Environmental enrichment reduces brain excitability in adult rats overnourished during lactation / Enriquecimento ambiental reduz excitabilidade cerebral em ratos adultos hipernutridos durante a lactação

ABSTRACT Objective: This study aimed to analyze whether exposure to environmental enrichment (EE) during the juvenile phase of life interferes with the electrical activity of the adult rat brain. In addition, the present research also investigated whether this putative effect on brain electrical activity could be affected by prior overnutrition during lactation. Electrophysiology was measured through cortical spreading depression (CSD), a phenomenon related to brain excitability. Methods: Wistar rats were suckled in litters of either nine or three pups, forming the nourished (N) or overnourished (ON) groups, respectively. At 36 days old, half of the animals from each nutritional condition were exposed to EE. The other half was kept in the standard environment (SE). At 90-120 days of life, each animal was anesthetized for CSD recordings. Results: Overnutrition during lactation caused increases (p < 0.05) in body and brain weights. The EE decelerated CSD propagation velocity regardless of nutritional state during lactation (p < 0.001). The CSD deceleration in the N-EE group was 23.8% and in the ON-EE group was 15% in comparison with the N-SE and ON-SE groups, respectively. Conclusion: Our data demonstrated that EE exposure in the juvenile phase of the rat's life reduced brain excitability, and this effect was observed even if animals were overnourished during lactation. An EE could be considered an adjuvant therapeutic resource to modulate brain excitability.

RESUMO Objetivo: Este estudo analisou se a exposição ao ambiente enriquecido durante a fase juvenil da vida interferiria na atividade elétrica do cérebro de ratos adultos. Além disso, a presente pesquisa também investigou se esse provável efeito na atividade elétrica cerebral poderia ser afetado pela hipernutrição durante a lactação. A eletrofisiologia foi medida através da depressão alastrante cortical, um fenômeno relacionado à excitabilidade cerebral. Métodos: Ratos Wistar foram amamentados em ninhadas de nove ou três filhotes, formando os grupos nutridos ou hipernutridos, respectivamente. Aos 36 dias, metade dos animais de cada condição nutricional foram expostos ao ambiente enriquecido. A outra metade foi mantida na condição de ambiente padrão. Aos 90-120 dias de vida, foram obtidos os registros da depressão alastrante cortical. Resultados: A hipernutrição durante a lactação causou incrementos (p < 0,05) nos pesos corporal e cerebral.O Ambiente Enriquecido desacelerou a velocidade de propagação da depressão alastrante cortical independentemente do estado nutricional durante a lactação (p < 0,001). A desaceleração da depressão alastrante cortical no grupo nutrido/ambiente enriquecido foi de 23,8% e no grupo hipernutrido/ambiente enriquecido foi de 15% em comparação com os grupos nutrido/ambiente padrão e hipernutrido/ambiente padrão, respectivamente. Conclusão: Nossos dados demonstram que a exposição ao ambiente enriquecido na fase juvenil da vida do rato reduz a excitabilidade cerebral, e esse efeito pode ser observado mesmo se os animais estiverem hipernutridos durante a lactação. O ambiente enriquecido pode ser considerado um recurso terapêutico adjuvante para modular a excitabilidade cerebral.

Cortical spreading depression in migraine-time to reconsider? / Depressão alastrante cortical na enxaqueca – hora de reconsiderar?

New evidence concerning the pathophysiology of migraine has come from the results of therapeutic transcranial magnetic stimulation (tTMS). The instantaneous responses to single pulses applied during the aura or headache phase, together with a number of other observations, make it unlikely that cortical spreading depression is involved in migraine. tTMS is considered to act by abolishing abnormal impulse activity in cortical pyramidal neurons and a suggestion is made as to how this activity could arise.

Novas evidências referentes à fisiopatologia da enxaqueca são o resultado de estimulação magnética transcraniana terapêutica (tTMS). As respostas imediatas a pulsos simples aplicados durante as fases de aura ou de cefaleia, em associação a diversas outras observações, tornam improvável a ideia de que a depressão alastrante esteja envolvida na enxaqueca. Considera-se que tTMS tenha sua ação abolindo atividade anormal de impulsos em neurônios corticais piramidais, sugerindo que esta atividade tenha um papel desencadeante.

Aristides Leão: a birth centennial homage with comments on his spreading depression / Aristides Leão: homenagem ao centenário de nascimento com comentários sobre sua depressão alastrante

The year of 2014 is the birth centenary of Aristides Azevedo Pacheco Leão (1914-1993), and also marks seventy years of the publication of his discovery of the novel electrophysiological phenomenon, named by him “spreading depression” (SD), soon designated “Leão’s wave” or “Leão’s spreading depression”. This was a remarkable scientific milestone, and the author must be celebrated for this achievement, as the studies he triggered proceeded worldwide, with new concepts, as spreading depolarization, until the present days. Robust experimental and clinical evidence emerged to suggest that these and related electrophysiological phenomena are involved in the mechanisms of migraine aura, acute cerebrovascular diseases, traumatic brain injury, transient global amnesia, epileptic seizures, and their pathophysiological characteristics come to offer new therapeutic perspectives. He was a remarkable and complex personality, and the authors remit the readers to a paper where his personal life is contemplated.

O ano de 2014 é o centenário de nascimento de Aristides Azevedo Pacheco Leão (1914-1993), e também assinala setenta anos da publicação de sua descoberta, que ele denominou “depressão alastrante” (DA), logo designada “onda de Leão” ou “depressão alastrante de Leão”. Foi um notável marco científico e o autor deve ser celebrado por esse feito, considerando que estudos que desencadeou continuaram no mundo todo, com novos conceitos, como a despolarização alastrante, até os dias atuais. Evidência experimental e clínica robusta emergiram sugerindo que esses fenômenos eletofisiológicos e outros relacionados encontram-se envolvidos nos mecanismos da aura da enxaqueca, doenças cerebrovasculares agudas, lesão cerebral traumática, amnésia global transitória, crises epiléticas, sendo que suas características fisiopatológicas vêm oferecer novas perspectivas terapêuticas. Foi uma personalidade complexa e notável, e os autores remetem os leitores para um artigo no qual sua vida pessoal é contemplada.

Persistência de imagem de hiperintensidade no hipocampo após episódio de amnésia global transitória / Persistence of hyperintensity image in the hippocampus after an episode of transient global amnesia

A patogenia da amnésia global transitória (AGT) continua obscura. Estudos recentes demonstraram que, em alguns pacientes, a sequência de difusão (DWI) da ressonância magnética pode revelar apresença de sinal pequeno e pontual hipersinal no hipocampo, após a fase aguda do episódio. Esse sinal é principalmente visualizado nas primeiras 6 horas do início do evento, sendo 114 horas o tempo máximo que foi registrado até o momento. Estamos apresentando um caso em que essa imagem persistiu por 11 dias após o episódio. Discutem-se as conhecidas causas, as teorias da patogenia da AGT e a possível conexão entre um efeito vascular e a depressão alastrante, como relatada na enxaqueca com aura.

The pathogenesis of transient global amnesia (TGA) remains obscure.Recent studies revealed that small and punctate signal on diffusion-weighted imaging (DWI) in the hippocampus after the post-acute phase. This signal is mainly seen in the first 6 hours of the onset of the event, and so far the maximum time registered was 114 hours. We present one case where this image persisted for 11 days after the episode. Known causes, theories on pathogenesis of TGA and a possible relation between a vascular mechanism and the spreading depression, as reported in migraine with aura, are discussed.

The synergetic modulation of the excitability of central gray matter by a neuropeptide: two protocols using excitation waves in chick retina

The isolated chick retina provides an in vitro tissue model, in which two protocols were developed to verify the efficacy of a peptide in the excitability control of the central gray matter. In the first, extra-cellular potassium homeostasis is challenged at long intervals and in the second, a wave is trapped in a ring of tissue causing the system to be under self-sustained challenge. Within the neuropil, the extra-cellular potassium transient observed in the first protocol was affected from the initial rising phase to the final concentration at the end of the five-minute pulse. There was no change in the concomitants of excitation waves elicited by the extra-cellular rise of potassium. However, there was an increase on the elicited waves latency and/or a rise in the threshold potassium concentration for these waves to appear. In the second protocol, the wave concomitants and the propagation velocity were affected by the peptide. The results suggest a synergetic action of the peptide on glial and synaptic membranes: by accelerating the glial Na/KATPase and changing the kinetics of the glial potassium channels, with glia tending to accumulate KCl. At the same time, there is an increase in potassium currents through nerve terminals.

Retinas de pinto isoladas proporcionam um modelo de tecidos in vitro, para o qual dois protocolos foram desenvolvidos para verificar a eficácia de um peptídeo no controle da excitabilidade da matéria cinzenta central. No primeiro, a homeostase do potássio extra-celular é desafiada por intervalos longos (1 hora) e no segundo, uma onda é capturada em um anel de tecido, de tal maneira que o sistema permaneça em estado de desafio auto-sustentado. Dentro da neuropil, o transiente de potássio extra-celular observado no primeiro protocolo foi afetado da fase de início de aumento à concentração final, ao final do pulso de cinco minutos. Não há mudanças nos parâmetros concomitantes das ondas de excitação geradas pelo aumento do potássio extra-celular. Entretanto, houve um aumento da latência das ondas geradas e/ou um aumento no nível de concentração de potássio necessário para gerar a onda. No segundo protocolo, os parâmetros concomitantes da onda e sua velocidade de propagação foram afetados pelo peptídeo. Os resultados sugerem uma ação sinergética do peptídeo nas membranas gliais e sinápticas: acelerando o Na/KATPase glial e mudando a cinética dos canais de potássio gliais, com a glia tendendo a acumular KCl. Nesse período, não há aumento nas correntes de potássio nas terminações nervosas.