La estimulación magnética repetitiva induce la plasticidad de las sinapsis excitatorias a través de la actividad pre-...

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología computacional
• Biología celular

Sus antecedentes:

• La estimulación magnética transcraneal (TMS) es una técnica de estimulación cerebral no invasiva común.
• Los mecanismos celulares y moleculares precisos que subyacen a los efectos de TMS no se comprenden completamente.
• Los protocolos actuales de TMS se basan en observaciones a nivel de sistema en lugar de conocimientos mecanicistas.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos celulares y moleculares de la plasticidad sináptica inducida por la estimulación magnética repetitiva de 10 Hz.
• Integrar modelos experimentales in vitro con simulaciones computacionales para comprender los efectos de la EMR.
• Para aclarar el papel del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) / señalización de la cinasa B del receptor de la tropomiosina (TrkB) en la plasticidad inducida por la EMR.

Principales métodos:

• Se utilizaron cultivos de tejido cerebral organotípicos de ratón expuestos a 10 Hz rMS.
• Empleó electrofisiología, optogenética y quimiogenética para evaluar la plasticidad sináptica.
• Desarrolló modelos computacionales basados en la plasticidad dependiente del tiempo de picos (STDP) y realizó intervenciones farmacológicas.

Principales resultados:

• 10 Hz rMS mejoró la neurotransmisión excitatoria a través de la activación pre- y postsináptica coordinada, a diferencia de otros métodos de estimulación.
• El modelado computacional predijo con precisión los efectos dependientes de la frecuencia de la EMR.
• El bloqueo de la señalización BDNF / TrkB eliminó la potenciación inducida por rMS, mientras que la activación de TrkB revirtió LTD a LTP.

Conclusiones:

• La plasticidad dependiente del tiempo de picos (STDP) y la señalización BDNF / TrkB son mecanismos clave subyacentes a los cambios sinápticos inducidos por la EMR.
• Los hallazgos proporcionan una base mecanicista para comprender los efectos de la EMR.
• Los resultados allanan el camino para futuras investigaciones experimentales, computacionales y clínicas.