Rol de neuronas gigantes de la lóbula durante la ejecución del comportamiento de escape en el cangrejo Neohelice mediante registros extracelulares en animales en movimiento

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2022-12-19

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

NEURONAS GIGANTES DE LA LOBULA - REGISTROS EXTRACELULARES - TETRODOS - COMPORTAMIENTO DE ESCAPE - MODULACION MOTORA - LOBULA GIANT NEURONS - EXTRACELLULAR RECORDINGS - TETRODES - ESCAPE BEHAVIOR - MOTOR MODULATION

Descripción:

Muchos artrópodos ofrecen ventajas experimentales para el estudio de las bases neurofisiológicas del comportamiento. Entre ellas se encuentra la presencia de neuronas gigantes fáciles de registrar y la robustez con que se pueden evocar algunos de sus comportamientos en el laboratorio. Neohelice granulata es un cangrejo semiterrestre que depende principalmente de su visión para guiar muchos de sus comportamientos y ha probado ser un buen modelo para realizar registros neuronales del sistema visual. A través de registros intracelulares y tinciones se identificaron en este cangrejo 4 clases de neuronas de gran tamaño llamadas gigantes de la lóbula (LGs por Lobula Giants). Las LGs responden intensamente a objetos en movimiento y sus perfiles de respuesta constituyen características diagnosticas que permiten reconocerlas. Las respuestas de las LGs frente a estímulos que simulan objetos que se acercan (looming) reflejan distintos aspectos de la respuesta de escape a esos estímulos, por lo que se postuló que las LGs forman un microcircuito involucrado en la decisión y ejecución de la respuesta de escape del cangrejo. Sin embargo, estos registros no se realizaron en simultaneo con los registros comportamentales, ni en los mismos individuos dada la alta estabilidad mecánica que estos registros demandan. Además, los registros intracelulares no permiten registrar varias neuronas simultáneamente, lo que impide conocer las interacciones entre los distintos elementos del circuito. Para poder superar estas limitaciones, decidimos realizar registros con tetrodos, una metodología que en las últimas décadas se han utilizado mucho en vertebrados, pero muy poco en insectos y nunca aun en crustáceos. Nuestro primer objetivo fue desarrollar las condiciones para registrar extracelularmente neuronas del lóbulo óptico e identificar en base a sus perfiles de respuesta a las previamente bien caracterizadas LGs. De entre las muchas neuronas registradas, pudimos identificar dos de las clases de LGs, la MLG2 y BLG2, además de otro grupo de neuronas gigantes denominadas LCDCs. Dentro de cada una de estas clases, los registros realizados en distintos animales presentaron formas del potencial de acción y de autocorrelogramas muy coherentes, lo que validó la clasificación previa de estas unidades realizada en función de los perfiles de respuesta. Seguidamente, adaptamos la metodología para realizar los registros en el animal actuando, de modo de poder medir la actividad neuronal y comportamental simultáneamente. Encontramos que la actividad espontánea y la respuesta temprana de la MLG2 anticipa el momento del inicio del escape y la velocidad máxima alcanzada. También encontramos que la velocidad de escape del animal aumenta la frecuencia de disparo de la neurona, mostrando que la MLG2 no solo responde a estimulación visual, sino que su actividad depende también de la actividad locomotora del animal. Por otra parte, encontramos que la BLG2 tenía una respuesta al looming disminuida en los ensayos dónde los animales realizaban comportamiento de freezing, indicando que esta neurona estaría involucrada en ese componente de la respuesta de evitación. En síntesis, la metodología desarrollada en esta tesis permite registrar simultáneamente conjuntos de neuronas del cerebro del animal involucradas centralmente en las transformaciones visuo-motoras que acontecen mientras el animal ejecuta el comportamiento de escape. Los resultados ponen en evidencia la importancia de registrar la actividad de las neuronas del cerebro en el animal entero y actuando.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7287_Camera