Unha **autapse** é unha sinapse química ou eléctrica que establece unha neurona consigo mesma, é dicir unha "**aut**o-sin**apse**". Tamén se pode describir como unha sinapse entre o axón dunha neurona e as súas propias dendritas in vivo ou in vitro. O adxectivo que corresponde a autapse é autáptico, similar a sináptico.

Historia
--------

O termo "autapse" foi acuñado en 1972 por Van der Loos e Glaser, que observaron autapses en preparcións de Golgi de córtex occipital de coello mentres realizaban unha análise cuantitativa dos circuítos do neocórtex. Ademais, na década de 1970, describíronse autapses no córtex cerebral de cans e ratas, no neostriatum de monos, e na medula espiñal de gatos. Tamén existen no ser humano.

En 2000 foron modelizadas por primeira vez como apoio da persistencia da memoria en redes neurais recorrentes. En 2004 foron modelizadas como demostración de comportamento oscilatorio, que estaba ausente na mesma neurona modelo sen autapse. Máis especificamente, a neurona oscilaba entre taxas de disparo de impulsos altas e a supresión do disparo, reflectindo o comportamento en pico explosivo atopado tipicamente nas neuronas cerebrais. En 2009 as autapses foron asociadas por primeira vez coa activación sostida. Isto serviu para propoñer unha posible función para as autapses excitatorias dentro dun circuíto neural. En 2014 atopouse que as autapses eléctricas xeraban ondas diana e espirais estables nunha rede de modelo neural. Isto indicaba que xogaban un importante papel na estimulación e regulación do comportamento colectivo das neuronas na rede. En 2016 presentouse un modelo de resonancia.

As autapses foron utilizadas para simular as condicións de "mesma célula" para facilitar aos investigadores a realización de comparacións cuantitativas, como cando se estuda como afectan os antagonistas do receptor de *N*-metil-D-aspartato (NMDAR) aos NMDARs sinápticos fronte aos extrasinápticos.

Formación
---------

Recentemente, propúxose que as autapses poderían formarse como resultado do bloqueo da transmisión do sinal neuronal, como en casos de lesión axonal inducida por velenos ou obstrución de canles iónicas. As dendritas que saen do soma xunto cun axón auxiliar poden desenvolverse formando unha autapse que axude a remediar a transmisión de sinais da neurona.

Estrutura e función
-------------------

As autapses poden ser liberadoras de glutamato (excitatorias) ou liberadoras de GABA (inhibitorias), igual que as sinapses tradicionais correspondentes. De xeito similar, as autapses poden ser de natureza eléctrica or química.

Falando en xeral, a retroalimentación negativa nas autapses tende a inhibir as neuronas excitables, mentres que a retroalimentación positiva pode estimular neuronas quiescentes.

Aínda que a estimulación de autapses inhibitorias non induce potenciais postsinápticos inhibitorios hiperpolarizantes en interneuronas da capa V das preparacións neocorticais, viuse que afecta a excitabilidade. Usando antagonistas do GABA para bloquear as autapses, increméntase a probabilidade dun segundo paso de despolarización inmediatamente despois dun primeiro paso de despolarización. Isto suxire que as autapses actúan suprimindo o segundo de dous pasos de despolarización estreitamente cronometrados e, polo tanto, poden proporcionar inhibición da retroalimentación nestas células. Este mecanismo podería explicar a inhibición da derivación.

En cultivos celulares as autapses contribúen á activación prolongada de neuronas B31/B32, que contribúe significativamente ao comportamento de resposta á alimentación en *Aplysia*. Isto suxire que as autapses poden xogar un papel na mediación da retroalimentación positiva. É importante sinalar que as autapses en B31/B32 eran incapaces de ter un papel na iniciación da actividade da neurona, aínda que se cre que axudan a manter o estado despolarizado da neurona. O grao no que as autapses manteñen a despolarización non está claro, especialmente porque outros compoñentes do circuíto neural (é dicir, as neuronas B63) son tamén capaces de proporcionar impulsos sinápticos fortes por medio de despolarización. Ademais, suxeriuse que as autapses proporcionan ás neuronas B31/B32 a capacidade de repolarizarse rapidamente. Bekkers (2009) propuxo que bloqueando especificamente a contribución das autapses e despois avaliando as diferenzas con ou sen autapses bloqueadas poderíase ter unha mellor idea da función das autapses.

As neuronas do modelo Hindmarsh–Rose (HR) mostran padróns caóticos, regulares, quiescentes e periódicos de explosións de disparos de impulsos sen autapses. Por medio da introdución dunha autapse eléctrica, o estado periódico cambia ao estado caótico e presenta un comportamento alternante que aumenta en frecuencia cunha intensidade autáptica maior e atraso no tempo. Por outra parte, as autapses químicas excitatorias potencian o estado caótico global. O estado caótico era reducido e suprimido nas neuronas con autapses químicas inhibitorias. Nas neuronas do modelo HR sen autapses, o padrón de disparo de impulsos pasaba do quiescente ao periódico e despois ao caótico a medida que se incrementaba a corrente continua. Xeralmente, as neuronas do modelo HR con autapses teñen a capacidade de cambiar a calquera padrón de disparo, sen importar o padrón de disparo previo.

Localización
------------

As neuronas de varias rexións do cerebro, como o neocórtex, substancia negra e hipocampo conteñen autapses.

As autapses son relativamente máis abondosas nas células que conectan con dendritas e células cesta GABAérxicas do córtex visual de gatos comparadas con células estreladas espiñosas, células de buqué dobre e células piramidais, o que suxire que o grao de autoinnervación dunha neurona é específico de célula. Adicionalmente, as autapses das células que conectan con dendritas estaban como media máis afastadas do soma comparadas coas das autapses das células cesta.

O 80 % das neuronas piramidais da capa V en desenvolvemento no neocórtex de ratas contiñan conexións autápticas, que estaban localizadas máis ben en dendritas basais e dendritas oblicuas apicais que nas dendritas apicais principais. As posicións dendríticas das conexións sinápticas do mesmo tipo de célula eran similares ás das autapses, o que suxire que as redes autáptica e sináptica comparten un mecanismo común de formación.

Implicación en enfermidades
---------------------------

Na década de 1990, sinalouse que as descargas epileptiformes interictais de tipo de cambio despolarizante paroxísmico eran principalmente dependentes da actividade autáptica para o crecemento de neuronas de rata do hipocampo excitatorias solitarias en microcultivo.

Máis recentemente, en tecidos do neocórtex humano de pacientes de epilepsia intratable, as autapses GABAérxicas de neuronas de pico rápido (FS, *fast spiking*) teñen unha liberación asíncrona máis forte comparadas tanto con tecidos non epilépticos coma con outros tipos de sinapses nas que estaban implicadas neuronas FS. O estudo atopou resultados similares usando un modelo de ratas. Suxeriuse que un incremento na concentración de Ca2+ residual xunto coa amplitude do potencial de acción en neuronas FS causa este incremento de liberación asíncrona no tecido epiléptico. Os fármacos antiepilépticos poderían actuar sobre esta liberación asíncrona de GABA que parece ocorrer incontroladamente nas autapses das neuronas FS.

Efectos dos fármacos
--------------------

Usar un medio condicionado de glía para tratar microcultivos de células ganglionares retinais libres de glía purificadas de rata incrementa significativamente o numero de autapses por neurona comparadas co control. Isto indica que os factores sensibles á proteinase K solubles derivados da glía inducen a formación de autapses en células ganglionares retinais de rata.

Notas
-----

1. 1 2  Seung, H. Sebastian; Lee, Daniel D.; Reis, Ben Y.; Tank, David W. (2000-09-01). "The Autapse: A Simple Illustration of Short-Term Analog Memory Storage by Tuned Synaptic Feedback". *Journal of Computational Neuroscience* (en inglés) **9** (2): 171–185. ISSN 0929-5313. PMID 11030520. doi:10.1023/A:1008971908649.
2. 1 2  Yilmaz, Ergin; Ozer, Mahmut; Baysal, Veli; Perc, Matjaž (2016-08-02). "Autapse-induced multiple coherence resonance in single neurons and neuronal networks". *Scientific Reports* (en inglés) **6** (1): 30914. Bibcode:2016NatSR...630914Y. ISSN 2045-2322. PMC 4969620. PMID 27480120. doi:10.1038/srep30914.
3. 1 2  Van der Loos, H.; Glaser, E. M. (1972-12-24). "Autapses in neocortex cerebri: synapses between a pyramidal cell's axon and its own dendrites". *Brain Research* **48**: 355–360. ISSN 0006-8993. PMID 4645210. doi:10.1016/0006-8993(72)90189-8.
4. ↑  Shkol’nik-Yarros, Ekaterina G. (1971). *Neurons and Interneuronal Connections of the Central Visual System | SpringerLink* (en inglés). ISBN 978-1-4684-0717-4. doi:10.1007/978-1-4684-0715-0.
5. ↑  Preston, R.J.; Bishop, G.A.; Kitai, S.T. (1980-02-10). "Medium spiny neuron projection from the rat striatum: An intracellular horseradish peroxidase study". *Brain Research* **183** (2): 253–263. ISSN 0006-8993. PMID 7353139. doi:10.1016/0006-8993(80)90462-X.
6. ↑  Peters, A.; Proskauer, C. C. (abril de 1980). "Synaptic relationships between a multipolar stellate cell and a pyramidal neuron in the rat visual cortex. A combined Golgi-electron microscope study". *Journal of Neurocytology* **9** (2): 163–183. ISSN 0300-4864. PMID 6160209. doi:10.1007/bf01205156.
7. ↑  DiFiglia, M.; Pasik, P.; Pasik, T. (1976-09-17). "A Golgi study of neuronal types in the neostriatum of monkeys". *Brain Research* **114** (2): 245–256. ISSN 0006-8993. PMID 822916. doi:10.1016/0006-8993(76)90669-7.
8. ↑  Scheibel, M.E.; Scheibel, A.B. (1971). "Inhibition and the Renshaw Cell A Structural Critique; pp. 73–93". *Brain, Behavior and Evolution* (en inglés) **4** (1): 73–93. ISSN 0006-8977. doi:10.1159/000125425.
9. 1 2  Jiang, Man; Zhu, Jie; Liu, Yaping; Yang, Mingpo; Tian, Cuiping; Jiang, Shan; Wang, Yonghong; Guo, Hui; Wang, Kaiyan (2012-05-08). "Enhancement of Asynchronous Release from Fast-Spiking Interneuron in Human and Rat Epileptic Neocortex". *PLOS Biology* **10** (5): e1001324. ISSN 1545-7885. PMC 3348166. PMID 22589699. doi:10.1371/journal.pbio.1001324.
10. ↑  Herrmann, Christoph S. (agosto de 2004). "Autapse Turns Neuron Into Oscillator". *International Journal of Bifurcation and Chaos* **4** (2): 623–633. Bibcode:2004IJBC...14..623H. doi:10.1142/S0218127404009338.
11. 1 2  Saada, R.; Miller, N.; Hurwitz, I.; Susswein, A. J. (2009). "Autaptic muscarinic excitation underlies a plateau potential and persistent activity in a neuron of known behavioral function". *Current Biology* **19** (6): 479–484. PMID 19269179. doi:10.1016/j.cub.2009.01.060.
12. ↑  Qin, H.; Ma, J.; Wang, C.; Chu, R. (2014). "Autapse-induced target wave, spiral wave in regular network of neurons". *Science China Physics, Mechanics & Astronomy* **57** (10): 1918–1926. Bibcode:2014SCPMA..57.1918Q. doi:10.1007/s11433-014-5466-5.
13. ↑  Yilmaz, E.; Ozer, M.; Baysal, V.; Perc, M. (2 de agosto de 2016). "Autapse-induced multiple coherence resonance in single neurons and neuronal networks". *Scientific Reports* **9**: 30914. Bibcode:2016NatSR...630914Y. PMC 4969620. PMID 27480120. doi:10.1038/srep30914.
14. ↑  Xia, Peng; Chen, Huei-sheng Vincent; Zhang, Dongxian; Lipton, Stuart A. (2010-08-18). "Memantine Preferentially Blocks Extrasynaptic over Synaptic NMDA Receptor Currents in Hippocampal Autapses". *Journal of Neuroscience* (en inglés) **30** (33): 11246–11250. ISSN 0270-6474. PMC 2932667. PMID 20720132. doi:10.1523/JNEUROSCI.2488-10.2010.
15. ↑  Wang, Chunni; Guo, Shengli; Xu, Ying; Ma, Jun; Tang, Jun; Alzahrani, Faris; Hobiny, Aatef (2017). "Formation of Autapse Connected to Neuron and Its Biological Function". *Complexity* (en inglés) **2017**: 1–9. ISSN 1076-2787. doi:10.1155/2017/5436737.
16. ↑  Ikeda, Kaori; Bekkers, John M. (2006-05-09). "Autapses". *Current Biology* **16** (9): R308. ISSN 0960-9822. PMID 16682332. doi:10.1016/j.cub.2006.03.085.
17. ↑  Qin, Huixin; Wu, Ying; Wang, Chunni; Ma, Jun (2015). "Emitting waves from defects in network with autapses". *Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation* (en inglés) **23** (1–3): 164–174. Bibcode:2015CNSNS..23..164Q. doi:10.1016/j.cnsns.2014.11.008.
18. ↑  Bacci, Alberto; Huguenard, John R.; Prince, David A. (2003-02-01). "Functional autaptic neurotransmission in fast-spiking interneurons: a novel form of feedback inhibition in the neocortex". *The Journal of Neuroscience* **23** (3): 859–866. ISSN 1529-2401. PMC 6741939. PMID 12574414. doi:10.1523/JNEUROSCI.23-03-00859.2003.
19. ↑  Bekkers, John M. (2009). "Synaptic Transmission: Excitatory Autapses Find a Function?". *Current Biology* **19** (7): R296–R298. PMID 19368875. doi:10.1016/j.cub.2009.02.010.
20. ↑  Wang, Hengtong; Ma, Jun; Chen, Yueling; Chen, Yong (2014). "Effect of an autapse on the firing pattern transition in a bursting neuron". *Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation* **19** (9): 3242–3254. Bibcode:2014CNSNS..19.3242W. doi:10.1016/j.cnsns.2014.02.018.
21. ↑  Park, Melburn R.; Lighthall, James W.; Kitai, Stephen T. (1980). "Recurrent inhibition in the rat neostriatum". *Brain Research* **194** (2): 359–369. PMID 7388619. doi:10.1016/0006-8993(80)91217-2.
22. ↑  Karabelas, Athanasios B.; Purrura, Dominick P. (1980). "Evidence for autapses in the substantia nigra". *Brain Research* **200** (2): 467–473. PMID 6158366. doi:10.1016/0006-8993(80)90935-x.
23. ↑  Cobb, S.R; Halasy, K; Vida, I; Nyı́ri, G; Tamás, G; Buhl, E.H; Somogyi, P (1997). "Synaptic effects of identified interneurons innervating both interneurons and pyramidal cells in the rat hippocampus". *Neuroscience* **79** (3): 629–648. PMID 9219929. doi:10.1016/s0306-4522(97)00055-9.
24. ↑  Tamás, G.; Buhl, E. H.; Somogyi, P. (1997-08-15). "Massive autaptic self-innervation of GABAergic neurons in cat visual cortex". *The Journal of Neuroscience* **17** (16): 6352–6364. ISSN 0270-6474. PMC 6568358. PMID 9236244. doi:10.1523/JNEUROSCI.17-16-06352.1997.
25. ↑  Lübke, J.; Markram, H.; Frotscher, M.; Sakmann, B. (1996-05-15). "Frequency and dendritic distribution of autapses established by layer 5 pyramidal neurons in the developing rat neocortex: comparison with synaptic innervation of adjacent neurons of the same class". *The Journal of Neuroscience* **16** (10): 3209–3218. ISSN 0270-6474. PMC 6579140. PMID 8627359. doi:10.1523/JNEUROSCI.16-10-03209.1996.
26. ↑  Segal, M. M. (October 1994). "Endogenous bursts underlie seizurelike activity in solitary excitatory hippocampal neurons in microcultures". *Journal of Neurophysiology* **72** (4): 1874–1884. ISSN 0022-3077. PMID 7823106. doi:10.1152/jn.1994.72.4.1874.
27. ↑  Nägler, Karl; Mauch, Daniela H; Pfrieger, Frank W (2001-06-15). "Glia-derived signals induce synapse formation in neurones of the rat central nervous system". *The Journal of Physiology* **533** (Pt 3): 665–679. ISSN 0022-3751. PMC 2278670. PMID 11410625. doi:10.1111/j.1469-7793.2001.00665.x.

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q3630413
* MAG: 2781472058

 |