The role of dentate gyrus somatostatin-expressing cells in pattern separation
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Date
2020
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Abstract
Un paso crítico en la formación de una nueva memoria episódica (memorias sobre nuestras
experiencias personales) es garantizar que se almacene de una manera diferente a los recuerdos
episódicos similares, previamente adquiridos. La separación de patrones, que es un mecanismo
que tiene lugar en el Giro dentado (GD), permitiría la discriminación de recuerdos episódicos
similares al aumentar las diferencias de los input sinápticos que llegan a GD. La incapacidad de
generar esta discriminación se ha relacionado con el deterioro cognitivo en el envejecimiento,
los trastornos neuropsiquiátricos y la epilepsia. Por lo tanto, comprender el mecanismo neuronal
de la separación de patrones, que hasta ahora no se conoce bien, tiene importantes beneficios
para la salud pública.
La regulación de la excitabilidad del GD es crítica, como lo demuestra el deterioro que ocurre
en la separación de patrones cuando se induce un aumento artificial de la excitabilidad de GD.
Las células que contienen somatostatina (SOM +), un tipo de interneuronas GABAérgica de
GD, son buenas candidatas para controlar los inputs excitatorios que alcanzan GD, pero su papel
en el control del flujo de información en el circuito de GD sigue siendo difícil de entender.
Curiosamente, las evidencias recientes han demostrado un papel importante de SOM + en el
control de la excitabilidad DG y en las alteraciones de la memoria, pero su papel directo en la
separación de patrones no se ha estudiado.
En esta tesis puse a prueba la hipótesis de que se requieren las SOM+ para la discriminación de
contextos similares a través del control de la excitabilidad de las células granulares de GD. Para ese propósito, estudié el efecto de la inhibición de SOM + en la excitabilidad de GD en ratones
anestesiados. Luego, en un segundo experimento, en ratones despiertos estudié el efecto de la
inhibición de SOM + en tareas conductuales que necesitan el mecanismo de separación de
patrones. Como quería controlar la actividad de SOM +, sin afectar la actividad de otros
miembros de la red neuronal, elegí la optogenética como herramienta metodológica. Esta técnica
permite una manipulación selectiva y rápida de la actividad de las SOM +.
Descubrí que la supresión optogenética de la actividad de las SOM + modula la velocidad de
disparo de un grupo de células que cumplen con los criterios fisiológicos de células
glutaminérgicas del GD (cellas granulares y células mossy) y de un grupo de células que
cumplen con los criterios fisiológicos de células que contienen Parvalbumin (PV +), un tipo de
interneuronas GABAérgica del GD. Además, la estimulación optogenética perjudicó la
discriminación contextual y espacial de memorias de reconocimiento similares. Estos resultados
sugieren que se requieren las SOM + para una separación de patrones exitosa durante la
codificación de memorias episódicas. Indicando que las SOM + deben ser consideradas en
futuros modelos del mecanismo de separación de patrones. Específicamente, propongo que las
SOM + dirigen una inhibición retrasada.
Description
Tesis (Doctor en Neurociencias)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2020