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En medicina es importante encontrar al ser humano integral con funciones aledañas unas de otras que ademas confieren o nos permite al medico desarrollar la sospecha o impresion diagnostica es por eso la atraccion hacia un tema tan espectacular como es el lenguaje holistico en enfasis de la medicina como conducta para rehabilitacion motora. Previo al conocimiento atamo- fisiologico, desde el principio se reconoce que en el desarrollo todo lo que se aprende es ejecutado atravez de una persepcion, guiada al mismo tiempo por lo sentidos, comprendemos y entendemos el entorno de acuerdo a lo que sucede en el, y por ende se ejecutan algunas acciones con el aprendizaje de imitacion, todos recien nacido y en sus diferentes etapas de crecimiento, Los seres humanos aprendemos de un comportamiento de acuerdo a lo que pude reproducir; no siendo esto suficiente nuestro cerebro lo puede guardar para repetirlo cuantas veces sea necesario es por eso que se analiza el comportamiento humano en el ambito social, esclareciendo el por que de algunos comportamientos, es enotonces donde surge la idea de defender la teoria de que en la adquisición de un movimiento deben converger tres fases elementales del ser humano, en efecto de su dimensión social, holística y neurológica. Tomando en cuenta que gran parte del aprendizaje sociolingüístico que implica la adquisición de conocimiento del entorno, con relacion a considerar al paciente desde una visión holística e integral del ser humano, donde tengan cavida los aspectos cognitivos y afectivo-motivacionales del convalenciente. Sin dejar al lado los estudios relacionados con el desarollo de la comunicacion neurolingüística sobre las bases neurofisiológicas vinculadas en el aprendizaje y la motivación para genererar una proyeccion sea real o virtual a nivel motor , Por ende, surge el proposito de enfatizar en una base social, integral-holística y neurológica para el desarollo comunicativo en formacion de proceso. Entonces nace el concepto de idealizacion del espacio, programado para la oportunidad de memoria y reproduccion, es por eso que se identifico la neurona en espejo la misma que actua segun la estimulacion por ende se considera que el lenguaje holístico sea preponderante en todos los niveles con el animo de corregir ciertos desperfectos y/o perdidas como es el caso del que retomaremos en multiples oporunidades en ejemplos como accidente cerbro vascular, o sindrome de organo fantasma. 1. Titulo 2. Resumen 3. Introduccion 4. Desarrollo 4.1 Aprendizaje Holistico en Docencia de Medicina 4.2 Neuronas en Espejo 4.3 Sindrome de Organo Fantasma 4.4 Accidente Cebro Vascular 4.5 Revolución y terapia en espejo de la virtualidad como estrategia para la recuperación de la funcionalidad anatómica. 5. Conclusiones In medicine it is important to find the integral human being with functions close to each other that also confer or allow the doctor to develop the suspicion or diagnostic impression, that is why the attraction towards a subject as spectacular as the holistic language in emphasis on medicine as behavior for motor rehabilitation. Prior to the atamo-physiological knowledge, from the beginning it is recognized that in development everything that is learned is executed through a perception, guided at the same time by the senses, we understand and understand the environment according to what happens in it, and therefore some actions are executed with the learning of imitation, all newly born and in their different stages of growth, Human beings learn behavior according to what they could reproduce; Not being this enough, our brain can save it to repeat it as many times as necessary. That is why human behavior in the social field is analyzed, clarifying the reason for some behaviors. It is then that the idea of defending the theory that in the acquisition of a movement must converge three elementary phases of the human being, in effect of its social, holistic and neurological dimension. Taking into account that a large part of the sociolinguistic learning that implies the acquisition of knowledge of the environment, in relation to considering the patient from a holistic and integral vision of the human being, where the cognitive and affective-motivational aspects of the convalescent have a cavity. Without leaving aside the studies related to the development of neurolinguistic communication on the neurophysiological bases linked to learning and the motivation to generate a projection, be it real or virtual at the motor level. Therefore, the purpose of emphasizing a social base arises. integral-holistic and neurological for the communicative development in process formation. Then the concept of idealization of space was born, programmed for the opportunity of memory and reproduction, that is why the mirror neuron was identified, the same one that acts according to the stimulation, therefore it is considered that holistic language is preponderant at all levels with the desire to correct certain damages and/or losses, as is the case that we will return to on multiple occasions, in examples such as a cerebral vascular accident or phantom organ syndrome. Especialización

A wide range of studies has shown the need for professors to review some of their pedagogical practices, primarily when the content being taught is complex and abstract. With this in mind, the current research aims to develop a new and more effective approach to teaching neural physiology. The chosen methodology was a practical activity in which 1st-year students of Nursing and Pharmacy had to assemble a model of nerve cells. The students were given general guidelines but were free to decide on the materials to build the model. Our results showed that students produced high-quality and accurate models, including details of morphophysiological structures of neurons. Thus, the construction of models is an interesting didactic tool in lessons about complex and abstract topics such as neurophysiology. The use of models motivated students and increased their interest in the content covered by the lecturer. Uma vasta gama de estudos demonstrou a necessidade de que os professores revejam algumas das suas práticas pedagógicas, principalmente quando o conteúdo a ser ensinado é complexo e abstrato. Com isto em mente, a investigação atual visa desenvolver uma nova abordagem mais eficaz ao ensino sobre fisiologia neural. A metodologia escolhida foi uma atividade prática em que os estudantes do 1º ano de Enfermagem e Farmácia tiveram de montar um modelo de células nervosas. Os estudantes receberam orientações gerais, mas foram livres para decidir sobre os materiais para construir os modelos neurais. Os nossos resultados mostraram que os estudantes produziram modelos de alta qualidade e precisos, incluindo detalhes das estruturas morfofisiológicas dos neurónios. Assim, a construção de modelos é uma ferramenta didática interessante nas aulas sobre tópicos complexos e abstratos, tais como a neurofisiologia. A utilização de modelos motivou os estudantes e aumentou o seu interesse nos conteúdos abordados pelo professor. Una amplia gama de estudios ha demostrado la necesidad de que los profesores revisen algunas de sus prácticas de enseñanza, especialmente cuando el contenido a enseñar es complejo y abstracto. Teniendo esto en cuenta, la investigación actual pretende desarrollar un nuevo enfoque más eficaz para la enseñanza de la fisiología neuronal. La metodología elegida fue una actividad práctica en la que los alumnos de 1º de Enfermería y Farmacia tuvieron que montar un modelo de células nerviosas. Los estudiantes recibieron directrices generales, pero fueron libres de decidir los materiales para construir los modelos neuronales. Nuestros resultados mostraron que los estudiantes produjeron modelos de gran calidad y precisión, incluyendo detalles de las estructuras morfofisiológicas de las neuronas. Así, la construcción de modelos es una interesante herramienta didáctica en las clases sobre temas complejos y abstractos como la neurofisiología. El uso de modelos motivó a los alumnos y aumentó su interés por los contenidos tratados por el profesor.

Background and Purpose The enzyme α/β‐hydrolase domain containing 6 (ABHD6), a new member of the endocannabinoid system, is a promising therapeutic target against neuronal‐related diseases. However, how ABHD6 activity is regulated is not known. ABHD6 coexists in protein complexes with the brain‐specific carnitine palmitoyltransferase 1C (CPT1C). CPT1C is involved in neuro‐metabolic functions, depending on brain malonyl–CoA levels. Our aim was to study CPT1C–ABHD6 interaction and determine whether CPT1C is a key regulator of ABHD6 activity depending on nutritional status. Experimental Approach Co‐immunoprecipitation and FRET assays were used to explore ABHD6 interaction with CPT1C or modified malonyl–CoA‐insensitive or C‐terminal truncated CPT1C forms. Cannabinoid CB1 receptor‐mediated signalling was investigated by determining cAMP levels. A novel highly sensitive fluorescent method was optimized to measure ABHD6 activity in non‐neuronal and neuronal cells and in brain tissues from wild‐type (WT) and CPT1C–KO mice. Key Results CPT1C interacted with ABHD6 and negatively regulated its hydrolase activity, thereby regulating 2‐AG downstream signalling. Accordingly, brain tissues of CPT1C–KO mice showed increased ABHD6 activity. CPT1C malonyl–CoA sensing was key to the regulatory role on ABHD6 activity and CB1 receptor signalling. Fasting, which attenuates brain malonyl–CoA, significantly increased ABHD6 activity in hypothalamus from WT, but not CPT1C–KO, mice. Conclusions and Implications Our finding that negative regulation of ABHD6 activity, particularly in the hypothalamus, is sensitive to nutritional status throws new light on the characterization and the importance of the proteins involved as potential targets against diseases affecting the CNS., We thank Dr. Gemma Fabriàs and Alexandre García from the Research Unit of BioActive Molecules (Institut de Química Avançada de Catalunya, IQAC) for technical assistance in the analysis of endocannabinoid levels. We also thank Prof. Kenneth Mackie from the Department of Psychological and Brain Sciences, Indiana University Bloomington (USA), for providing ABHD6 antibody for western blotting assays in brain tissue. This work was supported by the Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO), Agencia Estatal de Investigación (AEI) and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) (SAF2017‐83813‐C3‐3‐R to N.C. and R.R.‐R.), Joint Bilateral Project Japan‐Spain/AEI (PCI2018‐092997/AEI to R.R.‐R.) and Fundació La Marató de TV3 (Grant 87/C/2016 to N.C.). A.F. and C.R. are recipients of a fellowship from the Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de la Recerca (AGAUR) in Catalonia.

Tesis (Doctora en Neurociencias) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2022 Resumen: El síndrome de Guillain Barré (SGB) es una polineuropatía aguda caracterizada por la presencia de parálisis muscular ascendente y arreflexia. Al presente los mecanismos patogénicos no han sido dilucidados en su totalidad, pero se asume que la parálisis en pacientes con SGB donde se ven afectados los axones estaría relacionada al desarrollo de una respuesta autoinmune humoral contra gangliósidos. Se ha descripto que la presencia de altos títulos de anticuerpos anti-gangliósidos se asocia con una recuperación clínica más lenta y una mala prognosis. Resultados previos de nuestro grupo de trabajo han demostrado en modelos in vitro usando neuronas del ganglio de la raíz dorsal (DRGn) que los anticuerpos anti-gangliósidos inhiben la extensión de neuritas y provocan colapso del cono de crecimiento a través de la activación de vías tanto dependientes de la GTPasa RhoA y su quinasa asociada ROCK (mediante la alteración de la dinámica de microtúbulos y reducción de la extensión de filopodias) como independientes de RhoA (colapso de la lamela de actina). Así los anticuerpos anti-gangliósidos ejercen un rol inhibitorio sobre la regeneración axonal mediante la activación de una cascada de señalización que involucra la interacción de gangliósidos con moléculas transductoras específicas, lo que se traduce en la activación de vías dependientes e independientes de RhoA, que modulan en forma negativa el citoesqueleto de actina y tubulina de los conos de crecimiento de las neuronas estudiadas. Los objetivos del presente trabajo fueron determinar la/las posibles moléculas compañeras de los gangliósidos en la membrana, capaces de transducir el efecto inhibitorio de los anticuerpos anti-gangliósidos sobre el crecimiento neurítico en modelos in vitro e in vivo; y estudiar las vías de señalización que conducen a la activación de la GTPasa pequeña RhoA y a la inhibición de la regeneración axonal. Comenzamos con una búsqueda bibliográfica e informática de las proteínas que se encontraron en un estudio de proteómica para determinar posibles interacciones con gangliósidos. Luego empleando diferentes técnicas experimentales pudimos encontrar que los efectos inhibitorios de los anticuerpos específicos contra el gangliósido GD1a (αGD1a) sobre el crecimiento neurítico de DRGn son dependientes del receptor del factor de necrosis tumoral alfa 1a (TNFR1a) y que éste actúa como molécula transductora y compañero molecular del gangliósido GD1a en forma específica. Complementariamente se realizó un análisis in sílico de la estructura 3D de la región del tallo del TNFR1a con la finalidad de identificar posibles sitios de interacción con el gangliósido GD1a. Esto derivó en la identificación de una mutante del TNFR1a caracterizada por la sustitución de ácido aspártico por alanina en la posición 165 la cual fue capaz de prevenir la transducción de la señal de los anticuerpos αGD1a específicos. Determinamos que los anticuerpos αGD1a (ya sean específicos o crosreactivos) activan a RhoA a través de TNFR1a por una vía alternativa al desplazamiento RhoGDI/RhoA por el dominio intracelular de éste receptor. Esto nos llevó a estudiar otra vía de señalización alternativa relacionada con la activación de RhoA. Otro candidato encontrado en la proteómica y confirmado experimentalmente por participar en la vía de señalización inhibitoria de los anticuerpos anti-gangliósidos fue la subunidad alfa de tipo inhibitoria 2 de la proteína G heterotrimérica (Gαi2). Esta proteína se relaciona con la disminución de los niveles de AMP cíclico intracelular y en consecuencia no se activa la proteína quinasa A que ejerce un efecto modulatorio negativo sobre RhoA. Confirmamos que Gαi2 en DRGn está involucrada en la inhibición del crecimiento axonal, en el colapso rápido de la lamela de actina y en la activación de RhoA mediada por los anticuerpos αGD1a específicos y crosreactivos. Por otra parte, identificamos a la GTPasa Rac1 como otro candidato encontrado en el estudio de proteómica y ya había sido relacionado con las alteraciones del citoesqueleto del cono de crecimiento. Determinamos que la Gαi2 está involucrada en el rápido descenso en la actividad de Rac1, mediado por el anticuerpo αGD1a/GT1b y esto se asocia al colapso de la lamela de actina (proceso RhoA independiente). En conclusión, nuestros resultados identifican un nuevo mecanismo molecular de señalización intracelular relacionado con el efecto inhibitorio de anticuerpos αGD1a específicos sobre el crecimiento neurítico y la reparación nerviosa, lo que abre la posibilidad al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas tendientes a mitigar el daño degenerativo que caracteriza a un porcentaje importante de pacientes con SGB. Abstract: Guillain-Barré Syndrome (GBS) is an acute polyneuropathy characterized by the presence of ascending muscle paralysis and arreflexia. The pathogenic mechanisms have not been fully elucidated, but it is assumed that the paralysis in patients with axonal forms of GBS is related to the development of a humoral autoimmune response against gangliosides. It has been described that the presence of high titers of anti-ganglioside antibodies is associated with a slower clinical recovery and poor prognosis. Previous results from our research group in in vitro paradigms of neurite outgrowth of dorsal root ganglion neurons (DRGn) have shown that anti-gangliosides antibodies inhibit neurite outgrowth and cause growth cone collapse through the activation of both dependent (alteration of microtubule dynamics and reduction of filopodia extension) and independent (collapse of lamella) RhoA pathways. Thus, anti-ganglioside antibodies exert an inhibitory role on axonal regeneration by activating a signalling cascade that involves the interaction of gangliosides with specific transducing molecules. This results in the negative modulation of actin and tubulin cytoskeleton on growth cones from the neurons in both RhoA dependent and independent manner. The goals of the present work were to determine the potential partner molecules of the gangliosides in the membrane, capable of transducing the inhibitory effect of the anti-gangliosides antibodies on neurite outgrowth and to study the signaling pathways that lead to the activation of the small GTPase RhoA resulting in inhibition of axonal regeneration. We first performed a bibliographic and bioinformatic search among proteins from a proteomic study to determine possible molecular partners for gangliosides. Then, using different experimental techniques, we were able to find that the inhibitory effects of anti-ganglioside GD1a (antibodies αGD1a) on neurite outgrowth of DRGn are dependent on the expression of Tumor Necrosis Factor alpha receptor 1a (TNFR1a), which acts as a specific transducing moleculepartner for GD1a ganglioside. In addition, we performed an in sílico analysis of the 3D structure of the TNFR1a stalk region in order to identify potential interaction sites with GD1a ganglioside. This led to the identification of a TNFR1a mutant characterized by an aspartic acid substitutionfor alanine at position 165 which was able to prevent the signal transduction of specific αGD1a antibodies. We also identified that αGD1a antibodies (either specific or cross-reactive) activate RhoA through TNFR1a by an alternative mechanism to RhoGDI/RhoA displacement via the intracellular domain of this receptor. This led us to study another alternative signalling pathway related to RhoA activation. Another candidate found in the proteomic study and experimentally confirmed to participate in the inhibitory signalling pathway of anti-ganglioside antibodies, was the inhibitory type 2 alpha subunit of the heterotrimeric G protein (Gαi2). This protein`srole is to decrease intracellular cyclic AMP levels and consequently, protein kinase A, which exerts a negative modulatory effect on RhoA. We confirmedin DRGn that Gαi2 is involved in the inhibition of axonal outgrowth, the rapid collapse of the actin lamella and RhoA activation triggered by specific and cross-reactive αGD1a antibodies. On the other hand, we identified that Gαi is involved in the early decrease of GTPase Rac1 activity mediated by the αGD1a/GT1b antibody, which precedes the collapse of the actin lamella (RhoA-independent process). In conclusion, our results identify a new molecular mechanism of intracellular signalling related to the inhibitory effect of specific anti-GD1a antibodies on neurite outgrowth and nerve repair, which opens the possibility of developing new therapeutic strategies aimed to mitigate the degenerative damage present in a significant percentage of GBS patients. 2024-03-31 Fil: Báez, Bárbara Beatriz Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.

[ES] Desde hace décadas, la búsqueda y el desarrollo de tratamientos eficaces para hacer frente a la pérdida neuronal de las enfermedades neurodegenerativas han supuesto un gran desafío para la ciencia y la sociedad. La mayoría de las terapias actuales son paliativas y están basadas en la filosofía “un gen, una enfermedad, un fármaco”. Sin embargo, existen pocos estudios en los que se haya explorado el efecto sinérgico resultante de la combinación de diferentes estrategias terapéuticas para impedir esta degeneración neuronal. Esta Tesis Doctoral analiza y compara las propiedades neuroprotectoras a nivel celular y comportamental de tratamientos combinados de una terapia farmacológica con Noleiletanolamina (OEA) y de terapia celular con células madre, en un modelo de degeneración neuronal cerebelosa: el ratón mutante PCD. En primer lugar, el tratamiento exclusivo con OEA retrasa las alteraciones morfológicas y la muerte de las neuronas en degeneración, modula la neuroinflamación y restaura funciones motoras, cognitivas y sociales alteradas en este modelo animal. En segundo lugar, los tratamientos combinados evaluados no muestran de forma global una neuroprotección sinérgica respecto al tratamiento farmacológico exclusivo con OEA, salvo en el comportamiento motor. Estos resultados ponen en evidencia la complejidad de la patología neurodegenerativa y de sus posibles tratamientos. Lejos de apoyar el enfoque empírico como solución a largo plazo, estos resultados invitan a una investigación más consolidada de los mecanismos subyacentes a estos fenómenos biológicos. [EN] For decades, the search and development of effective treatments to stop the defining neuronal loss of neurodegenerative diseases have posed a great challenge for science and society. Most of the current therapies are palliative and based on the “one gene, one disease, one drug” philosophy. However, few studies addressed the synergistic effect driven by the combination of different therapeutic strategies to prevent this neuronal degeneration. In this Doctoral Thesis, the neuroprotective properties of combined treatments of a pharmacological therapy with oleoylethanolamide (OEA) and stem cell therapy are analyzed and compared at the cellular and behavioral levels in a model of cerebellar neuronal degeneration: the PCD mutant mouse. First, exclusive treatment with OEA delays morphological alterations and death of degenerating neurons, modulates neuroinflammation, and restores impaired motor, cognitive, and social functions in this animal model. Secondly, the combined treatments assessed do not fully exert a synergistic neuroprotection with respect to the exclusive pharmacological treatment of OEA, except for motor behavior. These findings highlight the complexity of neurodegenerative pathology and its potential treatments. Far from supporting the empirical approach as a long-term solution, these results call for more consolidated research of the mechanisms underlying these biological phenomena.

ANII: POS_NAC_2015_1_109485

[eng] Spinal cord injuries (SCI) are a major cause of paralysis in young adults. In this type of injuries recovery is impaired as adult central nervous system (CNS) axons fail to regenerate. This results from both a loss of intrinsic growing capacities in developmental axons when they mature, together with the presence of extrinsic factors hampering this regeneration, including a glial scar together with the production of growth-inhibitory molecules, as well as a lack of injury resolution leading to a chronic inflammation. Unfortunately, despite research efforts, current therapies for this type of injuries only lead to mild improvements and among them, activity-based therapies seem to raise above the others. Activity- based therapies try to induce recovery by increasing neuronal activity, however, a proper physiological and molecular characterization of the rationale behind their success is still missing. Neuronal activity has been described to regulate transcriptional and epigenetic mechanisms; moreover, it also alters neuronal secretion with an impact on cellular dialogues. These characteristics indicate neuronal activity may be modulating both of the CNS barriers for regeneration. During this doctoral thesis we aimed to explore the influence of neuronal activity on SCIs, hypothesizing specific neuronal activations were the principal responsible for success in activity-based therapies. Particularly, we studied the role of precise manipulations of neuronal activity, using optogenetic and chemogenetic tools, in axonal growth of stimulated neurons as well as the impact these activations could have on neuronal extrinsic signalling. Our results show that optogenetic and chemogenetic stimulations of neuronal activity enhanced growth in both regenerating and refractory to regenerate neurons. However, this growth was hampered by the inhibitory molecules present in the injured CNS and did not result in functional recovery in rodent models of SCI. Our data indicated that the growth induction in specifically stimulated neurons resulted from local adjustments rather than inducing a pro-regenerative transcriptional state, as seen by our gene expression analysis of regeneration-associated genes (RAGs). Altogether, our results suggest recovery in activity-based therapies derives from the summation of various forms of plasticity, induced by their simultaneous recruitment of several circuits. In parallel, we observed that these precise modulations of neuronal activity, while unable to alter the predominant environment after SCI, could initiate previously undescribed intricate cellular dialogues. Specifically, we found an increase in the chemokine CCL21 upon nociceptor activation which triggered the response of several cell types in the injury. In proprioceptors, this CCL21 was responsible for a growth induction after CCR7 activation, which required the MEK-ERK pathway as well as the modulation of the actin cytoskeleton. Meanwhile, the CCL21 interaction with CXCR3 in other cells effectively aborted this regeneration. All in all, our work reveals the existence of a complex plethora of synergic mechanisms, far from understood, contributing to the outcome of activity-based therapies and reinforces the need for further mechanistic studies which would allow the optimization of their success.

[spa] La migración celular adquiere especial relevancia durante el desarrollo embrionario y la regeneración tisular. Durante el desarrollo del individuo adulto, las células se multiplican, se diferencian y maduran, debiéndose de desplazar a sus regiones de destino mediante la migración. Una vez se ha formado el individuo adulto, estos tejidos de los que forman parte pueden sufrir daños, que conlleven a un estado alterado del mismo. En este proceso de regeneración del tejido en un intento de reestablecer la homeostasis tisular, la migración celular es fundamental. Por ellos, en esta tesis se analizan los factores mecánicos durante la migración celular en desarrollo cerebral y en regeneración neural, como una herramienta fundamental para entender estos procesos. En primer lugar, se analiza la idoneidad del uso de nanofibras de PLA 80/20 funcionalizadas con la quimiocina CXCL12 como sistema andamio para la migración de las células de la glía envolvente olfatoria (OECs). Las OECs migran mayores distancias sobre las nanofibras funcionalizadas, respondiendo así al gradiente quimiotáctico. Además, al sembrar las OECs y disponer las nanofibras funcionalizadas paralelas y suspendidas, nos aporta un buen sistema para trasplantar las células de forma direccionada en procesos de daño neural como terapia. En segundo lugar, se analiza el papel de los factores físicos en la migración y disposición de las células de Cajal-Retzius (CRcs) y de su origen migratorio. Se realizan mediciones mediante BIO-AFM del cerebro embrionario de ratón, obteniendo diferencias entre el palio y el subpalio. Estas diferencias determinan las tasas de migración diferenciales al trasplantar explantes de diversos orígenes fuera de su sitio habitual y analizar la migración de las CRcs. Además, las CRcs responden mediante entrada de calcio a la inhibición de canales catiónicos mecanosensibles, cambiando su tasa de migración.

Recent studies have shown that, when comparing multidigit numbers that differ in length (e.g., 2384-107), a decision is made considering length but also other attributes like the value of the initial digits (i.e., left-most digit/length congruity effect: faster responses to 2384-107 than to 2675-398). A non-solved issue is whether participants choose the number with more digits by exactly computing the number of digits in the string (e.g., 3 vs. 4) or whether they simply choose the perceptually larger item. In our first study participants were presented with pairs of different length numbers (3 vs. 4-digits) and were requested to decide which multidigit starts with a larger digit. Results showed more difficulties when the smaller digit was in the 4-digit length number, suggesting that length was automatically processed even although it was irrelevant for the task. In a second study, we presented participants with pairs of 3- and 4-digit-length numbers but obscured the processing of perceptual length by including a letter at the end of the 3-digit-length numbers (e.g., 8567-342M). Additionally, we manipulated the left-most-digit/length congruity effect and presented one string in each pair in a larger font than the other. Then we requested participants to do a physical size decision task. Together with an influence of the leftmost digit in the string, no effects of digit-length were observed, thus suggesting that the exact number of digits in the string is not processed automatically. It seems participants rely on perceptual information when comparing multidigit numbers that differ in length. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

ANII: POS_NAC_2018_1_151578

ANII: FCE_1_2011_1_5997 CSIC: I+D_2016_589

El hipocampo es una estructura del cerebro mamífero que juega un rol clave en la formación de memorias nuevas y mapas cognitivos. Recibe aferencias provenientes de la corteza entorrinal que llegan al giro dentado, la región de entrada al hipocampo, y contactan con las neuronas principales, las células granulares (GCs, del inglés Granule Cells). El giro dentado es una de las dos áreas del cerebro en donde ocurre la neurogénesis adulta. Las GCs que nacen en el adulto atraviesan un proceso de maduración de alrededor de 8 semanas en donde gradualmente cambian sus propiedades eléctricas intrínsecas y de conectividad. De este modo, el agregado continuo de neuronas en el giro dentado incrementa y estructura la variabilidad en la población. Una de las funciones asociadas al giro dentado del hipocampo, en la cual las GCs inmaduras tienen un rol, es la de separación de patrones, un procesamiento que involucra incrementar las diferencias entre patrones de actividad aferente similares. Nuestra hipótesis es que la heterogeneidad en las propiedades intrínsecas de las GCs de distintas edades que introduce la neurogénesis, resulta beneficiosa para la codificación y discriminación de estímulos realizada por la población, contribuyendo de esta manera a la función del giro dentado. Para explorar esta hipótesis, en esta tesis nos planteamos los siguiente objetivos: Estudiar la influencia de las propiedades intrínsecas de las GCs de distintas edades madurativas en la codificación de estímulos. Caracterizar la transformación estímulo-respuesta que realizan las GCs de distintas edades mediante modelos estadísticos. Decodificar estímulos empleando estos modelos estadísticos para revelar el impacto de la edad de las GCs en la representación de los mismos. Determinar cómo la heterogeneidad en una población de GCs contribuye a una tarea de discriminacion de estímulos. Para esto, empleamos un abordaje multidisciplinario combinando experimentos de electrofisiología en rodajas de hipocampo, herramientas de análisis de series temporales, conceptos de teoría de la información y modelos estadísticos. Con el fin de estudiar diferencias en la codificación de estímulos, realizamos experimentos de patch-clamp en GCs de distintas edades marcadas fluorescentemente en ratones transgénicos. Inyectamos corrientes de estimulación fluctuantes, al mismo tiempo que registramos la respuesta de voltaje y potenciales de acción. Este tipo de estímulos fluctuantes que producen respuestas fiables y con una estructura temporal rica, permitieron un análisis profundo de la estructura de las respuestas y la influencia de las propiedades intrínsecas. Hallamos que las GCs inmaduras producen respuestas más variables que las maduras, exhibiendo tiempos de disparo imprecisos y menos alineados con los estímulos. Luego, ajustamos modelos estadísticos que capturan el potencial de membrana subumbral y las respuestas de disparos de las GCs, obteniendo parámetros que reflejan las diferencias madurativas y sugieren que las GCs inmaduras realizan una codificación de estímulos diferente. Nuestro análisis indica que las GCs inmaduras tienen constantes temporales más largas, que contribuyen a hacer su respuesta más variable, y efectos refractarios de menor magnitud. A continuación, utilizamos los modelos de las GCs obtenidos para realizar la decodificación de estímulos y evaluar la influencia de la edad en su codificación. Reconstruyendo estímulos a partir de un conjunto dado de respuestas de GCs, evaluamos la calidad de las representaciones estimando el error en la reconstrucción y la información mútua. Realizando la decodificación con GCs individuales, encontramos que tanto la reconstrucción del estímulo como la información mútua mejoran con la edad madurativa de la GC. Estudiamos también la codificación realizada por poblaciones de GCs y la influencia de la heterogeneidad en las edades de la población. Inesperadamente, a pesar de la calidad inferior de las representaciones de las GCs inmaduras estudiadas individualmente, encontramos que la presencia de GCs inmaduras en una población mejora la fidelidad de la señal codificada. Por último, dado el rol del giro dentado en la separación de patrones, nos preguntamos si esta mejora en la representación podría contribuir a la discriminacion de estímulos similares. Entonces, dise~namos una tarea que consistió en discriminar entre estímulos correlacionados fluctuantes en el tiempo y encontramos que la heterogeneidad de edades madurativas en las poblaciones ayudan a esta discriminación. Los resultados obtenidos en esta tesis aportan al entendimiento de posibles mecanismos por los cuales las GCs del giro dentado contribuyen al procesamiento de información. Encontramos que las GCs inmaduras introducen un grado de heterogeneidad en la población que puede ser aprovechado para realizar una mejor representación de los estímulos aferentes y, a la vez, discriminarlos mejor. En un contexto más general, los resultados de esta tesis muestran que la heterogeneidad en las propiedades intrínsecas de las neuronas de una población puede cumplir un rol importante en la plasticidad de la representación de estímulos asociados a la función cerebral. The hippocampus is a structure of the mammalian brain that plays a key role in the formation of new memories and cognitive maps. It receives afferents from the entorhinal cortex that reach the dentate gyrus, the entrance region to the hippocampus, and contact the principal neurons, the granule cells (GCs). The dentate gyrus is one of the two areas of the brain where adult neurogenesis occurs. The GCs that are born in the adult undergo a maturation process of about 8 weeks where they gradually change their electrical intrinsic and connectivity properties. Thus, the continuous aggregation of neurons in the dentate gyrus increases and structures the variability in the population. One of the functions associated with the hippocampal dentate gyrus, in which immature GCs play a role, is pattern separation, a processing that involves increasing the differences between similar patterns of afferent activity. We hypothesize that the heterogeneity in the intrinsic properties of GCs of different ages introduced by neurogenesis is beneficial to the coding and discrimination of stimuli performed by the population, thus contributing to dentate gyrus function. To explore this hypothesis, in this thesis we set the following objectives: Study the influence of the intrinsic properties of GCs of different maturational ages on stimulus encoding. Characterize the stimulus-response transformation performed by GCs of different ages by using statistical models. Decode stimuli using these statistical models to reveal the impact of GC age on stimulus representation. Determine how heterogeneity in a population of GCs contributes to a stimulus discrimination task. To do these, we employed a multidisciplinary approach combining electrophysiology experiments on hippocampal slices, time series analysis tools, information theory concepts and statistical models. In order to study differences in stimulus encoding, we performed patch-clamp experiments on fluorescently labeled GCs of different ages in transgenic mice. We injected fluctuating stimulation currents, while recording the voltage response and action potentials. Such fluctuating stimuli that produce reliable responses with a rich temporal structure allowed an in-depth analysis of the structure of the responses and the influence of intrinsic properties. We found that immature GCs produce more variable responses than mature GCs, exhibiting imprecise and less stimulus-aligned firing times. We then fitted statistical models that captured the subthreshold membrane potential and spiking responses of the GCs, obtaining parameters that reflect maturational differences and suggest that immature GCs perform different stimulus encoding. Our analysis indicates that immature GCs have weaker refractory effects and longer time constants, which contribute to making their responses more variable. We then used the obtained GC models to perform stimulus decoding and evaluate the influence of age on their representation. Reconstructing stimuli from a given set of GC responses, we evaluated the quality of the representations by estimating the reconstruction error and the mutual information. Performing decoding with individual GCs, we found that both stimulus reconstruction and mutual information improve with GC age. We also studied the encoding performed by populations of GCs and the influence of age heterogeneity in the population. Unexpectedly, despite the inferior quality of the representations of immature GCs when studied individually, we found that the presence of immature GCs in a population improves the fidelity of the encoded signal. Finally, given the role of the dentate gyrus in pattern separation, we wondered whether this improved representation might contribute to the discrimination of similar stimuli. We then designed a task that consisted in discriminating between time-fluctuating correlated stimuli and found that age heterogeneity in the populations aids this discrimination. The results obtained in this thesis contribute to the understanding of possible mechanisms by which the GCs of the dentate gyrus help information processing. We find that immature GCs introduce a degree of heterogeneity in the population that can be leveraged to perform a better representation of afferent stimuli and, at the same time, discriminate them better. In a more general context, the results of this thesis show that heterogeneity in the intrinsic properties of neurons in a population can play an important role in the plasticity of stimulus representation associated with brain function. Fil: Arribas, Diego Martín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Introduction: The entorhinal cortex is among the earliest areas involved in Alzheimer’s disease. Volume reduction and neural loss in this area have been widely reported. Human entorhinal cortex atrophy is, in part, due to neural loss, but microglial and/or astroglial involvement in the different layers remains unclear. Additionally, -omic approaches in the human entorhinal cortex are scarce. Methods: Herein, stereological layer-specific and proteomic analyses were carried out in the human brain. Results: Neurodegeneration, microglial reduction, and astrogliosis have been demonstrated, and proteomic data have revealed relationships with up- (S100A6, PPP1R1B, BAG3, and PRDX6) and downregulated (GSK3B, SYN1, DLG4, and RAB3A) proteins. Namely, clusters of these proteins were related to synaptic, neuroinflammatory, and oxidative stress processes. Discussion: Differential layer involvement among neural and glial populations determined by proteinopathies and identified proteins related to neurodegeneration and astrogliosis could explain how the cortical circuitry facilitates pathological spreading within the medial temporal lobe., Introducción La corteza entorrinal se encuentra entre las primeras áreas involucradas en la enfermedad de Alzheimer. La reducción de volumen y la pérdida neural en esta área han sido ampliamente reportadas. La atrofia de la corteza entorrinal humana se debe, en parte, a la pérdida neural, pero la participación microglial y/o astroglial en las diferentes capas sigue sin estar clara. Además, los enfoques -ómicos en la corteza entorrinal humana son escasos. Métodos En este documento, se llevaron a cabo análisis proteómicos y específicos de capa estereológica en el cerebro humano. Resultados Se ha demostrado la neurodegeneración, la reducción microglial y la astrogliosis, y los datos proteómicos han revelado relaciones con proteínas reguladas al alza (S100A6, PPP1R1B, BAG3 y PRDX6) y a la baja (GSK3B, SYN1, DLG4 y RAB3A). Es decir, los grupos de estas proteínas estaban relacionados con procesos de estrés oxidativo, neuroinflamatorio y sináptico. Discusión La participación de capas diferenciales entre poblaciones neurales y gliales determinada por proteinopatías y proteínas identificadas relacionadas con la neurodegeneración y la astrogliosis podría explicar cómo el circuito cortical facilita la propagación patológica dentro del lóbulo temporal medial.

Tesis (Doctor en Neurociencias) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2021 RESUMEN La enfermedad de Parkinson (EP) es un trastorno neurodegenerativo causado por la degeneración de las neuronas dopaminérgicas nigroestriatales. Por su desconocida etiología, las opciones terapéuticas apuntan a restaurar la estimulación de los receptores para dopamina en el estriado. La administración de L-DOPA es la terapia más utilizada dado que tiene importantes beneficios sintomáticos en etapas tempranas de la enfermedad. Sin embargo, con grados avanzados de neurodegeneración, comienzan a aparecer complicaciones motoras adicionales como discinesias inducidas por L-DOPA y fluctuaciones motoras. En este contexto, la identificación de nuevos blancos terapéuticos constituye un campo activo de investigación. Ademas de la dopamina, la acetilcolina es otro importante neuromodulador de la actividad estriatal, cuya disponibilidad se ve afectada por la degeneración dopaminérgica y el tratamiento con L-DOPA. De hecho, la administración de anticolinérgicos (antagonistas de receptores muscarínicos), era la opción terapéutica preferida antes del descubrimiento de la L-DOPA, aunque su utilidad clínica se ve limitada por su acción sobre receptores colinérgicos extraestriatales que resulta en efectos secundarios adversos. Así, las nuevas terapias antiparkinsonianas basadas en sitios colinérgicos deberían dirigirse específicamente al estriado. La principal fuente de acetilcolina estriatal son las interneuronas colinérgicas estriatales (ICE), que exhiben actividad tónica intrínseca. Trabajos previos del laboratorio reportaron que las ICE se encuentran hiperexcitables en un modelo de roedor de la EP y estudios recientes encontraron que controlar selectivamente su actividad tiene efectos antiparkinsonianos y antidiscinéticos. Sin embargo, los mecanismos que subyacen a la actividad aberrante de las ICE en etapas avanzadas de la EP luego de un tratamiento con L-DOPA continúan desconocidos. En esta tesis se utilizaron herramientas de electrofisiología in vitro para caracterizar los cambios en excitabilidad y actividad espontánea intrínseca de las ICE en ratones con parkinsonismo experimental tratados con L-DOPA, con el objetivo último de identificar blancos moleculares para modular su actividad. Se encontró que las ICE muestran aumentos de excitabilidad y actividad espontánea con patrones oscilatorios de tipo salva-pausa luego del tratamiento crónico con L-DOPA que son causados por cambios en la señalización del receptor para dopamina D5 que persisten durante el período “off” L-DOPA (cuando los niveles de L-DOPA en plasma y de dopamina estriatal son bajos). Las oscilaciones son mediadas por un aumento de la corriente de potasio inward-rectifier (Kir) y una disminución de una corriente de leak, que resulta en la aparición de una zona de pendiente negativa en la curva corriente-voltaje (I-V) que desestabiliza el potencial de membrana y causa la 4 oscilación. Por otro lado, se describió el rol de los canales de potasio delayed-rectifier Kv7 en la excitabilidad y actividad tónica de las ICE, dado que estos canales son un blanco atractivo para controlar la actividad de las ICE por ser modulados con farmacología aprobada clínicamente. Los resultados de esta tesis permiten entender mejor los efectos de la señalización colinérgica estriatal en la EP luego del tratamiento crónico con L-DOPA y sugieren que terapias dirigidas a reestablecer su actividad normal podrían tener importantes beneficios terapéuticos. Así, los receptores D5, los canales Kir y canales de leak aparecen como potenciales blancos terapéuticos para el tratamiento de la EP, mientras que los canales Kv7 surgen como blancos moleculares alternativos para controlar la actividad de las ICE. 2023-07-31 Fil: Paz, Rodrigo Manuel. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Fil: Paz, Rodrigo Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; Argentina. Fil: Murer, Gustavo. Universidad Nacional de Buenos Aires; Argentina. Fil: Murer, Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; Argentina. Fil: Anastasia González, Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina. Fil: Rela, Lorena. Universidad Nacional de Buenos Aires; Argentina. Fil: Rela, Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Hoyssay; Argentina.

The aim of this work is to investigate the human nociceptive system at the peripheral level. Researchers are still debating how the pain perception arises from this very intricate network. The human perception is the most elusive part of our knowledge since different subsystems are involved. The external information such as noxious stimuli must be processed at the peripheral level and through signal cascades and transduction this signal must reach the brain. At the brain level the information is processed and some decisions are taken, such as the well-known fight-or-flight response. In the introduction, the author describes how the human nociceptive system works and in which way the noxious stimulus is converted into a signal understandable by the brain. Several cortical and subcortical areas are involved in this signal processing and going deeper in this assembly line the information becomes more abstracted. The whole pathway is fundamental for pain perception, however some diseases start at the peripheral level. This in turn makes wrong signals reaching the brain. The brain is then processing information that are not real and the responses do not suit with the needs. Therefore, the peripheral system must be investigated and understood firstly, since some central diseases may have a peripheral component as well. With this purpose in mind the microneurography technique has been used. This technique has got some complexity and a computer-aided system must be implemented. The hardware aims to filter out the noisy signal and perform recording and stimulation of the neural fibers. The software is instead used to make the stimulation and recording as automatic as possible in a way that researchers do not have to deal with a lot of parameters and steps to carry out this powerful but also time consuming technique. Some software are already available in the market however even if they work fine with slow conduction fibers such as C-fibers they cannot cope with faster neurons (e.g. Aδ fibers). The aim of this work is to create a software (i.e. SPiike) able to stimulate and record every type of fibers implementing advanced analysis technique as well. Furthermore, considering that some in vivo experiments have been pursued within the project to check the functionality of the software, more specifically in rats and mice, the comparison between human nociceptors and mouse nociceptors is depicted in this section. In the method section, the experimental approach is described step by step. This is composed by several systems that work together for the stimulation, recording and analysis of the neural fibers. The control and acquisition module is composed by the software and a data acquisition board that trigger the stimulator and record the filtered signal. The stimulation module is composed by a stimulator that can be tuned as wish through dedicated knobs. Then the stimulus is delivered to the animal model (or the human patient) and the signal is recorded though a microelectrode inserted into the sciatic nerve. The amplification module is filtering out the noisy signal and is feeding a audio monitor for helping the researcher during the insertion of the electrode inside the nerve and it provides support during the whole experiment giving insights on fiber discharges. In this section the whole setup is described in details as well as the devices needed for the recording. Furthermore, the software development that is the core of this project is described as well, with all the considerations that must be considered during coding. Indeed, the flow chart must be followed methodically in order to minimize bugs and errors that may arise in the final product. Thus a description of the compiler and the Matlab IDE is given along with system and software requirements for the making of the SPiike software. Eventually the explanation of embedded functionalities and capabilities of SPiike is depicted in the final part of this section. This software is indeed able to stimulate slow conducting fibers as well as faster ones, and enhanced analysis techniques such as supervised machine learning are implemented. In the results section, the graphical user interface of the Spiike software is reveled. It resembles the one of another software already available in the market, with a filtered signal and a raster plot embedded on it. However, this software is more user-friendly and it accounts with icons and drop-down menus that enhance the experience of the users during the use of the tool, making their interactions smooth and intuitive. The SPiike software is subdivide into two different tools, a recording module and a analysis module. The former allows the stimulation and recording of neural fibers with a stimulation frequency up to 1000Hz and some online analysis can be conducted to have insights on fibers type and behavior. The analysis module is instead a more powerful analysis environment that can retrieve the dataset recorded with the other module or with the LabChart software. Advanced analysis techniques are implemented in this module, this is meant to speed up fiber classification and analysis. Conclusion and discussion provide a overview on some results. These will be compared to those obtainable through other software available in the market. In this section, pros and cons of the new implemented software, SPiike, will be described as well.

[spa] Las mitofusinas 1 y 2 son unas GTPasas que se encuentran en la membrana mitocondrial externa, donde llevan a cabo el proceso de fusión mitocondrial. La existencia de mutaciones en Mfn2 es la principal causa de la enfermedad de Charcot- Marie-Tooth tipo 2A, un grupo de distintas neuropatías caracterizadas por degeneración axonal. Por otro lado, otras alteraciones en Mfn2 también han sido descritas en múltiples enfermedades neurodegenerativas crónicas, en episodios traumáticos agudos como accidentes cerebrovasculares e incluso otras enfermedades no neurológicas como las cardiometabólicas. Un gran número de estudios han demostrado que Mfn2 está relacionada con la regulación del metabolismo y la bioenergética mitocondrial, ya que su supresión afecta negativamente ambos procesos y su sobreexpresión los estimula. Dado el papel del metabolismo mitocondrial en la fisiopatología de estas enfermedades, entender el mecanismo por el que Mfn2 regula la bioenergética mitocondrial resulta de gran importancia. En esta tesis se demostró que la activación de la bioenergética mitocondrial por parte de Mfn2 requiere su localización en el retículo endoplasmático (RE) y es independiente a su función como proteína de fusión mitocondrial. A diferencia de Mfn1, Mfn2 se encuentra presente en el RE, concretamente en las membranas asociadas con las mitocondrias. Los contactos entre ambos orgánulos son de vital importancia en las células, ya que, entre otras funciones esenciales, crean micro-dominios que permiten la transferencia de Ca2+ del RE hacia las mitocondrias. Por su parte, el Ca2+ captado por las mitocondrias estimula diferentes enzimas del metabolismo mitocondrial y complejos encargados de mantener la bioenergética mitocondrial. En esta tesis, se observó que células carentes de Mfn2 también manifiestan defectos en la homeostasis del Ca2+ y en el mantenimiento de los contactos RE-mitocondrias. Mediante el uso de un enlazador artificial que mimetiza la función enlazadora de Mfn2 o diferentes formas de Mfn2 dirigidas a ambos orgánulos, se determinó que Mfn2 actúa como complejo enlazador de RE y mitocondrias, propiciando la formación de contactos óptimos para la transferencia de Ca2+ del RE a las mitocondrias. A su vez, el restablecimiento de la captación de Ca2+ por las mitocondrias gracias a la función enlazadora de Mfn2 fue capaz de estimular la bioenergética mitocondrial, definiendo de este modo un mecanismo por el cual Mfn2 regula la bioenergética mitocondrial a través de los contactos RE-mitocondria. La relevancia fisiológica de estos resultados se mostró en dos procesos neuronales. Por un lado, la falta de Mfn2 provocó alteraciones en el crecimiento neurítico y la formación de espinas dendríticas durante el periodo de desarrollo neuronal en modelos in vivo de ratón knockout para Mfn2. Estas alteraciones, fueron rescatadas in vitro mediante el enlazador artificial de RE-mitocondrias. Usando distintas formas de Mfn2 dirigidas específicamente a RE o mitocondria, se determinó que el mecanismo por el cual Mfn2 regula la bioenergética a través de los contactos RE-mitocondrias podría ser esencial durante el desarrollo neuronal para un correcto crecimiento y ramificación de sus neuritas. Por otro lado, el restablecimiento de los contactos RE-mitocondria protegió contra la excitotoxicidad. Mfn2 destaca también por su capacidad neuroprotectora frente diferentes tipos de lesiones como daño al ADN, estrés oxidativo o privación de iones K+. Frente a una sobreactivación persistente de los receptores de NMDA, acontece un aumento continuo y acusado de Ca2+ intracelular que desencadena en muerte neuronal. Durante este proceso, los niveles de Mfn2 decrecen, hecho que correlaciona con una mayor predisposición neuronal a la apoptosis. En este estudio, se determinó que la función enlazadora de Mfn2 podría estar relacionada con el reclutamiento de Bax hacia las mitocondrias, hecho típicamente definitorio de un proceso apoptótico. De este modo, se propone este mecanismo como una potencial diana terapéutica en procesos patológicos como los accidentes cerebrovasculares isquémicos, en los cuales aparecen eventos excitotóxicos y los niveles de Mfn2 se ven reducidos.

In this work what will be done is to analyze the exercise "Neutron star classifier" for this, the first thing will be presented a brief introduction of our proposed exercise, then we will carry out the basic concepts of a neural network since it is the one chosen for the resolution of this exercise, but this is classified by artificial neural networks according to the network topology and networks according to the learning method, where it has been seen to be convenient to do it with the multilayer neural network - multilayer perceptron, then you will have the data cleaning, transformation of cases, selection of cases, selection of a data language as well as the packages, framework libraries that will be used, to then carry out the execution of the training technique, trained model, verification phase, analysis of the results and analysis of the client; finally come to conclusions., En este trabajo lo que se realizará es analizar el ejercicio “Clasificador de estrellas de Neutrones” para ello lo primero se expondrá una breve introducción de nuestro ejercicio planteado seguidamente realizaremos los conceptos básicos de un red neuronal ya que es el escogido para la resolución del presente ejercicio, pero este está clasificado por redes neuronales artificiales según la topología red y redes según el método de aprendizaje, donde se ha visto por conveniente realizarlo con la red neuronal multicapa – perceptrón multicapa, después se tendrá la limpieza de datos, transformación de casos, selección de casos, selección de un lenguaje de datos así mismo los paquetes, librerías framework que se utilizará, para seguidamente realizar la ejecución de la técnica de entrenamiento, modelo entrenado fase de comprobación , análisis de los resultados y análisis del cliente; finalmente llegar a las conclusiones.

In this work what will be done is to analyze the exercise "Neutron star classifier" for this, the first thing will be presented a brief introduction of our proposed exercise, then we will carry out the basic concepts of a neural network since it is the one chosen for the resolution of this exercise, but this is classified by artificial neural networks according to the network topology and networks according to the learning method, where it has been seen to be convenient to do it with the multilayer neural network - multilayer perceptron, then you will have the data cleaning, transformation of cases, selection of cases, selection of a data language as well as the packages, framework libraries that will be used, to then carry out the execution of the training technique, trained model, verification phase, analysis of the results and analysis of the client; finally come to conclusions. En este trabajo lo que se realizará es analizar el ejercicio “Clasificador de estrellas de Neutrones” para ello lo primero se expondrá una breve introducción de nuestro ejercicio planteado seguidamente realizaremos los conceptos básicos de un red neuronal ya que es el escogido para la resolución del presente ejercicio, pero este está clasificado por redes neuronales artificiales según la topología red y redes según el método de aprendizaje, donde se ha visto por conveniente realizarlo con la red neuronal multicapa – perceptrón multicapa, después se tendrá la limpieza de datos, transformación de casos, selección de casos, selección de un lenguaje de datos así mismo los paquetes, librerías framework que se utilizará, para seguidamente realizar la ejecución de la técnica de entrenamiento, modelo entrenado fase de comprobación , análisis de los resultados y análisis del cliente; finalmente llegar a las conclusiones.

Armando, N. G. (2021). Caracterización de los mecanismos celulares y componentes moleculares involucrados en la señalización y el tráfico del CRHR2α en entornos neuronales. (Tesis de doctorado). Universidad Nacional de Quilmes, Bernal, Argentina. La hormona liberadora de la corticotrofina (CRH) y sus péptidos relacionados, las urocortinas (UCNs) ejercen un rol clave en la respuesta neuroendocrina y comportamental frente al estrés. CRH regula la actividad en el eje hipotalámico-pituitario-adrenal (HPA) y además se encuentra ampliamente distribuido en el sistema nervioso central donde funciona como un neuromodulador, integrando aspectos comportamentales y afectivos de la respuesta a estrés. Por otro lado, las UCNs también se encuentran en el sistema nervioso central, pero su expresión es más restringida en comparación con CRH. Se ha demostrado que la desregulación del sistema CRH/CRHR1, se encuentra asociada a patologías relacionadas con el estrés, la ansiedad y la depresión. Sin embargo, este sistema cuenta también con un receptor de alta afinidad para las UCNs, el CRHR2. Este receptor y el accionar de sus ligandos es un terreno que se encuentra en exploración y del que aún se conoce poco. Tanto el CRHR1 como el CRHR2 son receptores acoplados a proteínas G (GPCRs) de clase B. Los GPCRs son los mediadores de las respuestas celulares a una gran cantidad de estímulos, lo que los convierte en blanco del estudio de nuevos fármacos para el tratamiento de muchas patologías. Respecto al accionar de los GPCRs, existe una vía canónica donde se acoplan a proteínas G heterotriméricas que, a su vez, desatan la regulación de múltiples proteínas efectoras. Hoy en día se conoce un nuevo paradigma en la señalización de los GPCRs que involucra mecanismos independientes de las proteínas G y la señalización desde endosomas luego de la internalización del receptor. Recientemente, nuestro laboratorio demostró que el CRHR1 mediante la activación por CRH, cumple con el nuevo paradigma en la señalización de los GPCRs. Se sabe que la activación de los receptores de CRH produce un incremento de los niveles intracelulares de AMPc (de sus siglas Adenosín Monofosfato Cíclico), la consecuente activación de la quinasa de proteína A (PKA) y la entrada de calcio. Nuestro laboratorio ha demostrado que el CRHR1 estimulado por CRH, activa ERK1/2 en dos fases mediante mecanismos diferentes y presenta una señalización sostenida de la respuesta de AMPc mediada por una adenilil ciclasa soluble (sAC) en entornos neuronales. La fase más tardía de ERK1/2 en este entorno celular depende de la endocitosis y se efectúa desde los endosomas. Decidimos ampliar estos conocimientos al otro receptor de CRH en el cerebro, el CRHR2α. En este trabajo nos focalizamos en estudiar con profundidad las vías de señalización activadas por el CRHR2α en un entorno celular neuronal ya que la mayoría de los trabajos con los que contamos hoy en día se han realizado en líneas celulares periféricas. Para responder a esto, generamos un sistema celular utilizando la línea celular neuronal hipocampal de ratón HT22 que expresa de manera estable el CRHR2α. Por otro lado, de manera comparativa, utilizamos las células de insulinoma de ratón MIN6 que expresan los receptores de CRH de manera endógena y que corresponden a un entorno celular periférico (células β pancreáticas). En primer lugar, utilizando diferentes herramientas de biología molecular, describimos el perfil de activación de ERK1/2 al estimular el CRHR2α utilizando diferentes ligandos. A su vez, demostramos que el ERK1/2 se activa río abajo del AMPc que proviene de ambas fuentes generadoras (tmACs y sAC) en el entorno celular hipocampal, mientras que en las células MIN6, el perfil de activación de ERK1/2 es similar pero la estimulación del CRHR2α no evoca la respuesta del segundo mensajero. Caracterizamos además la respuesta de Akt y de CREB gatillada por las UCNs mediante el CRHR2α, siendo la fosforilación de Akt dependiente sólo del AMPc generado por sAC, y CREB dependiente de ambas fuentes de AMPc. Por otro lado, las UCNs son capaces de generar un aumento en la actividad de PKA en las células HT22-CRHR2α. El aumento en la fosforilación tanto de CREB como de ERK1/2 dependen de esta quinasa, mientras que sobre Akt tiene un efecto inhibitorio. A su vez describimos la inducción en la expresión de c-fos generada por ambos receptores de CRH, tanto en las células HT22 como el cultivo primario de neuronas de hipocampo y de corteza. En segundo lugar, observamos cambios morfológicos en las células HT22-CRHR2α evocados por la activación del CRHR2α dependiente del ligando, ya que las UCN1 y 3 son capaces de generarlos mientras que la UCN2 no tiene esta capacidad. Sólo el AMPc generado por sAC participa en este proceso de diferenciación, así como también participa la PKA/CREB y probablemente c-fos. Finalmente, nos propusimos estudiar el tránsito del CRHR2α en las células HT22. Observamos un comportamiento particular, donde en condiciones basales el receptor se encuentra mayormente dentro de la célula, luego de 6 minutos de estímulo la cantidad en membrana aumenta y luego de 30 minutos vuelve a niveles basales. En base a este resultado profundizamos el estudio en la endocitosis y el reciclado del receptor, donde al bloquear ambos procesos, aumenta la activación de ERK1/2 y disminuye la de Akt, lo que nos sugiere un posible crosstalk entre estos efectores.

The widespread distribution of heteroreceptor complexes with allosteric receptor-receptor interactions in the CNS represents a novel integrative molecular mechanism in the plasma membrane of neurons and glial cells. It was proposed that they form the molecular basis for learning and short-and long-term memories. This is also true for drug memories formed during the development of substance use disorders like morphine and cocaine use disorders. In cocaine use disorder it was found that irreversible A2AR-D2R complexes with an allosteric brake on D2R recognition and signaling are formed in increased densities in the ventral enkephalin positive striatal-pallidal GABA antireward neurons. In this perspective article we discuss and propose how an increase in opioid heteroreceptor complexes, containing MOR-DOR, MOR-MOR and MOR-D2R, and their balance with each other and A2AR-D2R complexes in the striatal-pallidal enkephalin positive GABA antireward neurons, may represent markers for development of morphine use disorders. We suggest that increased formation of MOR-DOR complexes takes place in the striatal-pallidal enkephalin positive GABA antireward neurons after chronic morphine treatment in part through recruitment of MOR from the MOR-D2R complexes due to the possibility that MOR upon morphine treatment can develop a higher affinity for DOR. As a result, increased numbers of D2R monomers/homomers in these neurons become free to interact with the A2A receptors found in high densities within such neurons. Increased numbers of A2AR-D2R heteroreceptor complexes are formed and contribute to enhanced firing of these antireward neurons due to loss of inhibitory D2R protomer signaling which finally leads to the development of morphine use disorder. Development of cocaine use disorder may instead be reduced through enkephalin induced activation of the MOR-DOR complex inhibiting the activity of the enkephalin positive GABA antireward neurons. Altogether, we propose that these altered complexes could be pharmacological targets to modulate the reward and the development of substance use disorders. Yes

La quimioterapia es uno de los tratamientos con mayor efectividad contra el cáncer, sin embargo, estudios epidemiológicos han revelado trastornos cognitivos provocados por este régimen terapéutico. Aquellos trastornos afectan diferentes dominios como la memoria, la velocidad de procesamiento, la capacidad de aprendizaje, la función ejecutiva, entre otros. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto neuroprotector y los cambios en la complejidad del árbol dendrítico en neuronas inducidos por extractos de plantas nativas de Colombia de las especies Tillandsia usneoides y Lippia alba expuestas a agentes quimioterapéuticos. Estos extractos fueron evaluados en neuronas de cultivo primario extraídas de embriones de ratas Wistar de 18 días (E18). Se estableció el efecto dosis- respuesta para obtener la concentración letal 50 (IC50). Con este ensayo se fijó un rango seguro de concentraciones de los extractos para evaluar en las neuronas. Se evaluó el efecto neuroprotector en pretratamiento con cada extracto por 24 horas, y un post tratamiento con los fármacos doxorrubicina y ciclofosfamida por 24 horas, al final se determinó la viabilidad con la técnica MTT. Adicionalmente, se observó el efecto de los extractos sobre la complejidad del árbol dendrítico de neuronas, para lo cual se evaluó la proteína asociada a microtúbulos (MAP2) mediante la técnica de inmunocitoquímica. Posteriormente, se realizaron ensayos de sinergia y antagonismo de los extractos con los quimioterapéuticos en la línea celular de neuroblastoma (SHY5Y). Para lo cual se diseñaron los siguientes modelos: pretratamiento, postratamiento y co-tratamiento con cada extracto por 24 horas y con los fármacos doxorrubicina y ciclofosfamida por el mismo tiempo. El co-tratamiento se mantuvo por períodos de 24 y 48 horas. Los resultados muestran un aumento de la complejidad del árbol dendrítico inducido por el tratamiento con las fracciones de Tillandsia usneoides en solvente de acetato de etilo e hidroetanólico a las concentraciones de 1 g/mL y 0.03 g/mL respectivamente. Para Lippia alba el efecto se observó a la concentración de 0.01 g/mL e indujo aumento de dicha complejidad. También se evidenció efecto sinérgico del extracto de Lippia alba a la concentración de 1 y 3 g/mL con doxorrubicina a 1 x 10 4 µM. Estos resultados permiten ampliar el panorama del conocimiento acerca de las especies Tillandsia usneoides y Lippia alba, hasta el momento no descritas en la literatura, como promisorias inductoras de la plasticidad estructural en neuronas. Colciencias Banco Mundial Chemotherapy is one of the most effective treatments against cancer, however, epidemiological studies have revealed cognitive disorders caused by therapeutic regimen. Those disorders affect different domains such as memory, processing speed, learning ability, and executive function, among others. Therefore, the aim of the work was to evaluate the neuroprotective effect and the changes in the complexity of the dendritic tree in neurons induced by extracts of native plants of Colombia of the species Tillandsia usneoides and Lippia alba. These extracts were evaluated in primary culture neurons extracted from 18- day-old Wistar rat embryos (E18). It was established the dose-response effect to obtain the lethal concentration 50 (IC50). With this assay, a safe range of concentrations of the extracts was set to evaluate in neurons. The neuroprotective effect was evaluated in pre-treatment with each extract for 24 hours, and a post-treatment with the drugs doxorubicin and cyclophosphamide for 24 hours; at the end, the viability was determined with the MTT technique. Additionally, it was observed the effect of the extracts on the complexity of the dendritic tree of neurons, for which it was evaluated the protein associated to microtubules (MAP2) through the immunocytochemistry technique. Later, synergy and antagonism trials of the extracts with the chemotherapeutics were carried out in the SHY5Y neuroblastoma cell line. For this purpose, the following models were designed: pre-treatment, post-treatment and co-treatment with each extract for 24 hours and with the drugs doxorubicin and cyclophosphamide for the same time. The co-treatment was maintained for periods of 24 and 48 hours. The results show an increase in the complexity of the dendritic tree induced by the treatment with the fractions of Tillandsia usneoides in ethyl-acetate and hydroethanolic at the concentrations of 1 ug/mL and 0.03 ug/mL respectively. The Lippia alba effect was observed at the concentration of 0.01 g/mL. Synergic effect of Lippia alba extract was also evidenced at the concentration of 1 and 3 ug/mL with doxorubicin at 1 x 10 4 µM. These results allow extending the panorama of knowledge about Tillandsia usneoides and Lippia alba species, until now not described in literature, as promising inducers of structural plasticity in neurons. Magíster en Ciencias Biológicas Maestría https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/EnRecursoHumano/inicio.do

Fil: Um, Ki Bum. Universidad Sungkyunkwan. Facultad de Medicina. Departamento de fisiología; República de Corea Fil: Hahn, Suyun. Universidad Sungkyunkwan. Facultad de Medicina. Departamento de fisiología; República de Corea Fil: Kim, So Woon. Universidad Sungkyunkwan. Facultad de Medicina. Departamento de fisiología; República de Corea Fil: Lee, Yoon Je. Universidad Sungkyunkwan. Facultad de Medicina. Departamento de fisiología; República de Corea Fil: Birnbaumer, Lutz. Pontificia Universidad Católica Argentina. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina Fil: Kim, Hyun Jin. Universidad Sungkyunkwan. Facultad de Medicina. Departamento de fisiología; República de Corea Fil: Kim, Hyun Jin. Centro Médico Samsung. Instituto de Investigación Biomédica de Samsung; República de Corea Fil: Park, Myoung Kyu. Universidad Sungkyunkwan. Facultad de Medicina. Departamento de fisiología; República de Corea Fil: Park, Myoung Kyu. Centro Médico Samsung. Instituto de Investigación Biomédica de Samsung; República de Corea Abstract: Midbrain dopamine (DA) neurons are slow pacemakers that maintain extracellular DA levels. During the interspike intervals, subthreshold slow depolarization underlies autonomous pacemaking and determines its rate. However, the ion channels that determine slow depolarization are unknown. Here we show that TRPC3 and NALCN channels together form sustained inward currents responsible for the slow depolarization of nigral DA neurons. Specific TRPC3 channel blockade completely blocked DA neuron pacemaking, but the pacemaking activity in TRPC3 knock-out (KO) mice was perfectly normal, suggesting the presence of compensating ion channels. Blocking NALCN channels abolished pacemaking in both TRPC3 KO and wild-type mice. The NALCN current and mRNA and protein expression are increased in TRPC3 KO mice, indicating that NALCN compensates for TRPC3 currents. In normal conditions, TRPC3 and NALCN contribute equally to slow depolarization. Therefore, we conclude that TRPC3 and NALCN are two major leak channels that drive robust pacemaking in nigral DA neurons.

[ES] El objetivo principal de este trabajo de Fin de Master ha consistido en el estudio teórico del efecto de la expresión de un canal de sodio bacteriano (NaChBac) sobre la excitabilidad de diferentes tipos de neuronas que presentan oscilaciones gamma. Para ello, se ha desarrollado un modelo matemático y un software computacional que ha permitido simular ocho tipos diferentes de neuronas que presentan dichas oscilaciones. La morfología de las neuronas simuladas consiste en varias secciones que incluyen dendritas apicales, soma, axón y dos (en algunos casos) y seis (en otras) bifurcaciones finales que corresponden al árbol de terminaciones neuronales. Para cada una de ellas se llevaron a cabo simulaciones de dos tipos: control (sin expresión del canal NaChBac) y con canal NaChBac expresado. En una de las neuronas simuladas se ha utilizado electroestimulación que consistió en inyección directa de corriente intracelular, mientras que en aquellas que presentan auto-oscilaciones se ha dejado que sean ellas las que desarrollen actividad espontanea sin estimularlas mediante impulsos externos de corriente. Para llevar a cabo las simulaciones con los canales NaChBac expresados distinguiendo entre neuronas con y sin actividad espontanea, se realizó un análisis de la influencia de la conductancia máxima de los canales NaChBac a fin de escoger aquellas cuyo comportamiento resulta más similar a las neuronas reales. Tras observar el comportamiento de todas las neuronas simuladas, se escogió la neurona 4 (célula piramidal de bursting intrínseco) para llevar a cabo la estimulación eléctrica externa y llevar a cabo un análisis de la curva amplitud-duración el estímulo y se comparó la curva amplitud-duración de dicha neurona con y sin expresión del canal NaChBac. Tras simular y analizar el comportamiento de los ocho tipos de neurona con un árbol de dos ramificaciones de terminales sinápticos, se llevo a cabo un modelo matemático más complejo con seis bifurcaciones. Se repitieron las simulaciones y los análisis en estas nuevas neuronas morfológicamente más complejas, en particular de la neurona 2 (célula piramidal superficial de bursting rítmico rápido) y la citada neurona 4, ya que ´estas eran las neuronas que presentaban m´as diferencias entre su comportamiento sin y con expresión del canal NaChBac. Los resultados obtenidos muestran que el canal NaChBac altera en diferente medida el comportamiento de las neuronas, en función de si estas tienen una baja, media o alta auto-excitabilidad, alterando el canal en mayor medida las neuronas que presentan autoexcitabilidad media, y en menor medida aquellas que tienen una alta auto-excitabilidad llegando hasta el límite de la excitabilidad de la neurona, y alterando de forma ligera o nula el comportamiento de las neuronas con una baja auto-excitabilidad. Así se puede concluir que el canal NaChBac sí altera el comportamiento de las neuronas con oscilaciones gamma en diferentes grados que dependen del tipo de neurona, aumentando por regla general la excitabilidad (inducida o espontanea) de las mismas., [CA] L’objectiu principal d’este treball de Fi de M`aster ha consistit en l’estudi te`oric de l’efecte de l’expressi´o d’un canal de sodi bacteri`a (NaChBac) sobre l’excitabilitat de diferents tipus de neurones que presenten oscil·lacions gamma. Per a aix`o, s’ha desenrotllat un model matem`atic i un programari computacional que ha perm´es simular huit tipus diferents de neurones que presenten les dites oscil·lacions. La morfologia de les neurones simulades consistix en diverses seccions que inclouen dendrites apicals, soma, `axon i dos (en alguns casos) i sis (en altres) bifurcacions finals que corresponen a l’arbre de terminacions neuronals. Per a cada una d’elles es van dur a terme simulacions de dos tipus: control (sense expressi´o del canal NaChBac) i amb canal NaChBac expressat. En una de les neurones simulades s’ha utilitzat electroestimulaci´o que va consistir en injecci´o directa de corrent intracel·lular, mentres que en aquelles que presenten autooscil·lacions s’ha deixat que siguen elles les que exercisquen activitat espont`ania sense estimular-les per mitj`a d’impulsos externs de corrent. Per a dur a terme les simulacions amb els canals NaChBac expressats distingint entre neurones amb i sense activitat espont`ania, es va realitzar una an`alisi de la influ`encia de la conduct`ancia m`axima dels canals NaChBac a fi de triar aquelles el comportament de les quals resulta m´es semblant a les neurones reals. Despr´es d’observar el comportament de totes les neurones simulades, es va triar la neurona 4 (c`el·lula piramidal de bursting intr´ınsec) per a dur a terme l’estimulaci´o el`ectrica externa i dur a terme una an`alisi de la corba amplitud-duraci´o l’est´ımul i es va comparar la corba amplitud-duraci´o de la dita neurona amb i sense expressi´o del canal NaChBac. Despr´es de simular i analitzar el comportament dels huit tipus de neurona amb un arbre de dos ramificacions de terminals sin`aptics, es duc a terme un model matem`atic m´es complex amb sis bifurcacions. Es van repetir les simulacions i les an`alisis en estes noves neurones morfol`ogicament m´es complexes, en particular de la neurona 2 (c`el·lula piramidal superficial de bursting r´ıtmic r`apid) i l’esmentada neurona 4, ja que estes eren les neurones que presentaven m´es difer`encies entre el seu comportament sense i amb expressi´o del canal NaChBac. Els resultats obtinguts mostren que el canal NaChBac altera en diferent mesura el comportament de les neurones, en funci´o de si estes tenen una baixa, mitja o alta autoexcitabilitat, alterant el canal en major grau les neurones que presenten autoexcitabilitat mitja, i en menor grau aquelles que tenen una alta interlocut`oria- excitabilitat arribant fins al l´ımit de l’excitabilitat de la neurona, i alterant de forma lleugera o nul·la el comportament de les neurones amb una baixa autoexcitabilitat. Aix´ı es pot concloure que el canal NaChBac s´ı que altera el comportament de les neurones amb oscil·lacions gamma en diferents graus que depenen del tipus de neurona, augmentant per regla general l’excitabilitat (indu¨ıda o espont`ania) de les mateixes., [EN] The main objective of this Master’s thesis has been the theoretical study of the effect of the expression of a bacterial sodium channel (NaChBac) on the excitability of different types of neurons that present gamma oscillations. To this end, a mathematical model and computational software have been developed to simulate eight different types of neurons that exhibit gamma oscillations. The morphology of the simulated neurons consists of several sections including apical dendrites, soma, axon and two (in some cases) and six (in others) end bifurcations corresponding to the neuronal termination tree. For each of them, two types of simulations were carried out: control (without NaChBac channel expression) and with expressed NaChBac channel. In one of the simulated neurons, electrostimulation was used, consisting of direct injection of intracellular current, while in those with self-oscillations, the neurons were left to develop spontaneous activity without being stimulated by external current pulses. To develop the simulations with the expressed NaChBac channels distinguishing between neurons with and without spontaneous activity, an analysis of the influence of the maximum conductance of the NaChBac channels was developed in order to choose those whose behaviour is most similar to real neurons. After observing the behaviour of all the simulated neurons, neuron 4 (intrinsic bursting pyramidal cell) was chosen for external electrical stimulation and amplitude-duration curve analysis, and the amplitude-duration curve of this neuron was compared with and without NaChBac channel expression. After simulating and analysing the behaviour of the eight neuron types with a two-branching tree of synaptic terminals, a more complex mathematical model with six bifurcations was carried out. Simulations and analyses were repeated on these new morphologically more complex neurons, in particular neuron 2 (fast rhythmic bursting surface pyramidal cell) and neuron 4, as these were the neurons that showed the most differences between their behaviour without and with expression of the NaChBac channel. The results obtained show that the NaChBac channel alters the behaviour of neurons to different extents, depending on whether they have low, medium or high self-excitability, with the channel altering to a greater extent neurons with medium self-excitability, and to a lesser extent those with high self-excitability reaching the limit of the neuron’s excitability, and slightly or not altering the behaviour of neurons with low self-excitability. Thus, it can be concluded that the NaChBac channel does alter the behaviour of neurons with gamma oscillations to varying degrees depending on the type of neuron, generally increasing their excitability (induced or spontaneous).

La enfermedad de Alzheimer (AD) es una enfermedad progresiva de etiología multifactorial y aparición espontánea e idiopática. Sus características neuropatológicas incluyen el depósito extracelular de placas β-amiloides (Aβ) e intracelular de la proteína Tau hiperfosforilada en hipocampo y corteza. Una de las teorías que predomina es la falla en el metabolismo de la proteína precursora amiloide (APP) produciendo aumentos del péptido β-amiloide 1-42 (Aβ1-42). Se ha demostrado que las enzimas β-y γ-secretasas están asociadas a rafts de Cho en las membranas, favoreciendo el aumento de la actividad de las mismas (Xiong et al., 2008). Existeuna asociación entre los niveles de Cho y el desarrollo de AD (Ricciarelli et al., 2012; Zhang y Liu, 2015). El Cho presente en el cerebro tiene un origen independiente respecto al Cho presente en otros tejidos, estando separados por la barrera hematoencefálica (BHE) (Zhang y Liu, 2015). En el cerebro adulto son los astrocitos los responsables de sintetizar y proveer de Cho a las neuronas (Niewig et al., 2009)., Universidad Nacional de La Plata