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

SERGIO DAICZ ; LIDIA SZCZUPAK.

La Falda, Córdoba

Congreso; IX Taller de Neurociencias; 2007

La morfología de una neurona es un componente fundamental en determinar cómo éstaprocesa sus señales de entrada para producir un resultado. Ejemplo de esto son las neuronasmotoras de la sanguijuela Hirudo Medicinalis, en las que los potenciales de acción (PA) que seregistran en el soma llegan muy atenuados, de una amplitud de unos pocos milivolts. Alinyectar 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 estánacopladas eléctricamente con varias neuronas del ganglio, entre ellas las interneuronas NS,que no disparan potenciales de acción. Cuando se inyecta corriente en NS, se observanimportantes cambios en la frecuencia de disparo de AE, pero pequeños cambios en la línea debase del potencial medido en el soma. Esto sugiere que los sitios de acople eléctrico son máscercanos a la zona de iniciación de PA que al soma. Para estudiar estos fenómenos estamosconstruyendo un modelo computacional que incorpora información precisa sobre la morfologíade estas neuronas. En el taller pasado mostramos cómo obtuvimos una reconstruccióndetallada de la morfología de una motoneurona AE, obteniendo un modelo de unos 19.000compartimentos. En este trabajo seguimos avanzando a partir de ese resultado.Redujimos el modelo morfológico para obtener uno más apropiado para la simulacióncomputacional. Para hacerlo fuimos fusionando entre sí los compartimentos que estuvierancontiguos en secciones sin ramificaciones, preservando el área total y la fracción de laconstante de espacio λ. Los compartimentos fueron fusionados sólo si el largo resultante nosuperaba 0.1 λ. Obtuvimos de esta manera un modelo de 678 compartimentos. El siguientepaso fue ajustar los parámetros pasivos del modelo, de manera que reprodujera la respuestade una neurona real frente a un pulso de corriente. El modelo pasivo nos sirvió también para unprimer estudio de la propagación de señales desde la zona de inicio de PA (ubicada, según Guet al 1991, en la bifurcación de la neurita principal) hacia el soma. Simulamos la generación dePA mediante la inyección de pulsos breves de corriente en la zona de inicio. Nuestrosresultados indican que la atenuación de los PA entre la zona de inicio y el soma puede serexplicado por las propiedades morfoeléctricas de la neurona. El extenso árbol de neuritassecundarias juega un papel importante en dicha atenuación.A continuación, introdujimos conductancias activas en el modelo. Ubicamos una alta densidadde canales de Na+ en la zona de iniciación de PA y una densidad menor en los axones quesurgen de la bifurcación. La amplitud y forma de los PA vistos en el soma reproduce bastantebien las observaciones experimentales. Estamos estudiando ahora el efecto que la distribuciónde las sinapsis eléctricas tiene en el balance entre cambio en frecuencia de disparo y cambioen el potencial medido en el soma al inyectar corriente en una neurona acoplada.