Efectos de la estimulación audiovisual gamma en la plasticidad de células granulares nacidas en el hipocampo envejecido

• Autores: Herrero, Magalí
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Schinder, Alejandro Fabián; Trinchero, Mariela Fernanda
• Materia: ENVEJECIMIENTO; NEUROGENESIS ADULTA; DESARROLLO NEURONAL; PLASTICIDAD NEURONAL; ESTIMULACION GAMMA; ACTIVIDAD NEURONAL; NEUROTROFINAS; AGING; ADULT NEUROGENESIS; NEURONAL DEVELOPMENT; NEURONAL PLASTICITY; GAMMA STIMULATION; NEURONAL ACTIVITY; NEUROTROPHINS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El giro dentado del hipocampo adulto posee un reconocido mecanismo de plasticidad que consiste en la generación e integración de células granulares funcionales en el circuito preexistente. Durante el envejecimiento, la maduración de estas neuronas se ralentiza. Ciertos estímulos fisiológicos que activan circuitos locales, como el ejercicio físico o el enriquecimiento ambiental, pueden contrarrestar este efecto acelerando la maduración e integración de estas células. Recientemente, se ha demostrado que la estimulación multisensorial gamma no invasiva a 40 Hz reduce los niveles de péptido beta amiloide y mejora el rendimiento de la memoria en varios modelos murinos de la enfermedad de Alzheimer. También se ha reportado que esta estimulación potencia la actividad oscilatoria hipocampal en la misma frecuencia. No obstante, aún se desconocen los mecanismos que transducen estos estímulos en cambios celulares y de circuito. En este trabajo planteamos la hipótesis de que la estimulación gamma genera cambios plásticos dependientes de actividad que pueden ser detectados por neuronas nacidas en el hipocampo envejecido y contribuir a la mejora previamente reportada en tareas de memoria. Utilizando pulsos de luz y sonido, estudiamos el impacto de los estímulos a 40 Hz en el desarrollo de neuronas nacidas en el giro dentado de ratones de mediana edad. Los resultados obtenidos sugieren que esta estimulación promueve la neurogénesis, acelera el crecimiento e integración de las neuronas nuevas en el circuito y mejora la memoria de reconocimiento a través de mecanismos que involucran la señalización por neurotrofinas. En conjunto, estos hallazgos revelan que estímulos audiovisuales en frecuencia gamma potencian la remodelación de los circuitos hipocampales activando mecanismos que estimulan la maduración e integración de nuevas células granulares en el cerebro sano envejecido.
The adult hippocampal dentate gyrus holds a well-established plasticity mechanism that involves the generation and integration of functional granule cells into the preexisting circuit. During aging, the maturation of these neurons slows down. Certain physiological stimuli that activate local circuits, such as physical exercise or environmental enrichment, can counteract this effect by accelerating the maturation and integration of these cells. Recently, it has been shown that non-invasive multisensory gamma stimulation at 40 Hz reduces beta-amyloid peptide levels and improves memory performance in several mouse models of Alzheimer’s disease. This stimulation has also been reported to enhance hippocampal oscillatory activity at the same frequency. However, the mechanisms that transduce these stimuli into cellular and circuit changes remain unknown. In this study, we hypothesize that gamma stimulation induces activity-dependent plastic changes that can be detected by newborn neurons in the aging hippocampus and may contribute to previously reported improvements in memory tasks. Using light and sound pulses, we investigated the impact of 40 Hz stimulation on the development of newly generated neurons in the dentate gyrus of middle-aged mice. Our results suggest that this stimulation promotes neurogenesis, accelerates the growth and integration of new neurons into the circuit, and enhances recognition memory through mechanisms involving neurotrophin signaling. Overall, these findings reveal that audiovisual gamma-frequency stimulation enhances hippocampal circuit remodeling by activating mechanisms that promote the maturation and integration of newly generated granule cells in the aging healthy brain.
Fil: Herrero, Magalí. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.