The role of inhibitory interneurons in the coding of spatial memory
| Autor: | Ikebara, Juliane Midori |
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| Přispěvatelé: | Kihara, Alexandre Hiroaki, Takada, Silvia Honda, Borges, Fernando da Silva, Carrettiero, Daniel Carneiro, Echeverry, Marcela Bermudez, Fabres, Rafael Bandeira, Universidade Federal do ABC |
| Rok vydání: | 2022 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFABC Universidade Federal do ABC (UFABC) instacron:UFABC |
| Popis: | Orientador: Prof. Dr. Alexandre Hiroaki Kihara Tese (doutorado ) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós Graduação em Neurociência e Cognição. São Bernardo do Campo, 2022 O hipocampo é uma estrutura muito bem estudada pelas suas funções relacionadas à memória e aprendizagem e capacidade de processamento de informação espacial, esta última sendo codificada por células de lugar, que são classicamente neurônios excitatórios. No hipocampo, a circuitaria GABAérgica local dos interneurônios inibitórios representa somente de 10-15% da população total neuronal. No entanto, diversidade na morfologia e fisiologia dos interneurônios permitem que eles regulem diversos aspectos celulares e nas funções das redes neuronais, modulando as atividades das células piramidais. Neste trabalho nós investigamos os efeitos na vida adulta da privação de oxigênio ao nascimento, utilizando o modelo de anóxia neonatal em ratos, avaliando o número de interneurônios, especificamente os reativos à parvalbumina que são característicos por possuírem padrão de disparo fast-spiking, no hipocampo e no córtex pré-frontal. Estes interneurônios têm sido descritos por serem importantes em processos de memória, além de modular o acoplamento de ritmos teta e gama entre córtex e hipocampo. Assim, utilizando testes comportamentais, nós observamos que a anóxia causa um prejuízo na memória dos animais, além apresentarem um aumento de interneurônios parvalbumina no hipocampo e proteínas sinápticas inibitórias. Também foi visto alterações em padrões eletrofisiológicos que são parcialmente recuperados com adição de enriquecimento ambiental. Neste trabalho, também estudamos a importância dos interneurônios no processamento de informação espacial, utilizando a técnica de imageamento de cálcio in vivo. Foi observado que as células GABAérgicas são mais estáveis seguido de perturbações contextuais quando comparado com as células excitatórias. Além disso, os interneurônios codificam tanto informação espacial quando de velocidade, sendo mais especializadas para cada tipo de função. No entanto, os interneurônios são menos estáveis ao longo dos dias em relação a codificação espacial. Estes achados podem ser cruciais para a elucidação do papel dos interneurônios em processos de memória e codificação de informação espacial The hippocampus is a very well-studied structure for its functions related to memory and learning and spatial information processing capacity. The latter is encoded by place cells, which are classically excitatory neurons. In the hippocampus, the local GABAergic circuitry of inhibitory interneurons represents only 10-15% of the total neuronal population. However, diversity in the morphology and physiology of interneurons allows them to regulate different cellular aspects and the functions of neuronal networks, modulating the activities of pyramidal cells. In this work, we investigated the effects in adult life of oxygen deprivation at birth, using the model of neonatal anoxia in rats, evaluating the number of interneurons, specifically interneurons parvalbumin, characteristic of having a fast-spiking firing pattern, in the hippocampus and the prefrontal cortex. These interneurons have been described as necessary in memory processes and modulating the coupling of theta and gamma rhythms between the prefrontal cortex and hippocampus. Thus, using behavioral tests, we observed that anoxia causes memory impairment in animals and presents an increase in parvalbumin interneurons in the hippocampus and inhibitory synaptic proteins. Changes in electrophysiological patterns were also seen that are partially recovered with the addition of environmental enrichment. This work also studied the importance of interneurons in spatial information processing using the in vivo calcium imaging technique. It was observed that GABAergic cells are more stable following contextual perturbations when compared to excitatory cells. In addition, interneurons encode both spatial and speed information, being more specialized for each type of function. However, interneurons are less stable across days concerning spatial encoding. These findings may be crucial for elucidating the role of interneurons in memory processes and encoding spatial information. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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