Influência do cerebelo no processamento de funções não-motoras - revisão da literatura e estudo experimental
| dc.contributor.advisor-co1 | Gianlorenço, Anna Carolyna Lepesteur | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3861050459671690 | |
| dc.contributor.advisor1 | Russo, Thiago Luiz | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2755480908047791 | |
| dc.contributor.author | Prati, José Mário | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3837528410213126 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-7077-0161 | |
| dc.date.accessioned | 2025-05-16T13:14:45Z | |
| dc.date.issued | 2025-04-16 | |
| dc.description.abstract | The cerebellum is a structure widely recognized for its role in motor functions, such as movement control, motor learning, and balance. However, its participation in non-motor processes, such as emotions and cognitive functions, has been increasingly attracting interest. The functional network and connectivity of the cerebellum remain open areas of study, and both clinical and preclinical research have been dedicated to identifying these connections to gain a better understanding of cerebellar neurophysiology and its influence on other brain regions in various functions. STUDY 1 - OBJECTIVE: This study aimed to identify and synthesize the evidence in the literature regarding the activation and connectivity of the cerebellum with other brain structures involved in processing various functions. METHODS: A comprehensive literature search was conducted in the PubMed and Google Scholar databases using different search terms to identify clinical and preclinical studies related to cerebellar involvement in different functions, including sensory, motor, autonomic, cognitive, and emotional functions. The retrieved studies were summarized and presented in topics corresponding to the respective functions. RESULTS: It was demonstrated that regions of the anterior lobe of the cerebellum are more involved in motor control, proprioceptive and graviceptive signal integration, and reward anticipation. On the other hand, regions of the posterior lobe, including the cerebellar hemispheres, are more involved in processing eye movements, cognition, emotions, and auditory functions. It was also observed that similar cerebellar regions are activated in different functions, leading to the understanding that the same cerebellar region may simultaneously contribute to processing multiple functions. We hypothesize that microzones specialized in different functions may co-activate to support multimodal behaviors. CONCLUSION: The anterior cerebellar lobe plays a greater role in sensory-motor processing, whereas the posterior lobe is more involved in cognitive and emotional functions. Additionally, some cerebellar regions, such as lobules VI and VII, seem to act as integrative areas, as they are frequently described as participating in most of the investigated functions. STUDY 2 - OBJECTIVE: This study aimed to identify in the literature the main cerebellar activation regions in nociception and pain processing, as well as their connections with other nervous system regions involved in this process. METHODS: Searches were conducted in the PubMed and Google Scholar databases using specific search terms related to the study’s theme to obtain a comprehensive overview of factors associated with pain processing. Clinical and preclinical studies addressing the topic were selected. Cerebellar activation in response to nociceptive stimuli, the location of cerebellar activation, and its connections with other brain regions involved in nociception and pain processing were analyzed. RESULTS: The primary cerebellar regions involved in nociception and pain processing are lobules IV, V, VI, VII, Crus I, and Crus II. The cerebellum can communicate with brain structures involved in processing different dimensions of pain, as well as in pain modulation; however, studies investigating this hypothesis are still lacking. Research shows that cerebellar modulation reduces pain intensity by increasing the pain threshold and enhancing endogenous pain inhibition processes. CONCLUSION: The cerebellum may be involved in the multidimensional processing of pain and exert influence on pain modulation through its extensive connections with brain structures engaged in these processes. STUDY 3 - OBJECTIVE: This study aimed to analyze neuronal activation in the cerebellum in different spatiotemporal contexts involved in emotion and emotional memory processing, as well as its connections with other brain structures in animals. METHODS: A total of 43 naïve Swiss Albino mice were used. The animals were divided into four groups: Inhibitory Avoidance, Shock, No Shock, and Control Group. For behavioral assessment, the animals were exposed to the Inhibitory Avoidance apparatus, inferring emotion and emotional memory, for 1, 4, and 8 days in different exposure contexts. After the final exposure of each group to the assessment apparatus, euthanasia was performed, followed by transcardiac perfusion with 4% paraformaldehyde and brain extraction. The brains were sectioned at 40 μm for c-Fos immunofluorescence analysis in predefined structures. Microscopic images of brain structures were captured for the analysis of immunofluorescent cells. One-way ANOVA or the Kruskal-Wallis test was applied to the immunofluorescence analysis data, followed by the appropriate post-hoc test. Spearman’s correlation coefficient was used to analyze the correlation between the coefficients of brain structures. RESULTS: There was an increase in c-Fos expression in cerebellar lobules IV-V (p = 0.01). Dunn’s multiple comparisons test showed a significant difference in c-Fos expression between the Inhibitory Avoidance-4 days group and the Control Group (p = 0.01). An increase in c-Fos expression was also observed in cerebellar lobule VI (p = 0.01). Dunn’s multiple comparisons test indicated a significant difference in c-Fos expression between the Inhibitory Avoidance-4 days and Shock-4 days groups (p = 0.01). No significant difference was found in c-Fos expression in other regions of interest. Spearman’s correlation coefficient test did not show correlations between the coefficients of the regions of interest in the Inhibitory Avoidance-4 days Group. CONCLUSION: Lobules IV-V and VI were the cerebellar regions with the highest activity in animals that performed the Inhibitory Avoidance task for four days, suggesting involvement in emotion and emotional memory. GENERAL CONCLUSION: The cerebellum is involved in the processing of various functions performed by the nervous system. Once its anatomical and functional interaction with other brain structures also involved in this processing is clarified, the cerebellum could become a therapeutic target for the treatment of painful and psychiatric conditions. | eng |
| dc.description.resumo | O cerebelo é uma estrutura amplamente reconhecida por seu papel nas funções motoras, como o controle do movimento, a aprendizagem motora e equilíbrio. No entanto, sua participação em processos não motores, como as emoções e as funções cognitivas, tem despertado crescente interesse. A rede funcional e a conectividade do cerebelo ainda são áreas de estudo em aberto, e tanto pesquisas clínicas quanto pré-clínicas têm se dedicado a identificar essas conexões, visando um melhor entendimento da neurofisiologia e da influência do cerebelo sobre outras regiões do cérebro em diversas funções. Esta tese foi organizada em três estudos: duas revisões narrativas e um estudo experimental. ESTUDO 1 - OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi identificar e sintetizar as evidências na literatura sobre a ativação e a conectividade do cerebelo com outras estruturas encefálicas envolvidas no processamento de diversas funções. MÉTODOS: Foi realizada uma busca abrangente na literatura nas bases de dados PubMed e Google Acadêmico utilizando diferentes termos de busca para identificar estudos clínicos e pré-clínicos relacionados ao envolvimento do cerebelo em diferentes funções incluindo funções sensoriais, motoras, autonômicas, cognitivas e emocionais. Os estudos encontrados foram sumarizados e apresentados em tópicos referentes às respectivas funções. RESULTADOS: Foi demonstrado que regiões do lobo anterior do cerebelo estão mais envolvidas com o controle motor, integração de sinais proprioceptivos e graviceptivos e na antecipação de recompensa. Por outro lado, regiões do lobo posterior, incluindo os hemisférios cerebelares, estão mais envolvidos no processamento de movimentos oculares, processamento cognitivo, emocional e auditivo. Também foi observado que regiões semelhantes do cerebelo se ativam em diferentes funções, levando ao entendimento de um envolvimento simultâneo de uma mesma região cerebelar para o processamento de diferentes funções. Além disso, algumas regiões cerebelares, como os lóbulos VI e VII, parecem atuar como áreas integradoras, pois são frequentemente descritas como participativas na maioria das funções investigadas. CONCLUSÃO: O cerebelo possui envolvimento no processamento de variadas funções. A topografia cerebelar demonstra ser mais abstrata do que é conhecida atualmente e novas investigações serão necessárias para elucidar as particularidades relacionadas à ativação cerebelar em diferentes funções. ESTUDO 2 - OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi identificar na literatura as principais regiões de ativação cerebelar no processamento da nocicepção e da dor, bem como suas conexões com outras regiões do sistema nervoso envolvidas nesse processamento. MÉTODOS: Foram realizadas buscas nas bases de dados PubMed e Google Acadêmico utilizando termos de busca específicos da temática do estudo para obter uma busca abrangente sobre fatores relacionados à temática do estudo. Foram selecionados estudos clínicos e pré-clínicos que abordavam a temática da revisão. Foi analisada a ativação cerebelar na presença de estímulos nociceptivos, a localização da ativação cerebelar e suas conexões com outras regiões encefálicas envolvidas no processamento da nocicepção e da dor. RESULTADOS: As principais regiões cerebelares envolvidas no processamento da nocicepção e da dor são os lóbulos IV, V, VI, VII, Crus I e Crus II. O cerebelo pode se comunicar com estruturas encefálicas envolvidas no processamento das diferentes dimensões da dor, bem como na modulação da dor, porém ainda não existem estudos investigando essa hipótese. Estudos demonstram que a modulação do cerebelo reduz a intensidade da dor, aumentando o seu limiar e os processos de inibição endógena da dor. CONCLUSÃO: O cerebelo pode estar envolvido no processamento multidimensional da dor e exercer influência na modulação da dor através de suas vastas comunicações com estruturas encefálicas envolvidas nestes processamentos. ESTUDO 3 - OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi analisar a ativação neuronal do cerebelo frente a diferentes contextos espaço-temporais envolvidos na avaliação da emoção e memória emocional, e suas conexões com outras estruturas encefálicas em animais. MÉTODOS: Foram utilizados 43 camundongos ingênuos Suíço Albino. Os animais foram divididos em grupos Esquiva Inibitória, Choque, Sem Choque e Grupo Controle. Para avaliação comportamental, os animais foram expostos à caixa de Esquiva Inibitória, inferindo emoção e memória emocional, por 1, 4 e 8 dias, em diferentes contextos de exposição. Após a última exposição de cada grupo ao aparato de avaliação foi realizada eutanásia seguida de perfusão transcardíaca com paraformoldeído 4% e remoção encefálica. Os encéfalos foram seccionados em 40 μm para realização de análise de imunofluorescência de c-Fos de estruturas pré-estabelecidas. Foram captadas imagens microscópicas das estruturas encefálicas para análise de células imunofluorescentes. Foi realizada análise de variância one-way ANOVA ou teste de Kruskal Wallis em dados obtidos da análise de imunofluorescência e teste post-hoc adequado. O coeficiente de Correlação de Spearman foi realizado objetivando analisar a correlação entre os coeficientes das estruturas encefálicas. RESULTADOS: Houve aumento da expressão de c-Fos em lóbulos IV-V do cerebelo (p = 0.01). O teste de múltiplas comparações de Dunn demonstrou diferença significativa na expressão de c-Fos entre os grupos Esquiva Inibitória-4 dias e Grupo Controle (p = 0.01). Houve aumento na expressão de c-Fos em lóbulo VI do cerebelo (p = 0.01). O teste de múltiplas comparações de Dunn demonstrou diferença significativa na expressão de c-Fos entre os grupos Esquiva Inibitória- 4 dias e Choque-4 dias (p = 0.01). Não houve diferença significativa na expressão de c-Fos nas demais regiões de interesse. O teste de Coeficiente de Correlação de Spearman não demonstrou correlação entre os coeficientes das regiões de interesse do Grupo Esquiva Inibitória-4 dias. CONCLUSÃO: Os lóbulos IV-V e VI foram as regiões cerebelares com maior atividade em animais que realizaram a tarefa de Esquiva Inibitória por quatro dias, sugerindo envolvimento na emoção e na memória emocional. CONCLUSÃO GERAL: O cerebelo possui envolvimento no processamento de variadas funções desempenhadas pelo sistema nervoso. Uma vez esclarecida sua interação anatômica e funcional com outras estruturas encefálicas também envolvidas nestes processamentos, o cerebelo pode se tornar um alvo terapêutico para o tratamento de condições dolorosas e psiquiátricas. | por |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | Processo nº 2022/05775-0, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorshipId | Código 001, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | |
| dc.identifier.citation | PRATI, José Mário. Influência do cerebelo no processamento de funções não-motoras - revisão da literatura e estudo experimental. 2025. Tese (Doutorado em Fisioterapia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22065. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22065 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia - PPGFt | |
| dc.relation.uri | https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0166432824000895 | |
| dc.relation.uri | https://link.springer.com/article/10.1007/s00702-024-02872-1#:~:text=Findings%20from%20neuroanatomical%20and%20neurophysiological,and%20temporal%20contexts%20of%20pain. | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Cerebelo | por |
| dc.subject | Funções | por |
| dc.subject | Dor | por |
| dc.subject | Emoção | por |
| dc.subject | Memória emocional | por |
| dc.subject | c-Fos | por |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS DA SAUDE::FISIOTERAPIA E TERAPIA OCUPACIONAL | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::MORFOLOGIA::ANATOMIA::ANATOMIA HUMANA | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::MORFOLOGIA::ANATOMIA::ANATOMIA ANIMAL | |
| dc.title | Influência do cerebelo no processamento de funções não-motoras - revisão da literatura e estudo experimental | por |
| dc.title.alternative | Influence of the cerebellum on the processing of non-motor functions - literature review and experimental study | eng |
| dc.type | Tese |
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