Estructura sináptica de los circuitos tálamo-corticales: análisis cuantitativo 3D de los botones sinápticos de los núcleos ventral posteromedial y posterior del ratón adulto

Resumen

Las proyecciones tálamo-corticales constituyen la vía de entrada a la corteza cerebral de información sensorial procedente de la periferia. Además, constituyen un relevo de información entre áreas corticales estableciendo un control del flujo de información en la comunicación cortico-tálamo-cortical. Lejos de ser similares, las neuronas talámicas, agrupadas en diferentes núcleos, poseen una diversidad en cuanto a sus arquitecturas axónicas conectivas, lo que, en último término, determina su función. En la corteza somatosensorial primaria de roedores, las sinapsis �lemniscales� o �específicas� procedentes de la porción dorsomedial del núcleo ventral posteromedial talámico (VPMdm) se establecen con las neuronas de capa 4, mientras que el núcleo posterior (Po), �paralemniscal� o �multiespecífico�, conecta con las neuronas piramidales de capa 5a. A pesar del reducido número de botones tálamo-corticales, su sinapsis es altamente eficaz, lo cual podría depender de las características estructurales que presentan dichos botones. A través de un abordaje de microscopía electrónica, se han reconstruido y analizado cuantitativamente axones anterógradamente marcados, de ambos núcleos talámicos, en sus correspondientes capas corticales. La mayoría de las sinapsis se han localizado en botones, los cuales han mostrado diferencias en cuanto a su tamaño, número y tamaño mitocondrial y número de vesículas sinápticas. Además, los botones han establecido contacto sináptico en un 80% con espinas dendríticas, algunas de las cuales forman grandes protrusiones dendríticas incluidas por la membrana del botón presináptico. Se ha observado una densidad postsináptica de tamaño similar en ambas poblaciones, sin embargo, existe una mayor porcentaje de botones multisinápticos en axones procedentes de VPMdm. En conjunto, las características estructurales de los elementos pre- y postsináptico contribuyen al diferente fenotipo funcional observado para los axones de VPMdm como núcleo talámico de �primer orden�, y para los axones de Po como núcleo talámico de �orden superior� implicado en la modulación de la transmisión sináptica. Palabras clave: Tálamo, Corteza somatosensorial, Diversidad sináptica, Microscopía electrónica de transmisión, Espinas dendríticas.