Homeostatic plasticity induced by brief activity deprivation enhances long-term potentiation in the mature rat hippocampus

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

At the nervous system Homeostatic plasticity monitors and maintains neuronal activity within a functional range, whereas Long-term potentiation (LTP) modifies the relative strength of specific synapses in response to discrete changes in activity and is thought to provide the cellular basis of learning and memory. This work assessed whether Homeostatic plasticity could influence subsequent LTP in acute hippocampal slices that had been briefly deprived of activity. Brief activity deprivation was induced by blocking evoked and spontaneous glutamatergic transmission for 3h. Changes in the threshold for LTP were evaluated by inducing LTP with stimulation protocols of decreasing strength. We found that stimulation with a single train was able to induce LTP in activity deprived slices but not under control conditions. LTP saturation was assessed through the delivery of three consecutive 60 minute LTP protocols, using stronger protocols. The magnitude of the first LTP was increased in activity deprived slices independently of the protocol and this difference was maintained at the end of the third LTP, suggesting a raised “ceiling” for LTP. It is concluded that even brief periods of altered activity in fully developed hippocampal circuits are able to shape subsequent synaptic transmission and Hebbian plasticity.

No sistema nervoso central os mecanismos de plasticidade homeostática mantêm a actividade neuronal dentro de limites óptimos de funcionamento. A potenciação de longo termo (LTP), que constitui o paradigma molecular da memória, modifica ligações sinápticas específicas em resposta a uma variedade de estímulos. Com este trabalho, pretende-se avaliar em que medida a ocorrência de mecanismos de plasticidade homeostática, desencadeados por um período de silenciamento neuronal, poderá influenciar o desenvolvimento de LTP subsequente. Para este fim, fatias de hipocampo de rato foram submetidas a 3h de silenciamento neuronal. Posteriormente, alterações do limiar para plasticidade foram avaliadas com a utilização de protocolos de indução de LTP de intensidade sucessivamente decrescente. A estimulação com um único train foi suficiente para induzir LTP em fatias submetidas a bloqueio de actividade, sendo no entanto insuficiente para induzir plasticidade em condições controlo. A saturação de LTP foi avaliada por 3 estimulações consecutivas intervaladas por 60 min. A magnitude da primeira LTP foi superior em fatias submetidas a silenciamento neuronal, uma diferença que se manteve até ao final da terceira LTP, sugerindo um aumento da capacidade de indução de LTP. Com estes dados se conclui que um período de silenciamento neuronal influencia a expressão de LTP no hipocampo.