Influencia de la corteza prefrontal medial sobre el procesamiento de información táctil en la rata. Un estudio electrofisiológico y de neuromodulación

Abstract

A través de los diversos componentes del Sistema Sensorial de Vibrisas los roedores procesan características estimulares como la posición, velocidad y aceleración, movimiento angular, amplitud, frecuencia, repetición y duración. La información táctil es codificada en patrones de disparo específicos, que pueden variar dependiendo del estado de alerta del animal, y se transmite hacia estructuras centrales como el Complejo Trigeminal y el Tálamo. La actividad neuronal de los núcleos talámicos Posterior (POm) y Ventral Posterior Medial (VPM) se ha puesto a prueba a lo largo de esta tesis doctoral bajo diversas condiciones de estimulación mecánica, eléctrica y farmacológica. Dicha actividad se encuentra principalmente regulada por proyecciones descendentes que parten de la Neocorteza, cuya influencia tiende a distinguir entre núcleos de relevo primario y asociativos, en concierto con sinapsis GABAérgicas de axones provenientes del núcleo Reticular (nRt) y sistemas neurotransmisores como el colinérgico. Estos núcleos talámicos guardan una estrecha relación con la Corteza de Barriles (S1BC) en tanto en cuanto conforman circuitos relativamente cerrados, bien para transmitir información táctil de alta resolución en el caso de VPM, bien para ejercer de integrador y/o mediador entre regiones corticales sensoriales y motoras, como es el caso de POm. Las distintas poblaciones neuronales encontradas en S1BC procesan e integran la información táctil en microcircuitos tanto horizontales como verticales; en esta tesis doctoral se ha observado que las agrupaciones de neuronas supragranulares, granulares e infragranulares muestran un comportamiento diferencial en pruebas de competición entre estímulos somestésicos y auditivos bajo condiciones de inhibición de la Corteza Prefrontal medial (CPFm), sugiriendo una modulación córtico – cortical. El reclutamiento de diversas regiones prefrontales genera a corto plazo efectos de potenciación y depresión de la actividad talámica a través de S1BC. En esta línea, la estimulación a altas frecuencias de la Corteza Infralímbica (IL) facilita las respuestas evocadas táctiles tanto de POm como de VPM, mientras que la estimulación de la Corteza Prelímbica (PL) induce un decremento de dichas respuestas únicamente en el núcleo Posterior del Tálamo bajo las mismas condiciones experimentales. Dado que la inhibición ejercida por nRt podría no resultar suficiente para explicar este fenómeno en su totalidad, abordamos otros núcleos inhibitorios extra-talámicos que guardasen una relación estrecha entre la CPFm, S1BC y el Tálamo Somatosensorial. Una gran parte de las neuronas GABAérgicas de la región ventral de la Zona Incerta (ZIv) respondieron ante la estimulación de CPFm y el Colículo Superior como control; entorno al 40 % de las respuestas evocadas incertales se vieron facilitadas a corto plazo ante la estimulación de PL, modificando el estrecho rango temporal en el que esta estructura puede ser activada eficientemente. En este sentido, ZI juega un papel esencial en la modulación prefronto-talámica a través de sus proyecciones inhibitorias hacia POm. La inhibición incertal desenmascaró un efecto de potenciación a corto plazo en POm tras la activación sostenida de CPFm tanto en potenciales de campo, como en unidades