Banca de QUALIFICAÇÃO: KÁTIA SIMONE DE ARAÚJO NÓBREGA ROCHA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : KÁTIA SIMONE DE ARAÚJO NÓBREGA ROCHA
DATA : 31/07/2017
HORA: 08:00
LOCAL: INSTITUTO DO CEREBRO
TÍTULO:

COMO ESTÍMULOS VISUAIS SIMPLIFICADOS INFLUENCIAM NOSSOS CONCEITOS SOBRE SINCRONIZAÇÃO CORTICAL GAMA: UM ESTUDO EM V1 DE MACACOS CAPUCHINHOS

PALAVRAS-CHAVES:

gama, sincronização, V1, visual percepção, macaco capuchinho

PÁGINAS: 70
RESUMO:

As oscilações corticais gama (30 - 90 Hz) têm sido implicadas em vários processos cognitivos, como a ligação perceptual e a atenção. Há uma hipótese de que relações de fase muito precisas entre estes sinais oscilatórios são importantes para a codificação do estímulo, e, em última análise, para o controle do fluxo de informação no cérebro. Até agora, a maioria das evidências que servem de suporte para esta hipótese está baseada em estudos a partir do uso de estímulos simples e artificiais, como grades e barras luminosas. Recentemente, no entanto, estudos utilizando imagens naturais levaram a conclusões conflitantes. Num paradigma em humanos que requeria fixação prolongada, sinais eletrocorticográficos (ECoG) mostraram gama para grades, mas não para imagens estáticas ou ruído rosa (Hermes et al., 2015). Em V1 de macacos capuchinhos, a atividade neuronal demonstrada por potenciais de ação exibiu forte beta, mas não gama, durante a livre observação de imagens estáticas (Ito et al., 2011). Por outro lado, a análise dos sinais ECoG no córtex visual de macacos-reso revelou fortes componentes gama para cenas naturais (Brunet et al., 2015). No presente estudo, temos por objetivo esclarecer essas discrepâncias utilizando-se de um paradigma que permitiu comparações diretas entre as condições de fixação versus condições de observação livre, tanto para estímulos simplificados (grades móveis e estáticas) quanto para cenas naturais (imagens estáticas e em movimento). Em um mesmo ensaio, os macacos fixaram por 2 segundos (FIX), após o qual podiam observar livremente o estímulo visual por mais 2 a 4 segundos (FREE). Em algumas sessões experimentais, os macacos também foram expostos a cenas do mundo real, como a observação de outros macacos, seres humanos ou objetos reais. Esta última condição, embora não tão bem controlada, proporcionou um meio de avaliar respostas visuais em condições verdadeiramente naturais.

 

Os registros de potenciais de ação e de potenciais de campo locais (LFPs) foram feitos por meio de 2-4 eletrodos isolados por quartzo posicionados na representação central e periférica de V1. Os eletrodos podiam ser movidos independentemente através das diferentes camadas no córtex. No início de cada sessão de registro, os mapas de campo receptivo (RF) foram obtidos usando uma única barra em movimento. Posteriormente, a seletividade de orientação foi avaliada por meio de grades de alto contraste. As grades (direções preferida e não-preferida) e imagens de cenas naturais (movendo-se nas direções preferida e não-preferida) foram então apresentadas de 10 a 20 vezes em uma ordem aleatória. Durante a época FIX, os estímulos foram apresentados através de uma máscara de abertura (~ 10 °) centrada nos RFs, enquanto durante a época FREE cobriram a maior parte da área de exibição da tela.

 

Nossos resultados fornecem primeiramente uma avaliação geral das respostas gama em V1 de macaco capuchinho (N = 3 macacos). No capuchinho, as oscilações podem ser tão fortes quanto as observadas no resos ou em seres humanos. Gama é fortemente dependente de características do estímulo, como orientação, tamanho e velocidade. Notavelmente, em nossos dados, observamos o mesmo efeito dependente da excentricidade na frequência de oscilação descrita anteriormente para o resos (Lima et al., 2010).

 

Comparações diretas feitas para grades e cenas naturais revelaram que as respostas gama eram invariavelmente mais fortes para grades e relativamente mais fracas ou ausentes para cenas naturais (N = 100 sítios de registro, 2 macacos). Essa tendência geral foi observada tanto para a época FIX quanto para a época FREE. Para uma grade que se movia na direção preferida, comandando as células de forma ininterrupta, a gama era claramente forte. Da mesma forma, a observação livre de grandes grades em movimente na direção preferida levou a uma forte gama, apesar das sacadas intervenientes e piscar dos olhos. Para as respostas a cenas naturais, no entanto, a gama só estava presente ocasionalmente. Breves respostas em frequência gama puderam ser vistas em alguns registros, geralmente quando a imagem se moveu na direção ótima e durante a época FIX (6 de 50 sítios de registro). É possível que, nesses casos, a gama só apareça para respostas aos contornos da imagem que correspondem exatamente às preferências das células. Nossos resultados para condições mais naturais foram, no entanto, surpreendentemente negativos. A observação livre de cenas naturais produziu correlogramas planos tanto para imagens em movimento como para imagens estáticas. Da mesma forma, a análise de respostas durante a observação gratuita de cenas reais não revelou gama.

 

Os presentes resultados sugerem que, no córtex visual, respostas fortes e restritas na faixa gama, estão principalmente associadas à ativação seletiva de populações. Uma vez que se conhece que as colunas do córtex visual que compartilham as mesmas propriedades estão preferencialmente conectadas (Schmidt et al., 1997), a gama pode ser considerada uma dinâmica de "caso especial" amplamente moldada pela conectividade cortical. Além disso, a frequência de oscilação gama parece depender do mapa cortical, uma vez que depende fortemente da excentricidade de RF. Esta nova descoberta em um macaco do novo mundo reforça nossa hipótese de que a arquitetura funcional impõe restrições importantes à dinâmica da coerência no córtex. Como um todo, nossos resultados enfraquecem a noção de que a gama funciona como um mecanismo de controle flexível, necessário para o processamento visual em condições naturais.

 

Todos os procedimentos experimentais a serem realizados foram aprovados previamente pelo Comitê de Ética da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (Protocolo N° 053/2012, CEUA-UFRN). Autorização SISBIO Número: 35425-4, 2016.

 

 

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1842426 - SERGIO TULIO NEUENSCHWANDER MACIEL
Interno - 1871878 - KERSTIN ERIKA SCHMIDT
Externo à Instituição - BRUSS REBOUÇAS COELHO LIMA - UFRJ