Environmental enrichment reduces brain excitability in adult rats overnourished during lactation

Alves, Danielle Viana de Souza; Sousa, Mariana Séfora Bezerra; Tavares, Maryane Gabriela; Santos, Luis Gustavo Carvalho dos; Batista-de-Oliveira-Hornsby, Manuella; Amancio-dos-Santos, Angela

ABSTRACT Objective:

This study aimed to analyze whether exposure to environmental enrichment (EE) during the juvenile phase of life interferes with the electrical activity of the adult rat brain. In addition, the present research also investigated whether this putative effect on brain electrical activity could be affected by prior overnutrition during lactation. Electrophysiology was measured through cortical spreading depression (CSD), a phenomenon related to brain excitability.

Methods:

Wistar rats were suckled in litters of either nine or three pups, forming the nourished (N) or overnourished (ON) groups, respectively. At 36 days old, half of the animals from each nutritional condition were exposed to EE. The other half was kept in the standard environment (SE). At 90-120 days of life, each animal was anesthetized for CSD recordings.

Results:

Overnutrition during lactation caused increases (p < 0.05) in body and brain weights. The EE decelerated CSD propagation velocity regardless of nutritional state during lactation (p < 0.001). The CSD deceleration in the N-EE group was 23.8% and in the ON-EE group was 15% in comparison with the N-SE and ON-SE groups, respectively.

Conclusion:

Our data demonstrated that EE exposure in the juvenile phase of the rat's life reduced brain excitability, and this effect was observed even if animals were overnourished during lactation. An EE could be considered an adjuvant therapeutic resource to modulate brain excitability.

RESUMO Objetivo:

Este estudo analisou se a exposição ao ambiente enriquecido durante a fase juvenil da vida interferiria na atividade elétrica do cérebro de ratos adultos. Além disso, a presente pesquisa também investigou se esse provável efeito na atividade elétrica cerebral poderia ser afetado pela hipernutrição durante a lactação. A eletrofisiologia foi medida através da depressão alastrante cortical, um fenômeno relacionado à excitabilidade cerebral.

Métodos:

Ratos Wistar foram amamentados em ninhadas de nove ou três filhotes, formando os grupos nutridos ou hipernutridos, respectivamente. Aos 36 dias, metade dos animais de cada condição nutricional foram expostos ao ambiente enriquecido. A outra metade foi mantida na condição de ambiente padrão. Aos 90-120 dias de vida, foram obtidos os registros da depressão alastrante cortical.

Resultados:

A hipernutrição durante a lactação causou incrementos (p < 0,05) nos pesos corporal e cerebral.O Ambiente Enriquecido desacelerou a velocidade de propagação da depressão alastrante cortical independentemente do estado nutricional durante a lactação (p < 0,001). A desaceleração da depressão alastrante cortical no grupo nutrido/ambiente enriquecido foi de 23,8% e no grupo hipernutrido/ambiente enriquecido foi de 15% em comparação com os grupos nutrido/ambiente padrão e hipernutrido/ambiente padrão, respectivamente.

Conclusão:

Nossos dados demonstram que a exposição ao ambiente enriquecido na fase juvenil da vida do rato reduz a excitabilidade cerebral, e esse efeito pode ser observado mesmo se os animais estiverem hipernutridos durante a lactação. O ambiente enriquecido pode ser considerado um recurso terapêutico adjuvante para modular a excitabilidade cerebral.