Representaci\u00f3n escalable del tiempo de las neuronas CA1 en la tarea de bisecci\u00f3n temporal. (A) Esquema de la tarea (tarea 1). Las ratas corrieron en la caminadora por intervalos largos o cortos y luego seleccionaron el brazo izquierdo o derecho asociado con la recompensa del agua por intervalos largos o cortos, respectivamente. Los conjuntos de intervalos fueron 10 s (largo) y 5 s (corto) en los bloques 1 y 3 y 20 s (largo) y 10 s (corto) en el bloque 2. (B, a a c) Patrones de disparo de tres celdas de tiempo representativas en los bloques 1 (izquierda), 2 (centro) y 3 (derecha). Arriba: parcelas de trama de ensayos de intervalo largo y corto. Abajo: PETH de ensayos de intervalo largo (s\u00f3lido) y corto (l\u00ednea punteada). (C) Patrones de disparo de celdas de tiempo en los bloques 1 (izquierda), 2 (centro) y 3 (derecha) (n = 454 unidades de siete ratas). Cada fila representa PETH de neuronas individuales durante ensayos de intervalo largo en cada bloque. La escala de colores representa la tasa de activaci\u00f3n de cada neurona. Las neuronas se ordenaron seg\u00fan el tiempo pico en el bloque 1. (D) An\u00e1lisis de vector de poblaci\u00f3n de los datos (C). Izquierda: Autocorrelaci\u00f3n de la matriz vectorial de poblaci\u00f3n del bloque 1. Centro y derecha: Correlaciones cruzadas de los bloques 1 y 2 y de los bloques 1 y 3, respectivamente. La escala de colores representa el coeficiente de correlaci\u00f3n de Pearson. (E) Distribuciones de los factores de escala de las celdas de tiempo entre los bloques 1 y 2 (azul) y los bloques 1 y 3 (verde). Cr\u00e9dito: Science Advances, doi:10.1126\/sciadv.abd7013 <\/p>\n
Las c\u00e9lulas del tiempo del hipocampo pueden codificar momentos espec\u00edficos de experiencias organizadas en el tiempo para apoyar las funciones del hipocampo de la memoria epis\u00f3dica. Pero poco se sabe sobre la reorganizaci\u00f3n de las celdas de tiempo durante los cambios oportunos de episodios. Akihiro Shimbo y un equipo de investigaci\u00f3n del centro Riken para la ciencia del cerebro y el departamento de psicolog\u00eda de la Universidad de Keio en Jap\u00f3n investigaron la actividad neuronal CA1 que es fundamental para la memoria autobiogr\u00e1fica, el viaje mental en el tiempo y la conciencia autono\u00e9tica en humanos. Durante las tareas de bisecci\u00f3n temporal, dise\u00f1aron los conjuntos de intervalos de tiempo para extenderse, discriminarse o contraerse, a trav\u00e9s de los bloques de ensayos. El equipo escal\u00f3 la precesi\u00f3n de fase theta y las secuencias theta de celdas de tiempo para preservar las relaciones temporales finas entre pares en ciclos theta. Usando modelos de ratas, mostraron c\u00f3mo las secuencias theta reflejaban las decisiones de las tasas en funci\u00f3n de su tiempo. Los hallazgos demostraron c\u00f3mo las caracter\u00edsticas escalables de las celdas de tiempo pueden respaldar representaciones temporales flexibles de la formaci\u00f3n de la memoria. <\/p>\n
Mapas cognitivos<\/p>\n
Los neurocient\u00edficos proponen que los animales tengan un mapa cognitivo que sirva como una representaci\u00f3n interna de las relaciones entre entidades en el mundo y apoye el comportamiento flexible. El hipocampo puede proporcionar mapas cognitivos para la navegaci\u00f3n espacial, ya que los ensamblajes de c\u00e9lulas del hipocampo pueden organizar representaciones ambientales similares a mapas. Las c\u00e9lulas de lugar del hipocampo utilizan codificaci\u00f3n tanto de velocidad como temporal (tiempo) para la representaci\u00f3n del espacio. La codificaci\u00f3n de tarifas toma la forma de campos receptivos de ubicaciones. Los tiempos de pico de las celdas de lugar pueden ser fuertemente modulados por oscilaciones theta concurrentes de 4 a 10 Hz, mientras que exhiben cambios de fase de pico en funci\u00f3n de la distancia relativa al centro del campo receptivo. Con estas dos formas de codificaci\u00f3n temporal y de velocidad, las representaciones espaciales del hipocampo inclu\u00edan informaci\u00f3n tanto posicional como relacional. Las relaciones posicionales relativas pueden proporcionar informaci\u00f3n m\u00e1s fundamental para el reconocimiento espacial en el hipocampo que las posiciones absolutas. El hipocampo tambi\u00e9n proporciona un mapa cognitivo para entidades no espaciales que incluye informaci\u00f3n basada en el tiempo. Sin embargo, no son muchos los estudios que se centran en investigar la reorganizaci\u00f3n sistem\u00e1tica de las representaciones del tiempo en el hipocampo. En este trabajo, Shimbo et al. estudi\u00f3 la escalabilidad del tiempo en el hipocampo. El hipocampo representa informaci\u00f3n del tiempo transcurrido por la actividad secuencial de las celdas de tiempo. Informes anteriores hab\u00edan detallado c\u00f3mo varias regiones del cerebro, incluida la corteza prefrontal y el mesenc\u00e9falo, estaban involucradas en la percepci\u00f3n y representaci\u00f3n del tiempo transcurrido. <\/p>\n
Escalabilidad de la precesi\u00f3n de fase theta de celdas de tiempo. (A, a a f) Tasas de disparo y fases theta de tres celdas de tiempo representativas en los bloques 1 (columna izquierda), 2 (columna central) y 3 (columna derecha) en la tarea 1. Arriba: Gr\u00e1ficos r\u00e1ster de corto y largo plazo. ensayos de intervalo. Medio: PETH de ensayos de intervalo largo (l\u00ednea continua) y corto (l\u00ednea punteada). Abajo: diagramas de fase theta en funci\u00f3n del tiempo transcurrido. Cada punto representa un potencial de acci\u00f3n de las pruebas de intervalo largo (color claro) y corto (color oscuro). La l\u00ednea negra en cada panel representa ajustes lineales circulares de los datos (ver Materiales y M\u00e9todos). (B) Relaciones de las pendientes de precesi\u00f3n de fase entre los bloques 1 y 2 (puntos azules) y entre los bloques 1 y 3 (puntos verdes) en cada unidad en la tarea 1 (n = 351 unidades). Las l\u00edneas s\u00f3lidas representan el ajuste de la regresi\u00f3n lineal de estos datos. (C) Pendiente de precesi\u00f3n de fase en cada celda del bloque 2 dividida por la del bloque 1 (azul). Pendiente de precesi\u00f3n de fase en cada celda del bloque 3 dividida por la del bloque 1 (verde). Significa SEM. ***P < 0,001, prueba t pareada. Cr\u00e9dito: Science Advances, doi:10.1126\/sciadv.abd7013 Los experimentos<\/p>\n
Durante el trabajo, los investigadores realizaron tareas de bisecci\u00f3n para que las ratas discriminaran entre intervalos largos y cortos para recibir una recompensa. Notaron que la mayor\u00eda de las celdas de tiempo en la regi\u00f3n CA1 representan informaci\u00f3n temporal a escala en bloques de prueba. Shimbo et al. investig\u00f3 las estructuras temporales de la actividad secuencial de las c\u00e9lulas del tiempo asociadas con las oscilaciones theta en el hipocampo para identificar los mecanismos subyacentes a la representaci\u00f3n escalable del tiempo. Al analizar los datos, observaron las actividades de las c\u00e9lulas del tiempo para reflejar las decisiones de las ratas sobre la base de su percepci\u00f3n del tiempo. Los hallazgos mostraron un mecanismo de circuito com\u00fan que subyace en representaciones similares a mapas de informaci\u00f3n espacial y no espacial en el hipocampo debido a las similitudes entre las celdas de lugar y las celdas de tiempo. Los cient\u00edficos utilizaron sondas de silicio de alta densidad para registrar las neuronas CA1 del hipocampo en las ratas durante el comportamiento de la tarea. Clasificaron las unidades como supuestas c\u00e9lulas piramidales o interneuronas sobre la base de sus formas de onda y tasas de disparo.<\/p>\n
An\u00e1lisis por pares de la compresi\u00f3n temporal de secuencias de picos en ciclos theta individuales. (A, a y b) Izquierda: Tasas de disparo y fases theta de dos pares representativos de celdas de tiempo (rojo y azul) en los bloques 1 y 2 (tarea 1). Las flechas indican las tasas m\u00e1ximas de disparo. Derecha: Correlogramas cruzados (CCG) de los pares en los bloques 1 (naranja) y 2 (p\u00farpura). Las flechas indican los picos de los CCG. Tenga en cuenta que los cambios de tiempo pico de CCG en (Ab) fueron mayores que los de (Aa) (derecha), lo que refleja distancias m\u00e1s grandes en los tiempos pico de PETH de los pares en (Ab) que en (Aa) (izquierda). au, unidades arbitrarias. (B) Correlaciones cruzadas de PETH de los pares de celdas de tiempo. (C) CCG de los pares de celdas de tiempo en los bloques 1 y 2 (n = 694 pares). Los \u00f3rdenes de los pares son los mismos en (B) y (C). (D) An\u00e1lisis por pares de la compresi\u00f3n temporal de las secuencias de picos en ciclos theta \u00fanicos en los bloques 1 y 2. Cada punto representa un solo par neuronal. Los ejes horizontales muestran las distancias m\u00e1ximas de los PETH y los ejes verticales muestran los cambios m\u00e1ximos de los CCG. Las pendientes de la l\u00ednea de regresi\u00f3n (roja) fueron 29,2 y 15,0 ms\/s en los bloques 1 y 2, respectivamente. (E) Relaci\u00f3n entre los cambios de tiempo de los CCG de los bloques 1 y 2. La pendiente de la l\u00ednea de regresi\u00f3n (roja) fue 0,98. Cr\u00e9dito: Science Advances, doi:10.1126\/sciadv.abd7013 <\/p>\n
Representaci\u00f3n escalable del tiempo<\/p>\n
Shimbo et al. entrenaron a las ratas en la tarea de bisecci\u00f3n temporal y establecieron intervalos de tiempo para discriminar entre bloques de ensayos. Durante los experimentos, obligaron a las ratas a correr en una cinta rodante durante largos o cortos per\u00edodos de tiempo. Despu\u00e9s de la carrera forzada, seleccionaron el brazo izquierdo o derecho en un laberinto Y. Los investigadores proporcionaron gotas de agua como recompensa al completar cada tarea en el brazo correcto. Primero evaluaron las actividades dependientes del tiempo de las c\u00e9lulas piramidales y clasificaron el 22,2 por ciento de las c\u00e9lulas piramidales como c\u00e9lulas del tiempo. Tambi\u00e9n determinaron si la representaci\u00f3n temporal de las celdas piramidales CA1 era escalable en una direcci\u00f3n de contracci\u00f3n para indicar que la representaci\u00f3n temporal de las celdas piramidales CA1 era escalable tanto en la direcci\u00f3n de expansi\u00f3n como en la de contracci\u00f3n. <\/p>\n
Dependencia de la tarea en la representaci\u00f3n escalable del tiempo<\/p>\n
Para probar c\u00f3mo las caracter\u00edsticas escalables del tiempo tambi\u00e9n depend\u00edan de las demandas de la tarea, Shimbo et al. entren\u00f3 a otro grupo de ratas en tareas de discriminaci\u00f3n de luz en las que no se requer\u00eda que los animales discriminaran entre intervalos de tiempo. Durante las tareas, obligaron a las ratas a correr en una cinta rodante a intervalos cortos o largos, despu\u00e9s de lo cual les pidieron a los animales que eligieran el brazo izquierdo o derecho del laberinto en Y de manera guiada por la luz. Luego investigaron la actividad neuronal CA1 en ratas que realizaban tareas de discriminaci\u00f3n de luz. Los investigadores clasificaron el 7,5 por ciento de las c\u00e9lulas piramidales como c\u00e9lulas de tiempo, que fueron significativamente m\u00e1s bajas que las de las tareas de bisecci\u00f3n temporal. En funci\u00f3n del resultado, la formaci\u00f3n de celdas de tiempo depend\u00eda de las demandas de la tarea, al mismo tiempo que ten\u00eda una representaci\u00f3n escalable de la informaci\u00f3n del tiempo transcurrido. <\/p>\n
Escalabilidad de secuencias theta de celdas de tiempo. (A) Informaci\u00f3n de tiempo transcurrido decodificada en cada punto de tiempo en un solo ensayo de ejemplo en la tarea 1. Arriba: LFP registrados simult\u00e1neamente (banda ancha y 4 a 10 Hz) y unidades de 10 neuronas piramidales ordenadas por los tiempos m\u00e1ximos de sus tasas de activaci\u00f3n de abajo a arriba. Abajo: la densidad de probabilidad de la informaci\u00f3n temporal se calcul\u00f3 a partir de la actividad celular piramidal registrada simult\u00e1neamente en el ensayo. La decodificaci\u00f3n bayesiana se realiz\u00f3 en cada paso de tiempo de 1 ms con una ventana de tiempo de 20 ms. (B) Densidades de probabilidad del tiempo decodificado en cada fase theta en los bloques 1, 2 y 3 en la sesi\u00f3n \u00fanica de ejemplo en la tarea 1. Los ejes horizontales representan fases theta en las que se muestrearon datos de picos, y los ejes verticales representan el tiempo decodificado de picos actividad relativa al tiempo muestreado. El resultado indica que el tiempo relativo decodificado se extendi\u00f3 verticalmente en el bloque 2. (C) Factores de escala de las secuencias theta entre los bloques 1 y 2 y los bloques 1 y 3 (n = 26 sesiones; se seleccionaron sesiones que conten\u00edan m\u00e1s de ocho celdas de tiempo). Significa SEM. **P < 0,01, prueba t pareada. Cr\u00e9dito: Science Advances, doi:10.1126\/sciadv.abd7013 Escalabilidad de la precesi\u00f3n de fase theta y la secuencia theta de c\u00e9lulas de tiempo<\/p>\n
Los ensamblajes de c\u00e9lulas del hipocampo generaron estructuras secuenciales durante la navegaci\u00f3n espacial en ciclos theta \u00fanicos conocidos como secuencias theta. Estos ciclos representaban compresivamente secuencias de trayectorias de posiciones pasadas, actuales y futuras. Shimbo et al. comprob\u00f3 la presencia de precesi\u00f3n de fase theta en funci\u00f3n del tiempo transcurrido durante la tarea de bisecci\u00f3n temporal. El potencial de campo local estuvo dominado por una oscilaci\u00f3n robusta de frecuencia theta (4 a 10 Hz) durante el per\u00edodo de intervalo. El equipo estudi\u00f3 las relaciones fase-tiempo de neuronas individuales y encontr\u00f3 que el 77,3 por ciento de las c\u00e9lulas del tiempo presentaban precesi\u00f3n de fase. Shimbo et al. investig\u00f3 la estructura temporal de las secuencias de picos de ensamblajes de celdas de tiempo en ciclos theta individuales para comprender si los ensamblajes de celdas de tiempo formaron secuencias theta durante la tarea. <\/p>\n
Los resultados presentaron relaciones temporales de pares de c\u00e9lulas en ciclos theta \u00fanicos. Luego, el equipo evalu\u00f3 si las secuencias theta de las c\u00e9lulas del tiempo eran simplemente consecuencias de la precesi\u00f3n de fase de las neuronas individuales, o si ten\u00edan estructuras correlativas m\u00e1s altas que las predichas por la precesi\u00f3n de fase. Los resultados mostraron que las secuencias theta de las c\u00e9lulas del tiempo no eran simplemente la consecuencia de la precesi\u00f3n de fase de las neuronas individuales. Juntos, estos resultados mostraron c\u00f3mo la secuencia theta de c\u00e9lulas de tiempo era escalable a trav\u00e9s de los bloques de prueba y c\u00f3mo las relaciones temporales finas entre pares de c\u00e9lulas se conservaron dentro de ciclos theta individuales. Los cient\u00edficos tambi\u00e9n estudiaron c\u00f3mo el ensamblaje de las c\u00e9lulas del tiempo reflejaba el reconocimiento del tiempo transcurrido en las ratas. El trabajo mostr\u00f3 c\u00f3mo estos resultados indicaban la actividad de los conjuntos de celdas de tiempo y reflejaban las decisiones de los animales durante los ensayos de prueba.<\/p>\n
Escalabilidad de la tasa y codificaci\u00f3n temporal de las celdas de tiempo. Las representaciones de la informaci\u00f3n del tiempo eran escalables en tasa y codificaci\u00f3n temporal en el hipocampo. Con respecto a las estructuras temporales finas de actividad de picos en ciclos theta \u00fanicos, las relaciones temporales de las unidades se conservan entre episodios cortos y largos. Con respecto a las representaciones neuronales de la informaci\u00f3n del tiempo transcurrido en ciclos theta \u00fanicos, las representaciones temporales de las secuencias de picos se escalan entre episodios cortos y largos. Cr\u00e9dito: Science Advances, doi:10.1126\/sciadv.abd7013 Outlook<\/p>\n
De esta manera, Akihiro Shimbo y sus colegas investigaron la escalabilidad de las c\u00e9lulas de tiempo en el hipocampo en relaci\u00f3n con la codificaci\u00f3n temporal y de velocidad. Los resultados indicaron escalabilidad para la representaci\u00f3n temporal en el hipocampo y las c\u00e9lulas piramidales del hipocampo en relaci\u00f3n con los dos factores de velocidad y tiempo. El trabajo sugiere un mecanismo de circuito com\u00fan subyacente con representaciones similares a mapas de informaci\u00f3n espacial y no espacial en el hipocampo. Estas arquitecturas de informaci\u00f3n espacio-temporal escalables, similares a mapas, permitir\u00e1n la formaci\u00f3n de una memoria flexible para adaptarse a entornos complejos. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Los neurocient\u00edficos identifican un circuito cerebral que codifica el tiempo de los eventos M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Shimbo A. et al. Representaci\u00f3n escalable del tiempo en el hipocampo, Science Advances, 10.1126\/sciadv.abd7013<\/p>\n Huxter J. et al. Tasa independiente y codificaci\u00f3n temporal en c\u00e9lulas piramidales del hipocampo. doi.org\/10.1038\/nature02058<\/p>\n Pastalkova E. et al. Secuencias de ensamblaje celular generadas internamente en el hipocampo de rata. Science 10.1126\/science.1159775 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Science , Science Advances <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Representaci\u00f3n escalable del tiempo de las neuronas CA1 en la tarea de bisecci\u00f3n temporal. (A) Esquema de la tarea (tarea 1). Las ratas corrieron en la caminadora por intervalos largos o cortos y luego seleccionaron el brazo izquierdo o derecho asociado con la recompensa del agua por intervalos largos o cortos, respectivamente. Los conjuntos de … Continuar leyendo \u00abRepresentaci\u00f3n escalable del tiempo en el hipocampo\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-15069","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15069","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=15069"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15069\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=15069"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=15069"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=15069"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}