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Dinámica del calcio dendrítico in vivo en las neuronas piramidal neocorticales
K Svoboda1, W Denk, D Kleinfeld
1Biological Computation Research Department, Bell Laboratories, Lucent Technologies, Murray Hill, New Jersey 07974, USA.
Nature
|January 9, 1997
Resumen
In vivo, los aumentos de calcio (Ca2+) en las dendritas de las neuronas piramidales se correlacionan con los potenciales de acción del sodio (Na+). Las señales dendríticas de Ca2+ dependen de los potenciales de acción de Na+ iniciados en el soma, no de los potenciales de acción generalizados de Ca2+.
Área de la Ciencia:
- La neurociencia es la neurociencia.
- La neurociencia celular es la neurociencia celular.
- La neurociencia de sistemas es la neurociencia de sistemas.
Sus antecedentes:
- Las dendritas de las neuronas piramidal de los mamíferos poseen conductancias activas que apoyan los potenciales de acción de sodio (Na+) y calcio (Ca2+).
- La iniciación, propagación y presencia de estos potenciales de acción en las dendritas son debatidas e influenciadas por varios factores fisiológicos.
- Extrapolar los hallazgos in vitro al cerebro intacto es un desafío debido a estas complejidades.
Objetivo del estudio:
- Investigar la generación in vivo y la propagación de potenciales de acción dendríticos en el cerebro intacto.
- Para medir la dinámica del calcio dendrítico ([Ca2+]) en respuesta a los estímulos sensoriales in vivo.
- Para determinar la relación entre los potenciales de acción somática y dendrítica y los transitorios de calcio.
Principales métodos:
- Se utilizó la microscopía de exploración láser de excitación de dos fotones para obtener imágenes de la dinámica dendrítica [Ca2+] in vivo dentro de la corteza vibrissa primaria de la rata.
- Realizó grabaciones simultáneas de voltaje intracelular y mediciones dendríticas [Ca2+] en las neuronas piramidal de la capa 2/3.
- Se aplicó la estimulación del bigote y la inyección de corriente continua como estímulos experimentales.
Principales resultados:
- Los aumentos dendríticos [Ca2+] se observaron exclusivamente en coincidencia con los potenciales de acción de Na+.
- La amplitud de los transitorios dendríticos [Ca2+] fue proporcional al número de potenciales de acción Na+ en una ráfaga.
- La amplitud de la señal de calcio disminuyó con la distancia desde el soma, con una acumulación mínima de [Ca2+] en las dendritas distales (capa 1).
Conclusiones:
- No se detectaron potenciales de acción de Ca2+ dendríticos generalizados in vivo.
- Los aumentos significativos de [Ca2+] dendríticos están impulsados principalmente por los potenciales de acción de Na+ iniciados somáticamente.
- Estos hallazgos aclaran el papel de los potenciales de acción de Na+ en la conducción de la dinámica del calcio dendrítico en el cerebro intacto.