Resumen

Desde los trabajos pioneros de Fatt y Katz en la unión neuromuscular (NMJ), la liberación sináptica espontánea (minis), es decir, la descarga cuántica de moléculas neurotransmisoras que se produce en ausencia de potenciales de acción, se ha considerado unánimemente un proceso aleatorio de Poisson sin memoria en el que cada cuanto se descarga con una probabilidad de liberación muy baja independientemente de otros cuantos. Cuando este modelo se puso a prueba de forma exhaustiva, tanto para las grabaciones de poblaciones como para las de una sola sinapsis, surgieron algunas pruebas claras a favor de un escenario más complejo. Esto incluía la correlación de corto y largo alcance en las ocurrencias de los minis y la divergencia de las distribuciones mono-exponenciales inter-mini-intervalo, ambas inesperadas para un proceso de Poisson homogéneo, es decir, con un parámetro de tasa que no cambia con el tiempo. Dado que estamos interesados en cuantificar con precisión el exponente fractal α del proceso de liberación espontánea de neurotransmisores en los sitios sinápticos centrales, este trabajo tuvo como objetivo evaluar la sensibilidad de los métodos más establecidos disponibles, como el periodograma, el factor Allan y el análisis de fluctuación detrendida. Para este análisis emparejamos series de liberación espontánea registradas en sinapsis individuales del hipocampo (grabaciones de una sola sinapsis) para generar grandes colecciones de eventos cuánticos simulados mediante un algoritmo personalizado que combina métodos de muestreo Monte Carlo con métodos espectrales para la generación de series 1/f. Estas pruebas se realizaron variando por separado: (i) el exponente fractal α de la tasa que conduce el proceso de liberación; (ii) la distribución de los intervalos entre las liberaciones sucesivas, imitando los encontrados en las series experimentales de una sola sinapsis; (iii) el número de muestras. Los objetivos eran proporcionar un marco metodológico para abordar el análisis fractal de las series de liberación espontánea de una sola unidad registradas en las sinapsis centrales.

• Materias:Ingeniería biomédica Cerebro - fisiopatología Imagen por resonancia magnética Neurofisiología Neurociencias
• Subjects:Biomedical engineering Brain - pathophysiology Magnetic resonance imaging Neurophysiology Neurosciences
• Palabras claves:serie de liberación espontánea, exponente fractal, registro de sinapsis, descarga de neurotransmisor, trabajo de fatt, muestreo monte carlo, ausencia de acción, distribución de intervalo, proceso poisson aleatorio, proceso poisson homogéneo
• Keywords:spontaneous release series, fractal exponent, synapse recording, discharge of neurotransmitter, work of fatt, monte carlo sampling, absence of action, distribution of interval, random poisson process, homogeneous poisson process