Análisis de la actividad eléctrica de los circuitos intrahipocampales durante el proceso de consolidación de una tarea de memoria espacial en la rata

Abstract

The time-dependent consolidation process allows strengthening the new memories that are initially labile to be transformed into long-term memories. It has been suggested that the consolidation is carried out by reactivating the neural circuits involved in memory formation within a period of hours or days after of event of memory encoding. Additionally, it is known that the hippocampus is a key structure for the formation, consolidation and retrieval of memories. In order to understand the mechanism of memory consolidation, in this work, the electrical signal of the the intra-hippocampal circuitswas evaluated during the period of consolidation of a memory task. An array of 8 microelectrodes was implanted in the right hippocampus of six male ratsin order to record the intra-hippocampal electrical activity. Rodents were evaluated in the spatial memory task of Morris maze for 4 days. Immediately after the task, animals were connected to a polygraph for 5 hours (for the period of consolidation) and electrophysiological signal was recorded. The pattern of electrical signals and the coupling between intra-hippocampal circuits was assess by the spectral analyses of power and coherence during the rapid eye movement sleep (REM). The results showed that oscillatory activity at baseline (two days before to start the memory task), the REM sleep state was characterized by prominent oscillations theta (4-12 Hz) with a peak frequency of 7.5 Hz, while that the acquisition phase of the memory task (training day one) was characterized by a reduction in oscillatory frequency with a peak frequency of 7.0 Hz.

El proceso de consolidación permite el fortalecimiento dependiente del tiempo de las memorias nuevas, memorias que son inicialmente lábiles para ser transformadas en memorias de largo plazo. Se ha sugerido que la consolidación se lleva a cabo mediante la reactivación de los circuitos neuronales que participaron en la formación de la memoria dentro de un periodo de horas o días posterior al episodio de la codificación de la memoria. Adicionalmente, es conocido que el hipocampo es una estructura clave para la formación, consolidación y recuperación de las memorias. Con el objetivo de entender el mecanismo de consolidación de la memoria, en este trabajo se analizó la señal eléctrica de los circuitos intra-hipocampales durante el periodo de consolidación de una tarea de memoria. Se implanto un arreglo de 8 microelectrodos para censar la actividad de los circuitos intra-hipocampales de 6 ratas macho. Los roedores fueron evaluados en la tarea de memoria espacial de laberinto acuático de Morris durante 4 días. Inmediatamente después de la tarea, los animales fueron conectados a un polígrafo durante 5 horas (correspondientes al periodo de consolidación) y se registró la señal electrofisiológica. Se analizó el patrón de las señales eléctricas de los circuitos intra-hipocampales, así como el acoplamiento entre estos mediante los análisis espectrales de potencia y de coherencia durante la fase de sueño movimientos oculares rápidos (MOR). Los resultados mostraron que la actividad oscilatoria en la condición basal (dos días antes del inicio de la tarea de memoria), la fase de sueño MOR fue caracterizada por prominentes oscilaciones theta (4-12 Hz) con una frecuencia pico de 7.5 Hz, mientras que la fase de adquisición de la tarea correspondiente al día uno de entrenamiento fue caracterizada por una reducción en la frecuencia oscilatoria, con una frecuencia pico de 7.0 Hz.