UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NEUROCIÊNCIAS E BIOLOGIA CELULAR

The critical period of plasticity is a period of postnatal brain development in which neural circuits are most susceptible to environmental influence. The critical period of plasticity of the human prefrontal cortex, which is responsible for executive functions, extends from birth to the end of adolescence and early adulthood. The critical period is defined, among other factors, by the maturation of perineuronal nets, a specialized structure of the extracellular matrix, which surrounds cell bodies and proximal dendrites of inhibitory interneurons. The aim of the present work was to ascertain the effects of environmental, through different adolescence phases, on the morphofunctional structure of the prefrontal cortex of rats and the spatial and temporal distribution of perineuronal nets. Executive functions were also evaluated by testing working memory capacity and behavioral inhibition. We observed that the chronic exposure to unpredictable stressors cause changes the critical period of plasticity in the prefrontal cortex and thereby influence the maturation of executive functions. We also observed that chronic stress induces changes in the spatial and temporal expression of perineuronal nets in the prefrontal cortex. More specifically, it induces the early maturation of these structures in adolescent rat brain. These results indicate the vulnerability of the adolescent brain to the negative effects of chronic stressors present in the environment. Key-words: critical periods, prefrontal córtex, executive functions, adolescence, perineuronal nets. LISTA DE FIGURAS FIGURA 1: LOBOS DO CÓRTEX CEREBRAL. 12 FIGURA 2: O PARCELAMENTO VERTICAL E HORIZONTAL DO CÓRTEX . 14 FIGURA 3: AS SUB-REGIÕES DO CÓRTEX PRÉ-FRONTAL. 16 FIGURA 4: FUNÇÕES EXECUTIVAS. 17 FIGURA 5: PERÍODO CRÍTICO DE PLASTICIDADE EM MODELO . 24 FIGURA 6: REDES PERINEURONAIS. 26 FIGURA 7: NEURÔNIOS MARCADOS COM VICIA VILLOSA. 28 FIGURA 8: REFINAMENTO SINÁPTICO. 29 FIGURA 9: CURSO TEMPORAL DE DESENVOLVIMENTO. 30 FIGURA 10: DIAGRAMA MOSTRANDO UM AMBIENTE ENRIQUECIDO. 32 FIGURA 11: EIXO HIPOTÁLAMO-HIPÓFISE-ADRENAL. 34 FIGURA 12: FOTOGRAFIA DO ALOJAMENTO COM AMBIENTE ENRIQUECIDO 41 FIGURA 13: DIAGRAMA DO APARATO EXPERIMENTAL . 43 FIGURA 14: ALTERNÂNCIA ESPONTÂNEA. 45 FIGURA 15: EVOLUÇÃO DA MASSA CORPORAL . 50 FIGURA 16: VALORES DE DOSAGEM DE CORTICOESTERONA . 52 FIGURA 17: EFEITOS SOBRE A REDE PERINEURONAL . 53 FIGURA 18: EFEITOS SOBRE A REDE PERINEURONAL . 54 FIGURA 19: REAÇÃO HISTOQUÍMICA PARA VICIA VILLOSA . 55 FIGURA 20: REAÇÃO HISTOQUÍMICA PARA VICIA VILLOSA . 56 FIGURA 21: REAÇÃO HISTOQUÍMICA PARA VICIA VILLOSA . 57 FIGURA 22: EFEITOS SOBRE A MEMÓRIA OPERACIONAL. 58 FIGURA 23: EFEITOS SOBRE A INIBIÇÃO COMPORTAMENTAL. 59 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO . 11 1.1 ORGANIZAÇÃO DO CÓRTEX CEREBRAL COM ENFASE NO CÓRTEX PRÉFRONTAL. 12 1.1.1 O córtex cerebral . 12 1.1.1.1 O córtex pré-frontal. 14 1.1.1.1.1 Anatomia . 15 1.1.1.1.2 Funções do córtex pré-frontal . 16 1.1.1.1.2.1 Funções executivas . 16 1.2 PERÍODO CRÍTICO DE PLASTICIDADE DO CÓRTEX PRÉ-FRONTAL . 19 1.2.1 Desenvolvimento do sistema nervoso e o início do período crítico. 19 1.2.2 Períodos Críticos de Plasticidade . 21 1.2.2.1 Papel da matriz extracelular . 24 1.2.2.1.1 Proteoglicanos de sulfato de condroitina . 25 1.2.2.1.2 As redes perineuronais . 26 1.2.3 Período crítico de plasticidade no córtex pré-frontal . 28 1.3 EFEITOS DO AMBIENTE SOBRE A PLASTICIDADE DO CÓRTEX PRÉFRONTAL. 30 1.3.1 Ambiente Enriquecido . 31 1.3.2 Ambiente Estressor. 32 1.4 HIPÓTESE EXPERIMENTAL . 36 1.5 OBJETIVOS . 37 1.5. 1 Objetivo Geral . 37 1.5. 2 Objetivos Específicos . 37 2 MATERIAIS E MÉTODOS . 39 2.1 O MODELO EXPERIMENTAL . 39 2.2 DESENHO EXPERIMENTAL . 39 2.3 AMBIENTAÇÃO DOS ANIMAIS . 40 2.3.1 Monitoramento dos efeitos do ambiente sobre o peso corporal.41 2.4 ANÁLISE COMPORTAMENTAL . 42 2.4.1 Inibição comportamental . 42 2.4.1.1 Tigmotaxia . 42 2.4.1.1.1 Aparato Experimental e Procedimento . 42 2.4.2 Memória operacional . 43 2.4.2.1 Teste de Alternância Espontânea . 43 2.4.2.1.1 Aparato e Procedimento . 44 2.3 ANÁLISE HISTOLÓGICA . 45 2.3.1 Perfusão e preparação dos cortes histológicos . 45 2.3.2 Procedimento histoquímico . 46 2.3.3 Lavagem, Desidratação e Montagem das Lâminas . 46 2.3.4 Método de contagem de células . 46 2.4 ANÁLISE SOROLÓGICA PARA O HORMÔNIO CORTICOSTERONA . 47 2.5 ANÁLISE ESTATÍSTICA . 48 3 RESULTADOS . 49 3.1 MASSA CORPORAL . 49 3.2 CORTICOESTERONA . 51 3.3 A DISTRIBUIÇÃO ESPAÇOTEMPORAL DA REDE PERINEURONAL . 52 3.4 MEMÓRIA OPERACIONAL . 58 3.5 INIBIÇÃO COMPORTAMENTAL . 59 4 DISCUSSÃO . 60 4.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS ACERCA DO MODELO EXPERIMENTAL . 60 4.2 EFEITO DO AMBIENTE SOBRE O PESO CORPORAL E SOBRE OS NÍVEIS DE CORTICOESTERONA . 62 4.3 EFEITO DO AMBIENTE SOBRE AS REDES PERINEURONAIS . 63 4.4 EFEITO DO AMBIENTE SOBRE AS FUNÇÕES EXECUTIVAS . 66 5 CONCLUSÃO . 69 REFERENCIAS . 71 ANEXO.83