Palestrante
Descrição
Geradores de padrões centrais (CPGs) são pequenas redes neurais especializadas em produzir padrões periódicos e robustos para controlar atividades rítmicas musculares. Eles trabalham de modo quase autônomos, com influência de moduladores nervosos e químicos que enviam informações sensoriais apenas para sintonizar os padrões a um propósito específico. Um exemplo modelo para estudos de CPGs é o gânglio estomatogástrico (STG) dos crustáceos. O STG é um gânglio responsável pelos movimentos ritmados dos músculos pilóricos de crustáceos e ele tem seu ritmo modulado pelos gânglios comissurais (COGs), além dos sensores táteis no estômago, neurônios descendentes do cérebro do animal e às aminas e neuropeptídios excretados na hemolinfa pelos órgãos pericárdicos. Apesar desses inúmeros moduladores, o sistema apresenta um ritmo robusto a perturbações ambientais, como, por exemplo, a variações de temperatura do corpo ou do sistema nervoso estomatogástrico, do qual o STG e seus moduladores nervosos fazem parte. Estudos anteriores mostram que a frequência do ritmo pilórico aumenta proporcionalmente à temperatura, mantendo a fase dos padrões musculares. (1-2) Este trabalho busca identificar se esse comportamento em relação à temperatura se deve ao STG ou a seus moduladores. Com esse fim, animais da espécie Callinectes sapidus foram imobilizados e, por meio de uma sonda endoscópica e um sistema de aquisição de sinais, foi aferido a frequência de contração dos músculos estomacais do animal, gerado pelo STG, em função da temperatura estomacal, corporal e ambiental a qual o animal está exposto. A sonda endoscópica é composta por um tubo de plástico flexível que comporta espaço para um fluxo incidente de água, um termopar para medição da temperatura estomacal e duas fibras ópticas conectadas, respectivamente, a uma fonte de luz e a um sensor fotovoltaico. Enquanto as medidas de frequência eram coletadas, água à temperatura controlada foi injetada no estômago do animal de forma a expor o STG, localizada nas imediações do estômago, a uma temperatura diferente da temperatura nos COGs, localizados próximos à boca e controlados pela temperatura corporal e bucal. Os dados coletados foram analisados utilizando modelos matemáticos tradicionais, como cálculo do fator Q10, e evidenciam uma relação de independência entre a frequência do ritmo de contração pilórico e o seu gerado, STG, isto é, variações positivas ou negativas da temperatura não causavam alterações no ritmo pilórico. Esses resultados, comparados com estudos anteriores, indicam que a frequência se altera em resposta à temperatura dos sistemas moduladores, relação a ser explorada nos próximos experimentos do projeto. Essa é uma situação muito rara dada a forte correlação entre o funcionamento de sistemas biológicos, principalmente na relação entre músculos e neurônios, com a temperatura. Isso levanta a hipótese de que os diversos processos bioquímicos antagonistas para criar esse padrão tenham relações contrárias à temperatura do STG (3), formando um sistema de compensação local que mantém o ritmo a uma frequência de equilíbrio apesar da temperatura. Esse sistema, então, seria influenciado diretamente pelos neuromoduladores, que possuem sinais dependentes de suas próprias temperaturas e, assim, poderiam modificar a frequência de equilíbrio do CPG pilórico como observado em outros estudos.
Referências
1 TANG, L. S. et al. Robustness of a rhythmic circuit to short- and long-term temperature changes. Journal of Neuroscience, v. 32, n. 29, p. 10075-10085, 2012.
2 SOOFI, W.; GOERITZ, M. L.; KISPERSKY, T. J.; et al. Phase maintenance in a rhythmic motor pattern during temperature changes in vivo. Journal of Neurophysiology, v. 111, n. 12, p. 2603-2613, 2014.
3 ROBERTSON, R. M.; MONEY, T. G. A. Temperature and neuronal circuit function: compensation, tuning and tolerance. Current Opinion in Neurobiology, v. 22, n. 4, p. 724-734, 2012.
| Subárea | Biofísica |
|---|---|
| Apresentação do trabalho acadêmico para o público geral | Sim |
