La resonancia estocástica a través de la integración multisensorial incrementa la amplitud de los potenciales evocados de campo de la corteza de los barriles del ratón

Abstract

La Resonancia Estocástica (RE) es un fenómeno que ocurre en sistemas no lineales, donde su respuesta a una señal subumbral es optimizada por ruido. Su presencia ha sido demostrada en diferentes sistemas biológicos, que van desde modelos simples (i.e. ratones) hasta modelos más complejos (i.e. humanos), además, se han explorado una variedad de técnicas para probar el alcance de este fenómeno. Dado que la RE se ha aplicado mayoritariamente en modelos de electrofisiología integrativa, es de nuestro interés implementar una aplicación de este fenómeno a nivel funcional en el sistema nervioso, por lo que este estudio tiene como objetivo investigar si el fenómeno de la RE ocurre a través de la integración multisensorial en la corteza de los barriles del ratón. Se estimularon las vibrisas mediante protracción mecánica a 15 ratones adultos de la cepa C57BL black por medio de dos señales de entrada, un estímulo cuadrado y una señal de ruido blanco modulada en 8 niveles de desviación estándar aplicada en dos protocolos distintos: vía ipsilateral y contralateral. Se les implantó un electrodo en la corteza de los barriles, uno en la corteza visual y un electrodo de referencia para realizar un promedio de 4 registros de potencial de campo evocado, en los que se evaluó la diferencia en la amplitud y en su relación señal-ruido (SNR) al aplicarse cada nivel de ruido. Se encontró que, al aplicar el protocolo de ruido ipsilateral, existe un incremento tanto en la amplitud del potencial como para su SNR con un nivel intermedio de ruido respecto al nivel basal y posterior a este nivel se observa un decremento. En el caso del protocolo de ruido contralateral, aunque menos notorio, se observa un comportamiento similar. No ocurre exactamente lo mismo en el protocolo visual, pero algunos ratones sí presentan ese comportamiento. Estos resultados confirman la presencia de la RE puesto que este comportamiento es característico de dicho fenómeno, lo que sugiere que las propiedades de las señales que se introducen en vías distintas se acoplan en alguna estructura anterior a la corteza de los barriles (e.g. el tálamo o colículos superiores) a través de la integración multisensorial y resulta en la aparición de este fenómeno en una estructura posterior, específicamente, en este caso, la corteza de los barriles.