Universidad Politécnica de Cartagena TESIS DOCTORAL “UNA ...
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Capitulo 3. El Agarre en la EP. Modelos Computacionales. de separación entre compartimentos de la matriz y los estriosomas. Estos resultados sugieren que la distribución espacial de las TANs, aunque muy espaciada, no es aleatoria y se encuentra íntimamente relacionada con la organización modular del estriado. El que las TANs posean una distribución espacial tan característica, unido al hecho de que tras una etapa o proceso de condicionamiento, la respuesta de estas neuronas se encuentre altamente coordinada en el tiempo (Graybiel y col, 1994, Graybiel y Kimura, 1995), sugiere la posibilidad de que redes neuronales de TANs distribuidas a lo largo y ancho del estriado, podrían facilitar la actividad coordinada de las neuronas de proyección estriatales y por ende, la actividad de los distintos módulos o canales neuronales segregados en los ganglios basales. Esta organización permitiría la construcción de bloques coordinados de comportamiento motor tales como el patrón motriz observado en el movimiento de agarre. La distribución espacial característica de las TANs es altamente compatible con el hecho de que sean interneuronas colinérgicas. Al contrario de las TANs, las neuronas de proyección estriatales solamente disparan fásicamente durante la ejecución del movimiento. En el instante en el que estas neuronas superan su umbral de disparo, su actividad pasa de un estado ‘silencioso’ a un estado ‘activo’. Está claro que el disparo de las neuronas de proyección estriatal es el que contribuye en mayor medida a la transferencia inmediata de la información cortical hacia las etapas de salida en el globo pálido interno. La acción colinérgica ejercida por las TANs sobre las neuronas de proyección estriatal, está relacionada con un control modulatorio sobre el valor de los umbrales de disparo de las neuronas de proyección, umbrales que resultan ser de gran importancia a la hora de determinar cómo y cuando se produce el disparo en la actividad de estas neuronas normalmente silenciosas. Además, la acetilcolina liberada por las interneuronas colinérgicas, (presumiblemente las TANs) tiende a estabilizar la actividad o estado de disparo de las neuronas de proyección estriatal a través de la modulación muscarínica de corrientes A (Aosaki, 1995). En otras palabras, las neuronas de proyección estriatales modifican su estado de disparo hacia el estado ‘activo’ o hacia su estado ‘silencioso’ ayudadas por la modulación colinérgica que sobre ellas ejercen las interneuronas estriatales TANs. Estos resultados sugieren que las TANs en el estriado de los primates, localizadas en los bordes entre la matriz y los estriosomas, ejercen la función de organizar la actividad estriatal permitiendo la actividad de ciertos módulos de neuronas de proyección e inhabilitando la actividad de otros módulos, dependiendo del movimiento a ejecutar o del comportamiento motor que se pretende llevar a cabo (Figura 3.5). Esta función de las TANs se lleva a cabo bajo una fuerte influencia del sistema dopaminérgico estriatal. La predicción de estos análisis es que, cuando se produce una deflexión en la dopamina estriatal (EP), se produce una disrupción en la capacidad de 101
Capitulo 3. El Agarre en la EP. Modelos Computacionales. las redes de interneuronas estriatales para organizar una actividad neuronal coordinada entre los distintos circuitos modulares de los ganglios basales. Esta disrupción repercute en la capacidad para ejecutar y coordinar movimientos complejos que requieren de la implementación en serie o en paralelo de diversos segmentos motores. Figura 3.5. Modelo de localización y funcionalidad de las células TANs sobre la actividad del estriado. Una de las hipótesis desarrolladas en esta investigación doctoral consiste en que esta pérdida en la capacidad para organizar una actividad estriatal coordinada por parte de las redes interneuronales estriatales, puede estar relacionada con los hechos expuestos en la sección 3.2. Es decir, ante una deflexión dopaminérgica en el estriado (EP), los circuitos neuronales modulares en los ganglios basales pierden su capacidad para mantener sin correlación alguna la actividad de las neuronas en los distintos subcircuitos paralelos. Las conexiones cruzadas entre dichos subcircuitos, inhibidas en la condición normal, se hacen funcionalmente más activas en la condición parkinsoniana. La dopamina es el factor principal que modula y controla las conexiones funcionales cruzadas entre los distintos módulos cortico-estriatales. La hipótesis 102
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<strong>de</strong> separación entre compartimentos <strong>de</strong> la matriz y los estriosomas. Estos resultados<br />
sugieren que la distribución espacial <strong>de</strong> las TANs, aunque muy espaciada, no es<br />
aleatoria y se encuentra íntimamente relacionada con la organización modular <strong>de</strong>l<br />
estriado. El que las TANs posean una distribución espacial tan característica, unido al<br />
hecho <strong>de</strong> que tras una etapa o proceso <strong>de</strong> condicionamiento, la respuesta <strong>de</strong> estas<br />
neuronas se encuentre altamente coordinada en el tiempo (Graybiel y col, 1994,<br />
Graybiel y Kimura, 1995), sugiere la posibilidad <strong>de</strong> que re<strong>de</strong>s neuronales <strong>de</strong> TANs<br />
distribuidas a lo largo y ancho <strong>de</strong>l estriado, podrían facilitar la actividad coordinada <strong>de</strong><br />
las neuronas <strong>de</strong> proyección estriatales y por en<strong>de</strong>, la actividad <strong>de</strong> los distintos módulos<br />
o canales neuronales segregados en los ganglios basales. Esta organización permitiría la<br />
construcción <strong>de</strong> bloques coordinados <strong>de</strong> comportamiento motor tales como el patrón<br />
motriz observado en el movimiento <strong>de</strong> agarre.<br />
La distribución espacial característica <strong>de</strong> las TANs es altamente compatible con el<br />
hecho <strong>de</strong> que sean interneuronas colinérgicas. Al contrario <strong>de</strong> las TANs, las neuronas <strong>de</strong><br />
proyección estriatales solamente disparan fásicamente durante la ejecución <strong>de</strong>l<br />
movimiento. En el instante en el que estas neuronas superan su umbral <strong>de</strong> disparo, su<br />
actividad pasa <strong>de</strong> un estado ‘silencioso’ a un estado ‘activo’. Está claro que el disparo <strong>de</strong><br />
las neuronas <strong>de</strong> proyección estriatal es el que contribuye en mayor medida a la<br />
transferencia inmediata <strong>de</strong> la información cortical hacia las etapas <strong>de</strong> salida en el globo<br />
pálido interno. La acción colinérgica ejercida por las TANs sobre las neuronas <strong>de</strong><br />
proyección estriatal, está relacionada con un control modulatorio sobre el valor <strong>de</strong> los<br />
umbrales <strong>de</strong> disparo <strong>de</strong> las neuronas <strong>de</strong> proyección, umbrales que resultan ser <strong>de</strong> gran<br />
importancia a la hora <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminar cómo y cuando se produce el disparo en la<br />
actividad <strong>de</strong> estas neuronas normalmente silenciosas. A<strong>de</strong>más, la acetilcolina liberada<br />
por las interneuronas colinérgicas, (presumiblemente las TANs) tien<strong>de</strong> a estabilizar la<br />
actividad o estado <strong>de</strong> disparo <strong>de</strong> las neuronas <strong>de</strong> proyección estriatal a través <strong>de</strong> la<br />
modulación muscarínica <strong>de</strong> corrientes A (Aosaki, 1995). En otras palabras, las neuronas<br />
<strong>de</strong> proyección estriatales modifican su estado <strong>de</strong> disparo hacia el estado ‘activo’ o hacia<br />
su estado ‘silencioso’ ayudadas por la modulación colinérgica que sobre ellas ejercen las<br />
interneuronas estriatales TANs.<br />
Estos resultados sugieren que las TANs en el estriado <strong>de</strong> los primates, localizadas<br />
en los bor<strong>de</strong>s entre la matriz y los estriosomas, ejercen la función <strong>de</strong> organizar la<br />
actividad estriatal permitiendo la actividad <strong>de</strong> ciertos módulos <strong>de</strong> neuronas <strong>de</strong><br />
proyección e inhabilitando la actividad <strong>de</strong> otros módulos, <strong>de</strong>pendiendo <strong>de</strong>l movimiento<br />
a ejecutar o <strong>de</strong>l comportamiento motor que se preten<strong>de</strong> llevar a cabo (Figura 3.5). Esta<br />
función <strong>de</strong> las TANs se lleva a cabo bajo una fuerte influencia <strong>de</strong>l sistema<br />
dopaminérgico estriatal. La predicción <strong>de</strong> estos análisis es que, cuando se produce una<br />
<strong>de</strong>flexión en la dopamina estriatal (EP), se produce una disrupción en la capacidad <strong>de</strong><br />
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