Dinámica de circuitos excitatorios e inhibitorios y su modulación en la neurogénesis adulta del hipocampo - Ogando, Mora Belén (2019)
El objetivo general de la tesis es estudiar cómo las células granulares (GC) del giro dentado (DG) del hipocampo procesan la información aferente y cómo cambia el procesamiento en presencia de neuromoduladores, enfocándonos particularmente en la neuromodulación colinérgica. Las GC comprenden una población heterogénea de neuronas, debido a la existencia de neurogénesis adulta. Las neuronas inmaduras que nacen en el hipocampo adulto procesan los estímulos aferentes de manera diferencial, siendo más excitables, más susceptibles a producir plasticidad a largo plazo (LTP) y capaces de responder a un rango más alto de frecuencias en comparación con las neuronas maduras. Ambas poblaciones de neuronas podrían entonces codificar distintos aspectos de la información aferente. Sin embargo, estas diferencias en el procesamiento podrían no ser fijas sino adaptarse ante distintos requerimientos comportamentales o estados del circuito. El hipocampo recibe, además de las aferencias provenientes de la corteza entorhinal (EC) que conforman el circuito canónico del hipocampo, proyecciones neuromodulatorias. En particular, la neuromodulación colinérgica está implicada en la navegación espacial, el aprendizaje de nuevas memorias episódicas y la atención. Nuestra hipótesis es que las capacidades de procesamiento pueden adaptarse según distintos estados neuromodulatorios. Empleando técnicas tanto farmacológicas como optogenéticas combinadas con electrofisiología demostramos que la Ach es capaz de reconfigurar las propiedades de procesamiento de información aferente en el DG, en particular actuando fuertemente sobre la población de neuronas maduras. El estado neuromodulatorio colinérgico favorece la activación de las GC frente a estímulos aferentes y permite la codificación de frecuencias más altas. El mecanismo circuital involucra la reconfiguración de los circuitos inhibitorios, modificando la contribución relativa de distintas subpoblaciones de neuronas inhibitorias que da como resultado la desinhibición de las GC. Como consecuencia de esta desinhibición, la activación coincidente de la vía aferente proveniente de la EC y la vía colinérgica proveniente del septum produce una potenciación a largo término. Estos fenómenos podrían ser cruciales para la formación de nuevas memorias. Los resultados de esta tesis aportan al entendimiento de los mecanismos que utiliza el sistema nervioso para reconfigurar los circuitos y puede contribuir a comprender cómo los animales adaptan el procesamiento cerebral según el estado comportamental en el que se encuentran.