Redes presinápticas en todo el cerebro de neuronas corticales funcionalmente distintas

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Neurociencia de los sistemas
• Neurociencia computacional

Sus antecedentes:

• Comprender la conectividad neuronal es crucial para descifrar los patrones de actividad y comportamiento emergentes.
• Las reglas de cableado presináptico que rigen la selectividad funcional de las neuronas individuales siguen siendo en gran medida inexploradas.
• Las neuronas corticales exhiben una selectividad heterogénea a los estímulos sensoriales y aspectos conductuales.

Objetivo del estudio:

• Investigar las reglas de conectividad presináptica subyacentes a la selectividad de las neuronas piramidal al estado conductual en la corteza somatosensorial primaria (S1).
• Explorar cómo las redes cerebrales contribuyen a la actividad neuronal dependiente del estado del comportamiento.

Principales métodos:

• Imágenes de calcio de dos fotones
• Neurofarmacología
• Trazado de entrada monosináptico basado en una sola célula
• Optogenética

Principales resultados:

• Los patrones de actividad dependientes del estado conductual en S1 son estables y están impulsados principalmente por insumos glutamatérgicos.
• Las neuronas que rastrean los estados conductuales difieren en las entradas glutamatérgicas de largo alcance en comparación con otras neuronas.
• Las neuronas que rastrean los estados conductuales reciben proporcionalmente menos entradas corticales motoras y más entradas tálamicas.
• La supresión optogenética de los insumos tálamicos redujo, pero no eliminó, la actividad dependiente del estado conductual.

Conclusiones:

• Las distintas entradas glutamatérgicas de largo alcance sirven como sustrato para la dinámica de red preconfigurada relacionada con el estado conductual.
• Las entradas talamicas juegan un papel importante en la modulación de la actividad dependiente del estado del comportamiento en S1.
• La selectividad neuronal al estado conductual está moldeada por patrones específicos de conectividad de largo alcance.