Modelo matemático de sinapsis eléctrica formado por connexin 36 Cx36

Presenta: Dr. Rider Jaimes Reategui

Resumen: Neurotransmisores a través de sinapsis eléctrica juega un rol importante en la sincronización de espigas entre neuronas y oscilaciones de redes neuronales. Connexin-36, (Cx36) es la principal proteína de canal de acoplamiento (gap junction) de sinapsis eléctrica entre neuronas inhibitorias en vertebrados. La fuerza de acoplamiento entre las neuronas es modulado, entre otros factores, por la diferencia de voltaje entre celular interiores, llamado voltaje  intercelular (Vj), en una manera compleja; con el gradiente de conductancia de la unión Cx36 primero se incrementa instantáneamente y luego decrece lentamente hasta la mitad del valor de Vj,.  El significado de esta regulación por voltaje, donde un estímulo siempre presenta cambios en las propiedades de las espigas de las neuronas acopladas es un tema no bien conocido. El modelo de FitzHung Nagumo cualitativamente describe bien experimentos fisiológicos con  neuronas cerebrales en ratones. Cuando un armónica estimulo es aplicado a la corriente iónica de una de las neuronas,  sinapsis plástica de neurotransmisores eléctricos mediada por canal Cx36 enriquece la dinámica neuronal conduciendo a caos en la espiga neuronal vía bifurcación de cascada de periodo doble con forme el acoplamiento es incrementado.  Aunque para la conductividad sináptica constante no resulta en caos,  la dinámica es también muy rica, exhibe multi estabilidad cuando dos regímenes subumbrales coexisten con un estado de la espiga para el mismo rango del sistema de parámetros. La coexistencia de regímenes dinámicos son asociados con diferentes estados de un particular canal de acoplamiento (gap junction) .Ruido inherente a un sistema neuronal induce cabios entre estos estados dependientes de Vj. Plasticidad sináptica convierte al canal de acoplamiento (gap junction) menos sensible  a ambos ruido y Vj, debido a la mono estabilidad . Los Resultados de simulación numérica son buenos cualitativamente concordantes con experimentos biológicos.