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Ítem Efecto de la alimentación en tiempo restringido sobre las neuronas vipérgicas del plexo submucoso y la permeabilidad intestinal en ratones obesos(Universidad de Valparaíso, 2024) Vargas Díaz, Danitza; Directora de tesis: Escobar Maldonado, Angélica; Co-directora de tesis: Julio Pieper, MarcelaLa obesidad es altamente prevalente en la sociedad y se asocia con un estado de inflamación crónica de bajo grado. La permeabilidad intestinal aumenta en estos sujetos, contribuyendo al desarrollo de la inflamación sistémica y a la progresión de enfermedades metabólicas. Se ha propuesto que el ayuno intermitente podría ser una alternativa terapéutica contra la obesidad, siendo la alimentación en tiempo restringido (TRF) 16/8 uno de los patrones más comunes. Numerosos estudios en humanos y roedores han demostrado efectos del TRF sobre los parámetros metabólicos. Resultados obtenidos previamente en el laboratorio de Alteraciones Reproductivas y Metabólicas de la Universidad de Valparaíso, muestran efecto positivo del TRF sobre la permeabilidad intestinal en un modelo murino de obesidad, atenuando el aumento de permeabilidad provocada por HFD. Las neuronas VIPérgicas representan alrededor del 70% de las neuronas del plexo submucoso y diversos estudios han vinculado el péptido intestinal vasoactivo (VIP) con la integridad de la barrera intestinal. Estas neuronas podrían tener un papel clave en los cambios observados en la permeabilidad intestinal durante el ayuno intermitente. En esta tesis se evaluó como es que HFD y el TRF impactan sobre este subgrupo neuronal. Para ello, se utilizó muestras de colon de ratones macho C57BL/6J sometidos a HFD durante 12 y 40 semanas (60% KCal en grasa) para inducir obesidad y un posterior protocolo de TRF durante 6 semanas. Una porción del colon se utilizó para ensayo de permeabilidad ex vivo a FITC Dextran 4KDa y la porción más proximal del colon se fijó en paraformaldehído al 4% para realizar cortes de 5 um en criostato y posteriormente pruebas de inmunomarcaje contra ZO-1, proteína que participa en la mantención de uniones trechas del epitelio intestinal, VIP y PGP9.5 como marcador neuronal general. Se observó un aumento significativo de la permeabilidad intestinal al exponer 10 meses a HFD sin embargo, no se observó modificaciones posteriores a un protocolo de TRF. Por otro lado, la expresión de ZO-1 tanto al exponer por 12 semanas a HFD y posteriormente TRF se mantuvo similar a los controles, pero disminuyó luego de 40 semanas de HFD. Al evaluar cambios de expresión neuronales sólo se observó disminución del marcador general PGP9.5 en HFD pero no se observan cambios en VIP. Los resultados indican que no se observa un efecto de TRF sobre las neuronas VIPérgicas ni sobre la proteína ZO-1, esto sugiere que la disminución de la permeabilidad intestinal posterior al TRF en ratones obesos no es mediada por ZO-1 y no se relaciona al menos con el área de neuronas VIP del plexo submucoso.Ítem Characterization of allosteric interplay between the specialized-sensory modules in bk channel by calcium-driven regulation of voltage-sensing domains(Universidad de Valparaíso, 2019) Lorenzo Ceballos, Yenisleidy; Director de tesis: Latorre de la Cruz, Ramón; Co-director de tesis: González León, CarlosA hallmark of large conductance Ca2+- and voltage-activated K+ (BK) channels is its dual regulation by two distinct physiological stimuli, intracellular Ca2+ and membrane potential. The specialized sensing modules responsible for detecting cytosolic Ca2+ elevation and membrane depolarization can act synergistically and independently allowing BK channels to operate in a wide-ranging of internal Ca2+ and voltage conditions. The functional contributions of the Ca2+ and voltage sensors to the channel opening arise from allosteric interactions propagated among three structural domains: a pore domain (PD), a voltage-sensor domain (VSD), and two Ca2+-binding sites located on non-identical regulators of conductance for K+ (RCK) domains that form a cytosolic gating ring (CTD). However, the strength of the Ca2+- and voltage sensors coupling and their functional relevance on the BK channel gating mechanism is still an unresolved matter. Using gating currents analysis, we examined the allosteric coupling between Ca2+ and voltage sensors. Our results reveal a strong energetic interplay between the voltage- and Ca2+-sensing modules through a coordinated interaction mechanism in which Ca2+ binding to a single α-subunit affects all VSDs equally. Interestingly, the two distinct Ca2+-binding sites contained in the RCK1 and RCK2 domains appear to contribute equally to decrease the free energy necessary to activate the VSDs. Some diversity in the physiological roles of BK channels is given by co-assembly of pore-forming α-subunits with tissue-specific β-subunits. Particularly, β1-subunit affect dramatically VSD function, although the biophysical and molecular mechanisms are still under debate. Preliminary results suggest that β-subunits, specifically β1- and β3b-subunits does not affect the CTD-VSD allosteric interaction. However, the presence of β1-subunit, in addition to its known effect stabilizing the active configuration of the voltage sensor, appears to decrease the extension of VSD displacement and/or to modify the membrane electric field.Ítem Efectos del distrés sobre la inmunotinción de Nurr1 y Prss12 en el claustro: análisis morfométrico y conductual(Universidad de Valparaíso, 2019) Ruíz Pérez, Vicente; Director de tesis: Dagnino-Subiabre, Alexies; Co-director de tesis: Maliqueo Yevilao, Manuel; Co-director de tesis: Montiel Eulefi, JuanEl claustro es catalogado como una estructura multisensorial debido a su gran conectividad con diferentes núcleos cerebrales. Sin embargo, su función no está del todo clara, en parte, debido a su compleja morfología e intrincada topología, aspectos que dificultan el acceso para registro de actividad electrofisiológica y la evaluación funcional de lesiones. Por otra parte, el estrés produce deprivación sensorial ya que deteriora el funcionamiento de sistemas sensoriales como el auditivo y el olfativo. A su vez, otras estructuras del sistema nervioso y circuitos que establecen conexión directa o indirecta con el claustro también se ven afectadas por el estrés. Por lo tanto, en este proyecto se propone que el claustro podría constituir una región central en el control de la respuesta al estrés. En un trabajo previo hemos, a través de un análisis bioinformático, identificamos genes marcadores del claustro, como Nurr1 y Prss12, que presentan enriquecimiento funcional, y relación con estrés y trastornos mentales. Por lo tanto, en esta tesis evaluamos la imunorreactividad de Nurr1 y Prss12 en el claustro de ratas expuestas a “estrés crónico impredecible” (CUS) comparado con los controles. Además, relacionamos la inmunotinción de estas proteínas con los niveles de corticosterona plasmática, la ansiedad y comportamientos tipos depresivos. Este análisis inmunohistoquímico y estructural del claustro mostró modificaciones en la morfología celular, asociadas con algunas tendencias que indicarían alteraciones en los patrones de expresión de Nurr1 y Prss12 en las neuronas del claustro. Más importante aún, pudimos evidenciar que estás modificaciones están correlacionadas positivamente con los niveles plasmaticos de corticoesterona, la hormona del estrés, ademas de alteraciones en la actividad locomotora y desempeño en el laberinto en cruz elevado. Es interesante notar que estás correlaciones fueron observadas en los cortes de la región medial del claustro, el cual abarca los dos importantes núcleos del claustro: endopiriforme y claustro dorsal. Por lo tanto, podemos concluir que el claustro responde tempranamente al efecto estresor de un modelo de estrés crónico impredecible o bien a niveles de estrés medio modificando su estructura y la expresión de moléculas asociadas a la respuesta frente al estrés.Ítem Papel de los canales de K⁺ activados por Ca²⁺ y voltaje (BK) en la indución de la depresión a largo plazo (LTD) en el hipocampo neonatal(Universidad de Valparaíso, 2019) Ancatén González, Carlos; Director de tesis: Chávez, AndrésEn el sistema nervioso central (SNC), las neuronas se comunican entre ellas por un proceso llamado sinapsis. La comunicación en las sinapsis, se denomina transmisión sináptica, y sufre modificaciones como consecuencias de la actividad neuronal, aumentando o disminuyendo su eficacia. Cambios en la eficacia sináptica, base de procesos cognitivos como el aprendizaje y la memoria, suceden a través de una variedad de mecanismos celulares tanto en neuronas pre- como postsinápticas y en diferentes circuitos neuronales a través del SNC. Estos cambios pueden suceder a corto (desde segundos a minutos) o a largo plazo (desde minutos a horas y hasta días). En el área CA1 del hipocampo neonatal (P<10 días) se ha demostrado que el ácido 12 (s) -hidroperoxi-5Z, 8Z, 10E, 14Z- eicosatetraenoico (12-(s)-HPETE), un metabolito del ácido araquidónico (AA), satisface todos los criterios de una molécula mensajera retrógrada necesaria para la inducción de una depresión de la transmisión sináptica a largo plazo (LTD). Esta LTD es dependiente de la activación de receptores metabotrópicos de glutamato del tipo 1 (mGluR1/5) y se expresa con cambios en la probabilidad de liberación (Pr) del neurotransmisor glutamato desde los axones terminales de las colaterales de Schaffer. En las sinapsis excitatorias entre los terminales axonales de las neuronas de CA3 y las interneuronas GABAergicas en el área CA1 del hipocampo adulto, se ha propuesto que el metabolito 12-(s)- HPETE es necesario para la inducción de una mGluR-LTD. Esta depresión estaría mediada por la activación de un canal catiónico no-selectivo, conocido como TRPV1. Sin embargo, experimentos previos de nuestro laboratorio sugieren que en las sinapsis excitadoras entre los terminales axonales de las neuronas de CA3 y las neuronas de CA1 en el hipocampo neonatal los canales de TRPV1 no participarían en la LTD inducida por el metabolito 12-(s)-HPETE. De este modo, a la fecha, cómo exactamente este metabolito genera cambios en la Pr a largo plazo en el hipocampo neonatal se desconoce. La evidencia nos demuestra que (i) este metabolito puede generar vasodilatación mediante la activación de canales de potasio (K+) activado por calcio (Ca2+) de alta conductancia (BK), y que (ii) los canales BK se encuentran altamente expresados en las neuronas piramidales del hipocampo donde controlan la excitabilidad y liberación del neurotransmisor. Por lo tanto, en el presente trabajo de tesis nos propusimos evaluar, mediante registros electrofisiológicos y farmacología, si los canales BK juegan un papel en la LTD inducida por el metabolito 12-(s)-HPETE en el hipocampo neonatal. Para ello, registramos potenciales (fEPSP) y corrientes (EPSCs) post- sinápticas excitatorias en el área CA1 del hipocampo neonatal y la LTD fue evocada mediante una estimulación eléctrica de baja frecuencia (LFS, 5 Hz, 3 min) sobre las colaterales de Schaffer o mediante la aplicación exógena de DHPG (50 M, 5 min), un agonista de los mGluR1/5 en la presencia y ausencia de bloqueadores selectivos de los canales BK. Nuestros resultados nos demuestran que la Paxilina, un bloqueador de canales BK que contienen la subunidad y 4 (BKBK4), pero no la iberiotoxina, un bloqueador de los canales BK que contienen la subunidad 2 (BK), eliminan tanto la LTD evocada por la LFS como por DHPG. Además, descubrimos que los canales BK4 solo se requieren durante la inducción, pero no durante la expresión de esta LTD, ya que la paxilina no logró revertir la depresión cuando se aplicó 10 minutos después de la aplicación del protocolo de LFS. Además, observamos que el bloqueo de los canales BK4 elimina los efectos de la aplicación exógena de 12-(s)-HPETE sobre los potenciales post-sinápticos excitatorios y aumentan la transmisión sináptica basal, mientras que su activación con el agonista NS11021 (3 M) elimina la inducción de la LTD. Por último, nuestros experimentos nos demuestran que los canales BK se encuentran expresados funcionalmente en los terminales pre-sinápticos de las colaterales de Schafffer donde regulan el potencial de acción y la liberación de glutamato. En su conjunto, nuestros resultados nos demuestran que el metabolito 12-(s)-HPETE mediante la activación de canales de BK4 produce cambios a largo plazo en la transmisión sináptica excitatoria, probablemente mediante una reducción en la Pr durante el proceso de inducción de la LTD. Así, nosotros sugerimos que la activación de BK4 podría disminuir los niveles de Ca2+ en el terminal de las colaterales de Schaffer. Además, nuestros resultados no solo nos revelan un vínculo previamente desconocido entre el metabolito 12-(s)-HPETE y los canales BK en la regulación de la eficacia sináptica en el SNC, sino que también demuestran que los canales BK4 son necesarios para la inducción de una LTD y así, es probable que estos canales jueguen un papel en la regularización de nuevas conexiones sinápticas y en procesos cognitivos como el aprendizaje y la 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.Ítem Relación entre conectividad estructural y la estadística multivariada en modelos de redes neuronales(Universidad de Valparaíso, 2022) Orellana Villota, Sebastián; Orio, PatricioLa cantidad y calidad de datos de conectividad estructural (SC) y funcional (FC) en humanos que están disponibles para la investigación ha aumentado enormemente en los últimos años, esto debido a iniciativas de consorcios internacionales de investigación e innovaciones tecnológicas en las últimas décadas. La relación entre ambas dimensiones –estructural y funcional– no está del todo clara y su comprensión tiene enorme potencial a nivel clínico; la comparación entre topologías de redes SC y FC entre sujetos de estudio ha revelado diferencias significativas entre pacientes con desórdenes neurológicos y psiquiátricos y pacientes sanos [1–4]. Tanto la SC como la FC se han estudiado tradicionalmente considerando exclusivamente relaciones de a pares, sin embargo diversos estudios sugieren que son las interacciones de alto orden (e.g., entre 3 o más elementos) las responsables de la emergencia de propiedades determinantes de la función cerebral [5][6]. Por un lado, el análisis de redes complejas permite cuantificar aspectos topológicos de las redes estructurales [7] mediante medidas neurobiológicamente significativas y relativamente sencillas de calcular [8]. Por otro lado, la teoría de la información multivariada entrega herramientas para el estudio de propiedades que emergen de las interacciones de alto orden (es decir, considerando simultáneamente tres o mas regiones cerebrales) como la redundancia y la sinergia estadística, esta ultima de gran interés, ya que es asociada con el procesamiento de información en redes prefrontal-parietal del cerebro y tareas cognitivas de alto nivel [9]. En la presente investigación de tesis se estudió la relación entre las propiedades topológicas de dos conjuntos de redes de SC (modular y de pequeño mundo), caracterizando sus niveles de integración y segregación estructural, y como estas dan forma a la estadística multivariada simulada sobre dichas topologías, determinando si la naturaleza de su régimen estadístico corresponde al tipo mayormente redundante o sinérgico. Los resultados obtenidos indican un aumento en la cantidad de interacciones sinérgicas en aquellas redes que poseen un balance entre integración y segregación estructural.Ítem Adversidad temprana y alteraciones neuropsiquiátricas en la edad adulta, mediante modificaciones neuroendocrinas y epigenéticas(Universidad de Valparaíso, 2020) Espinosa González, Fernanda; Tutor: Moya Vera, PabloLa adversidad temprana se ha considerado los últimos años como un gran problema de salud pública, ya sea en forma de negligencia, estados socioeconómicos, abuso, deprivación y maltrato, la cual se asocia con alteraciones de salud física y mental en etapas posteriores. Esto ya que se ha evidenciado que la exposición a adversidad temprana durante periodos considerados críticos como pre y postnatal, pueden causar alteraciones neuroendocrinas, como la desregulación del eje hipotálamo-hipofisiario-adrenal, alteración que persiste por periodos posteriores como la edad adulta. El que de manera clínica se manifiesta como alteraciones cognitivo/conductuales, alteraciones de aprendizaje y memoria, conductas depresivas y ansiosas, y patologías neuropsiquiátricas. Uno de los mecanismos que más relevancia a tomado los últimos años y que asocia la adversidad temprana con alteraciones neuropsicológicas en etapas posteriores, es la regulación génica mediante mecanismos epigenéticos. Genes como el NR3C1 que codifica para el receptor de glucocorticoides, el gen FKBP5 que codifica para una proteína reguladora de la respuesta al estrés, y el gen SLC6A4 que codifica para el transportador de serotonina. Este último menos estudiado en asociación con estrés, pero que ha evidenciado una asociación importante en la triada estrés, patologías neuropsiquiátricas y epigenética. Esta revisión se enfoca en estudios que asocian la adversidad temprana con mecanismos epigenéticos en etapas tempranas de la infancia, alteraciones neuropsiquiátricas en etapa adulta y reversión de la metilación en estudios humanos seleccionados según criterios de inclusión de esta revisión.Ítem Comportamiento materno y vulnerabilidad al estrés social(Universidad de Valparaíso, 2022) Aranda Orellana, Emmanuel; Dagnino, AlexiesEn el estilo de vida moderno, los riesgos psicosociales que sufre la mujer durante el periodo perinatal y el periodo de crianza inicial tienen una influencia directa sobre la dificultad de adaptación social de su descendencia y los futuros trastornos neuropsiquiátricos. Por lo tanto, resulta necesario conocer los mecanismos biológicos relacionados con los efectos del estrés durante la gestación y su relación con la depresión postparto. Esta tesis teórica proporciona una descripción general de los procesos alostáticos vividos durante la gestación y cómo el estrés en ese periodo puede generar sobrecarga alostática y enfermedades mentales, como la depresión postparto. Se proponen orientaciones en el diseño experimental y mecanismos para comprender estos procesos durante la gestación que afectan a la conducta de la descendencia.Ítem Evaluación del transportador de serotonina como moderador del efecto del ejercicio voluntario sobre la memoria episódica en ratones(Universidad de Valparaíso, 2019) Illesca Matus, Ricardo; Moya Vera, PabloLa memoria episódica es el proceso de retención y reconstrucción de conocimiento a lo largo del tiempo para hechos, acontecimientos, personas, lugares, objetos. Se define como la memoria de “eventos en contexto”, haciendo referencia a que la información sobre eventos específicos está ligada a los contextos espaciales, temporales y situacionales en los que ocurrió. En el procesamiento cerebral de la información de memoria episódica están involucrados el hipocampo y la corteza adyacente. La serotonina es uno de los neurotransmisores que regulan la actividad de estas regiones. La recaptura, reciclaje y disponibilidad de este neurotransmisor es dependiente del transportador de serotonina (SERT), y en este sentido, existe evidencia que la expresión y función de SERT puede afectar mecanismos y procesos involucrados en la memoria. Por otra parte, el ejercicio físico ha sido también ampliamente reportado como inductor del mejoramiento de la memoria, y a la vez como un modulador de la actividad del sistema serotoninérgico. En este contexto, el objetivo de esta tesis fue evaluar si la expresión de SERT puede operar como un moderador de los efectos del ejercicio voluntario sobre la memoria episódica. Para ello, se utilizaron ratones machos Wild Type (WT), Heterocigotos (HZ) y deficientes (Knockout, KO) de SERT, los que fueron sometidos a un protocolo de ejercicio voluntario diario, durante 8 semanas, para luego evaluar memoria episódica a través de los paradigmas Location Object Recognition (LOR) y Novel Object Recognition (NOR), y comparados con grupos control no sometidos a ejercicio. Se encontró que la ejecución de ejercicio voluntario revierte la hipolocomoción y conducta tipo ansiosa descrita en la literatura en los roedores SERT KO y la conducta tipo ansiosa de los SERT KO y en los SERT HZ. Además, se encontró que el ejercicio voluntario mejoró la memoria episódica a largo plazo en ratones SERT HET, revertiendo la diferencia significativa comparado a roedores WT observada en situación control. El desarrollo de esta tesis pretende contribuir a una mejor comprensión de la interacción genético-ambiental del ejercicio con SERT, en relación con la memoria y aportar conocimientos relevantes para trastornos vinculados con esta área en humanos.Ítem Sincronía de la actividad oscilatoria en el circuito de la corteza prefrontal-hipocampo-corteza parietal posterior durante la adquisición de la memoria espacial de referencia(Universidad de Valparaíso, 2023) Torres Moreno, María José; Director de Tesis: Negrón Oyarzo, IgnacioLa memoria espacial permite a los sujetos el conocimiento a largo plazo de los lugares relevantes para su supervivencia. Esta memoria se adquiere mediante el ajuste gradual de las rutas de navegación en el ambiente. En este procesamiento de alta carga cognitiva participan varias estructuras cerebrales, entre ellas la Corteza Prefrontal, posiblemente asistiendo a la optimización del recorrido, el Hipocampo, representando la localización del sujeto en el espacio y la Corteza Parietal Posterior, representando las rutas disponibles. Es de amplia discusión si las codificaciones por parte de cada estructura ocurren de manera separada o integrada durante la adquisición de este tipo de memoria. Se ha propuesto que la sincronía de la actividad entre áreas cerebrales, conocida como conectividad funcional, soporta la adquisición de la memoria espacial. Se ha reportado que la conectividad funcional entre algunas áreas cerebrales cambia con el aprendizaje. Sin embargo, se desconoce si existe alguna modificación de la sincronización entre estas tres estructuras durante la adquisición de una memoria espacial de referencia y, de haberlas, su posible vinculación con las estrategias utilizadas para alcanzar el objetivo. Es por esto por lo que examinamos la actividad eléctrica cerebral in vivo durante la adquisición de la memoria espacial de referencia en los circuitos mPFC-HPC y mPFC-PPC. Descubrimos que el acoplamiento entre oscilaciones de baja frecuencia con oscilaciones de alta frecuencia presenta una modulación significativa cuando el animal ocupa estrategias de navegación que requieren una alta demanda cognitiva frente a estrategias de baja demanda cognitiva sin diferencias en los circuitos estudiados durante la adquisición de la memoria espacial de referencia.Ítem Modulation of synaptic transmission in nucleus accumbens core by the activation of 5-HT₂ᴀ receptor in male mice(Universidad de Valparaíso, 2024-03-01) Estay Olmos, Camila; Fuenzalida Núñez, Marco; Profesor co-guía: Sotomayor-Zárate, RamónSerotonin (5-HT) is a neurotransmitter and neuromodulator that plays an essential role in physiological functions such as sleep, feeding, sexual behavior, temperature regulation, pain, and cognition. Also, it is involved in pathological states, including psychosis, pain management, mood and anxiety disorders. In the Central Nervous System (CNS), 5-HT acts through 14 different receptors once released by serotonergic neurons. These neurons belong in the midbrain Raphe nucleus and innervate many brain areas. Several studies have pointed out a role for serotonin in the reward system. Serotonergic projection neurons arising from dorsal and median Raphe nuclei innervate limbic brain areas involved in this system, such as the prefrontal cortex (PFC), ventral tegmental area (VTA), and nucleus accumbens (NAc), making the serotonergic system a modulator of synaptic transmission within mesocorticolimbic related areas. In PFC, this modulation is given by the activation of the 5-HT2A receptor (a G Coupled-Protein Receptor) that upon activation can produce increases in calcium and diacylglycerol intracellular levels, enhancing excitability and mediating endocannabinoid synthesis and release. In this regard, little is known about the serotonergic transmission in the NAc, where at least 6 types of 5-HT receptors (5-HT1A, 1B, 2C, 2A, and 4, 6) are expressed. In this nucleus, GABAergic medium spiny neurons (MSNs) comprise more than 90% of the neural population, but how serotonergic neurons modulate their activity is poorly understood when it comes to inhibitory transmission. To assess this question, we hypothesized that 5-HT modulates inhibitory transmission in the NAc core mainly through the activation of 5-HT2A receptor. Using a combination of electrophysiological and pharmacological techniques, such as whole-cell patch clamp, we evaluated evoked and spontaneous inhibitory transmission under the effect of different drugs. We discovered that 5-HT2A R activation produces a depression of the inhibitory synaptic transmission, also called iLTD (inhibitory long-term depression), that requires intracellular calcium rise upon GPCR activation (Gq), activation of PLCβ enzyme to form diacylglycerol (DAG) and inositol-1,4,5-triphosphate (IP3) and involves the production of endocannabinoids (e.g. 2-arachidonoylglycerol (2-AG)). 2-AG retrogradely decrease the release probability of GABA by the activation of presynaptic CB1 receptors. Therefore, acting in a pre and post-synaptic manner. This effect could be translated into an altered excitation/inhibition balance, which relates directly with the neurophysiological processes that underlie neuropsychiatric disorders such as addiction, schizophrenia and depression.Ítem Efecto de la interacción de los receptores 5-HT₂𝑐 y TRPV1 sobre las conductas de tipo ansiosas(Universidad de Valparaíso, 2024-03) Haro Acuña, Valentina; Moya, Pablo; Profesor co-guía: Chávez, AndrésEl sistema serotoninérgico juega un papel clave en la patogénesis y tratamiento de los trastornos de ansiedad. Es sabido que la activación de los receptores de serotonina del subtipo 2C (5-HT2CR) genera conductas del tipo ansiosas en roedores. Por otra parte, existe evidencia que indica que la activación del receptor de potencial transitorio vaniloide 1 (TRPV1), un canal catiónico no selectivo activado por ligando podría estar regulando este tipo de conductas, ya que animales deficientes para este receptor muestran menores niveles de ansiedad. Los 5-HT2cR están acoplados a proteína Gq/11, cuya activación produce una amplia variedad de mediadores lipídicos como los endovanilloides/endocanabinoides, incluyendo a la anandamida que actúa como un agonista endógeno de TRPV1. Por lo tanto, sugerimos que la interacción de ambos receptores 5-HT2CR y TRPV1 podria regular los comportamientos ansiosos. Para comprobar esta hipótesis, primero evaluamos mediante una batería de paradigmas comportamentales como los ensayos de campo abierto, laberinto elevado en cruz y de luz/oscuridad, si la activación farmacológica in vivo de 5-HT2CR recapitula un efecto ansiogénico en ratones. Luego, evaluamos si el bloqueo selectivo de TRPV1 modifica los efectos ansiogenicos producidos por la activación de 5-HT2CR. Por último, evaluamos los efectos de la activación de los 5-HT2CR en ratones deficientes de TRPV1 (TRPV1 KO). Nuestros resultados indican que la administración sistémica de dos agonistas diferentes para 5-HT2CR, mCPP y MK212, producen un efecto ansiogénico que fue eliminado por el pretratamiento con el antagonista selectivo de 5-HT2CR SB242084. Mas importante aún, y en concordancia con nuestra hipótesis, estos efectos ansiogénicos son eliminados por la administración conjunta con el antagonista de los TRPV1 capzasepina (CPZ), y están ausentes en los ratones TRPV1 KO. Además, demostramos que el bloqueo de TRPV1 con CPZ rescató los comportamientos del tipo ansiosos, observados en ratones deficientes del transportador de serotonina (SERT KO), un modelo genético clásico de ansiedad. En conjunto, estos resultados sugieren fuertemente una interacción entre los 5-HT2cR y TRPV1 para regular los comportamientos angiogénicos en ratones, abriendo nuevas posibilidades para la generación de nuevas herramientas farmacológicas para tratar este tipo de patologías.Ítem Role of pannexin 1 in the modulation of inhibitory synaptic plasticity in mouse hippocampus(2022-03) García Rojas, Francisca; Fuenzalida Núñez, Marco; Profesor co-guía: Ardiles Araya, ÁlvaroThe interplay between excitatory and inhibitory activity is essential for neural circuit refinement and learning. A large variety of proteins modulate the efficacy of excitatory glutamatergic circuits. However, only in recent years, has been studied their impact on inhibitory GABAergic circuits. Recently it has been shown that Pannexin 1 (Panx1), a non-selective transmembrane channel that allows the passage of several ions and metabolites such as ATP, can regulate glutamatergic transmission, however, its functional role in GABAergic transmission is unknown. Using the patch- clamp technique, pharmacology, transgenic and wild-type mouse we studied the contribution of Panx1 on the GABAergic synaptic efficacy in CA1 pyramidal neurons (PyNs). Here, we report that blockage of Panx1 reduces the GABAergic synaptic transmission in the hippocampus. Specifically, we observed a decrease in the amplitude of evoked inhibitory postsynaptic currents (eIPSCs), a reduction in the frequency of spontaneous inhibitory postsynaptic currents (sIPSCs), and a decrease in GABA release onto CA1 PyNs. In addition, we show that the depression in GABAergic synaptic transmission induced by Panx1 blockage involves the activation of cannabinoid CB1 receptors which depressed GABA release via a presynaptic Ca2+-dependent downregulation of PKA signaling. In conclusion, our results indicate that neuronal Panx1 is an important regulator of hippocampal GABAergic transmission suggesting it might play a role in brain functions and cognitive processes.Ítem The involvement of the gabaergic hippocampal system during aging and its relationship with cognitive performance in octodon degus(Universidad de Valparaíso, 2021-10) Ibaceta González, Cristóbal; Palacios Vargas, AdriánSi bien es conocido que el envejecimiento se acompaña de deterioro cognitivo severo, desconocemos por qué ciertos individuos mantienen excelentes capacidades cognitivas hasta muy avanzada edad. El objetivo de esta tesis fue estudiar las capacidades cognitivas del Octodon degus, un roedor que en condiciones de laboratorio vive hasta 10 años, y el cual ha demostrado ser un excelente modelo para el estudio natural del envejecimiento y neurodegeneración. En este trabajo de tesis nos interesó identificar posibles mecanismos biológicos para mantener una buena capacidad cognitiva durante el envejecimiento. Para responder a esta pregunta utilizamos un enfoque conductual y el estudio fisiológico de los circuitos neuronales del hipocampo. Las pruebas conductuales fueron: i) Reconocimiento de Objetos Nuevos (NOR), ii) Campo Abierto (OF) y iii) y la prueba de escarbar (BT). La BT se encuentra relacionada con la Actividad de la Vida Diaria (ADL), constituye una actividad natural y espontánea en la vida de los degus y se ha visto asociada a la presencia de biomarcadores de neurodegeneración en el hipocampo. En los estudios fisiológicos evaluamos la actividad eléctrica de neuronas del hipocampo para determinar la integridad funcional del sistema GABAérgico. Nuestros resultados sugieren que los degus envejecidos que mantienen un buen rendimiento en BT, muestran también una buena actividad hipocampal. De particular interés, fueron los resultados de la región CA3 del hipocampo, la cual es considerada un núcleo de procesamiento y codificación de señales, que muestra un sistema GABAergico mejor preservado. Interesantemente, los degus con bajo rendimiento cognitivo en BT muestran baja actividad en cuanto a su actividad espontanea hipocampal, lo cual sugiere un control sináptico a través de una vía alternativa a GABA. Finalmente, el uso de un modelo computacional para la región de CA3, una red neuronal de equilibrio aleatorio no fue concluyente en cuanto a poder diferenciar nuestras dos poblaciones de degus envejecidos. En resumen, nuestros resultados sugieren que el buen rendimiento cognitivo en BT para ciertos degus se explica gracias a un sistema GABAérgico más saludable.Ítem Prostaglandina E₂ induce depresión de la transmisión sináptica GABAérgica en las neuronas piramidales del área de CA1 del hipocampo dorsal(Universidad de Valparaíso, 2021-09) Ahumada Riveros, Juan; Fuenzalida Nuñez, Marco; Profesor co-guía. Bonansco, ChristianEl hipocampo es una importante estructura del sistema nervioso central que anatómica y funcionalmente se puede dividir en un área dorsal, principalmente relacionada con los procesos cognitivos como en el aprendizaje y la memoria espacial y en un área ventral que tiene una mayor participación en los procesos emocionales. El papel que juegan las interneuronas GABAérgicas es esencial para que los circuitos neuronales funcionen correctamente en las diferentes estructuras del cerebro incluido el hipocampo. La eficacia sináptica de estas interneuronas inhibitorias es finamente regulada por diversos neuromoduladores para una adecuada integración de la información. En las últimas décadas han cobrado un gran interés las moléculas neuromoduladoras de origen lipídico como las prostaglandinas (PGs). En el sistema nervioso, las PGs generan modificaciones en la eficacia sináptica excitatoria e inhibitoria a través de la activación de distintos receptores metabotrópicos. Una de las PGs más abundante y estudiada es la prostaglandina E2 (PGE2), la cual activa cuatro receptores metabotrópicos (EP1-4) de siete dominios transmembrana que se encuentran acoplados a proteína G. En el hipocampo, los receptores para PGE2 se expresan tanto a nivel pre como post-sináptico y se ha descrito que la activación del receptor EP2 induce un aumento de la probabilidad de liberación de glutamato sobre las neuronas piramidales del área de CA1. En experimentos previos de nuestro laboratorio encontramos que la PGE2 deprime la transmisión sináptica inhibitoria. Sin embargo, se desconoce el mecanismo celular de la PGE2 para modular la eficacia sináptica GABAérgica. Por lo tanto, decidimos estudiar el efecto de la PGE2 sobre la transmisión inhibitoria en el hipocampo dorsal, el cual se encuentra principalmente relacionado a los procesos cognitivos. Para cumplir con este objetivo, utilizamos técnicas de electrofisiología y farmacología para estudiar el efecto de la PGE2 sobre la eficacia sináptica GABAérgica en las neuronas piramidales de la región de CA1 del hipocampo dorsal de ratas. Los experimentos realizados en este trabajo indican que la PGE2 genera una depresión de la sinapsis GABAérgica por medio de la activación de mecanismos tanto pre como post-sinápticos. Lo que sugiere que la aplicación de la PGE2 disminuye tanto la probabilidad de liberación como el número o conductancia de los receptores ionotrópicos GABAA. Nuestros resultados, adicionalmente muestran, que el receptor EP3 participa de la modulación de la eficacia sináptica inhibitoria en el hipocampo dorsal, deprimiendo la sinapsis GABAérgica en el circuito hipocampal. Estos datos son importantes para comprender los mecanismos celulares involucrados en el procesamiento de la información en el hipocampo dorsal y los procesos cognitivos como el aprendizaje y la memoria que dependen de esta estructura.Ítem Efecto del estrés crónico sobre las oscilaciones cerebrales de la memoria de miedo en la corteza prefrontal de rata(Universidad de Valparaíso, 2021-04) Ramírez González, Mauricio; Dagnino Subiabre, AlexiesEl miedo es una emoción con un gran valor adaptativo para la supervivencia. Sin embargo, cuando se afecta el procesamiento del miedo en el cerebro se favorece el desarrollo de los trastornos de ansiedad como el estrés postraumático. El estrés es un factor ambiental que afecta áreas del cerebro que regulan el procesamiento del miedo, por ejemplo, el estrés crónico induce atrofia dendrítica y disminuye la excitabilidad en la corteza prefontral dorsomedial (CPFdm), lo cual se correlaciona con un aumento de la persistencia de la memoria de miedo. En este sentido, la evocación de la memoria de miedo en ratones está asociada a una actividad oscilatoria del potencial de campo local (PCL) en una banda de frecuencia entre 2 y 6 Hz evocada desde la CPFdm. Existe una pregunta fundamental en el estudio de la neurobiología del estrés, ¿el estrés afecta la actividad neuronal en la CPFdm durante la evocación de la memoria del miedo?. El objetivo principal de esta tesis doctoral fue responder en parte esta pregunta de investigación. Ratas Sprague-Dawley fueron implantadas en la CPFdm con arreglos de microelectrodos y luego estos animales fueron entrenados en el paradigma clásico de condicionamiento al miedo Pavloviano. Un grupo de ratas implantadas fueron expuestas al protocolo de estrés crónico de restricción de movimiento, mientras que otro grupo de animales fueron usados como controles. Después del protocolo de estrés se midió la potencia de los PCL que fueron adquiridos en la CPFdm cuando las ratas evocaban la memoria de miedo. La densidad de la potencia espectral aumentó en una frecuencia de banda entre 1 a 4 Hz cuando el comportamiento de freezing se evocó en las ratas no estresadas comparado con eventos de no freezing en estos animales. Contrariamente, las ratas estresadas generalizaron la memoria de miedo y no mostraron diferencias en la potencia de la actividad oscilatoria en la banda de frecuencia de 1 - 4 Hz cuando presentaron o no el comportamiento de freezing en el contexto en que fueron condicionadas al miedo. Estos resultados sugieren que bajos niveles de la potencia espectral en la banda de frecuencia de 1 - 4 Hz podría estar relacionado con una pérdida de la regulación de la CPFdm en el procesamiento del miedo condicionado, lo que resulta en la generalización de la memoria de miedo en las ratas estresadas.Ítem Enhanced innate inmune response in the olfactory sensory system of the zebrafish(Universidad de Valparaíso, 2021-03) Palominos Chacón, María; Whitlock, KathleenThe olfactory system detects odorants in the environment and relays this information to the central nervous system via the olfactory nerve. Over fifty years ago researchers showed that fluids pass from the arachnoid space of the brain across the cribriform plate separating the brain from the peripheral olfactory organs. We now know that fluids drain across the cribriform plate along perineural spaces associated with the olfactory nerves passing through the nasal mucosa to cervical lymph nodes. This olfactory/nasal lymphatic route remains poorly characterized with respect to the potential immune contribution in the protection of the brain from inflammation caused by damage, and viral or bacterial infections. Here we showed that the zebrafish olfactory sensory system has an extensive network of blood- lymphatic vasculature and associated immune cells (neutrophils and macrophages) that forms during early development. This network of lymphatic and blood vasculature is associated with the migration of immune cells towards the olfactory organs in response to copper induced damage and migration of neutrophils is dependent on calcium signaling mediated by L-type Ca2+ channels. In adult animals we showed that the blood-lymphatic vasculature extends across the cribriform plate connecting the peripheral olfactory organs and central nervous system. Two distinct lymphatic cell types were identified in the olfactory organs, one of which accompanies the blood vasculature as it connects the olfactory organs and the central nervous system. Finally, the adult olfactory organs have a large population of resident neutrophils that rapidly increased on number in response to copper-induced damage. The extensive population of resident neutrophils within the olfactory organs suggests that the olfactory organs may act as an immune defense niche for the adult brain. Furthermore, I anticipate that these results will lay the foundations for future research that will shed light on the role of this interface in the life-long neurogenic capacities of the olfactory epithelium, the systemic responses of nasal-delivered drugs, as well as its potential to be used as a point of entry to pathogens (such as the SARS-CoV2 virus, which can access the brain through the olfactory pathway).Ítem Formation of heteromeric channels by Cx26S17F syndromic deafness mutant and Cx30 and its consequences on cochlear pathology(Universidad de Valparaíso, 2020-08) Abbott Rojas, Ana; Martínez Carrasco, Agustín; Porofesor co-guía: Sánchez Riquelme, HelmuthDeafness is the most common condition associated with mutations in connexin (Cxs) genes, being mutations in Cx26 gene (GJB2) the most prevalent. Specific mutations in Cx26 also produce syndromic deafness, like Keratitis-Ichthyosis-Deafness (KID) syndrome, in which patients with deafness show severe alterations in the skin. KID syndrome symptoms include deep deafness, hard skin in hands and feet (palmoplantar keratoderma), red spots of thick (erythrokeratoderma), and scaly skin (ichthyosis), alopecia, bad nail formation, autoamputation of the last phalanges and thickness in the cornea (keratitis) that in severe cases leads to blindness. In the main organs affected by KID mutations, Cx26 is co-expressed with Cx30. In the skin they are co-expressed in keratinocytes, while in the inner ear, they are co-expressed in the supporting cells of the organ of Corti. One mutation observed in KID patients is mutation Cx26S17F, which affect the N-terminal of Cx26, a Cx segment that is involved in the closure and opening of hemichannels (HC). In this doctoral thesis, we studied the functional properties of heteromeric channels formed by Cx26S17F and Cx30. Here, we describe that Cx26S17F interact with Cx30 in an exogenous expression system like transfected HeLa cells, forming mutant heteromeric hemichannels (HC). These mutant heteromeric HCs are localized mainly in intracellular compartment, but some of them reach the plasma membrane forming few and small gap junction (GJ) plaques in appositional cell membranes. On contrary, mutant HCs in non- appositional cell membranes are hyperactive and do not respond to HC blocker La3+. In addition, these mutant HCs present altered response to extracellular calcium (Ca2+e) remaining open at extracellular 1 and 1.5 mM that normally close wild type HCs, which is consistent with altered intracellular Ca2+ homeostasis in cells expressing these HCs. Finally, expression of these mutant HCs increased cell damage and death in the cultures. Ex vivo expression of Cx26S17F in cochlear explants from conditional knock-in transgenic mouse (cKI), changes the distribution of Cx26 and Cx30 in supporting cells of the organ of Corti, with more intracellular localization and reduced gap junction plaques, which contrast with the honeycomb-like GJ network observed in control explants. Also, supporting cells of cKI Cx26S17F cochlear explants show increased uptake of an extracellular tracer, suggesting that expression of mutant in supporting cells form hyperactive HC, that do not respond to extracellular Ca2+ and nor to the HC blocker carbenoxolone. To our knowledge, is the first study in cochlear Cxs using a model of syndromic deafness. Because ATP is a very relevant paracrine molecule in the cochlea, we briefly explored the ATP-induced Ca2+ response in HeLa cells expressing mutant or WT heteromeric HC, as well as in cKI Cx26S17F cochlear explants. In absence and presence of Ca2+e, HeLa cells expressing Cx26S17F/Cx30 HC showed decreased intracellular Ca2+ signal to the stimulation with ATP, suggesting purinergic receptor desensitization and/or loss of Ca+2 homeostasis in cells. Preliminary observations in cKI cochlear explants expressing Cx26S17F also indicates that expression of hyperactive heteromeric HCs produces dysregulation of intracellular Ca2+ and altered purinergic signaling in cochlear cells, which are linked to hair cell damage.Ítem Algunas clases de modelos con enlace asimétrico para datos de respuesta cualitativa dicotómica : propiedades y estimación(Universidad de Valparaíso, 2022) Chocotea Poca, Omar; Ibacache P., Germán; Profesora Co-guía: Nicolis, OriettaEn este trabajo, primero revisamos las condiciones suficientes y necesarias para la propiedad de distribución posterior de una clase de modelos con enlace asimétrico para datos de respuesta cualitativa dicotómica. La clase de modelos permite modular las distribuciones involucradas, por ejemplo, se toma como caso particular el modelo con enlace probit-asimétrico. Tras el uso habitual del modelo con enlace probit-asimétrico para situaciones de datos de respuesta cualitativa dicotómica desbalanceada, surge la necesidad de un modelo que, además de tener un parámetro de forma, incluya otro parámetro que controle el peso de las colas del enlace, proporcionando un modelo más flexible, que es el que se presenta en este trabajo. Para evitar tener un estimador divergente del parámetro de forma con la estimación de máxima verosimilitud, se utiliza la estimación de máxima verosimilitud penalizada. La metodología se ilustra con tres estudios de simulación y datos reales. Por unanimidad, los resultados sugieren que el modelo más adecuado es el propuesto. Finalmente, proponemos una nueva clase de modelos con enlace de mezcla en la escala y forma de la normal-asimétrica. Se proporcionan distribuciones a posteriori completas para utilizar el muestreador de Gibbs en la estimación.Ítem A stacking neuro-fuzzy framework for time series forecasting from distributed data sources : the case of Rainfall-Runoff modeling(Universidad de Valparaíso, 2021-02) Querales Carrasquel, Marvin; Advisor: Salas, Rodrigo; Co-advisor: Rosas, HarveyLos modelos Neuro-Difusos han surgido como un enfoque útil para el pronóstico de series de tiempo dada la capacidad de las redes neuronales para optimizar los parámetros en un sistema difuso. Sin embargo, las estructuras de aprendizaje deben considerar que la información se puede obtener de diferentes tipos de instrumentos, diseños experimentales y otros tipos de fuentes. Teniendo en cuenta que la mayoría de los enfoques de Stacking se basan en la tarea de clasificación, el objetivo de este trabajo fue proponer un nuevo modelo Stacking Neuro-Difuso para la tarea de regresión en el pronóstico de series de tiempo. Esta propuesta fue desarrollada tomando como caso de estudio el fenómeno de modelado de Precipitación- Caudal. El modelo propuesto comprende dos módulos: el nuevo método Self-Identification Neuro-Fuzzy Inference model (SINFIM) desarrollado para el pronóstico individual y el Self-Organizing Neuro-Fuzzy Inference System (SONFIS) como herramienta de stacking. Los datos de dos cuencas hidrográficas chilenas (el río Diguillín (Región de Ñuble) y el río Colorado (Región de Maule)) y la escorrentía diaria promedio y la precipitación diaria promedio registrada de dieciocho años fueron recolectados de la Dirección General de Aguas de Chile (DGA). Los resultados experimentales mostraron un buen ajuste en las predicciones individuales de caudal, con estaciones meteorológicas mostrando índices de ajuste y eficiencia superiores al 80 % en el conjunto de validación, pudiendo predecir eficientemente tanto valores altos como bajos de escorrentías. Sin embargo, se obtuvieron mejores resultados con el modelo de Stacking, siendo superior a las predicciones de escorrentía individuales y otros enfoques como el promedio, regresión lineal múltiple (MLP), Red neuronal artificial (ANN) y Sistema de Neuro-Inferencia adaptativa (ANFIS). Por lo tanto, el marco general propuesto representa una alternativa sólida para pronosticar (en el caso de estudio) la escorrentía en una cuenca determinada, ya que obtiene buenos índices de desempeño y el enfoque de fusión puede mejorar la predicción y obtener valores más precisos que los modelos individuales.