Estimulació elèctrica del feix prosencefàlic medial com a tractament per potenciar la memòria: condicions d'aplicació

• Autores: Neus Biosca Simon
• Directores de la Tesis: Pilar Segura i Torres (dir. tes.), Ignasi Morgado Bernal (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Xavier Manteca Vilanova (presid.), Gemma Hugue (secret.), Jorge Pérez Sánchez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Neurociencias por la Universidad Autónoma de Barcelona
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen

  • L’estimulació elèctrica cerebral pot facilitar processos cognitius com l’aprenentatge i la memòria. En particular, l’estimulació del sistema nerviós del reforç mitjançant autoestimulació elèctrica intracranial (AEIC) s’ha mostrat efectiva per facilitar aquests processos, en rates.

    Davant el creixent ús de l’estimulació cerebral profunda (Deep Brain Stimulation, DBS) per facilitar la memòria en humans, i tenint en compte que és molt recent i poc explorat, creiem necessari seguir fent estudis en animals per aprofundir en el coneixement del substrat neural i els mecanismes implicats en els seus efectes. Per tant, l’objectiu d’aquest treball és aprofundir en l’estudi de l’AEIC del feix prosencefàlic medial (FPM) per potenciar la memòria en rates, utilitzant paràmetres i formes d’administració més propers a les condicions aplicades a la clínica. Es van dur a terme un conjunt d’experiments per estudiar els efectes de l’AEIC sobre l’aprenentatge i la memòria de diferents tasques, modificant 1) el tipus i paràmetres de l’ona elèctrica i 2) algunes condicions d’aplicació, com la contingència o no-contingència amb l’entrenament, una administració de llarga durada enlloc d’aguda, i valorant si la forma d’administració (autoadministració o administració remota) era una variable crítica.

    En els Experiments I a IV vam aplicar l’AEIC amb diferents paràmetres d’ona quadrada i vam estudiar-ne els efectes en una tasca de discriminació visual simultània. Els animals que van rebre AEIC amb trens d’estimulació de 50Hz i 300ms de durada i amb polsos d’ona de 20ms presentaven millor retenció de l’aprenentatge que els del grup no estimulat.

    En l’Experiment V vam aplicar tres sessions diàries d’AEIC no contingent amb l’entrenament i vam avaluar els efectes en dues tasques: una de memòria implícita (evitació activa de dos sentits) i una de memòria explícita al laberint de Morris. En aquest cas, no vam trobar efectes facilitadors de l’AEIC en la tasca implícita i va interferir en la tasca explícita; aquests resultats han estat interpretats com a conseqüència d’un nivell d’arousal elevat provocat per excés d’estimulació. L’Experiment VI es va centrar en els efectes de la durada de l’AEIC. A diferència dels tractaments aplicats en pacients, en models animals l'administració sol ser de curta durada, per tant, vam avaluar els efectes d’una administració d’AEIC més regular sobre una tasca espacial al laberint de Morris, amb poc entrenament. Els resultats van mostrar un efecte accelerador de l’aprenentatge en la primera setmana d’adquisició, però la millora no es va mantenir a més llarg termini. L’Experiment VII, que comparava l’estimulació del FPM autoadministrada (AEIC) amb l’administració remota més similar a les condicions d’administració en pacients sobre una tasca espacial al laberint de Morris, va posar de manifest que les dues formes d’administració eren efectives per facilitar l’aprenentatge i la memòria, descartant l’autoadministració com una variable crítica.

    Els experiments d’aquesta tesi també aporten noves dades dels efectes de l’AEIC sobre la neurogènesi i la seva integració funcional. Els resultats de l’Experiment VI van mostrar que l’AEIC potenciava la neurogènesi al gir dentat de l’hipocamp en animals sotmesos a una demanda cognitiva i/o a activitat física, i que tant l’activitat física de nedar com l’aprenentatge incrementaven l’activació neuronal a la capa subgranular del gir dentat, independentment del tractament. Però només l’AEIC va produir una major integració funcional de les neurones noves en els subjectes sotmesos a una activitat d’aprenentatge.

    En conjunt, aquests resultats donen peu a seguir utilitzant el model animal de facilitació de la memòria mitjançant AEIC del FPM per estudiar tant les condicions d’administració com els mecanismes implicats en l’efecte facilitador, i donen suport a considerar el FPM com a una nova diana en l’administració de la DBS en humans per tractar trastorns relacionats amb l’aprenentatge i la memòria.