La experiencia perceptual es una de las herramientas más importantes con que cuentan los organismos para adaptarse a su siempre cambiante entorno. Dentro de los sentidos desarrollados a lo largo de la evolución el sistema olfatorio es de los más antiguos y conservados a través de una gran diversidad de especies. Debido a recientes descubrimientos el sistema olfatorio ha tomado un rol importantísimo en el estudio de los mecanismos que dan cuenta no sólo de la olfacción, sino que de la percepción en general. Especial mención merecen, dentro de estos nuevos paradigmas, las llamadas dinámicas temporales. Bajo este concepto se agrupan una serie de ideas que sostienen que el tiempo es un elemento clave en la codificación de estímulos sensoriales. En el Bulbo Olfatorio (BO) las neuronas Mitrales/Penacho (MT) son un modelo muy interesante debido a que en ellas confluyen la actividad eléctrica del epitelio nasal, la modulación que de esta hace el propio BO y la influencia proveniente de estructuras del encéfalo superior. Las oscilaciones del Potencial de Campo Local (PCL) también son elementos que contribuyen a la percepción olfatoria. Esta señal, generada por poblaciones de neuronas, también posee patrones dinámicos y está estrechamente asociada a la descarga de las MT actuando como coordinador de múltiples elementos individuales. Ambos fenómenos, descargas MT y oscilaciones del PCL, se asocian con un tercer elemento también variable en el tiempo: el ciclo respiratorio. Mucha de la evidencia obtenida como respaldo para la existencia de dinámicas temporales en el sistema olfatorio proviene de estudios en invertebrados y peces, contándose con relativamente pocas experiencias en mamíferos. Esto es relevante puesto que el sistema olfatorio de mamíferos es más complejo. Tampoco existen muchos experimentos que contextualicen las descargas MT y las oscilaciones del PCL con el ciclo respiratorio, siendo que este determina de manera importante la temporalidad de la percepción olfatoria en mamíferos. Esta tesis se abocó al estudio de los patrones de respuesta de células MT y PCL frente a la estimulación con odorantes en ratas anestesiadas. La hipótesis propone que las características temporales de la actividad neuronal son parte de la representación de los estímulos en el BO. Su objetivo principal fue estudiar y caracterizar las propiedades temporales de la actividad individual (single-units) y colectiva (PCL) de ensambles neuronales en el bulbo olfatorio de ratas anestesiadas. No obstante lo planteado en la hipótesis, los registros obtenidos se analizaron en un contexto amplio, teniendo en cuenta parámetros clásicos de la respuesta neuronal, como tasa de descarga, en conjunto con algunas de las dinámicas temporales que presentan mayor evidencia de constituir elementos codificantes de la percepción. Los principales métodos utilizados fueron el registro electrofisiológico mediante tétrodos y los análisis a los que fueron obtenidos dichos registros. En una primera etapa se analizó la respuesta de las MT a la estimulación con especial énfasis en sus propiedades temporales y en el nivel de similitud de la respuesta de neuronas vecinas. En una fase posterior se examinó las descargas MT y oscilaciones del PCL a lo largo del ciclo respiratorio. Al analizar la temporalidad de la descarga se observó que las MT poseen un largo período refractario que permanece incluso durante la respuesta a odorantes. La oscilación individual de las MT es prácticamente nula. Lo mismo ocurre con la sincronía neuronal entre neuronas vecinas, la cual en valores muy pequeños. Interesantemente, al comparar la respuesta de pares de MT vecinas se demostró que cada una de las células posee un espectro de preferencia por odorantes individual que difiere del de neuronas vecinas a pesar de tener una inervación aferente idéntica. En una segunda etapa se evaluó de manera más completa la modulación que ejerce el ciclo respiratorio sobre la descarga MT y las oscilaciones del PCL. La descarga durante el ciclo fue sometida a una transformación vectorial para su análisis. Para cada MT se obtuvo el ángulo y la magnitud de la descarga durante el ciclo. Las MT descargan preferentemente durante la transición espiración/inspiración. La población MT como un todo no mostró variaciones significativas con la estimulación ni entre distintos odorantes. Tampoco hubo diferencias en la distribución de magnitudes significativas ni preferencia de fase. Individualmente las MT mostraron cambios en fase y/o magnitud dependientes de la identidad del estímulo. El PCL fue analizado diferencialmente para sus componentes Beta () y Gamma (). La actividad Gamma es significativamente mayor al inicio de la espiración. Beta es más frecuente en la mitad de la inspiración. Se observaron distintos patrones de respuestas a la estimulación. Estas consistieron principalmente en aumento de y disminución de . Al igual que para la descarga MT no se pudo observar cambio en el patrón oscilatorio en la respuesta del PCL como un todo, sino más bien variaciones individuales dependientes de la identidad del estímulo. No hubo dos sitios que se comportaran del mismo modo para todos los estímulos. Este trabajo muestra, en primera instancia, que la descarga MT es mucho más diversa y compleja de lo supuesto únicamente por sus aferencias glomerulares. Neuronas vecinas tienen una preferencia por odorantes muy disímil. La actividad oscilatoria y sincrónica es muy baja a este nivel lo que sugiere que no son mecanismos utilizados por el BO o por lo menos no a nivel de vecindad neuronal. Al analizar la modulación que ejerce la respiración sobre la actividad del BO se encontró que la población total se comporta relativamente indiferente a la estimulación. Sin embargo, al hacer un análisis individual se verifican cambios a nivel individual tanto para MT como para las oscilaciones del PCL. En su conjunto este trabajo muestra que la actividad neuronal a nivel de MT y PCL es más compleja que lo mostrado para otras regiones del BO y para otros organismos como invertebrados. Es posible que esa complejidad se utilice para codificar una percepción más diversa y robusta.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / En el bulbo olfatorio (BO) se encuentra la primera sinapsis de la vía sensorial olfatoria cuya activación se distribuye posteriormente a los centros de integración sensorial, posibilitando la identificación y discriminación de las sustancias odoríferas. En el BO, existen las neuronas granulares de tipo inhibitorio cuya activación, inducida por estimulación olfatoria, genera oscilaciones del campo eléctrico en la banda gamma (30-100 Hz), permitiendo la discriminación de sustancias químicas de estructura similar. En la corteza cerebral, la actividad eléctrica oscilatoria depende de la presencia de sinapsis eléctricas entre las interneuronas inhibitorias conformadas por uniones en hendidura. Las conexinas (Cxs) son las unidades estructurales de las uniones en hendidura, de las cuales el tipo Cx 36 está involucrada en la generación de oscilaciones eléctricas en el sistema nervioso central. En conjunto, esta evidencia permite postular que las oscilaciones eléctricas en el BO podrían ser generadas por las uniones en hendidura formadas por conexina 36 entre las células granulares. El propósito de esta memoria fue determinar la presencia de la proteína conexina 36 en el BO y su distribución en las distintas capas del BO, a través de técnicas de inmunohistoquímica e hibridización in situ. Contrariamente a lo esperado, los resultados muestran que la proteína Cx 36 se observa principalmente en las capas glomerular, plexiforme externa y mitral, para todas las muestras analizadas. Más aún, la distribución de la proteína entre animales juveniles y adultos es cualitativamente similar. Estos resultados indican que la proteína Cx 36 no se expresa en las células granulares y por lo tanto, no contribuyen a la formación de uniones en hendidura entre estas células que permitan explicar el origen de las oscilaciones de campo eléctrico en el BO. Sin embargo, estos resultados no descartan la posibilidad de que uniones en hendidura entre las células de proyección y/o glomerulares, en las cuales sí se observa la expresión de la Cx 36, formen uniones en hendidura que permitan la interconexión eléctrica y por lo tanto la generación de oscilaciones del campo eléctrico en el BO / Proyecto Milenio ICM P01-007 F

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El bulbo olfatorio (BO) es el primer centro de integración de la actividad neuronal gatillada por la presencia de odorantes en el medio ambiente. Esta integración dentro del BO juega un rol importante en la detección y discriminación. Se ha propuesto que la actividad eléctrica oscilatoria del BO sustenta los procesos de discriminación y aprendizaje de odorantes. Sin embargo, toda la evidencia disponible apunta al efecto de los odorantes sobre la actividad del BO sin considerar el estado “basal” del BO en ausencia de odorantes. Los estímulos olfatorios inducen a una activación particular de las neuronas receptoras olfatorias, la cual modificará esta actividad basal del BO iniciando los procesos subyacentes a la detección, discriminación y percepción olfatoria. El objetivo de esta memoria fue caracterizar la actividad eléctrica oscilatoria del potencial de campo eléctrico local en ausencia de odorantes en las diferentes capas del BO. Se registro el potencial de campo eléctrico local simultaneamente con 2 tétrodos (n =10 ratas), uno fijo (capa mitral) y otro móvil (distintas capas del BO) y el ciclo respiratorio utilizando una termocupla. Mediante la transformación rápida de Fourier (FFT) se obtuvo la frecuencia y amplitud de la oscilacion predominante en forma independiente del ciclo respiratorio. Por otra parte, utilizando un espectrograma se determinó la frecuencia de la oscilación predominante en función del ciclo respiratorio. Encontramos que en ausencia de un estímulo olfatorio sólo un 30% de los registros (móviles y fijos) mostraron una actividad oscilatoria significativa correspondiente al rango de frecuencia gamma (30 – 100 Hz.), y que la potencia de esta oscilación aumenta a medida que el electrodo se mueve desde la capa glomerular a la capa granular. Más aún, esta oscilación es dependiente del ciclo respiratorio, mostrando un aumento de su potencia durante la fase inspiratoria del ciclo en ausencia de odorantes. Se concluye que hay una actividad oscilatoria gamma espontánea en al menos algunas regiones del BO en ausencia de odorantes. Más aún, estos resultados sugieren que la actividad eléctrica neuronal espontánea en el BO tiene una estructura temporal y X que depende del ciclo respiratorio, indicando que este ciclo es una parte intrínseca de la codificación olfatoria y que todo estímulo inducido debe ser integrado en esta actividad oscilatoria / Proyecto Milenio ICM P01-007 F