Dinámica causal entre la retroproyección de CA3 a giro dentado y CA1 en el mecanismo generador de fast ripples y su relación con la neurotransmisión serotoninérgica

Abstract

El hipocampo destaca como una de las zonas más afectadas en modelos de epilepsia del lóbulo temporal ya que características de esta región como son su alto grado de neuroplasticidad y el control temporal sobre la dinámica de sus circuitos, propiedades necesarias para codificar información, confieren una epileptogenicidad intrínseca, puesto que tras una perturbación, la región puede desarrollar cambios morfológicos y funcionales que establecen la actividad patológica, dichos cambios se han relacionado con una señal en el potencial de campo llamada fast ripple (FR). Este trabajo describe la dinámica de disparo neuronal y la sincronización de frecuencia asociada con el fenómeno de FR, aborda qué relaciones entre tres regiones del circuito trisináptico (Giro Dentado, CA3 y CA1) son necesarias para causar FR en CA1 a través del uso de la causalidad de Granger, y relaciona esos cambios en el circuito con cambios en la neurotransmisión mediada por serotonina (5 - HT) usando inmunohistoquímica para tres receptores (5 - HT1A, 5 - HT2, 5 - HT7) en esas áreas. Para estos fines, se inyectaron ratas Wistar macho (210-300 g) con una dosis única de clorhidrato de pilocarpina (2.4 mg / 2 l) en el ventrículo lateral derecho y se monitorearon por video 24 horas al día para detectar espontáneas y convulsiones recurrentes. Una vez detectadas, las ratas fueron implantadas con microelectrodos en estas regiones (electrodos fijos de alambre de tungsteno, 60 m de diámetro exterior) ipsilateral a la inyección de pilocarpina, y después de que se realizaron los procedimientos conductuales y electrofisiológicos, los animales fueron perfundidos y el cerebro extraído para hacer muestras de tejido y realizar los procedimientos de inmunotinción. Se registraron un total de 336 FR (n = 6) y se caracterizaron probabilísticamente, de esas FR hicimos un subconjunto de todos los eventos de FR asociados con sharp-waves en CA1 (n = 40) para analizarlos con Causalidad de Granger, nuestros resultados apoyan la existencia de evidencia in vitro en la que los eventos de FR en CA1 son iniciados por la actividad de múltiples unidades de CA3, y describen una sincronización general en la banda theta en las tres regiones analizadas: GD, CA3 y CA1, además, nuestro estudio in vivo destaca la participación causal de la retroproyección de CA3 al GD como facilitador de un circuito cerrado entre estas regiones que prolonga la actividad excitadora de CA3, estos hallazgos correlacionados con los resultados de inmunorreactividad, apoyan la idea de dinámica de umbral más baja en GD ya que observamos una disminución de 5-HT2 y perturbaciones generales en la excitabilidad del microcircuito debido a la disminución de 5 - HT1A en GD y CA3. Especulamos que la actividad de FR, puede estar soportada por los mecanismos de consolidación de memoria relacionados con la actividad ripple sumados a la pérdida de control inhibitorio de GD, dicha perdida, subyacente a una reorganización en el circuito trisináptico en el que la retroproyección de CA3 hacia GD mediada por células musgosas juega un papel fundametal.