Ameliorating prefrontal cortical dysfunction in mental illness: inhibition of phosphotidyl inositol-protein kinase C signaling

Arnsten, Amy F.T.

doi:10.1007/s00213-008-1274-9

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“…There are number of excellent recent R. G. Mair and others reviews of these neurochemical systems, their influence on prefrontal cortical function, and their utility for treating conditions that affect prefrontal function such as ADHD, bipolar disorder, schizophrenia, and dementia (Aston- Jones and Cohen, 2005;Robbins and Roberts, 2007;Arnsten, 2009;Parikh and Sarter, 2009;Robbins and Arnsten, 2009).…”

Section: Arousal and Cognitive Performancementioning

confidence: 99%

Cognitive Activation by Central Thalamic Stimulation: The Yerkes-Dodson Law Revisited

Mair¹,

Onos²,

Hembrook³

2010

Dose-Response

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ᮀ Central thalamus regulates forebrain arousal, influencing activity in distributed neural networks that give rise to organized actions during alert, wakeful states. Central thalamus has been implicated in working memory by the effects of lesions and microinjected drugs in this part of the brain. Lesions and drugs that inhibit neural activity have been found to impair working memory. Drugs that increase activity have been found to enhance and impair memory depending on the dose tested. Electrical deep brain stimulation (DBS) similarly enhances working memory at low stimulating currents and impairs it at higher currents. These effects are time dependent. They were observed when DBS was applied during the memory delay (retention) or choice response (retrieval) but not earlier in trials during the sample (acquisition) phase. The effects of microinjected drugs and DBS are consistent with the Yerkes-Dodson law, which describes an inverted-U relationship between arousal and behavioral performance. Alternatively these results may reflect desensitization associated with higher levels of stimulation, spread of drugs or current to adjacent structures, or activation of less sensitive neurons or receptors at higher DBS currents or drug doses.

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Section: Arousal and Cognitive Performancementioning

confidence: 99%

Cognitive Activation by Central Thalamic Stimulation: The Yerkes-Dodson Law Revisited

Mair¹,

Onos²,

Hembrook³

2010

Dose-Response

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“…Sendo um córtex predominantemente associativo e voltado a ações, o PFC é tido como um regulador no sistema nervoso por meio de conexões, aferências e eferências com diversas outras regiões (Arnsten, 2009). O PFC é usualmente dividido em regiões ventromediais e dorsolaterais, sendo ambas as regiões conectadas a regiões encefálicas posteriores e subcorticais.…”

Section: Tomada De Decisõesunclassified

“…Cummings, 1997). A ação desses sistemas atencionais promove uma mudança no foco da atenção, permitindo uma flexibilidade comportamental de acordo com eventos do ambiente, influenciando o processo de tomada de decisões (Arnsten, 2009).…”

Section: Tomada De Decisõesunclassified

“…A amígdala, por sua vez, se projeta para regiões do vmPFC, OFC e ACC, com particular proeminência para o vmPFC e OFC. Nesta rede, o vmPFC teria o papel de regular negativamente, de cima para baixo, a atividade da amígdala quando em situações que não envolvem estresse (Arnsten, 2009). …”

Section: Neurofisiologia Da Tomada De Decisõesunclassified

“…As Os resultados do experimento envolvendo lesão no vmPFC vão em direção a experimentos descritos na literatura sugestivos da inexistência de um controle de cima para baixo do vmPFC sobre a amígdala envolvendo lesões em pacientes (Simpson et al, 2001, Koenigs et al, 2008. Embora estudos mostrem que há um controle do vmPFC sobre a amígdala em situações que não envolvem estresse (Arnsten, 2009) (Crozier et al, 1999;Partiot et al, 1996; e estudos neuropsicológicos mostram que pacientes com lesões frontais não conseguem aprender sequências de comportamentos, que fariam parte de um esquema complexo (Allain et al, 1999;Sirigu et al, 1996).…”

Section: Teste Comportamentalunclassified

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Avaliação comportamental e eletrofisiológica da atividade do córtex pré-frontal em processos de tomada de decisões em ratos

Boas¹

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AGRADECIMENTOSAo meu orientador, Gilberto, não só pela confiança depositada em mim durante a execução deste e de outros trabalhos, mas também pela liberdade que me deu para discutir e colocar em prática minhas ideias. Mais ainda, por ter estado ao meu lado como professor, orientador e amigo durante minha longa jornada pelo IB. Não tenho como resumir aqui o quanto aprendi com sua extrema cautela em planejar e fazer ciência e com sua perícia em embasar discussões e dominar o conteúdo que estuda. Não poderia deixar de citar todo o apoio e suporte na montagem e manutenção de equipamentos de pesquisa, habilidades ímpares que renderam-lhe as merecidas alcunhas de prof. Pardal, MacGyver ou mestre dos acrílicos e que me ensinaram a exercitar a criatividade a fim de sempre buscar alternativas para que não se interrompa a execução de um experimento científico. Finalmente, agradeço por ter me dado um cérebro e por ter sido um dos grandes mentores em meu processo de crescimento e amadurecimento intelectual. E que venham novos experimentos, tanto científicos quanto cervejeiros.Ao meu co-orientador, prof. Dr. Koichi Sameshima, que tão gentilmente me recebeu após meu retorno do Japão, depositando extrema confiança em minhas habilidades e em meu conhecimento apesar de me conhecer havia tão pouco tempo. Agradeço por ter cedido o equipamento Aos colegas do departamento, Brunão, Marcelesa, Toninho e Popetar (membros vitalícios do Fisio Lounge), que fizeram as risadas da hora do café da Suzi (a quem também agradeço), os desabafos, os questionamentos e as filosofias do dia. A todos os colegas de Biologia, em especial ao grande Ari pelos relaxantes, embora pouco frequentes, refrescos da tarde. Aos professores Frazão, pelas discussões, risadas e cervejas; ZéGui, pelos atendimentos médicos de emergência e pelas risadas baseadas em piadas tanto de bom quanto de mau gosto; Silvinha, pelas discussões e histórias interessantes; Pedro, o Físico, que embora não seja oficialmente professor, considero como um dos maiores deste departamento.Aos grandes amigos do Japão, Mariana e Matsumoto-san, com quem se deram início as discussões que iriam levar a este trabalho. Aos professores Hori e Nishijo, que me ensinaram as técnicas utilizadas no doutorado, técnicas estas que, sem dúvida, renderam grandes experiências de vida e aprendizado.Aos amigos e colegas do Sírio-Libanês, Edgard, pelas orientações e resoluções de problemas, Taisa e Carol, pelas dicas e auxílio na montagem de eletrodos e nas cirurgias iniciais de implante e, em especial, ao André Coleman, com quem tive boas discussões e boas risadas no início do doutorado.Aos colegas de laboratório, Elisa, Lívia, Carol, Aline, com quem tive discussões interessantes e divertidas em reuniões de laboratório. À nova geração do lab, Daniel e Mateus. Aos queridos, Felipão, Renata, Pavãozinho e Ilton, companheiros de experiências e de congressos e que fazem falta demais na rotina do lab. À Barbara, que esteve presente por quase todos os momentos, que me ensinou a arte das neurocirurgias (sem dúvida, apren...

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Altered expression and alpha‐1 adrenergic receptor mediated activity of protein kinase C in the prefrontal cortex of rats with neonatal ventral hippocampus lesions

Al-Khairi

Baharnoori

Kamath

et al. 2009

Synapse

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The neonatal ventral hippocampus (nVH) lesion in rats captures many features of schizophrenia at the levels of behavior and neurobiological markers. We have previously reported enhanced expression of alpha-1 adrenergic receptors (AR) in the prefrontal cortex (PFC) of postpubertal nVH-lesioned rats and proposed that enhanced alpha-1 AR signaling might participate in some of the behavioral abnormalities observed in the nVH-lesioned rats. To assess the components of alpha-1 adrenergic signaling in nVH-lesion rats, we examined prefrontal cortical expression of protein kinase C (PKC) subtypes by Western blotting and alpha-1 AR-stimulated PKC activity by in vitro enzyme assay in postpubertal animals. Neonatal VH-lesioned animals showed significantly increased expression of membrane-bound PKC-alpha and the phosphorylated form of PKC. Cytosolic PKC-beta II and PKC-gamma expression were found to be decreased in the PFC of lesioned animals with no change in the expression of PKC-beta I either in the cytosol or membrane. PKC activity assays showed an increase in basal PKC activity in the PFC slices of nVH-lesioned animals. Stimulation of alpha-1 adrenergic receptor with different concentrations of the agonist phenylephrine (PE), while increasing PKC activity in the sham-lesioned animals surprisingly decreased the activity in nVH-lesioned animals. Increased basal levels as well as activity of prefrontal PKC and its anomalous regulation by alpha-1 adrenergic receptors may participate in the cognitive and stress-induced behavioral alterations in nVH-lesioned animals.

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Ameliorating prefrontal cortical dysfunction in mental illness: inhibition of phosphotidyl inositol-protein kinase C signaling

Abstract: Background-Bipolar disorder and schizophrenia are associated with profound dysfunction of the prefrontal cortex (PFC), with bipolar disorder most associated with changes in ventromedial PFC and schizophrenia more associated with changes in dorsolateral PFC.

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Cognitive Activation by Central Thalamic Stimulation: The Yerkes-Dodson Law Revisited

Cognitive Activation by Central Thalamic Stimulation: The Yerkes-Dodson Law Revisited

Avaliação comportamental e eletrofisiológica da atividade do córtex pré-frontal em processos de tomada de decisões em ratos

Altered expression and alpha‐1 adrenergic receptor mediated activity of protein kinase C in the prefrontal cortex of rats with neonatal ventral hippocampus lesions

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