Resumen de Dynamics of spontaneous activity in the cerebral cortex across brain states
Daniel Alejandro Jercog
La actividad espontánea de la corteza cerebral se manifiesta de manera permanente durante los distintos ¿estados cerebrales¿ (brain states) presentes entre el sueño y la vigilia, donde la dinámica interna del cerebro interacciona con aquella desencadenada por estímulos sensoriales. Durante los estados cerebrales desíncronizados (tales como vigilia activo, atención, sueño MOR), poblaciones de neuronas de la corteza cerebral disparan potenciales de acción de manera aparentemente estocástica y no correlacionada entre ellas. Por otra parte, durante los estados sincronizados (tales como sueño de onda lenta, vigilia en reposo, anestesia), las neuronas de la corteza cerebral muestran de manera coherente la alternancia entre intervalos de ausencia de actividad (DOWN) e intervalos donde eventualmente descargan potenciales de acción (UP). Más aún, la actividad generada por las redes corticales durante los intervalos UP muestra aparente similitud con aquella observable en el animal despierto, y por lo tanto sugiere que durante estos intervalos se llevan a cabo procesamientos de información o computaciones similares a aquellos que tienen lugar durante la vigilia. En estos últimos años se ha entendido también que los estados cerebrales no definen categorías discretas, sino más bien un continuo de posibles estados. De hecho, se ha visto recientemente que los intervalos DOWN pueden aparecer incluso en el animal despierto. A pesar de décadas de investigación acerca de actividad espontánea cortical, su importancia y significado para el correcto funcionamiento del cerebro permanecen mayormente inciertos, así como también los mecanismos que la generan. En esta tesis estudiamos diferentes aspectos de ondas lentas espontáneas neocortical. En primer lugar, se estudió cómo se expresan oscilaciones rápidas observadas durante intervalos UP a través de las capas corticales tanto in vitro como in vivo. En segundo lugar, hemos analizado la dinámica de las ondas lentas in vivo para probar la hipótesis de que la adaptación y las fluctuaciones estocásticas son mecanismos principales que participan en su generación. En tercer lugar, se construyó un modelo computacional para explorar cómo esos dos mecanismos podrían afectar la dinámica y las estadísticas de los intervalos UP y DOWN en una red recurrente biestable. En cuarto lugar, hemos caracterizado cómo el estado cerebral (brain state) altera la dinámica de ondas lentas en la neocorteza.
