Circuitos neuronales

Jefe de Grupo

Dra. Antonia Marin Burgin
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Investigadores

Sebastián A. Romano, Noel Federman.

Estudiantes de doctorado

Diego Arribas (codirección con Dr. Luis Morelli), Jerónimo Lukin (codirección con Dr. Damián Refojo), Olivia Pedroncini, Giuliana Di Mauro (codirección con Dr. Damián Refojo).

Estudiantes

Macarena Amigo Durán, María Sol Ramos.

Nuestros pensamientos, recuerdos, percepciones y acciones ocurren debido a la actividad colectiva de poblaciones de neuronas en nuestro cerebro. ¿Cómo genera un grupo de neuronas y sus sinapsis esta diversidad de procesos?

El objetivo de nuestro laboratorio es comprender cómo los circuitos neuronales codifican los estímulos sensoriales, cómo la experiencia modifica la codificación y qué mecanismos sinápticos y circuitales están involucrados en la generación de distintos patrones de actividad producidos ante diversos estímulos. Para eso utilizamos registros electrofisiológicos in vivo e in vitro, así como optogenética y enfoques conductuales.

Procesamiento de estímulos en el giro dentado del hipocampo

El hipocampo es un área del cerebro cuya función está relacionada con la formación de la memoria y la representación del espacio. Prácticamente todas las áreas del hipocampo contienen neuronas excitatorias e inhibitorias que forman microcircuitos particulares. Si bien se conocen algunos patrones de conectividad entre las neuronas excitatorias e inhibitorias, el estudio de la dinámica funcional de estas conexiones es fundamental para comprender cómo el mismo circuito puede dar lugar a una variedad de patrones de actividad.

En este proyecto queremos comprender cómo se reconfiguran las respuestas de las poblaciones de neuronas del giro dentado del hipocampo, dependiendo de la dinámica de los estímulos aferentes, de los estímulos neuromodulatorios asociados con distintos estados cerebrales y de la experiencia. Dado que el giro dentado es una de las pocas regiones del cerebro que produce neuronas nuevas en el adulto, investigamos además el papel particular que esas células tienen en el procesamiento de estímulos.

Circuitos neuronales involucrados en la dependencia del contexto y de la experiencia en la representación de la información olfativa

Para que los circuitos neuronales se adapten a un entorno en constante cambio, las interacciones entre las neuronas no deberían ser fijas, sino cambiar con la experiencia y con el contexto asociado a esa experiencia. Cómo la experiencia contextual afecta nuestra representación del mundo es una pregunta fundamental que aún no se ha resuelto. En particular, ¿cuáles son los circuitos cerebrales que interactúan para formar la representación de una experiencia sensorial? En el laboratorio investigamos este tema en el sistema olfativo. Los olores pueden desencadenar fuertes memorias emocionales y, en consecuencia, las vías olfativas implican estructuras anatómicas que también están fuertemente implicadas en la emoción y la memoria.

En este proyecto estudiamos la contribución de las áreas límbicas, incluyendo la amígdala y el hipocampo, al contexto, la señal de valencia y la experiencia en la representación de olores en la corteza olfativa. Para esto, realizamos registros in vivo en animales durante un comportamiento, así como registros in vitro en rodajas de cerebro para investigar tanto los circuitos, como los mecanismos celulares y sinápticos involucrados en esas representaciones. Además, al “prender” y “apagar” las neuronas usando optogenética, podemos identificar grupos de neuronas y áreas cerebrales que están involucradas en aspectos particulares de la tarea conductual.

Creemos que el proyecto puede contribuir a revelar los principios fundamentales que se pueden aplicar a la modulación contextual del procesamiento sensorial en general, un tema importante que aún debemos comprender.

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