The role of dentate gyrus somatostatin-expressing cells in pattern separation
Authors:   ,   Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina, Morales Rojas Cristian Enrique 
Published: March 2023

Un paso crítico en la formación de una nueva memoria episódica (memorias sobre nuestras experiencias personales) es garantizar que se almacene de una manera diferente a los recuerdos episódicos similares, previamente adquiridos. La separación de patrones, que es un mecanismo que tiene lugar en el Giro dentado (GD), permitiría la discriminación de recuerdos episódicos similares al aumentar las diferencias de los input sinápticos que llegan a GD. La incapacidad de generar esta discriminación se ha relacionado con el deterioro cognitivo en el envejecimiento, los trastornos neuropsiquiátricos y la epilepsia. Por lo tanto, comprender el mecanismo neuronal de la separación de patrones, que hasta ahora no se conoce bien, tiene importantes beneficios para la salud pública. La regulación de la excitabilidad del GD es crítica, como lo demuestra el deterioro que ocurre en la separación de patrones cuando se induce un aumento artificial de la excitabilidad de GD. Las células que contienen somatostatina (SOM +), un tipo de interneuronas GABAérgica de GD, son buenas candidatas para controlar los inputs excitatorios que alcanzan GD, pero su papel en el control del flujo de información en el circuito de GD sigue siendo difícil de entender. Curiosamente, las evidencias recientes han demostrado un papel importante de SOM + en el control de la excitabilidad DG y en las alteraciones de la memoria, pero su papel directo en la separación de patrones no se ha estudiado. En esta tesis puse a prueba la hipótesis de que se requieren las SOM+ para la discriminación de contextos similares a través del control de la excitabilidad de las células granulares de GD. Para ese propósito, estudié el efecto de la inhibición de SOM + en la excitabilidad de GD en ratones anestesiados. Luego, en un segundo experimento, en ratones despiertos estudié el efecto de la inhibición de SOM + en tareas conductuales que necesitan el mecanismo de separación de patrones. Como quería controlar la actividad de SOM +, sin afectar la actividad de otros miembros de la red neuronal, elegí la optogenética como herramienta metodológica. Esta técnica permite una manipulación selectiva y rápida de la actividad de las SOM +. Descubrí que la supresión optogenética de la actividad de las SOM + modula la velocidad de disparo de un grupo de células que cumplen con los criterios fisiológicos de células glutaminérgicas del GD (cellas granulares y células mossy) y de un grupo de células que cumplen con los criterios fisiológicos de células que contienen Parvalbumin (PV +), un tipo de interneuronas GABAérgica del GD. Además, la estimulación optogenética perjudicó la discriminación contextual y espacial de memorias de reconocimiento similares. Estos resultados sugieren que se requieren las SOM + para una separación de patrones exitosa durante la codificación de memorias episódicas. Indicando que las SOM + deben ser consideradas en futuros modelos del mecanismo de separación de patrones. Específicamente, propongo que las SOM + dirigen una inhibición retrasada.