Remodelado de circuitos del giro dentado por neurogénesis adulta : procesamiento de información

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El giro dentado del hipocampo posee un intenso remodelado, producto de la neurogénesis adulta. Esta región está controlada por un alto tono inhibitorio que mantiene silenciada la capa granular. Sin embargo, la neurogénesis adulta altera estos niveles adicionando de forma continua células granulares...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Groisman, Ayelén Ivana
Formato: Tesis Doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2020
Materias:
REDES INHIBITORIAS
PLASTICIDAD
SINAPTOGENESIS
NEUROGENESIS ADULTA
OPTOGENETICA
INHIBITORY NETWORKS
PLASTICITY
SYNAPTOGENESIS
ADULT NEUROGENESIS
OPTOGENETICS
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6754_Groisman
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description El giro dentado del hipocampo posee un intenso remodelado, producto de la neurogénesis adulta. Esta región está controlada por un alto tono inhibitorio que mantiene silenciada la capa granular. Sin embargo, la neurogénesis adulta altera estos niveles adicionando de forma continua células granulares nuevas (CGs) que presentan elevada excitabilidad durante su desarrollo e integración con el circuito preexistente. Esto le confiere a las CGs nuevas la capacidad de procesar estímulos novedosos que involucran procesos de memoria y aprendizaje. Para entender los mecanismos fisiológicos por los cuales las CGs nuevas reclutan circuitos de inhibición, sería preciso caracterizar las poblaciones de interneuronas y su rol en la integración de nuevas CGs. Conocer en detalle la conectividad entre CGs nuevas y los microcircuitos inhibitorios proveerá una base sólida sobre la cual poder estudiar el procesamiento de información de la red. Utilizamos la técnica de electrofisiología combinada con optogenética para estudiar la conectividad aferente y eferente entre CGs y dos grupos principales de interneuronas GABAérgicas: parvalbúmina (PV-INs) y somatostatina (SOM-INs). Nuestros resultados muestran que las CGs reciben inhibición perisomática provenientes de PV-INs a través contactos que se mantuvieron inmaduros hasta su crecimiento abrupto en la semana 6 de desarrollo. Esta transición se vio acelerada por exposición a un ambiente enriquecido (AE). Los contactos provenientes de las SOM-INs son principalmente dendríticos y se desarrollan lentamente hasta alcanzar la maduración en la semana 8. Por otra parte, las eferencias de las CGs reclutan eficientemente a las PV-INs pero en menor medida a las SOM-INs que tienen un desarrollo sináptico demorado. Por último, se evaluó el rol de cada población de interneurona en la actividad global del giro dentado maduro. Las PV-INs ejercen un fuerte control de los circuitos inhibitorios de tipo feedback y feedforward, mientras que las SOM-INs participan principalmente en el circuito de feedback. Los resultados obtenidos muestran que la formación de sinapsis inhibitorias es un proceso lento que prolonga la dinámica de desarrollo de las CGs nuevas. Esta transición de largo plazo mantiene a las CGs nuevas débilmente acopladas a la red inhibitoria lo que contribuye a generar niveles de plasticidad aumentados en la red local del giro dentado.
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Para entender los mecanismos fisiológicos por los cuales las CGs nuevas reclutan circuitos de inhibición, sería preciso caracterizar las poblaciones de interneuronas y su rol en la integración de nuevas CGs. Conocer en detalle la conectividad entre CGs nuevas y los microcircuitos inhibitorios proveerá una base sólida sobre la cual poder estudiar el procesamiento de información de la red. Utilizamos la técnica de electrofisiología combinada con optogenética para estudiar la conectividad aferente y eferente entre CGs y dos grupos principales de interneuronas GABAérgicas: parvalbúmina (PV-INs) y somatostatina (SOM-INs). Nuestros resultados muestran que las CGs reciben inhibición perisomática provenientes de PV-INs a través contactos que se mantuvieron inmaduros hasta su crecimiento abrupto en la semana 6 de desarrollo. Esta transición se vio acelerada por exposición a un ambiente enriquecido (AE). Los contactos provenientes de las SOM-INs son principalmente dendríticos y se desarrollan lentamente hasta alcanzar la maduración en la semana 8. Por otra parte, las eferencias de las CGs reclutan eficientemente a las PV-INs pero en menor medida a las SOM-INs que tienen un desarrollo sináptico demorado. Por último, se evaluó el rol de cada población de interneurona en la actividad global del giro dentado maduro. Las PV-INs ejercen un fuerte control de los circuitos inhibitorios de tipo feedback y feedforward, mientras que las SOM-INs participan principalmente en el circuito de feedback. Los resultados obtenidos muestran que la formación de sinapsis inhibitorias es un proceso lento que prolonga la dinámica de desarrollo de las CGs nuevas. Esta transición de largo plazo mantiene a las CGs nuevas débilmente acopladas a la red inhibitoria lo que contribuye a generar niveles de plasticidad aumentados en la red local del giro dentado. The dentate gyrus of the hippocampus has an intense remodeling, product of adult neurogenesis. This region is controlled by a high inhibitory tone that keeps the granular layer silenced. However, adult neurogenesis alters these levels by continuously adding new granular cells (CGs) that exhibit high excitability during their development and integration with the pre-existing circuit. This gives new CGs the ability to process novel stimuli that involve memory and learning processes. To understand the physiological mechanisms by which new CGs recruit inhibition circuits, it would be necessary to characterize the interneuron populations and their role in the integration of new GCs. Knowing in detail the connectivity between new CGs and inhibitory microcircuits will provide a solid basis on which to study the information processing of the network. We use electrophysiology techniques combined with optogenetics to study afferent and efferent connectivity between CGs and two main groups of GABAergic interneurons: parvalbumin (PV-INs) and somatostatin (SOM-INs). Our results show that the CGs receive perisomatic inhibition from PV-INs through contacts that remained immature until their abrupt growth in week 6 of development. This transition was accelerated by exposure to an enriched environment (AE). Inputs coming from SOM-INs are mainly dendritic and develop slowly until they reach maturation at week 8. On the other hand, the CGs outputs efficiently recruit PV-Ins but to a lesser extent SOM-INs and its synaptic development is delayed. Finally, the role of each interneuron population in the global activity of the mature dentate gyrus was evaluated. PV-INs exert a strong control of feedback and feedforward inhibitory circuits, while SOM-INs mainly participate in feedback circuit. The results obtained show that the formation of inhibitory synapses is a slow process that prolongs the dynamics of development of new CGs. This long-term transition keeps the new CGs weakly coupled to the inhibitory network, which contributes to increased levels of plasticity in the local network of the dentate gyrus. Fil: Groisman, Ayelén Ivana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. 2020-04-2 Tesis Doctoral PDF Español info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6754_Groisman

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