Ondas PGO
De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

Las ondas ponto-geniculo-occipitales u ondas PGO son formas de onda distintivas de propagación de la actividad entre tres regiones cerebrales clave: la protuberancia , el núcleo geniculado lateral y el lóbulo occipital ; específicamente, son potenciales de campo fásico . [1] Estas ondas se pueden registrar desde cualquiera de estas tres estructuras durante e inmediatamente antes del sueño REM . [2] Las ondas comienzan como pulsos eléctricos de la protuberancia, luego se mueven hacia el núcleo geniculado lateral que reside en el tálamo., y terminan en la corteza visual primaria del lóbulo occipital. Las apariciones de estas ondas son más prominentes en el período justo antes del sueño REM, aunque también se han registrado durante la vigilia. [1] Se teoriza que están intrincadamente involucrados con el movimiento ocular de los ciclos de vigilia y sueño en muchos animales diferentes.

Descubrimiento

El descubrimiento de las ondas PGO se remonta a 1959, cuando tres científicos franceses publicaron su artículo científico sobre su estudio de estas ondas en sujetos de experimentación con animales . [3] Aunque en este momento, no tenían un nombre específico para este fenómeno neurológico.

No fue hasta el trabajo publicado de Brooks y Bizzi que estas ondas se conocieron como ondas PGO. [4] Su investigación se centró en la propagación de estas ondas en gatos, notando que estos potenciales de campo comenzaban en la protuberancia, propagándose hacia el núcleo geniculado lateral y el lóbulo occipital.

También se han realizado otros estudios con estas ondas en ratas. Los científicos intentaron discernir si las ratas tenían ondas PGO, pero descubrieron que solo están presentes en la protuberancia y que la propagación de ondas no excita ninguna neurona en el núcleo geniculado lateral. [5] Como resultado de este estudio, las ondas PGO se conocen como ondas P en roedores.

Las ondas PGO se han estudiado principalmente a través de modelos animales de gatos y roedores. A pesar del enfoque de la investigación, se ha descubierto que existen ondas PGO en otras especies de mamíferos, incluidos humanos y primates no humanos, como el macaco y el babuino. [6]

Detección

En los experimentos originales, las ondas PGO (u ondas P en modelos de roedores) se encuentran colocando electrodos dentro del cerebro, al lado de la protuberancia, los núcleos geniculados laterales o el lóbulo occipital. Junto con las técnicas de registro de electroencefalografía (EEG), los científicos también pueden mostrar la correlación entre otras ondas cerebrales asociadas con el sueño REM y las ondas PGO.

Aunque los científicos saben que existen, las ondas PGO no se han detectado en humanos sanos debido a las preocupaciones éticas sobre el acceso a estas áreas de donde se deben tomar las lecturas. Sin embargo, los avances en la estimulación cerebral profunda han permitido colocar electrodos dentro del cerebro de humanos con diferentes patologías y realizar registros de EEG de diferentes núcleos. Debido a las similitudes con los modelos animales, podemos inferir que las ondas PGO ocurren con la misma frecuencia en los EEG humanos. [7] [8] Por lo tanto, los científicos pueden inferir que las ondas PGO existen en los seres humanos.

Mecanismo de generación y propagación.

Los estudios neurofisiológicos sobre ondas PGO concluyen que la generación de estas ondas reside en un conjunto de neuronas ubicadas en la protuberancia, independientemente de la especie en la que se investigue. [9] Desde este punto, las neuronas se ramifican en una red que conduce la señal eléctrica fásica hacia el núcleo geniculado lateral y el lóbulo occipital.

Dentro de esta red, hay dos tipos de grupos neuronales: neuronas ejecutivas y neuronas moduladoras.

Neuronas ejecutivas

Estas neuronas son las que ayudan a generar y propagar las ondas PGO por todo el cerebro. Un artículo de investigación desglosa aún más esta "clase" de neuronas en dos subconjuntos: neuronas desencadenantes y neuronas de transferencia. [6] Todas estas neuronas están ubicadas en el área peribraquial, que es un grupo de neuronas que rodean el péndulo cerebeloso superior.

Activación de neuronas

Estas neuronas están ubicadas en la región caudolateral del área peribraquial. Estas neuronas se activan activamente durante el sueño no REM (NREM). La actividad más registrada de las neuronas es durante la etapa N3 de NREM, también conocida como ciclo de sueño de ondas lentas . Estas mismas neuronas también están activas durante el sueño REM, pero con una amplitud muy reducida que el sueño NREM. [9]

Transferir neuronas

Las células neuronales que permiten la transferencia de ondas PGO desde la protuberancia a otras partes del cerebro residen en la porción rostral del área peribraquial. Esta agrupación de células dispara precisamente en dos modos. El primer modo consiste en disparar por ráfagas a través de canales iónicos de calcio (Ca 2+ ) de umbral bajo . El otro modo es un disparo tónico repetitivo a través de canales iónicos dependientes de sodio (Na + ). [10]

Durante los momentos en que se activan las neuronas desencadenantes, estas células reciben esas señales y comienzan a aumentar su activación. Esto, a su vez, permite que la onda se dirija a otras partes del cerebro.

Neuronas moduladoras

A medida que se activan las neuronas ejecutivas, la propagación de la onda está controlada por estímulos tanto excitadores como inhibidores. Estas entradas provienen de las neuronas moduladoras, que ayudan a regular y controlar la amplitud y frecuencia de la onda. Los siguientes tipos de células juegan un papel importante en este proceso de control.

Neuronas aminérgicas

Las neuronas aminérgicas son neuronas que utilizan monoaminas como neurotransmisores . Esta clase de neurotransmisores es lo que mantiene las amplitudes de onda de PGO en niveles muy bajos durante los períodos en los que un mamífero está despierto. Los tres neurotransmisores aminérgicos específicos son la serotonina , la dopamina y la noradrenalina . [11]

Neuronas colinérgicas

Las neuronas colinérgicas son neuronas que utilizan acetilcolina como neurotransmisor. A través de diferentes estudios, se ha demostrado que este tipo de neuronas promueven la generación de ondas PGO, siendo así un neuromodulador excitador para las neuronas desencadenantes. [12]

Neuronas nitroxérgicas

Las neuronas nitroxérgicas utilizan óxido nítrico (NO) como neurotransmisor. En teoría, el aumento de óxido nítrico se considera un neuromodulador excitador en la generación de ondas PGO. [6] Esto se debe a pruebas con animales que han demostrado aumentos en las ondas PGO a medida que aumentaban los niveles de óxido nítrico en la protuberancia. [13]

Neuronas GABA-ergicas

Las neuronas GABA-ergicas utilizan ácido gamma-aminobutírico (GABA) como neurotransmisor. Se teoriza que estas neuronas inhiben las neuronas aminérgicas y, por tanto, inhiben la propagación de la onda PGO. [6]

Núcleos vestibulares

Se ha demostrado que las neuronas dentro de la región del núcleo vestibular del cerebro proporcionan episodios excitadores de generación de ondas PGO cuando se estimulan. [14] Las pruebas mostraron que, si bien los núcleos vestibulares ayudaron a crear ondas PGO, la excitación de esta área del cerebro no era necesaria de ninguna manera para la formación de ondas PGO.

Amígdala

También se ha demostrado que las neuronas dentro de la región de la amígdala del cerebro proporcionan episodios excitadores de generación de ondas PGO cuando se estimulan eléctricamente. [15]

Núcleos supraquiasmáticos

Las neuronas dentro de la región del núcleo supraquiasmático del cerebro ayudan a regular el sueño REM. [16] La duración del ciclo de sueño REM hace que la frecuencia de las ondas PGO se bloquee en fase [ aclaración necesaria ] .

Estimulación auditiva

Se ha demostrado que el uso de estimulación auditiva aumenta las ondas PGO durante los ciclos de vigilia y sueño con neuronas asociadas con transferencias de información auditiva. [17] Incluso cuando el sujeto está despierto y en total oscuridad, la amplitud de las ondas PGO aumenta por estimulación auditiva. Otro estudio también encontró que la estimulación auditiva aumentó la amplitud de las ondas PGO en el sueño de ondas lentas y el sueño REM y no redujo la amplitud de las ondas con la estimulación auditiva repetida. [18] A partir de esta investigación, los científicos pueden teorizar que la generación de ondas PGO a partir de la estimulación auditiva contiene un mecanismo de retroalimentación positiva que puede ser excitado por ondas PGO evocadas. [6]

Ganglios basales

Los ganglios basales son un grupo de núcleos en el cerebro de los vertebrados, situados en la base del prosencéfalo y fuertemente conectados con la corteza cerebral, el tálamo y la protuberancia. Los ganglios basales están asociados con una variedad de funciones, que incluyen la excitación, el control motor y el aprendizaje. Los componentes principales de los ganglios basales son el cuerpo estriado, el pálido, la sustancia negra y el núcleo subtalámico (o subtálamo). Este último núcleo glutamatérgico está conectado recíprocamente con los núcleos de transferencia de PGO de la protuberancia . En los seres humanos, las ondas subtalámicas similares a PGO, que se asemejan a las ondas PGO típicamente registradas en los gatos, se pueden registrar durante el sueño pre-REM y REM. [19]Esto sugiere que el subtálamo puede desempeñar un papel activo en una red de activación ascendente implicada en la transmisión rostral de ondas PGO durante el sueño REM en humanos. [19]

sueño REM

Las ondas PGO son una parte integral del sueño de movimientos oculares rápidos (REM). Como se dijo anteriormente, la densidad de las ondas PGO coincide con la cantidad de movimiento ocular medido en el sueño REM. Esto ha llevado a algunos investigadores a teorizar más sobre la utilidad de las ondas PGO para soñar.

Un uso clave del sueño REM es que el cerebro procese y almacene información del día anterior. En cierto sentido, el cerebro está aprendiendo estableciendo nuevas conexiones neuronales para las cosas que se han aprendido. Los estudios neurofisiológicos han indicado una relación entre el aumento de la densidad de la onda P durante el sueño REM posterior al entrenamiento y el rendimiento del aprendizaje. [20] [21] Básicamente, la abundancia de ondas PGO se traduce en períodos más largos de sueño REM, lo que permite que el cerebro tenga períodos más largos en los que se forman las conexiones neuronales.

La importancia de las ondas PGO durante el sueño REM también ayuda a la idea de las ondas PGO como una señal de que una persona está soñando. [22] Dado que los sueños ocurren durante el sueño REM, se teoriza que las ondas PGO son las señales que hacen que el cerebro comience a contar las experiencias del día anterior. Esto, a su vez, nos permite "ver" nuestros sueños, ya que nuestro sentido visual pasa rápidamente por la información que ha almacenado.

Para obtener más información sobre la importancia de las ondas PGO durante el sueño REM, consulte la teoría de la síntesis de activación . Otra área de potencial interés de investigación involucra las ondas PGO durante los sueños lúcidos , la imaginación activa y las alucinaciones . [23]

Imágenes Adicionales

Fotos de cerebro humano

  • Vista anteroinferior del bulbo raquídeo y la protuberancia.

  • Cerebro posterior y medio; vista postero-lateral. (Cuerpo geniculado lateral visible cerca de la parte superior).

  • Lóbulos del cerebro humano (el lóbulo occipital se muestra en rojo).

Ver también

  • Sueño
  • Electroencefalografía (EEG)
  • Dormir
  • sueño REM
  • Sueño NREM
  • Puente de Varolio
  • Núcleo geniculado lateral
  • Lóbulo occipital
  • Núcleo subtalámico
  • Ola alfa
  • Ola beta
  • Ola delta
  • Onda gamma
  • Onda mu
  • Onda theta

Referencias

  1. ^ a b Gott, Jarrod A .; Liley, David TJ; Hobson, J. Allan (2017). "Hacia una comprensión funcional de las ondas PGO" . Fronteras en neurociencia humana . 11 : 89. doi : 10.3389 / fnhum.2017.00089 . ISSN  1662-5161 . PMC  5334507 . PMID  28316568 .
  2. ^ Lim, Andrew S .; Lozano, Andrés M .; Moro, Elena; Hamani, Clemente; Hutchison, William D .; Dostrovsky, Jonathan O .; Lang, Anthony E .; Wennberg, Richard A .; Murray, Brian J. (1 de julio de 2007). "Caracterización de ondas ponto-geniculo-occipitales asociadas al sueño REM en la protuberancia humana" . Duerme . 30 (7): 823–827. doi : 10.1093 / sleep / 30.7.823 . ISSN 0161-8105 . PMC 1978372 . PMID 17682651 .   
  3. ^ Jouvet, M., Michel, F. y Courjon, J. 1959. L'activite electrique du rhinencephale au cours dusommeil chez le chat. CR Soc. Biol. 153: 101-105.
  4. ^ Brooks, DC y Bizzi, E. 1963. Actividad eléctrica del tronco encefálico durante el sueño profundo. Arco. Ital. Biol.101: 648–665.
  5. ^ Stern, WC, Forbes, WB y Morgane, PJ 1974. Ausencia de picos ponto-geniculo-occipital (PGO) en ratas. Physiol. Behav. 12: 293–295.
  6. ^ a b c d e Datta S. 1997. Base celular de la generación y modulación de ondas ponto-geniculo-occipitales pontinas. Neurobiología celular y molecular 17: 341–65
  7. ^ Fernández-Mendoza J., Lozano B., Seijo F., Fernández-González F., Vela-Bueno A. 2006. Actividad del núcleo subtalámico durante el sueño REM humano: las ondas tipo PGO. J Sleep Res 2006; 15: 243.
  8. ^ Lim, AS; Lozano, AM; Moro, E .; Hamani, C .; Hutchison, WD; et al. (2007b). "Caracterización de ondas ponto-geniculo-occipitales asociadas al sueño REM en la protuberancia humana" . Duerme . 30 (7): 823–7. doi : 10.1093 / sleep / 30.7.823 . PMC 1978372 . PMID 17682651 .  
  9. ^ a b Datta, S .; Hobson, JA (1994). "Actividad neuronal en la protuberancia peribraquial caudo-lateral: Relación con ondas PGO y movimientos oculares rápidos". J. Neurophysiol . 71 (1): 95–109. doi : 10.1152 / jn.1994.71.1.95 . PMID 8158244 . 
  10. ^ Williams, JA; Reiner, PB (1993). "La noradrenalina hiperpolariza las neuronas colinérgicas mesopontinas de rata identificadas in vitro" . J. Neurosci . 13 (9): 3878–3883. doi : 10.1523 / jneurosci.13-09-03878.1993 .
  11. ^ Brooks, DC; Gershon, MD (1 de enero de 1977). "Reposición de aminas en el gato reserpinizado: efecto sobre las ondas PGO y el sueño REM". Electroencefalografía y neurofisiología clínica . 42 (1): 35–47. doi : 10.1016 / 0013-4694 (77) 90149-3 . ISSN 0013-4694 . PMID 64348 .  
  12. ^ Steriade, M., Datta, S., Pare, D., Oakson, G. y Currodossi, R. (1990a). Actividades neuronales en núcleos colinérgicos del tronco encefálico relacionadas con procesos de activación tónica en sistemas talamorticales. J. Heurosci. 10: 2541-2559.
  13. ^ Leonard, TO; Lydic, R. (1995). "La inhibición de la sintasa de óxido nítrico disminuye la liberación de acetilcolina pontina". NeuroReport . 6 (11): 1525-1529. doi : 10.1097 / 00001756-199507310-00015 . PMID 7579140 . 
  14. ^ Morrison, AR y Pompeiano, O. (1966). Influencias vestibulares durante el sueño. IV. Relaciones funcionales entre el sueño vestibular. Arco. Ital. Biol. 104: 425–458.
  15. ^ Calvo, JM; Badillo, S .; Morales Ramírez, M .; Palacios-Salas, P. (1987). "El papel de la amígdala del lóbulo temporal en la actividad ponto-geniculo-occipital y la organización del sueño en gatos". Brain Res . 403 : 22-30. doi : 10.1016 / 0006-8993 (87) 90118-1 . PMID 3828815 . 
  16. ^ Siegel, JM (2005). "Pistas sobre las funciones del sueño de los mamíferos". Naturaleza . 437 (7063): 1264–71. Código Bibliográfico : 2005Natur.437.1264S . doi : 10.1038 / nature04285 . PMID 16251951 . 
  17. ^ Callaway CW, Lydic R., Baghdoyan HA, Hobson JA 1987. Ondas pontogeniculoocipitales: actividad espontánea del sistema visual durante el sueño con movimientos oculares rápidos. Neurobiología celular y molecular 7: 105–49
  18. ^ Bowker, RM y Morrison, AR 1977. Los picos de PGO: un indicador de hipertensión. En Sleep Research, (WP Koella y P. Levin, Eds.), Karger, Basel, págs. 23–77.
  19. ^ a b Fernández-Mendoza J., Lozano B., Seijo F., Santamarta-Liébana E., Ramos-Platón MJ, Vela-Bueno A., Fernández-González F. 2009. Evidencia de ondas subtalámicas tipo pgo durante rem sueño en humanos: un estudio polisomnográfico profundo del cerebro. SLEEP 32 (9): 1117–26.
  20. ^ Datta, S (2006). "Activación del generador de ondas pontinas fásicas: un mecanismo para el procesamiento de la memoria dependiente del sueño". Sleep Biol. Ritmos . 4 : 16-26. doi : 10.1111 / j.1479-8425.2006.00202.x .
  21. ^ Datta, S .; Saha, S .; Prutzman, SL; Mullins, DO; Mavanji, V. (2005). "El procesamiento de memoria dependiente de la activación del generador de ondas pontinas del aprendizaje de evitación involucra el hipocampo dorsal en la rata" . J. Neurosci. Res . 80 (5): 727–737. doi : 10.1002 / jnr.20501 . PMC 1224707 . PMID 15880522 .  
  22. ^ Hobson, JA; Pace-Schott, EF; Stickgold, R. (2000). "El sueño y el cerebro: hacia una neurociencia cognitiva de estados conscientes". Ciencias del comportamiento y del cerebro . 23 (6): 793–842, discusión 904–1121. doi : 10.1017 / S0140525X00003976 . PMID 11515143 . 
  23. ^ Gott, JA; Liley, DTJ; Hobson, JA (2017). "Hacia una comprensión funcional de las ondas PGO" . Parte delantera. Tararear. Neurosci . 11 : 89. doi : 10.3389 / fnhum.2017.00089 . PMID 28316568 . 

Otras lecturas

enlaces externos

Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=PGO_waves&oldid=1035144195 "
Contribute a better translation