Excitabilidad intrínseca y su plasticidad en el hipocampo de rata

Abstract

Durante las primeras semanas del desarrollo postnatal se producen cambios en las propiedades electrofisiológicas y morfológicas (Pokorny & Yamamoto 1981a; Pokorny & Yamamoto 1981b; Schwartzkroin & Kunkel 1982; Liao et al. 1999), así como en la conectividad sináptica (Hsia et al. 1998; Groc et al. 2003) de las neuronas piramidales de CA1. Además, aumenta el comportamiento exploratorio que depende de la actividad hipocampal en las ratas (Langston et al. 2010). La propagación de la información dentro de un circuito neuronal como el hipocampal, depende de la conectividad sináptica dentro del circuito y de las propiedades intrínsecas de cada neurona. Cambios en la actividad del circuito pueden provocar plasticidades en: la eficacia sináptica, la integración de la señal de entrada y la generación de una señal de salida (Daoudal & Debanne 2003; Debanne et al. 2003; Remy et al. 2010). Diversos estudios han demostrado la existencia de plasticidades de la excitabilidad intrínseca en respuesta a variaciones de la actividad previa (Fan et al. 2005; O’Leary et al. 2010; Cudmore et al. 2010; Campanac et al. 2013). El calcio es un ion fundamental en el mantenimiento de la excitabilidad neuronal. La disminución de su concentración extracelular se relaciona con crisis epilépticas (Heinemann et al. 1977) y con un comportamiento epileptiforme en estudios in vitro (Bikson et al. 2002; Isaev et al. 2012; Aivar et al. 2014). Además, el calcio está implicado en gran parte de las plasticidades sinápticas e intrínsecas descritas (Katz & Miledi 1968; Lynch et al. 1983; Zucker & Regehr 2002; Fan et al. 2005; Grubb & Burrone 2010)...

Rat hippocampus extends its maturation to postnatal periods. Morphological and electrophysiological characteristics (Pokorny & Yamamoto 1981a; Pokorny & Yamamoto 1981b; Schwartzkroin & Kunkel 1982; Liao et al. 1999) and the synaptic connectivity (Hsia et al. 1998; Groc et al. 2003) of the CA1 pyramidal neurons acquire mature features during the first month of age. Around this developmental stage, the animal engages in exploratory behaviours that are dependent on hippocampus activity (Langston et al. 2010). Propagation of information in a neural circuit such as the hippocampus depends on the synaptic connectivity within the circuit as well as on the intrinsic properties of neurons. Activity-dependent changes in the circuit may evoke plasticities on: synaptic efficacy, integration of the synaptic inputs and induction of the output signal (Daoudal & Debanne 2003; Debanne et al. 2003; Remy et al. 2010). During the last decade, several studies have shown the existence of plastic activity-dependent changes in the intrinsic excitability (Fan et al. 2005; O’Leary et al. 2010; Cudmore et al. 2010; Campanac et al. 2013). Calcium is a basic ion for the neuronal excitability. Decreases in extracellular calcium levels were related to seizure activity (Heinemann et al. 1977), and epileptic-like behaviour during in vitro experiments (Bikson et al. 2002; Isaev et al. 2012; Aivar et al. 2014). Furthermore, calcium is involved in almost all forms of synaptic and intrinsic plasticities (Katz & Miledi 1968; Lynch et al. 1983; Zucker & Regehr 2002; Fan et al. 2005; Grubb & Burrone 2010)...