Efeitos da estimulação encefálica profunda do estriado e do núcleo subtalâmico sobre o desempenho de ratos em tarefas de flexibilidade comportamental

dc.contributor.advisor1de Oliveira, Amanda Ribeiro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4993675879410961
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8457-7338
dc.contributor.authorWaku, Isabelle
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0851895403197213
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-4033-545X
dc.contributor.refereeFerreira, Tatiana Lima
dc.contributor.refereeAbrahao, Karina Possa
dc.contributor.refereeGarlet, Quelen Iane
dc.contributor.refereeMelo-Thomas, Liana
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/2557253808540866
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/1245502652994136
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/7400658310121110
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/6647636229664388
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-2805-513X
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-4528-2430
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0003-2861-2386
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0003-0313-3055
dc.date.accessioned2026-11-06T12:32:06Z
dc.date.issued2026-09-11
dc.description.abstractBehavioral flexibility, the ability to modify behavior in response to changes in environmental contingencies, may be impaired in conditions such as obsessive-compulsive disorder and depression. In refractory cases, deep brain stimulation (DBS) of the ventral capsule/ventral striatum (VC/VS) and of the subthalamic nucleus (STN) has been used as a therapeutic alternative, but its effects on flexibility and the neural circuits involved remain poorly understood. Given that flexibility involves distinct processes, this work investigated whether the effects of DBS generalize across different forms of adaptation or depend on the stimulated target and on behavioral demands. First, two systematic reviews identified patterns and gaps in the preclinical literature on striatal (73 studies) and STN (29 studies) neuromodulation in rodents, indicating that the effects depend on the target, the animal model, the task, and the parameters used, with a predominance of studies in males. In the experimental stage, bilateral DBS (bipolar electrodes; 130 Hz, 50 μs, 300 μA) was evaluated in three operant tasks standardized in this work. In reversal learning, which assesses the updating of contingencies, the medial striatum, the ventral striatum, and the STN were stimulated; in set-shifting, which assesses the replacement of learned rules, the medial striatum and the STN; and in the two-armed spatial restless Bandit, which assesses feedback-guided choices under uncertainty, the medial striatum. In the first two tasks, male Wistar rats received DBS or sham stimulation for 1 h before and during testing; in the Bandit, Long-Evans rats of both sexes were evaluated in a within-subject design, without stimulation and under continuous or pseudorandom stimulation, only during testing. In reversal learning, ventral striatal DBS favored slower and more accurate responses after the contingency change, whereas medial striatal and STN DBS produced no consistent changes. In set-shifting, medial striatal DBS reduced reaction time and omissions without altering accuracy, replicating previous findings, whereas STN DBS increased reaction time. In the Bandit, medial striatal DBS reduced accuracy and altered the use of feedback without changing the proportion of exploration; only continuous stimulation reduced above-chance reward, whereas pseudorandom stimulation increased reaction time. In sum, the effects of DBS were specific to the target, the stimulation pattern, and the task, with no indication of a general improvement in behavioral flexibility. The replication of the set-shifting effect supports the use of medial striatal stimulation as a preclinical model of the modulation of cognitive control by VC/VS DBS.
dc.description.resumoA flexibilidade comportamental, capacidade de modificar o comportamento em resposta a mudanças nas contingências ambientais, pode estar comprometida em condições como o transtorno obsessivo-compulsivo e a depressão. Em casos refratários, a estimulação encefálica profunda (DBS) da cápsula ventral/estriado ventral (VC/VS) e do núcleo subtalâmico (STN) tem sido utilizada como alternativa terapêutica, mas seus efeitos sobre a flexibilidade e os circuitos neurais envolvidos permanecem pouco compreendidos. Considerando que a flexibilidade envolve processos distintos, este trabalho investigou se os efeitos da DBS se generalizam entre diferentes formas de adaptação ou são dependentes do alvo estimulado e das demandas comportamentais. Inicialmente, duas revisões sistemáticas identificaram padrões e lacunas na literatura pré-clínica sobre a neuromodulação do estriado (73 estudos) e do STN (29 estudos) em roedores, indicando que os efeitos dependem do alvo, do modelo animal, da tarefa e dos parâmetros utilizados, com predomínio de estudos em machos. Na etapa experimental, a DBS bilateral (eletrodos bipolares; 130 Hz, 50 μs, 300 μA) foi avaliada em três tarefas operantes padronizadas neste trabalho. Na aprendizagem reversa, que avalia a atualização de contingências, foram estimulados o estriado medial, o estriado ventral e o STN; no deslocamento de regras, que avalia a substituição de regras aprendidas, o estriado medial e o STN; e na two-armed spatial restless Bandit, que avalia escolhas guiadas por feedback sob incerteza, o estriado medial. Nas duas primeiras tarefas, ratos Wistar machos receberam DBS ou estimulação simulada por 1 h antes e durante os testes; na Bandit, ratos Long-Evans de ambos os sexos foram avaliados em delineamento intrassujeito, sem estimulação e sob estimulação contínua ou pseudoaleatória, apenas durante os testes. Na aprendizagem reversa, a DBS do estriado ventral favoreceu respostas mais lentas e precisas após a mudança da contingência, enquanto a do estriado medial e a do STN não produziram alterações consistentes. No deslocamento de regras, a DBS do estriado medial reduziu o tempo de reação e as omissões sem alterar a acurácia, replicando achados prévios, enquanto a do STN aumentou o tempo de reação. Na Bandit, a DBS do estriado medial reduziu a acurácia e modificou o uso do feedback, sem alterar a proporção de exploração; apenas a estimulação contínua reduziu a recompensa acima do acaso, enquanto a pseudoaleatória aumentou o tempo de reação. Em suma, os efeitos da DBS foram específicos ao alvo, ao padrão de estimulação e à tarefa, sem indicar uma melhora geral da flexibilidade comportamental. A replicação do efeito no deslocamento de regras reforça a utilidade da estimulação do estriado medial como modelo pré-clínico da modulação do controle cognitivo pela DBS da VC/VS.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdprocesso no. 2021/05022-9
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24929
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Educação e Ciências Humanas - CECH
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Psicologia - PPGPsi
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectEstimulação encefálica profundapor
dc.subjectflexibilidade comportamentalpor
dc.subjectEstriadopor
dc.subjectNúcleo subtalâmicopor
dc.subjectTomada de decisãopor
dc.subjectDeep brain stimulationeng
dc.subjectBehavioral flexibilityeng
dc.subjectStriatumeng
dc.subjectSubthalamic nucleuseng
dc.subjectDecision makingeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS HUMANAS::PSICOLOGIA
dc.subject.ods3. Saúde e Bem-Estar
dc.titleEfeitos da estimulação encefálica profunda do estriado e do núcleo subtalâmico sobre o desempenho de ratos em tarefas de flexibilidade comportamentalpor
dc.title.alternativeEffects of striatal and subthalamic nucleus deep brain stimulation on rat performance in behavioral flexibility taskseng
dc.typeTese

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