Mecanismos neurales involucrados en la evocación de experiencias contextuales únicas : rol del remapeo neuronal en el hipocampo

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El Hipocampo es una región del cerebro fundamental para la adquisición, almacenamiento y evocación de memorias episódicas. Un componente esencial de estas memorias es el contexto en el que se adquieren. En el Hipocampo existen neuronas que se activan preferentemente en un sitio determinado del espac...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Silva, Azul
Otros Autores: Belluscio, Mariano Andrés
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2023
Materias:
PLACE CELLS
REMAPPING
MEMORIA EPISODICA
RECONOCIMIENTO DE OBJETOS
ELECTROFISIOLOGIA
EPISODIC MEMORY
OBJECT RECOGNITION
ELECTROPHYSIOLOGY
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7318_Silva
https://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n7318_Silva_oai
Aporte de:
Repositorio Digital de la Universidad de Buenos Aires (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description El Hipocampo es una región del cerebro fundamental para la adquisición, almacenamiento y evocación de memorias episódicas. Un componente esencial de estas memorias es el contexto en el que se adquieren. En el Hipocampo existen neuronas que se activan preferentemente en un sitio determinado del espacio (place cells - PC). En conjunto estas neuronas forman un “mapa” que puede representar una situación o un contexto. Si un animal es expuesto a un contexto diferente, estas neuronas pueden modificar su actividad y conformar un nuevo mapa del nuevo contexto, proceso conocido como remapeo. Además, las PC pueden codificar otros aspectos de una experiencia, como por ejemplo la identidad de un objeto, la valencia de una recompensa o el tiempo, entre otros, sugiriendo que también guardan información no puramente espacial. Diversos estudios han mostrado cómo las PC cambian su actividad ante cambios contextuales. Sin embargo, aún no está claro cómo la actividad de estas neuronas y su codificación del contexto se relaciona con la expresión de diferentes memorias episódicas. Esta tesis busca comprender la relación que existe entre la codificación contextual del Hipocampo y la evocación de memorias episódicas contextuales con distinto grado de superposición. Para ello, realizamos registros electrofisiológicos en CA1 y CA3 (dos regiones hipocampales) en ratas mientras ejecutaban una tarea de reconocimiento espontáneo de objeto en contexto. Esta tarea permite discriminar si los animales reconocen un contexto como familiar o novedoso, al mismo tiempo que se registra su actividad neuronal. Encontramos que los procesos de diferenciación y generalización de la memoria compiten por el control del comportamiento. Dependiendo del grado de superposición entre eventos, uno de los dos procesos tiene lugar. Demostramos que el grado de remapeo de las neuronas CA3 y de CA1, subyacente a un proceso de separación, está relacionado con la formación/evocación de memorias episódicas de un objeto en contexto. Cuando los animales reconocen un objeto en contexto como familiar, independientemente de las claves contextuales presentes, hay menos remapeo en las neuronas de CA3 y de CA1 que cuando la relación objeto-contexto es considerada novedosa. Por otro lado, aportamos evidencia de que la actividad de CA1 durante la ejecución de la tarea también está influenciada por factores como la presencia de un objeto o el número de experiencias en un ambiente dado. Nuevamente estos resultados muestran que la codificación del espacio de las PC no responde únicamente a características físicas del 5 ambiente, apoyando la idea de que estas neuronas cumplen un rol clave en las memorias episódicas. En conjunto los resultados expuestos en esta tesis contribuyen a comprender la naturaleza adaptativa de la memoria para guiar el comportamiento ante cambios en las representaciones internas del contexto que tienen los individuos.
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spelling I28-R145-tesis_n7318_Silva_oai2024-09-02 Belluscio, Mariano Andrés Silva, Azul 2023-05-23 El Hipocampo es una región del cerebro fundamental para la adquisición, almacenamiento y evocación de memorias episódicas. Un componente esencial de estas memorias es el contexto en el que se adquieren. En el Hipocampo existen neuronas que se activan preferentemente en un sitio determinado del espacio (place cells - PC). En conjunto estas neuronas forman un “mapa” que puede representar una situación o un contexto. Si un animal es expuesto a un contexto diferente, estas neuronas pueden modificar su actividad y conformar un nuevo mapa del nuevo contexto, proceso conocido como remapeo. Además, las PC pueden codificar otros aspectos de una experiencia, como por ejemplo la identidad de un objeto, la valencia de una recompensa o el tiempo, entre otros, sugiriendo que también guardan información no puramente espacial. Diversos estudios han mostrado cómo las PC cambian su actividad ante cambios contextuales. Sin embargo, aún no está claro cómo la actividad de estas neuronas y su codificación del contexto se relaciona con la expresión de diferentes memorias episódicas. Esta tesis busca comprender la relación que existe entre la codificación contextual del Hipocampo y la evocación de memorias episódicas contextuales con distinto grado de superposición. Para ello, realizamos registros electrofisiológicos en CA1 y CA3 (dos regiones hipocampales) en ratas mientras ejecutaban una tarea de reconocimiento espontáneo de objeto en contexto. Esta tarea permite discriminar si los animales reconocen un contexto como familiar o novedoso, al mismo tiempo que se registra su actividad neuronal. Encontramos que los procesos de diferenciación y generalización de la memoria compiten por el control del comportamiento. Dependiendo del grado de superposición entre eventos, uno de los dos procesos tiene lugar. Demostramos que el grado de remapeo de las neuronas CA3 y de CA1, subyacente a un proceso de separación, está relacionado con la formación/evocación de memorias episódicas de un objeto en contexto. Cuando los animales reconocen un objeto en contexto como familiar, independientemente de las claves contextuales presentes, hay menos remapeo en las neuronas de CA3 y de CA1 que cuando la relación objeto-contexto es considerada novedosa. Por otro lado, aportamos evidencia de que la actividad de CA1 durante la ejecución de la tarea también está influenciada por factores como la presencia de un objeto o el número de experiencias en un ambiente dado. Nuevamente estos resultados muestran que la codificación del espacio de las PC no responde únicamente a características físicas del 5 ambiente, apoyando la idea de que estas neuronas cumplen un rol clave en las memorias episódicas. En conjunto los resultados expuestos en esta tesis contribuyen a comprender la naturaleza adaptativa de la memoria para guiar el comportamiento ante cambios en las representaciones internas del contexto que tienen los individuos. The hippocampus is critical for the acquisition, storage and recall of episodic memories. An essential component of these memories is the context in which they are acquired. Some hippocampal neurons (place cells - PC) fire in a location-specific manner and change their firing pattern in response to contextual changes (remapping). As a population, PCs are thought to form a “cognitive map” of events or contexts, providing the spatial dimension of episodic memory. PCs can also encode other aspects of an experience, such as object identity, reward valence, or time, suggesting that they can map non-spatial information. While several studies had shown PC remapping as a consequence of contextual changes, it is still unclear if remapping is directly related to the expression of different episodic memories. This project aims to understand the relationship between hippocampal contextual encoding and the evocation of contextual episodic memories with different degrees of overlap. To this end, we performed electrophysiological recordings in CA1 and CA3 (two hippocampal regions) in rats while they were executing a spontaneous object-in-context recognition task. This task allows discriminating whether animals recognize a context as familiar or novel while recording their neural activity. We found that memory differentiation and generalization processes compete for behavioral control. Depending on the degree of overlap between events, one of the two processes takes place. We show that the degree of remapping of CA3 and CA1 neurons, underlying a separation process, is related to the formation/evocation of episodic memories of an object in context. When animals recognize an object in context as familiar, regardless of the contextual cues present, there is less remapping in CA3 and CA1 neurons than when the object-context relationship is considered novel. Furthermore, we provide evidence that CA1 activity during task execution is also influenced by factors such as the presence of an object or the number of experiences in a given environment. Again, these results show that the spatial encoding of PCs does not respond purely to physical features of the space, supporting the idea that these neurons play a key role in episodic memories. Overall, the results presented in this thesis contribute to understanding the adaptive nature of memory to guide behavior consistent with changes in the environmental cues and the internal state of the individual. Fil: Silva, Azul. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. application/pdf https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7318_Silva spa Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar PLACE CELLS REMAPPING MEMORIA EPISODICA RECONOCIMIENTO DE OBJETOS ELECTROFISIOLOGIA PLACE CELLS REMAPPING EPISODIC MEMORY OBJECT RECOGNITION ELECTROPHYSIOLOGY Mecanismos neurales involucrados en la evocación de experiencias contextuales únicas : rol del remapeo neuronal en el hipocampo Neural mechanisms involved in the evocation of unique contextual experiences : role of neuronal remapping in the hippocampus info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion https://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n7318_Silva_oai

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