1. Modelo “LIF”, integración, variabilidad 2 1. Modelo “LIF”, integración, variabilidad 2.Plasticidad sináptica de corta duración 1.1 Simulación numérica del modelo de integración y disparo. 1.2 Variabilidad de la respuesta neuronal. 1.3 Frecuencia de disparo instantánea. 2.1 Plasticidad sináptica de corta duración 2.2 Modelos para la depresión y facilitación sináptica de corta duración 2.3 Ejemplo: localización de una fuente de sonido. Modelo de Jeffress. Papel de la depresión en la sinapsis entre el núcleo magnocelluralis y el núcleo laminaris (aves) en la localización del sonido.

Neurona de Integración-y-disparo (modelo LIF)

Neurona de Integración-y-disparo

Neurona de Integración-y-disparo (modelo “LIF”) (traza negra: sólo población excitadora. Mismas trazas que en la diapositiva anterior)

Descripción de un tren de pulsos (potenciales de acción)

Variabilidad

La frecuencia de disparo instantánea (número de potenciales de acción por unidad de tiempo) Area MT. Estímulo: “puntos aleatorios” DA-F1.19 (adaptada de Bair & Koch, 1996)

Variabilidad de la Respuesta: régimen sub-umbral Subthreshold: Fluctuations drive the neuron Irregular firing Variabilidad (Jaime) Suprathreshold: Mean drives the neuron Regular firing

Plasticidad sináptica de Corta Duración Depresión y Facilitación Plasticidad sináptica de Corta Duración Markram & Tsodyks, Nature 382: 807-810 (1996)

Dinámica de canales: depresión El potencial postsináptico está modulado en el tiempo por x(t) EPSP = J x(t) 0< x(t) <1 x(t) son los “recursos” disponibles al tiempo t. Se recuperan en un tiempo t_d Tsodyks & Markram 1996, Abbot et al 1997

Dinámica de canales: facilitación El potencial postsináptico está modulado por x(t) y u(t) PSP = J x(t) u(t+) u(t) es el “Ca residual” disponibles al tiempo t. Este se elimina en un tiempo t_f Tsodyks & Markram 1996, Abbot et al 1997

Listado de ecuaciones de STP u(t+) !! PSP = J x(t) u(t+) Listado de ecuaciones de STP

Modelos determinista y estocástico Models of STD: deterministic vs. stochastic Modelos determinista y estocástico

Varela et al, F3-EPSC EPSC Estimulación con trenes Poisson Varela et al, The Journal of Neuroscience 17: 7926-7940 (1997) Estimulación con trenes Poisson Estimulación periódica (5 y 10 Hz) (predicción obtenida con los parámetros del ajuste hecho en la fig A) Synapsis: layer 4  layer 2/3 Estimulación con un pulso aislado promedio de 10 repeticiones del experimento

Varela et al, F4 Field Potentials LFP Estimulación con trenes Poisson Synapsis: layer 4  layer 2/3 Varela et al, F4 Field Potentials promedio de 5 repeticiones del experimento Estimulación periódica (5 y 10 Hz) (predicción obtenida con los parámetros del ajuste hecho en la fig A) Estimulación con un pulso aislado Varela et al, The Journal of Neuroscience 17: 7926-7940 (1997)

Interaural Time Difference (ITD)

Texto Stevens (1), Nature 421: 29-30, 2003. N&V on Cook et al ITD Texto Stevens (1), Nature 421: 29-30, 2003. N&V on Cook et al

También los mamíferos utilizan el ITD Grothe, F2 (B Grothe, vol 4: 1-11, 2003) También los mamíferos utilizan el ITD

Grothe, F4 DETECTOR DE COINCIDENCIAS Núcleo Laminaris (NL) Núcleo Magnocellularis (NM) B Grothe, Nature Rev Nsci 4: 1-11, 2003 - Fig 4

Texto Stevens (2) Modelo de Jeffress, 1948 NL NM (der) NM (izq) B Grothe, vol 4: 1-11, 2003 – Fig 3a

Texto Stevens (3) (y Cook F2) EPSP’s en NL producidos por NM ipsilaterales Estímulo: TONO PURO EPSP’s en NL producidos por NM contralaterales p !! p aumenta con la intensidad del sonido Cook et al, Nature 421: 66-70, 2003

Cook et al F1 EPSP´s estimulación mínima de NM Amplitud media de los EPSP’s (relativa al primer EPSP) Rate * Amplitud

Cook et al F4 CON DEPRESIÓN SINÁPTICA SIN DEPRESION SINÁPTICA Gmax = 9.0nS Sin depresión sináptica no es posible encontrar un valor de Gmax para el que exista selectividad a la ITD para varios valores de la intensidad del sonido Cook et al F4

Fin