Modelo de neuronas motoras de la sanguijuela basado en una reconstrucción tridimensional detallada.

SERGIO DAICZ; LIDIA SZCZUPAK

La Falda, Córdoba, Argentina

Congreso; IX Taller Argentino de Neurociencias.; 2007

La morfología de una neurona es un componente fundamental en determinar cómo ésta procesa sus señales de entrada para producir un resultado. Ejemplo de esto son las neuronas motoras de la sanguijuela Hirudo Medicinalis, en las que los potenciales de acción (PA) que se registran en el soma llegan muy atenuados, de una amplitud de unos pocos milivolts. Al inyectar corriente en el soma se produce una desviación en la línea de base del potencial, acompañada por un cambio en la frecuencia de disparo. Las motoneuronas AE están acopladas eléctricamente con varias neuronas del ganglio, entre ellas las interneuronas NS, que no disparan potenciales de acción. Cuando se inyecta corriente en NS, se observan importantes cambios en la frecuencia de disparo de AE, pero pequeños cambios en la línea de base del potencial medido en el soma. Esto sugiere que los sitios de acople eléctrico son más cercanos a la zona de iniciación de PA que al soma. Para estudiar estos fenómenos estamos construyendo un modelo computacional que incorpora información precisa sobre la morfología de estas neuronas. En el taller pasado mostramos cómo obtuvimos una reconstrucción detallada de la morfología de una motoneurona AE, obteniendo un modelo de unos 19.000 compartimentos. En este trabajo seguimos avanzando a partir de ese resultado. Redujimos el modelo morfológico para obtener uno más apropiado para la simulación computacional. Para hacerlo fuimos fusionando entre sí los compartimentos que estuvieran contiguos en secciones sin ramificaciones, preservando el área total y la fracción de la constante de espacio λ. Los compartimentos fueron fusionados sólo si el largo resultante no superaba 0.1 λ. Obtuvimos de esta manera un modelo de 678 compartimentos. El siguiente paso fue ajustar los parámetros pasivos del modelo, de manera que reprodujera la respuesta de una neurona real frente a un pulso de corriente. El modelo pasivo nos sirvió también para un primer estudio de la propagación de señales desde la zona de inicio de PA (ubicada, según Gu et al 1991, en la bifurcación de la neurita principal) hacia el soma. Simulamos la generación de PA mediante la inyección de pulsos breves de corriente en la zona de inicio. Nuestros resultados indican que la atenuación de los PA entre la zona de inicio y el soma puede ser explicado por las propiedades morfoeléctricas de la neurona. El extenso árbol de neuritas secundarias juega un papel importante en dicha atenuación. A continuación, introdujimos conductancias activas en el modelo. Ubicamos una alta densidad de canales de Na+ en la zona de iniciación de PA y una densidad menor en los axones que surgen de la bifurcación. La amplitud y forma de los PA vistos en el soma reproduce bastante bien las observaciones experimentales. Estamos estudiando ahora el efecto que la distribución de las sinapsis eléctricas tiene en el balance entre cambio en frecuencia de disparo y cambio en el potencial medido en el soma al inyectar corriente en una neurona acoplada.