Modelo teórico de la liberación de neurotransmisor en las sinapsis colaterales de Schaffer

Abstract

RESUMEN: Una comprensión cuantitativa de todos los procesos implicados en la liberación de neurotransmisores (aspecto clave para la comunicación entre neuronas) necesita de modelos teóricos del sistema que permitan confrontar datos experimentales de diversas fuentes y verificar hipótesis que se encuentran más allá de las posibilidades experimentales presentes. El objetivo del presente trabajo es analizar modelos matemáticos y su implementación en algoritmos computacionales para el estudio de la neurotransmisión en un tipo particular de sinapsis: las colaterales de Schaffer. Estos tipos de sinapsis del hipocampo tienen una función muy importante en diversos aspectos relacionados con el aprendizaje y la memoria, y son muy utilizadas por grupos experimentales como modelo celular para el estudio de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Nuestro trabajo incluye, entre otros aspectos, el estudio de la dinámica de las ecuaciones de estado que describen los principales canales de calcio presentes en las sinapsis colaterales de Schaffer y la modelización de los mecanismos de reacción-difusión que participan en el proceso de neurosecreción.

ABSTRACT: A quantitative understanding of all processes involved in neurotransmitter release needs a modelling study of the system in order to confront different experimental data and to test hypothesis that lie far beyond present experimental possibilities. Our goal is to discuss mathematical models and their implementation in computational schemes for the study of neurotransmission in a particular type of synapses: the Schaffer collateral synapses. These synapses, which can be found at the hippocampus, play a very important role in different aspects related to learning and memory. They are very popular as a cellular model for experimental groups working in neurodegenerative diseases such as Alzeheimer's disease. Our work includes, among other aspects, the study of state models for describing the dynamics of the main calcium channels found in Schaffer collateral synapses and the modeling of the reaction-diffusion mechanisms involved in neurosecretion.