Estudio de la inervación GABAérgica de neuronas de las distintas capas de la corteza cerebral

Resumen

Las interneuronas GABAérgicas de la corteza cerebral de los mamíferos son inhibidoras y modulan la actividad y las respuestas de las neuronas piramidales. Se pueden clasificar atendiendo a diferentes criterios, entre ellos la región de las neuronas piramidales con las que establecen contactos sinápticos. Las células en cesto inervan el soma neuronal, y en menor medida, la región más proximal de las dendritas; y las neuronas en candelabro o axo-axónicas, inervan selectivamente el segmento inicial del axón (SIA) de las neuronas piramidales. La presente Tesis Doctoral se ha centrado en el estudio cuantitativo, en distintas capas de la neocorteza temporal humana y la neocorteza somatosensorial primaria del ratón, de la inervación llevada a cabo por los terminales de las neuronas en cesto y en candelabro. Hemos cuantificado la densidad de los terminales GABAérgicos en el neuropilo de las distintas capas corticales, así como el área del soma y el área, longitud y diámetro de los SIAs, junto con la cuantificación de los terminales en aposición a ambas estructuras, lo que nos ha permitido obtener datos de la densidad de su inervación GABAérgica. Asimismo, hemos obtenido los mismos datos cuantitativos en las neuronas corticotalámicas de la corteza somatosensorial del ratón, una subpoblación de la capa VI, identificadas en base a técnicas de trazado neuronal retrógrado desde el núcleo ventral posterolateral del tálamo. Se han empleado técnicas de inmunofluorescencia múltiple en secciones de la corteza cerebral murina y humana, utilizando anticuerpos dirigidos frente al transportador vesicular de GABA, a la proteína nuclear neuronal NeuN y a las proteínas ankirina G y espectrina ßIV para marcar los terminales GABAérgicos, los somas neuronales y los SIAs, respectivamente. Las secciones se estudiaron mediante microscopía confocal y las series de imágenes obtenidas se analizaron con técnicas de segmentación, reconstrucción y cuantificación tridimensional, utilizando diversos programas informáticos como ImageJ (https://imagej.nih.gov/ij/) o Imaris (7.6.4, Bitplane, Suiza). Los resultados indican la existencia de diferencias y patrones laminares específicos en los distintos parámetros estudiados entre la neocorteza temporal humana y la neocorteza somatosensorial de ratón. En ambas especies, las neuronas con los somas más grandes y los SIAs con mayor tamaño, longitud y diámetro medio, están presentes en la capa V, seguidos de las capas III y VI. En ambas regiones, se ha observado una correlación positiva entre la superficie del soma neuronal y la del SIA, concluyendo que las neuronas piramidales con somas de mayor tamaño tienen un SIA con mayor superficie, longitud y diámetro medio. Respecto al número de botones GABAérgicos, en ambas especies, existe una correlación positiva entre la superficie de los somas, o de los SIAs, y el número de los terminales GABAérgicos en aposición a cada uno de estos dominios neuronales. Sin embargo, la densidad de terminales GABAérgicos no está correlacionada con el tamaño de dichos dominios neuronales, ni con la densidad general de terminales GABAérgicos en el neuropilo de las distintas capas corticales. Observamos que la densidad de botones GABAérgicos es mayor en el SIA que en el soma y que ambas variables no están correlacionadas. Por último, las neuronas corticotalámicas no se distinguen de la población general de neuronas de capa VI por el tamaño o la inervación GABAérgica de su soma. Sin embargo, los SIAs de las neuronas corticotalámicas tienen menor diámetro y superficie, y reciben un menor número de terminales GABAérgicos, que los de la población general de neuronas de la capa VI. En resumen, el presente estudio demuestra la existencia de una importante variabilidad y especificidad en la inhibición GABAérgica del soma y los SIAs de las neuronas piramidales de las distintas capas corticales en ambas cortezas, e incluso, diferencias entre subpoblaciones neuronales dentro de una capa cortical.