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Examinando Facultad de Ciencias por Materia "ACETILCOLINA"
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Ítem La acetilcolina regula el umbral de inducción de plasticidad sináptica gabaergica en neuronas piramidales de CA1 del hipocampo(Universidad de Valparaíso, 2013) Morales Weil, Koyam; Fuenzalida Núñez, Marco (Director de tesis)El adecuado balance entre la transmisión inhibitoria y excitatoria es fundamental para el funcionamiento del sistema nervioso central (SNC). Los cambios en la eficacia con que se transmite la información entre neuronas ha sido propuesto como el sustrato neuronal de distinto procesos cognitivos como el aprendizaje y la memoria. Aunque la transmisión GABAérgica es esencial para el funcionamiento del sistema nervioso central, los mecanismos celulares y circuitales involucrados en la inducción y expresión de la plasticidad sináptica inhibitoria han sido poco estudiados. Diferentes tipos de neurotransmisores y sustancias neuromoduladoras, tales como Acetilcolina (ACh), endocanabinoides (eCBs) o Glutamato pueden regular la eficacia de las sinapsis inhibitorias de interneuronas. La activación de las vías colinérgicas provenientes del septum medial y la banda diagonal de Brocá pueden modular la excitabilidad y plasticidad sináptica en hipocampo. En nuestro laboratorio hemos demostrado que la activación de receptores muscarínicos y para eCBs induce depresión de la transmisión GABAérgica de un subgrupo de interneuronas de hipocampo de rata. Usando técnicas de electrofisología y farmacología hemos observado que la aplicación exógena de ACh induce sólo una depresión transitoria de la transmisión GABAérgica. Interesantemente, observamos que la aplicación de un tren de estimulación tetánica en el stratum radiatum (el cual permite estimular las vía glutamatérgicas proveniente desde la región de CA3) o la activación farmacológica de receptores metabotrópicos para glutamato es capaz de generar potenciación a largo plazo (LTP) de la transmisión GABAérgica. Estos resultados demuestran que activación de las vías colinérgicas puede regular la inducción de plasticidad a largo plazo en circuitos neuronales inhibitorios GABAergicos.Ítem Potenciación a largo plazo de la transmisión GABAérgica mediada por acetilcolina(Universidad de Valparaíso, 2012) Moreno Fernández, Macarena; Fuenzalida, Marco (Director de tesis)El concepto de plasticidad sináptica implica la capacidad del sistema nervioso (SN) para modificar sus circuitos de acuerdo con los requisitos del entorno. Numerosas evidencias sugieren que las modificaciones a largo plazo de la eficacia sináptica dependiente de actividad, como la potenciación o la depresión a largo plazo (LTP o LTD, respectivamente) es el sustrato celular del aprendizaje y la memoria. El estudio de los mecanismos celulares y moleculares, involucrados en la inducción, expresión, regulación y mantención de la eficacia sináptica, han sido centrados principalmente en la transmisión excitatoria. Sin embargo, los mecanismos celulares y circuitales involucrados en la inducción y expresión de la plasticidad sináptica inhibitoria han sido hasta ahora menos estudiados. Se ha demostrado que cambios en la eficacia de la transmisión inhibitoria es fundamental para el control de la excitabilidad de un circuito neuronal. Diferentes tipos de neurotransmisores y sustancias neuromoduladoras (Acetilcolina (ACh), endocanabinoides (eCBs) o Glutamato) pueden regular la eficacia de las sinapsis inhibitorias. Aunque la ACh, juega un papel fundamental en la modulación de la eficacia sináptica excitatoria, excitabilidad y la sincronización de los circuitos neuronales, su papel sobre la eficacia de la transmisión GABAérgica es menos conocida. Previamente hemos, mostrado que la co-activación de receptores muscarínicos y para eCBs tipo 1 (CB1-R) induce una depresión a largo plazo (LTD) en un subgrupo de interneuronas inhibitorias de hipocampo. Los resultados de esta tesis muestran que la activación conjunta de receptores metabotrópicos para ACh y Glutamato pueden inducir potenciación a largo plazo (LTP) en la sinapsis inhibitoria entre interneuronas y neuronas piramidales de CA1 de hipocampo. Nuestros resultados sugieren que la activación de las vías colinérgicas parece ser esencial para mantener un correcto balance "inhibición-inhibición", fenómeno que actúa como mecanismo de metaplasticidad local, regulando la inducción de plasticidad a largo plazo en sinapsis excitatorias y controlar procesos cognitivos como el aprendizaje y memoria.Ítem The neuromodulatory influence on functional network topolopy: insights from neural mass models(Universidad de Valparaíso, 2022) Coronel Oliveros, Carlos; Orio, PatricioEn años recientes, los modelos de cerebro completo, informados con datos de neuroimagen, han sido utilizados para hallar mecanismos que permitan explicar el cómo y el porqué de la estructura y dinámica del cerebro. A partir de un conectoma fijo, el cerebro puede manejar la transición entre diferentes patrones de actividad funcional en escalas de tiempo relativamente cortas. Los sistemas neuromodulatorios constituyen un mecanismo plausible para cambiar el f lujo de la información dentro del cerebro, remoldeando conexiones funcionales en respuesta a un cambio en el contexto ambiental. Teorías recientes proponen que los sistemas colinérgico y noradrenérgico promueven topologías de red funcionales más segregadas o integradas, respectivamente. A pesar de que los efectos de la acetilcolina y la noradrenalina han sido estudiados extensivamente en humanos usando registros de actividad cerebral no invasivos, el vínculo causal entre los mecanismos biofísicos–atribuidos a los neuromodulares– y el control de la topología de red funcional no es conocido. En esta tesis, utilicé un modelo de cerebro completo de masas neuronales para ganar conocimiento acerca de los mecanismos específicos, relacionados con los sistemas colinérgico y noradrenérgico, que producen un movimiento hacia la segregación o integración funcional. En la primera parte, el muy conocido modelo de Jansen & Rit se utilizó para caracterizar el efecto de la acetilcolina y la noradrenalina sobre la segregación e integración. Herramientas de la teoría de grafos se emplearon para analizar las redes funcional obtenidas con las señales tipo fMRI BOLD simuladas. Mecanísticamente, la neuromodulación colinérgica se modeló disminuyendo los parámetros de acoplamiento global y de inhibición local del modelo. La influencia noradrenérgica se simuló incrementando la pendiente de la función de entrada-salida (llamada ganancia de filtro o neural) de las neuronas piramidales. Los resultados de las simulaciones confirman el efecto pro-segregación (integración) de la acetilcolina (noradrenalina), estableciendo mecanismos biofísicos robustos para simular el impacto de los neuromodudolares en la dinámica a nivel de cerebro completo. Luego, corroboré los resultados del modelo añadiendo el análisis de datos empíricos, encontrando que los efectos del sistema colinérgico son contexto específicos: este promueve la segregación durante una tarea atencional, pero no en condiciones de actividad espontánea. Finalmente, identifiqué algunas regiones claves en el conectoma de humano que, al ser neuromoduladas por noradrenalina, producen un mayor incremento en la integración funcional. Estas regiones corresponden a los hubs estructurales del cerebro, los cuales son piezas claves para facilitar la integración de la actividad cerebral.