Altered oscillatory dynamics of CA1 parvalbumin-basket cells during theta-gamma rhythmopathies of temporal lobe epilepsy

Recent reports in human demonstrate a role of theta– gamma coupling in memory for spatial episodes and a lack of coupling in people experiencing temporal lobe epilepsy, but the mechanisms are unknown. Using multisite silicon probe recordings of epileptic rats engaged in episodic-like object recognition tasks, we sought to evaluate the role of theta– gamma coupling in the absence of epileptiform activities. Our data reveal a specific association between theta– gamma (30 – 60 Hz) coupling at the proximal stratum radiatum of CA1 and spatial memory deficits. We targeted the microcircuit mechanisms with a novel approach to identify putative interneuronal types in tetrode recordings (parvalbumin basket cells in particular) and validated classification criteria in the epileptic context with neurochemical identification of intracellularly recorded cells. In epileptic rats, putative parvalbumin basket cells fired poorly modulated at the falling theta phase, consistent with weaker inputs from Schaffer collaterals and attenuated gamma oscillations, as evaluated by theta-phase decomposition of current–source density signals. We propose that theta– gamma interneuronal rhythmopathies of the temporal lobe are intimately related to episodic memory dysfunction in this condition.

Deficit of quantal release of GABA in experimental models of temporal lobe epilepsy

Because GABA (gamma-aminobutyric acid) receptor-mediated inhibition controls the excitability of principal neurons in the brain, deficits in GABAergic inhibition have long been favored to explain seizures. In an experimental model of temporal lobe epilepsy, we have identified a deficit of inhibition in presynaptic GABAergic terminals characterized by decreased GABA quantal activity associated with reduced synaptic vesicle density. This decrease in vesicle number primarily seems to affect the reserve pool, rather than the docked or the readily releasable pool.

Flujo sanguíneo cerebral durante el ejercicio de esprint

Se desconocen los efectos del entrenamiento interválico de alta intesidad (HIIT) sobre el flujo sanguíneo cerebral (FSC) y la oxigenación cerebral. Por ello reclutamos a 20 voluntarios que realizaron una sesión de HIIT (4 test de Wingate con recuperaciones de 4 minutos). Se midió la oxigenación del lóbulo frontal (OLF) y el Vastus lateralis (VL) a través de espectrofotometría cercana a los infrarrojos (NIRS). También se registró la velocidad de la sangre en las arterias cerebrales medias (vACM) mediante Doppler. La vACM disminuyó entre un 5 y 10 % en el primer esprint. En los siguientes esprints se redujo aún más. La vACM descendió en cada esprint coincidiendo con la disminución de la presión tele-espiratoria de dióxido de carbono (PETCO2) y con valores superiores de ventilación pulmonar (VE). Al interrumpirse el pedaleo se redujo bruscamente la vACM. Sin embargo, la OLF se mantuvo estable en el primer esprint sólo reduciéndose ligeramente durante el segundo y tercer Wingate (el cuarto fue similar al tercero). Este estudio muestra que la vACM disminuye durante los ejercicios de esprint, posiblemente debido a la hipocapnia. La reducción de la vACM no ejerce efectos funcionales ni relevantes sobre la oxigenación cerebral, gracias al ajuste de la conductancia vascular a través de los mecanismos de autoregulación, sin que parezca afectar negativamente al rendimiento.