C1 - D Fadel, LM Zieher - 7/2010

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D Fadel, LM Zieher // Procesamiento sistémico de la información por el Sistema Nervioso Central FIGURA 2 Circuito de los ganglios de la base (GB) que contribuye a la formación de los patrones generadores Circuito subjetivo Aprendizaje de conductas rutinarias Expresion de conductas rutinarias Corteza prefrontal / corteza premotora / corteza motora Intención memoria contingente Engramas del plan de acción Plan de acción Sistema límbico: estriado ventral NAc hipocampo amígdala Ritmicidad Evaluación contextualización Predicción motivación SNC ATV rafe Estriado dorsal Reward Selección de los componentes de la acción GPi / GPe / SNr STN Tálamo Programa activado unificación de información procesada Tronco Médula espinal Patrón generador Acción Referencias: ATV, área tegmental ventral; Gpe, globo pálido externo; Gpi, globo pálido interno; NAc, núcleo accumbens; SNc, sustancia negra pars compacta; SNr, sustancia negra pars reticulata; STN, núcleo subtalámico de Luys. o GPe) y desde estos al tálamo para luego desde allí, volver sobre la corteza cerebral. Niveles de complejización de procesamiento Nivel celular Si bien la sistematización de la interconexión neural ha sido objeto de estudio para alcanzar el conocimiento posible sobre redes neurales, no debe quedar ligado el concepto de procesamiento de señalización al campo neuronal, dado que solo se trata de uno de los posibles niveles de complejización de la integración o procesamiento de señales. Un nivel de las redes de señalización pueden ser los distintos caminos intracelulares. Un ejemplo de ello lo constituyen las proteín quinasas (PK) que construyen distintos caminos intracelulares a partir del estímulo que reciben. La forma de recepción de los estímulos o inputs para estas enzimas pueden ser desde procesos de fosforilación a interacciones no covalentes entre proteínas, las cuales en forma conjunta pueden regular la actividad catalítica de la quinasa. La señal de salida de las PK es la fosforilación de otras proteínas que regulan así, subsecuentemente, la actividad de otras proteínas sustrato que pueden estar involucra- EDITORIAL SCIENS 29

LM Zieher - MC Brió // Tratado de Psicofarmacología y Neurociencia, Volumen II, Trastornos depresivos. Parte I: Neurobiología y consideraciones diagnósticas FIGURA 3 A A A B B B A B C C Esquema del circuito cortico-estriato-tálamo-cortical. Canales o caminos desde distintas cortezas (A-B-C) que, a través del funneling o convergencia, constituyen conexiones en los ganglios basales llamadas subcanales. Estos sistemas canales-subcanales procesan variada información proveniente de la corteza, tanto en serie como en paralelo, y luego de la integración talámica la reenvían a la corteza frontal. C C Corteza Estriado Globo pálido Sustancia negra pars retículata Tálamo das en distintos caminos de ensamble del procesamiento. Así, las PK pueden integrar varias señales de entrada y construir una señal de salida adecuada, tal como puede estudiarse en el nivel interneuronal. La adecuación en la respuesta de salida se consigue luego de un entrenamiento. Durante los distintos estadíos del neurodesarrollo se producen los eventos de construcción de patrones generadores de respuesta, luego de lograrse ciertas mutaciones en la expresión de genes que codifican proteínas señal. Aquellas mutaciones logradas a partir del entrenamiento, permiten que se produzca el reconocimiento de señales extracelulares que previamente no eran “reconocidas”. Esto puede ocurrir ante una nueva combinación de factores de crecimiento o ante la necesidad de diferenciar dos señales extracelulares con el fin de testear la especificidad de una u otra, para su posterior recepción o abstención. A medida que la célula logra reconocer señales extracelulares que le van apareciendo con distintas combinaciones, se hace más apta para traducir estas combinaciones de señales en una respuesta celular determinada. A las diferentes combinaciones de señalización extracelular se corresponden distintas combinaciones de los receptores de superficie celular que se acoplan a diferentes PK, lográndose diferentes combinaciones de caminos de señalización (crosstalk) que pasarán a formar memorias intracelulares y permitirán generar respuestas de salida (output) para cada señal de entrada (input) a lo largo de la evolución. Se realiza bajo un mecanismo de aprendizaje-adaptación a las combinaciones provenientes del entorno celular. Por consiguiente, en cada uno de los niveles de procesamiento de la señal desde lo genómico, bioquímico, neurofisiológico, conductual, existen uno o varios sistemas de procesamiento dentro del mismo nivel. Así, los sistemas genómicos valorados por su expresión mediante chips de microarrays genómicos, miden cuántos de los 30.000 genes se encuentran activos en una situación determinada respecto del control basal. En los sistemas bioquímicos, se trata de microarrays bioquímicos que detectan los neurotransmisores involucrados, sus sistemas de señalización, etcétera. Los sistemas neurofisiológicos lo hacen a través de microcircuitos de procesamiento de diversos eventos, tales como la planificación motora, la ejecución motora, lo sensitivo, etcétera. Cuando se ha generado un patrón de respuesta sobre la base de lo aprendido y memorizado, no es fácilmente destruido o perdido por la modificación o eliminación de unidades de la red. Esta particularidad establece un circuito de protección beneficioso al sistema. Sin embargo, cuando el 30