Dinámica de la modulación noradrenérgica sobre la corteza prefrontal - Miguelez Fernández, Anabel María Mercedes (2016)
El núcleo neuromodulador del tallo cerebral locus coeruleus (LC) es la principal fuente denoradrenalina del cerebro anterior. Las propiedades fisiológicas del sistema cerúleonoradrernérgico subyacen a un amplio rango de efectos moduladores de la noradrenalinade diversa especificidad y escala temporal que han sido ampliamente caracterizados encortezas sensoriales, aunque poco se han investigado en regiones corticales asociativas como la corteza prefrontal (CPF). En la presente tesis se estudió el impacto de la noradrenalina sobre CPF de ratas Long Evans combinando diferentes tipos de registros electrofisiológicos en CPF y LC conmanipulaciones farmacológicas y simulaciones computacionales en un modelo de red neuronal. El análisis de los tiempos de disparo de la actividad simultánea de CPF y LC registrada enratas anestesiadas reveló subpoblaciones de neuronas con distinto tipo de interacción,resultando preponderantes los perfiles de dinámica lenta donde el disparo cortical precedeal disparo del LC. En particular, existe una subpoblación mayoritaria de neuronascorticales cuya tasa de disparo disminuye significativamente luego del disparo de ungrupo de neuronas de LC, identificado a partir de la forma de onda de sus potenciales deacción. El análisis del potencial de campo local en CPF mostró que la potencia en todo elespectro se modifica luego de la aplicación de un antagonista (yohimbina) de losreceptores noradrenérgicos α2A. En las bandas β y γ se observa que la potencia de lasoscilaciones aumenta luego de un estímulo mecánico de compresión de la patacontralateral, efecto que se ve reducido luego de la administración de yohimbina. Para proponer un mecanismo subyacente a la modulación noradrenérgica sobre elpotencial de campo local y la tasa de disparo de las neuronas corticales observada, seimplementó un modelo de red neuronal de CPF compuesto por 1000 neuronas del tipointegrate-and-fire organizadas en dos capas y distribuidas entre los tipos celularespresentes en la corteza. Se incorporó en el modelo de neurona la acción de canalescatiónicos activados por hiperpolarización y modulados por nucleótidos cíclicos (HCN), loque permitió reproducir los resultados experimentales. En conclusión, el presente trabajo provee una caracterización integral de la modulaciónnoradrenérgica sobre CPF tanto a nivel de actividad oscilatoria global como a nivel detasas de disparo de neuronas únicas, compatibles con un mecanismo mediado porcanales HCN