Resumen de Impacto de la actividad espontanea en la transmision y plasticidad sinaptica a corto plazo en la corteza cerebral
El objetivo de esta tesis doctoral es estudiar el impacto que tiene la actividad espontánea y más concretamente las oscilaciones lentas (<1Hz) en la transmisión sináptica, en la depresión sináptica a corto plazo y en la estimulación por pulsos pareados.
Para ello se han utilizado diferentes técnicas tanto de experimentación in vitro como in vivo y se han comparado los resultados obtenidos entre preparaciones. Se ha estudiado cómo es la transmisión sináptica durante los up y down states de las oscilaciones lentas en la corteza visual del gato (V1) en respuesta a estimulo visual y eléctrico, tanto para las conexiones intracorticales como tálamo-corticales, y el la corteza somatosensorial de la rata (S1) en respuesta a la estimulación de las vibrisas. También se ha estudiado la depresión sináptica a corto plazo y la respuesta a un par de estímulos pareados en rodajas de corteza visual de hurón (in vitro) con y sin actividad espontánea y en la corteza visual del gato (in vivo) para las conexiones intracorticales y tálamo-corticales. Finalmente se han analizado las posibles causas que pueden mediar los resultados en la transmisión y plasticidad sináptica durante los estados up y down de las oscilaciones lentas.
El resultado muestra: 1- La depresión sináptica a corto plazo es menor cuando existe actividad espontánea en la red cortical tanto in vivo como in vitro, existiendo correlación entre el tiempo desde el desarrollo de la actividad espontánea y el grado de depresión sináptica. 2- La estimulación sináptica repetida tiende a presentar inicialmente un incremento en la amplitud del potencial sináptico en las rodajas activas frente a un menor incremento o depresión en las rodajas silentes. 3- La facilitación por pulsos pareados es mayor y persiste durante más tiempo en las rodajas con actividad espontánea que en las rodajas silentes. 4- El estudio del efecto inmediato que tienen los up y down states en la transmisión sináptica en corteza visual ha revelado la existencia de un efecto facilitador durante los up states, tanto in vivo como in vitro, tanto para las conexiones intracorticales como tálamo-corticales, y tanto para las sinapsis activadas eléctricamente como mediante estimulación visual. 5-En el sistema somatosensorial de la rata, el análisis de los potenciales evocados por estimulación de las vi brisas muestra una potenciación significativa durante los up states respecto a los down states, no existiendo diferencias significativas en los casos en los que el estimulo sensorial evoca un up state. 6- El incremento de la amplitud de los potenciales sinápticos durante los up states respecto a los down states no depende de la diferencia de potencial de membrana de la neurona entre estos dos estados y si correlaciona negativamente con la amplitud de las respuestas evocadas durante los down states. 7- La activación presináptica repetitiva generada por los up states de las oscilaciones lentas genera incremento de la respuesta sináptica, posiblemente fruto del incremento de [Ca2+]i residual que se acumula en la terminal sináptica por las ráfagas de potenciales de acción a alta frecuencia características de los up states.
En resumen, esta tesis doctoral evidencia que el grado de activación de la red cortical ha de ser tenido en cuenta cuando se considera la transmisión sináptica y la plasticidad sináptica a corto plazo.
Reig, R., R. Gallego, et al. (2006). "Impact of cortical network activity on short-term synaptic depression."Cereb Cortex 16(5): 688-95.
Reig, R. and M. V. Sánchez-Vives (2007). "Synaptic transmission and plasticity in an active cortical network." PLoS ONE 2(7): e670.
