Mapeamento funcional dos efeitos da estimulação cerebral profunda no núcleo anterior da tálamo
Data
2018-09-27
Autores
Gimenes, Christiane 
Orientadores
Covolan, Luciene
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Deep brain stimulation (DBS) refers to the delivery of electric current to specific deep
brain structures through implanted electrodes. DBS to the anterior nucleus of
thalamus (ANT) is a safe and effective alternative treatment for medically refractory
seizures that was recently approved for use in United States. Despite the antiseizure
effects of ANT DBS, preclinical and clinical studies have failed to demonstrate it
actions at a whole brain level. Here, we used a magnetic resonance imaging (MRI)based
approach in healthy adult rats to investigate the effects of ANT DBS through
the circuit of Papez, which is a circuit that is wellstudied
in temporal lobe epilepsy
(TLE). After ANT electrode implantation and recovery, ANT DBS and SHAM (sham
animals had electrodes implanted but were not stimulated) rats received one single
injection of the contrast enhancer, manganese chloride (60 mg/kg, ip). Twelve hours
after, rats underwent the baseline scan using the MEMRI (Manganeseenhanced
magnetic resonance imaging) technique. DBS was immediately delivered during 1h
(130 Hz and 200 μA) and followed by the same MEMRI sequence. Perfusion was
followed by subsequent cFos
immunostaining of brain sections. Acute unilateral
ANT DBS significantly reduced the overall manganese uptake and consequently, the
MEMRI contrast in the circuit of Papez. Additionally, cFos
expression was bilaterally
increased in the cingulate cortex and posterior hypothalamus, areas directly
connected to ANT, as well as in amygdala and subiculum, within the limbic circuitry.
Our data indicate that MEMRI can be used to detect wholebrain
responses to DBS,
as the high frequency stimulation parameters used here caused a significant
reduction of cell activity in the circuit of Papez that might help to explain the
antiepileptic effects of ANT DBS.
Estimulação cerebral profunda (ECP) referese ao fornecimento de corrente elétrica a estruturas cerebrais profundas específicas através de eletrodos implantados em estruturas cerebrais profundas específicas. A ECP no núcleo anterior do tálamo (NAT) é um tratamento alternativo, seguro e eficaz para pacientes com crises epilepticas, refratários ao tratamento medicamento e não candidatos a procedimentos cirúrgicos. Apesar dos efeitos anticonvulsivos da ECP no NAT, estudos préclínicos e clínicos não conseguiram demonstrar suas ações em uma perspectiva cerebral abrangente. Aqui, usamos uma abordagem baseada em imagem de ressonância magnética (IRM) em ratos adultos saudáveis para investigar os efeitos da da ECP no NAT através do circuito de Papez, que é um circuito envolvido na geraçãoe propagação de crises na epilepsia do lobo temporal (ELT). Após o implante dos eletrodos no NAT, animais foram separados em dois grupos: ECP e SHAM (os animais SHAM tinham eletrodos implantados mas não foram estimulados). Os ratos receberam uma única injeção de cloreto de manganês (60 mg / kg, ip). Doze horas depois, os ratos foram submetidos a primeira IRM (basal) utilizando a técnica MEMRI (ressonância magnética com contraste realçado por manganês). Ao final da IRM a ECP foi imediatamente iniciada e teve duração de 1h (130 Hz e 200 μA), e a seguir, foi repetida a mesma seqüência MEMRI utilizada anteriormente. A perfusão foi seguida pela imunomarcação de cFos em secções cerebrais. A ECP aguda no NAT unilateralmente reduziu significativamente a absorção global de manganês e, consequentemente, o contraste MEMRI no circuito de Papez. Além disso, a expressão de cFos foi aumentada bilateralmente no córtex cingulado e no hipotálamo posterior, áreas diretamente conectadas ao NAT, bem como na amígdala e subículum, dentro do circuito límbico. Nossos dados indicam que a técnica MEMRI pode ser usada para detectar respostas cerebrais complexas a ECP, pois os parâmetros de estimulação de alta frequência usados aqui causaram uma redução significativa da atividade celular no circuito de Papez que pode ajudar a explicar os efeitos antiepilépticos do ANT DBS.
Estimulação cerebral profunda (ECP) referese ao fornecimento de corrente elétrica a estruturas cerebrais profundas específicas através de eletrodos implantados em estruturas cerebrais profundas específicas. A ECP no núcleo anterior do tálamo (NAT) é um tratamento alternativo, seguro e eficaz para pacientes com crises epilepticas, refratários ao tratamento medicamento e não candidatos a procedimentos cirúrgicos. Apesar dos efeitos anticonvulsivos da ECP no NAT, estudos préclínicos e clínicos não conseguiram demonstrar suas ações em uma perspectiva cerebral abrangente. Aqui, usamos uma abordagem baseada em imagem de ressonância magnética (IRM) em ratos adultos saudáveis para investigar os efeitos da da ECP no NAT através do circuito de Papez, que é um circuito envolvido na geraçãoe propagação de crises na epilepsia do lobo temporal (ELT). Após o implante dos eletrodos no NAT, animais foram separados em dois grupos: ECP e SHAM (os animais SHAM tinham eletrodos implantados mas não foram estimulados). Os ratos receberam uma única injeção de cloreto de manganês (60 mg / kg, ip). Doze horas depois, os ratos foram submetidos a primeira IRM (basal) utilizando a técnica MEMRI (ressonância magnética com contraste realçado por manganês). Ao final da IRM a ECP foi imediatamente iniciada e teve duração de 1h (130 Hz e 200 μA), e a seguir, foi repetida a mesma seqüência MEMRI utilizada anteriormente. A perfusão foi seguida pela imunomarcação de cFos em secções cerebrais. A ECP aguda no NAT unilateralmente reduziu significativamente a absorção global de manganês e, consequentemente, o contraste MEMRI no circuito de Papez. Além disso, a expressão de cFos foi aumentada bilateralmente no córtex cingulado e no hipotálamo posterior, áreas diretamente conectadas ao NAT, bem como na amígdala e subículum, dentro do circuito límbico. Nossos dados indicam que a técnica MEMRI pode ser usada para detectar respostas cerebrais complexas a ECP, pois os parâmetros de estimulação de alta frequência usados aqui causaram uma redução significativa da atividade celular no circuito de Papez que pode ajudar a explicar os efeitos antiepilépticos do ANT DBS.