O hipocampo e o condicionamento olfatório aversivo

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2012Memórias olfatórias são geralmente associadas a experiências emocionais; portanto, a associação entre um odor e um evento aversivo tornou-se uma ferramenta importante no estudo da neurobiologia das memórias aversivas. O hipocampo (HPC) parece integrar o Condicionamento Olfatório Aversivo (COA) uma vez que está envolvido tanto em processos cognitivos quanto emocionais. Estes processos parecem estar relacionados a diferenças funcionais observadas ao longo do eixo dorso-ventral do HPC. Adicionalmente, os receptores glutamatérgicos subtipo NMDA parecem exercer um papel chave nos mecanismos envolvidos na aprendizagem e memória emocional. O presente trabalho foi delineado com o objetivo de avaliar o papel dos receptores glutamatérgicos subtipo NMDA no HPC dorsal (HPCd) e ventral (HPCv) na formação, potencialização e expressão das memórias aversivas em ratos submetidos ao COA e ao condicionamento contextual de segunda ordem (CCSO). No COA, utilizando um protocolo de condicionamento de primeira ordem, a resposta emocional condicionada (REC) foi adquirida através do pareamento entre o odor de acetato de amila (EC1, estímulo condicionado de primeira ordem) e cinco choques elétricos nas patas (EI, estímulo incondicionado). O CCSO foi promovido pela associação entre o odor condicionado (EC1) e o contexto onde o odor foi exposto (EC2, estímulo condicionado de segunda ordem, caixa de odor). A associação EC1-EI foi realizada na caixa de condicionamento, ao passo que a associação EC1-EC2 ocorreu na caixa de odor. A expressão da REC, composta de três sessões: familiarização (sem odor), teste EC1 (odor condicionado) e teste EC2 (sem odor), foi também conduzida na caixa de odor. Ratos Wistar machos submetidos à canulação bilateral do HPCd ou HPCv receberam microinjeções do antagonista dos receptores glutamatérgicos subtipo NMDA AP5 (6 ou 24 nmol/0.5 µl) ou do agonista NMDA (100 ou 200 pmol/0.5 µl) ou salina tamponada (PBS/0.5 µl) antes/depois do condicionamento EC1-EI, ou antes do teste EC1 ou do teste EC2. O AP5 microinjetado no HPCd, mas não no HPCv, antes da associação EC1-EI prejudicou a formação do COA. A expressão do COA, bem como a formação do CCSO, foram prejudicadas pela microinjeção de AP5 tanto no HPCd quanto no HPCv antes da sessão de teste EC1. Contudo, a expressão do CCSO não foi bloqueada pela microinjeção de AP5 pré-teste EC2 em ambas as porções do HPC. Por fim, a estimulação apenas do HPCd após um protocolo de treino fraco, através da microinjeção do agonista NMDA, promoveu a potencialização do COA, ao passo que a utilização da injeção de NMDA, tanto no HPCd quanto no HPCv, como estímulo incondicionado, não foi capaz de promover o COA. Estes resultados demonstram o papel funcional distinto dos receptores glutamatérgicos subtipo NMDA do HPCd e do HPCv na formação do condicionamento aversivo e na expressão da resposta emocional condicionada.<br>Abstract : Memory for odors is often related to highly emotional experiences; therefore the association between an odor and an aversive event is an effective model to study the neurobiology of associative fear memories. The hippocampus (HPC) seems to be involved in the circuitry of Olfactory Fear Conditioning (OFC) since it is implicated in both cognition and emotion processes. These processes seem to be related to differential functions of the dorsal and ventral portions of HPC. Moreover, glutamate NMDA receptor-subtype has also been shown to be a key element in processes related to emotional learning and memory. The present work was outlined to evaluate the role of glutamate NMDA receptors in the dorsal (HPCd) and ventral HPC (HPCv) on the generation, strengthening and expression of aversive memories of rats submitted to the OFC and contextual second-order conditioning (CSOC) paradigm. In OFC, a first-order conditioning, conditioned emotional response (CER) was acquired by pairing amyl acetate odor (CS1, first order conditioned stimulus) with 5 electrical footshocks (US, unconditioned stimulus). CSOC was promoted by the association between the conditioned odor (CS1) and the context where the odor was exposed (CS2, second-order conditioned stimulus, odor box). The CS1-US association was performed in a conditioning box, while the CS1-CS2 association occurred in an odor box. The expression of CER, composed of three sessions: Familiarization (No odor), CS1 test (Conditioned odor) and CS2 test (No odor), was conducted in an odor box. Male Wistar rats bilaterally implanted with guide cannulae aimed at HPCd or the HPCv were injected with NMDA receptor antagonist AP5 (6 or 24nmol /0.5 ul) or NMDA receptor agonist NMDA (100 or 200 pmol/0.5 ul) or phosphate buffered saline (PBS/0.5 ul) before/after the conditioning or prior to the CS1 or to the CS2 test session. AP5 injected into the HPCd, but not into the HPCv, prior to the CS1-US association impaired the generation of OFC. The expression of OFC, as well as the generation of CSOC, was impaired by the injection of AP5 into both HPCd and HPCv prior to the CS1 test session. However, the expression of CSOC was not blocked by the AP5 treatment into both HPC portions prior to the CS2 test session. Finally, the stimulation of HPCd only, after a weak training non-conditioning protocol, through NMDA agonist treatment, promoted OFC potentiation. On the other hand, the utilization of NMDA injection either into the HPCd and PCv, acting as an unconditioned stimulus, was not able to promote OFC. These results demonstrate the different role of glutamate NMDA receptor-subtype in the HPCd and in the HPCv on the generation of aversive conditioning and on the expression of conditioned emotional response