SINTESIS DEL PROYECTO El estriado, núcleo de entrada de los Ganglios Basales, recibe entradas glutamatérgicas de la corteza cerebral y de los núcleos intralaminares del tálamo. Estas aferencias, inician y modulan los comandos motores que son integrados por las neuronas de proyección hacia los núcleos de salida. En el presente proyecto se quiere estudiar las diferencias funcionales que existen en la integración sináptica de estas entradas glutamatérgicas, sobre las neuronas del circuito estriatal (neuronas de proyección e interneuronas). El estudio abarcará los receptores glutamatérgicos activados al estimularlas, posibles acciones presinápticas y postsinápticas de cada una de ellas, así como, diferencias en la plasticidad que pudieran observarse en cada una de estas entradas glutamatergicas al estriado. El trabajo se realizará en rebanadas de cerebro "in vitro" de ratones transgénicos (D2-GFP+ o D1-GFP+), que permitirán identificar las dos neuronas de proyección del estriado, y así poder ver posibles diferencias en la integración sináptica entre ellas.

Dado que el estriado recibe dos entradas glutamatérgicas, provenientes de la corteza y el tálamo, es indispensable conocer la fisiología sináptica de estas entradas debido a su importancia funcional. Por un lado, los comandos motores son iniciados por la corteza cerebral para generar una serie de movimientos. Mientras que, la entrada talámica al estriado, juega un rol importante en los cambios de atención, reorientación de movimientos y procesos de reforzamiento de movimientos, regulando el microcircuito cortico-estriatal al activar a las neuronas estriatales (Ding et al., 2010; Redgrave et al., 2010; Smith et al., 2004, Thorn & Grabyel, 2010). En la mayoría de los estudios sobre integración sináptica, se aísla el componente a estudiar (glutamatérgico, gabaérgico etc.), bloqueándose el resto de los elementos que participan. En el presente trabajo se intentará conocer la diferencia funcional de estas aferencias, dejando intactos los distintos componentes que participan (intrínsecos y extrínsecos), en esta actividad sináptica. Este enfoque Fisiológico integral, permitirá contribuir en el conocimiento de su funcionamiento durante la respuesta normal y posteriormente en algunas situaciones patológicas. Planteamiento del problema Poco se sabe sobre la integración sináptica de la aferencia talámica en términos electrofisiológicos (Ding, 2008). Uno de los principales obstáculos para comprender la fisiología de esta vía “in vitro”, ha sido el obtener una rebanada de cerebro que pudiese preservar tanto la vía tálamo-estriatal como la vía cortico-estriatal, para llevar a cabo la comparación directa de ambas sobre las neuronas del estriado. En el 2007 Roy M. Smeal y colaboradores reportaron un tipo de corte horizontal del cerebro, con el ángulo que preserva ambas vías, lo cual hace posible la comparación directa en una misma neurona de las dos aferencias excitatorias. Recientemente en nuestro laboratorio, hemos podido contar con esta rebanada de cerebro, que preserva la vía tálamo estriatal y en la que se puede comparar las respuestas sinápticas de la vía cortico-estriatal (ver métodos). En ella, hemos podido observar un cambio de plasticidad similar al reportado “in vivo”, en los años sesentas (Verzeano et al, 1953, Purpura & Malliani, 1967, Kaji et al,1968). Es decir, la respuesta sináptica tálamo-estriatal presenta un incremento creciente en la amplitud de la respuesta ante la estimulación repetitiva (usando la misma intensidad y bajas frecuencias de estimulación). Este resultado preliminar reproducido “in vitro” por nuestro grupo, es el fundamento para plantear algunos de los objetivos del presente proyecto. El incremento paulatino de la respuesta sináptica que registramos al estimular núcleos talámicos, se observó al estimular con trenes de 4 estímulos a 20 Hz con repeticiones cada 10 segundos. Después de varias repeticiones (~ 6 - 8), la respuesta sináptica puede alcanzar amplitudes umbrales, en forma permanente e irreversible. Hasta ahora, este fenómeno se ha observado en neuronas de proyección de la vía directa y únicamente al estimular en el tálamo (Arias M). En resumen: 1)Existen diferencias importantes anatómicas entre las terminales corticales y talámicas en el estriado. Pero a la fecha no hay suficientes diferencias electrofisiológicas entre estas entradas. 2)Se desconoce si la distinta integración sináptica cortico-estriatal registrada en las neuronas de proyección del estriado, también se puede observar ante la estimulación tálamo-estriatal (Flores-Barrera et al., 2010). 3)A la fecha no hay ningún reporte de la respuesta sináptica supra-umbral tálamo-estriatal en las neuronas de proyección del estriado. Los escasos trabajos publicados “in vitro”, solo han registrado respuestas sub-umbrales al estimular esta vía (Smeal et al., 2007; 2008, Ding et al., 2008,2010). 4)Existe un debate actualmente si ambas entradas (corteza y tálamo) inervan directamente a las interneuronas del estriado, especialmente a la interneurona colinérgica. 5)Los cambios sinápticos de plasticidad sináptica en la vía tálamo- estriatal no han sido estudiados “in vitro” y se desconocen sus causas, tanto “in vivo” como “in vitro”.