Efecto de la eliminación de serotonina septal sobre la memoria de trabajo espacial y la actividad eléctrica prefronto-hipocampal en la rata

Abstract

The hippocampus is an essential structure for spatial learning and memory by the establishment of maps (cognitive representation of the environment), meanwhile the middle frontal cortex, particularly on the pre-limbic and infra-limbic region, are involved in the organization of the working memory capacity. On assembly this structures modulate the spatial working memory capacity. The predominant hippocampal electrical activity during the acquisition of spatial information is the theta activity, an almost sine wave of 4-9 Hz that has been related with the acquisition of spatial information. The theta activity is modulated on the middle septal area that it constitutes the pacemaker of the theta activity by its glutamatergic, cholinergic and GABAergic innervations to the hippocampus. It has been demonstrated that the theta activity coordinates the hippocampus-cortical communication on the working memory and increase of the synchrony between the two cerebral regions occur in that band, during the working memory performance. The theta activity is modulated by the serotonin from the raphe nuclei of the brainstem and it’s the only neurotransmitter that des-synchronizes the hippocampal EEG. It has been reported that the elimination of the serotonin of the medial septum facilitates the spatial learning and increases the theta activity of the hippocampus in a spatial working memory task. The objective of the work was to evaluate if the elimination of serotonin of the middle septal modifies the characteristics of the hippocampal and prefrontal theta activity and the prefrontal-hippocampal coherence in relation of learning alterations. Fourteen rats of Sprague Dawley strain maintained on standard conditions for bioterio were used. At the 4 months of age were chronically implanted with a monopolar electrode in the medial septum, the dorsal hippocampus, and the prelimbic and infralimbic cortex.

El hipocampo es una estructura indispensable para el aprendizaje y la memoria espacial mediante el establecimiento de mapas (representación cognitiva del ambiente), mientras que la corteza prefrontal medial, particularmente las regiones prelímbica e infralímbica, participan en la organización de la capacidad de memoria de trabajo. En conjunto estas estructuras modulan la capacidad de memoria de trabajo espacial. La actividad eléctrica hipocampal predominante durante la adquisición de información espacial es la actividad theta, una onda casi sinusoidal de 4-9 Hz que ha sido relacionada con la adquisición de información espacial, y a su vez es modulada por el área septal medial que se constituye como el marcapasos de la actividad theta a través de su inervación glutamatérgica, GABAérgica y colinérgica hacia el hipocampo. Se ha demostrado que la actividad theta coordina la comunicación hipocampo-cortical de manera que durante el aprendizaje de tareas de memoria de trabajo espacial se incrementa la sincronía entre las dos regiones cerebrales en dicha banda. La actividad theta es modulada por la serotonina procedente de los núcleos del rafé del tallo cerebral y es el único neurotransmisor que se conoce des-sincroniza al EEG hipocampal. El objetivo del presente trabajo es evaluar si la eliminación de serotonina del septo medial modifica las características de la actividad theta prefrontal e hipocampal, y la coherencia prefronto-hipocampal, en relación con las alteraciones en el aprendizaje. En los Métodos se utilizaron 14 ratas de la cepa Sprague Dawley mantenidas en condiciones estándar de bioterio. A los 4 meses de edad fueron implantadas crónicamente con electrodos monopolares en septo medial, en el hipocampo dorsal, y en la corteza prelímbica e infralímbica.