Estudo in vivo de populações neuronais GABAérgicas e glutamatérgicas da substância cinzenta periaquedutal em resposta a diferentes tipos de ameaça

• Processo: 17/08668-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 11 de setembro de 2017
• Data de Término da vigência: 10 de setembro de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Newton Sabino Canteras
• Beneficiário: Fernando Midea Cuccovia Vasconcelos Reis
• Supervisor: Avishek Adhikari
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of California, Los Angeles (UCLA), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 15/23092-3 - Investigação das vias de sinalização envolvidas na formação da memória de medo em animais expostos ao predador, BP.PD
• Assunto(s): Optogenética Mecanismos de defesa Glutamatos Substância cinzenta periaquedutal GABA
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Calcium Imaging | Comportamento defensivo | Gaba | glutamato | optogenética | Substância Cinzenta Periaquedutal | Neuroanatomia Funcional

Resumo

Os recentes avanços tecnológicos tornaram possível uma investigação causal e específica para a rápida escala de tempo de comunicação do sistema nervoso, permitindo um nível sem precedentes de precisão de testes de hipóteses. Para entender como a atividade do circuito neural controla o comportamento, as intervenções experimentais devem ser realizadas com precisão genética, anatômica e temporal. Os indicadores de cácio geneticamente codificados (GECIs) tornaram possível a imagem celular de alta resolução in vivo de uma população neuronal definida. Utilizando um microscópio fluorescente em miniatura acoplado à cabeça de um roedor, é possível registrar a atividade neuronal geneticamente definida captando imagens de transientes de cálcio in vivo além de rastrear a ativação dos mesmos neurônios desses animais à medida que exploram livremente contextos distintos ao longo de vários dias. Além disso, devido ao desenvolvimento da optogenética, agora é possível controlar simultaneamente a atividade de populações neuronais especificas e examinar as consequências no comportamento. Assim, o presente estudo tem por objetivo realizar um rastreamento sistemático da atividade celular utilizando um microscópio fluorescente em miniatura para o registro de imagens de transientes de cálcio in vivo de neurônios (glutamatérgicos e GABAérgicos) na matéria cinzenta periaquedutal de camundongos e identificar possíveis correlações entre o padrão de atividade destas redes e o comportamento em diferentes situações ameaçadoras: espaços abertos, luzes brilhantes, sinais de predador, agressividade de co-específicos e medo condicionado ao som (choque nas patas). Além disso, com base nas informações obtidas nestes experimentos, objetivamos ativar e inibir optogeneticamente esses diferentes tipos de células identificadas com imagens de cálcio nas situações ameaçadoras e avaliar possíveis respostas comportamentais. O uso combinado dessas técnicas pode nos permitir monitorar e manipular a atividade neural fornecendo relações causais entre esta e comportamentos específicos em camundongos.

Publicações científicas

(8)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ZHANG, ZHI; REIS, FERNANDO M. C. V.; HE, YANLIN; PARK, JAE W.; DIVITTORIO, JOHNATHON R.; SIVAKUMAR, NILLA; VAN VEEN, J. EDWARD; MAESTA-PEREIRA, SANDRA; SHUM, MICHAEL; NICHOLS, INDIA; et al. Estrogen-sensitive medial preoptic area neurons coordinate torpor in mice. NATURE COMMUNICATIONS, v. 11, n. 1, DEC 11 2020. (17/08668-1, 15/23092-3)

WANG, WEISHENG; SCHUETTE, PETER J.; LA-VU, MIMI Q.; TOROSSIAN, ANITA; TOBIAS, BROOKE C.; CEKO, MARTA; KRAGEL, PHILIP A.; REIS, V, FERNANDO M. C.; JI, SHIYU; SEHGAL, MEGHA; et al. Dorsal premammillary projection to periaqueductal gray controls escape vigor from innate and conditioned threats. eLIFE, v. 10, SEP 1 2021. (17/08668-1, 15/23092-3, 14/05432-9)

LA-VU, MIMI Q.; SETHI, EKAYANA; MAESTA-PEREIRA, SANDRA; SCHUETTE, PETER J.; TOBIAS, BROOKE C.; REIS, FERNANDO M. C., V; WANG, WEISHENG; TOROSSIAN, ANITA; BISHOP, AMY; LEONARD, SASKIA J.; et al. Sparse genetically defined neurons refine the canonical role of periaqueductal gray columnar organization. eLIFE, v. 11, p. 26-pg., 2022-06-08. (15/23092-3, 17/08668-1)

SCHUETTE, PETER J.; REIS, V, FERNANDO M. C.; MAESTA-PEREIRA, SANDRA; CHAKERIAN, MEGHMIK; TOROSSIAN, ANITA; BLAIR, GARRETT J.; WANG, WEISHENG; BLAIR, HUGH T.; FANSELOW, MICHAEL S.; KAO, JONATHAN C.; et al. Long-Term Characterization of Hippocampal Remapping during Contextual Fear Acquisition and Extinction. JOURNAL OF NEUROSCIENCE, v. 40, n. 43, p. 8329-8342, OCT 21 2020. (14/05432-9, 17/08668-1, 15/23092-3)

REIS, FERNANDO MCV; LEE, JOHANNES Y.; MAESTA-PEREIRA, SANDRA; SCHUETTE, PETER J.; CHAKERIAN, MEGHMIK; LIU, JINHAN; LA-VU, MIMI Q.; TOBIAS, BROOKE C.; IKEBARA, JULIANE M.; KIHARA, ALEXANDRE HIROAKI; et al. Dorsal periaqueductal gray ensembles represent approach and avoidance states. eLIFE, v. 10, MAY 6 2021. (17/08668-1, 14/05432-9, 19/17677-0)

REIS, FERNANDO MIDEA CUCCOVIA, V; NOVAES, LEONARDO SANTANA; SANTOS, NILTON BARRETO DOS; FERREIRA-ROSA, KELVIA CAROLINA; PERFETTO, JULIANO GENARO; BALDO, MARCUS VINICIUS C.; MUNHOZ, CAROLINA DEMARCHI; CANTERAS, NEWTON SABINO. Predator fear memory depends on glucocorticoid receptors and protein synthesis in the basolateral amygdala and ventral hippocampus. PSYCHONEUROENDOCRINOLOGY, v. 141, p. 11-pg., 2022-07-01. (19/00908-9, 17/08668-1, 16/03572-3, 14/05432-9, 15/23092-3)

REIS, FERNANDO M. C. V.; LIU, JINHAN; SCHUETTE, PETER J.; LEE, JOHANNES Y.; MAESTA-PEREIRA, SANDRA; CHAKERIAN, MEGHMIK; WANG, WEISHENG; CANTERAS, NEWTON S.; KAO, JONATHAN C.; ADHIKARI, AVISHEK. Shared Dorsal Periaqueductal Gray Activation Patterns during Exposure to Innate and Conditioned Threats. JOURNAL OF NEUROSCIENCE, v. 41, n. 37, p. 5399-5420, SEP 15 2021. (15/23092-3, 14/05432-9, 17/08668-1)

SCHUETTE, PETER J.; IKEBARA, JULIANE M.; MAESTA-PEREIRA, SANDRA; TOROSSIAN, ANITA; SETHI, EKAYANA; KIHARA, ALEXANDRE H.; KAO, JONATHAN C.; REIS, FERNANDO M. C., V; ADHIKARI, AVISHEK. GABAergic CA1 neurons are more stable following context changes than glutamatergic cells. SCIENTIFIC REPORTS, v. 12, n. 1, p. 18-pg., 2022-06-20. (16/17329-3, 17/08668-1, 19/17677-0, 19/17892-8, 15/23092-3)