Plasticidad neuronal relacionada con persistencia y expresión de la memoria en centros de alta integración de un crustáceo

Abstract

Se ha propuesto que los sistemas moduladores de la memoria definen, además de su persistencia, la probabilidad de expresión que la memoria va a tener en el largo término. Así, en el paradigma de memoria del cangrejo Neohelice granulata se determinaron tratamientos con efectos experimentales amnésicos que afectan la memoria a nivel de a) la expresión de la memoria de largo término y b) su persistencia. Esta Tesis se enfocó en él estudió de la plasticidad en neuropilos de integración multimodal del protocerebro lateral propuestos como participantes en procesos mnésicos de integración en crustáceos.A diferencia de un abordaje tradicional donde se evalúa memoria como sinónimo de cambios en el comportamiento (i.e., expresión), aquí se estudió la acción de agentes y tratamientos moduladores de la persistencia y/o la expresión de la memoria y se interpretó la plasticidad del neuropilo médula terminal por imágenes de calcio in vivo a la luz de los efectos observados en el comportamiento. Los resultados sugieren que cambios en las señales de calcio en la médula terminal representan el desarrollo de un componente de la memoria relacionado con su potencial de ser reactivada (i.e., su persistencia) pero no con su expresión en el largo término. Estos resultados constituyen evidencia fisiológica en favor de la hipótesis de que la persistencia de la memoria y su probabilidad de expresarse podrían implicar diferentes componentes en los procesos de memoria.El hipocampo de vertebrados y los cuerpos pedunculados (mushroom bodies) de insectos son estructuras claves en procesos de memoria y asociación de elementos dentro de un marco contextual. Los cuerpos hemielipsoides son estructuras de crustáceos históricamente propuestas como homólogas a los cuerpos pedunculados de insectos basados en análisis estructurales y neuroanatómicos. Sin embargo, no existía evidencia funcional de un papel de esta estructura en procesos de memoria. En esta Tesis, resultados neuroanatómicos e inmunohistoquímicos revelaron en el cangrejo N. granulata, cuerpos hemielipsoides que remiten a la estructura de los cuerpos pedunculados sin cálices observados en algunas especies de insectos. Los cuerpos hemielipsoides similar a los cuerpos pedunculados, muestran cambios en la actividad neuronal correlacionados con una memoria contexto-específica. Estos resultados están de acuerdo con la función propuesta históricamente para los cuerpos hemielipsoides, apoyando así la hipótesis de un origen común de los centros de memoria de alto orden en animales bilaterales.

It has been proposed that the modulatory systems of memory define, besides memory persistence, the probability of its behavioral expression in the long term. In the memory paradigm developed with the crab Neohelice granulata, there have been determined treatments for experimental amnesias that interfere memory at a level of a) its expression in the long term and b) its persistence. This thesis focused on the study of plasticity in neuropiles of multimodal integration of the lateral protocerebrum proposed as participants in integrative mnesic processes in crustaceans. Unlike a traditional approach where memory is evaluated as a synonym of changes in behavior (i.e., expression), the action of modulating agents and treatments of persistence and/or memory expression was studied and the plasticity of the neuropile medulla terminal was interpreted by in vivo calcium imaging in light of the observed effects on behavior. The results suggest that changes in the calcium signals in the medulla terminal represent the development of a component of memory related to its potential to be reactivated (i.e., its persistence) but not with its expression in the long term. These results constitute physiological evidence in favor of the hypothesis that the persistence of memory and its probability of expressing itself in behavior could imply different components in memory processes. The hippocampus of vertebrates and the corpora pedunculata (mushroom bodies) of insects are key structures in processes of memory and association of elements within a contextual framework. The hemiellipsoid bodies are structures of crustaceans historically proposed as homologous to the corpora pedunculata of insects based on structural and neuroanatomical analyzes. However, there was no functional evidence of a role for this structure in memory processes. In this Thesis, neuroanatomical and immunohistochemical results revealed, in the crab N. granulata, hemiellipsoid bodies that resemble the structure of the corpora pedunculata without calices observed in some insect species. The hemiellipsoid bodies, similar to the corpora pedunculata, show changes in neuronal activity correlated with a context-specific memory. These results are in agreement with the function historically proposed for the hemiellipsoid bodies, thus supporting the hypothesis of a common origin of high-order memory centers in bilateral animals.