Estudo dos modos de atividade de células de lugar no hipocampo de ratos com livre movimentação

Abstract

As células de lugar são neurônios hipocampais que apresentam atividade correlacionada com a posição no espaço, só disparam quando o animal cruza uma determinada região no ambiente. Acredita-se que as células de lugar sejam responsáveis por formar mapas neurais do espaço físico, e que estão intimamente envolvidas com o processamento da memória espacial. Além disso, estudos mostram que as células de lugar podem ser fundamentais para a projeção mental, o planejamento de trajetória, e imaginação. Alguns trabalhos identificaram que a atividade das células de lugar pode ocorrer em modos de atividade distintos, os quais representam funcionalidades distintas na rede. Em geral esses trabalhos utilizam experimentos em plataformas lineares que restringem as análises dos perfis de atividade das células de lugar. Nesse trabalho construímos um laboratório de análises computacionais para avaliar o perfil de atividade de neurônios hipocampais caracterizados como células de lugar e utilizamos dados de eletrofisiologia disponíveis em um repositório digital (crcns.org) para realizar análises dos modos de atividade das células de lugar. Como resultados, obtivemos sucesso em demonstrar a ocorrência de modos de atividade distintos, que se assemelham ao disposto na literatura, bem como avaliar diversas características da atividade das células de lugar que servem de suporte para as teorias de memória espacial, planejamento de rota e projeção mental.

Place cells are hippocampal neurons whose activity is correlated with position in space, they only fire when the animal crosses a specific region in the environment. It is believed that place cells are responsible for forming neural maps of the physical space and that they are intimately related with the processing of spatial memories. Besides, studies have shown that place cells can play a central role in mind traveling, route planning, and imagination. Some works found that place cells may have distinct modes of activity, which represents distinct functionalities in the network. Generally these works use experiments in linear platforms that difficult the analysis of the activity profile of place cells. In this work we build a laboratory of computational analysis to evaluate the activity profile of hippocampal neurons described as place cells, and we use electrophysiological data from a digital repository (crcns.org) to perform analysis of activity modes of place cells. As results, we have successfully shown the occurrence of distinct activity modes, which are in accordance with literature, as well as evaluate a series of activity features of place cells which serve to support theories like route planning, mind traveling and spatial memory.