serial Stimulus Patterns; 3. Anteroventral thalamus; 4. Subiculum; 5. Cytochrome C Oxidase; Citocromo C Oxidase; Comportamento Antecipatório; Padrões Seriais de Estímulos; Subículo; Tálamo Anteroventral
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41135/tde-12092022-095555/

O sistema nervoso monitora o ambiente continuamente, comparando previsões geradas por memórias sobre regularidades passadas e informações sensoriais atuais. Quando o conteúdo previsto corresponde à informação sensorial, o comportamento em curso continua sem interferência. Porém, quando o conteúdo previsto difere da informação sensorial, a ação em andamento é interrompida e uma atividade exploratória é gerada para investigar a origem da discrepância. Isso possibilita obter mais informações para criar novas memórias, resultando em melhores previsões no futuro. O sistema septo-hipocampal compara estímulos presentes com informações previstas. As informações atuais são recebidas por aferências neocorticais, via córtex entorrinal, e as informações previstas são fornecidas por um sistema gerador de previsões, formado pelo subículo, corpos mamilares, tálamo anteroventral e córtex cingulado. A tarefa de extrapolação a partir de padrões seriais de estímulos parece permitir a avaliação de respostas antecipatórias. Porém, restrições dessa tarefa estão relacionadas ao número de sessões de treinamento necessárias para que os sujeitos possam gerar uma previsão. Assim, o objetivo desse trabalho foi aprimorar a tarefa de extrapolação a partir de padrões seriais de estímulos, tanto para reduzir a fase de treinamento, quanto para aumentar a magnitude dos efeitos da previsão. Visto que a citocromo C oxidase é uma enzima mitocondrial da cadeia de transporte de elétrons e seu aumento indica maior atividade celular, um objetivo adicional foi avaliar a hipótese de que a expressão do citocromo C oxidase aumentaria no subículo e no tálamo anteroventral de sujeitos treinados na tarefa de extrapolação a partir de padrões seriais de estímulos, em comparação a controles não-treinados. Ratos Wistar machos, foram treinados a correr em uma pista reta para receberem reforço ao seu final. Em cada sessão (uma por dia), os animais correram 4 tentativas sucessivas, recebendo quantidades diferentes de sementes de girassol em cada tentativa. No padrão monotônico os sujeitos receberam 14, 7, 3 e 1 sementes de girassol, enquanto os sujeitos expostos ao padrão não-monotônico receberam 14, 3, 7 e 1 sementes de girassol. Os animais foram treinados ao longo de 20 sessões. Na 21ª sessão do experimento, uma quinta tentativa, nunca antes experienciada pelos animais, foi adicionada à sessão. Como controle, um grupo adicional, não exposto ao treinamento, foi usado na avaliação de expressão de citocromo C oxidase. A evolução do desempenho dos sujeitos expostos aos padrões monotônicos e não-monotônicos, ao longo de vinte sessões de treinamento, bem como na sessão de teste, corroboram dados de estudos anteriores relatando extrapolação após um número maior de sessões de treinamento. Isso indica que a modificação do aparato experimental e no procedimento de treinamento para realizar a tarefa foram efetivos. Ainda, análise da expressão de citocromo C oxidase mostrou aumento da atividade do tálamo anteroventral e redução da atividade especificamente no subículo dorsal, no grupo não-monotônico e o inverso no grupo monotônico. Em conclusão, esses dados sugerem que o tálamo anteroventral pode estar envolvido em processos de aprendizagem de informações posteriormente utilizadas na previsão, e que o subículo dorsal pode estar envolvido na recuperação de informações necessárias para a geração de previsão.