Effects of intrinsic neuronal properties in neural dynamics

• Autores: Fabiano Baroni
• Directores de la Tesis: Pablo Varona (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2010
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Alberto Sigüenza Pizarro (presid.), Thomas Nowotny (secret.), Irina Erchova (voc.), Albert Compte Braquets (voc.), Fernando Lago (voc.)
• Materias:
  • Matemáticas
    • Ciencia de los ordenadores
      • Informática
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Esta tesis pertenece al campo de la neurociencia computacional, una disciplina dedicada a la comprensión de las funciones del sistema nervioso a través de registros experimentales, así como de simulaciones por ordenador y análisis matemática. En particular, este trabajo se centra en los efectos de la dinámica intrínseca de las neuronas individuales sobre la actividad neuronal. Este aspecto se investigó en diferentes niveles del sistema nervioso.

    En la primera parte de la tesis, se caracterizó la interacción entre el potencial de membrana y la concentración intracelular de calcio en interneuronas y motoneuronas de la sanguijuela Hirudo Medicinalis, un modelo experimental muy conocido en el estudio de la generación de patrones motores rítmicos. Este análisis reveló una interacción bidireccional entre estas dinámicas acopladas, que se hizo patente sólo con un análisis de las correspondientes series temporales en múltiples escalas de tiempo.

    En la segunda parte de la tesis, he descrito como la interacción entre oscilaciones subumbrales intrínsecas y las propiedades refractarias que siguen la generación de potenciales de acción modulan la transformación entre los trenes de entrada y los potenciales de acción evocados. La tercera parte de la tesis extiende estos resultados con la definición de una medida de la propensidad al disparo en un cierto instante de tiempo. Esta medida evoluciona en el tiempo de una forma dependiente de la historia, permitiendo un análisis cuantitativo de las características mnemónicas derivantes de las propiedades dinámicas intrínsecas de las neuronas individuales.

    Finalmente, la cuarta parte de la tesis investiga los efectos de las propiedades intrínsecas de las neuronas individuales sobre la dinámica de los pesos sinápticos de las conexiones que convergen a la neurona, bajo una reglas de plasticidad dependientes de la actividad. Estos efectos son particularmente evidentes cuando la entrada a la neurona incluye una componente osciladora. En este caso, las propiedades intrínsecas de la neurona determinan su fase promedio, y por consecuencia la dinámica de los pesos sinápticos subyacentes a una regla de plasticidad sensible a la estructura temporal relativa de la actividad pre y post sináptica