La reubicación dependiente de la actividad del segmento inicial del axón ajusta la excitabilidad neuronal

Área de la Ciencia:

• La neurociencia es la neurociencia.
• Biología celular Biología celular.
• Electrofisiología y electrofisiología.

Sus antecedentes:

• El segmento inicial del axón (AIS) es crucial para la iniciación del potencial de acción en las neuronas.
• La posición del AIS varía entre los tipos de neuronas e influye en el procesamiento de la información.
• Los factores que controlan la ubicación de AIS en las neuronas individuales son en gran medida desconocidos.

Objetivo del estudio:

• Investigar si la actividad eléctrica neuronal puede alterar la posición del AIS.
• Identificar los mecanismos subyacentes al posicionamiento AIS dependiente de la actividad.
• Para determinar si los cambios de posición de AIS afectan la excitabilidad neuronal.

Principales métodos:

• Se utilizaron culturas disociadas del hipocampo.
• Se aplicó la despolarización crónica utilizando potasio extracelular alto.
• Se empleó la fotoestimulación con diodo emisor de luz (LED) con canalrodopsina-2.
• Movimiento del componente AIS medido y umbrales de disparo del potencial de acción.

Principales resultados:

• La despolarización crónica desplazó los componentes de AIS, incluidos los canales de sodio, hasta 17 μm del soma.
• El reposicionamiento de la AIS fue reversible y dependiente de la activación de los canales de calcio de tipo T y/o L.
• La fotoestimulación por ráfagas indujo desplazamientos distales de AIS, a diferencia de la estimulación regular.
• Las posiciones alteradas de AIS se correlacionan con cambios en los umbrales de aumento del potencial de acción.

Conclusiones:

• Los niveles y patrones de actividad eléctrica neuronal regulan dinámicamente la posición del AIS.
• Esta plasticidad dependiente de la actividad ofrece un nuevo mecanismo para ajustar la excitabilidad neuronal.
• Los hallazgos sugieren una forma no reconocida previamente de plasticidad estructural subcelular en las neuronas.