Caracterización de interneuronas visuales y su relación con el aprendizaje en el cangrejo Chasmagnathus granulatus

 

Autores
Berón de Astrada, Martín
Tipo de recurso
tesis doctoral
Estado
Versión publicada
Año de publicación
2005
País
Argentina
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Descripción
La formación y mantenimiento de la memoria tienen lugar como resultado de procesos fisiológicos que ocurren en el ámbito de neuronas individuales. Sin embargo, los modelos experimentales para el estudio de la memoria no permiten investigar estos procesos en el animal vivo en momentos en que se encuentra aprendiendo. El propósito de este trabajo fue desarrollar una preparación experimental que permitiese indagar los cambios neurofisiológicos que ocurren en las neuronas de un animal intacto en el momento mismo del aprendizaje. La preparación desarrollada se basa, por un lado, en la capacidad del cangrejo Chasmgnathus para formar diferentes tipos de memorias visuales y retenerlas por largo tiempo, y por otro lado en que la rigidez del caparazón del animal y la fácil accesibilidad a buena parte de su cerebro ofrecen importantes ventajas metodológicas para la realización de registros intracelulares estables en el animal intacto. Al tratarse de un animal intacto, pudimos investigar el funcionamiento de diversos tipos de neuronas cerebrales frente a la presentación de estímulos casi naturales y biológicamente relevantes. Además, la estabilidad de los registros intracelulares nos permitió teñir las neuronas y estudiar su ubicación y morfología. Efectuamos una caracterización funcional de las neuronas de los primeros neuropilos visuales, realizada en base a la respuesta frente a un pulso de luz, que incluye tanto elementos con respuestas pasivas (depolarizantes e hiperpolarizantes) como neuronas que disparan potenciales de acción. Elementos que a su vez pueden presentar respuestas tónicas o fásicas. Una caracterización morfológica de estos tipos celulares incluye tanto interneuronas locales como de proyección. La comparación de estos resultados con los de otros estudios en insectos y crustáceos apoya la hipótesis de que en los artrópodos los elementos que conforman los primeros neuropilos del sistema visual estarían evolutivamente conservados. El paradigma de memoria visual ampliamente caracterizado en Chasmagnathus implica una modificación duradera de la respuesta de escape del animal frente a un estimulo visual de peligro (EVP) consistente en el movimiento de un objeto por sobre el animal. En el cerebro del cangrejo encontramos interneuronas visuales especializadas en responder al mismo EVP que provoca la respuesta de escape del cangrejo, a las que denominamos neuronas detectoras de movimiento (NDM). Una caracterización de las NDM en función de sus propiedades biofísicas intrínsecas, como también de sus campos receptivos, direccionalidad, adaptabilidad, capacidad de integración multimodal, sensibilidad por el contraste, etc., indican que se trata de un grupo heterogéneo de neuronas. No obstante, todas las NDM se ubican en la lóbula (tercer neuropilo óptico) y proyectan al cerebro medio. La morfología general de las NDM esta representada en dos tipos de patrones de arborización, ambos definidos por la típica disposición colectora de neuronas detectoras de movimiento descriptas en insectos. Encontramos que la presentación repetida del EVP produce modificaciones en la respuesta de las NDM que reflejan de manera muy ajustada las modificaciones comportamentales que ocurren durante el aprendizaje. Más aún, las modificaciones ocurridas como resultado del aprendizaje permanecen en las NDM por largo tiempo, reflejando la memoria de larga duración observada 24 hs luego de la adquisición. Los artrópodos hacen uso de importantes habilidades cognitivas para ejecutar un rico repertorio de comportamientos, muchos de los cuales están dirigidos visualmente. No obstante, el presente constituye el primer trabajo en el que se identifican neuronas individuales que sirven a un aprendizaje visual en un artrópodo. La ubicación y morfología de estas neuronas indican que, contrariamente a la idea general presupuesta, la lóbula de los artrópodos constituye un núcleo cerebral superior involucrado en funciones de aprendizaje y memoria. Los resultados se discuten también en función de su aporte a la fisiología comparada de la visión.
Idioma
español
OAI Identifier
snrd:Tesis_3862_BerondeAstrada
Enlace del recurso
http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3862_BerondeAstrada
Nivel de acceso
Acceso abierto
Materia
Interneuronas visuales
Chasmagnathus granulatus