Activity-dependent regulation of thalamic interneuron and microglia in the visual thalamus

Abstract

Los circuitos talámicos están formados por neuronas de proyección excitadoras y neuronas inhibidoras. De manera similar a como ocurre en la corteza, las neuronas excitadoras talámicas nacen de progenitores que se encuentran en la zona proliferativa del tálamo en desarrollo, mientras que las interneuronas inhibidoras locales nacen fuera del tálamo y necesitan migrar hasta él para integrarse en el circuito. En ratón, las interneuronas locales del tálamo se encuentran principalmente en el núcleo dorso-lateral geniculado (dLGN), el núcleo visual primario, encargado de recibir los axones retinales y proyectar a la corteza visual primaria (V1). La integración de estas interneuronas en el circuito comienza durante el desarrollo postnatal temprano en ratón. A pesar del estado inmaduro de las conexiones neuronales a esta edad, los circuitos son activos de manera espontánea, con patrones definidos de disparo. Por lo general, se ha observado que la actividad periférica es relevante para la correcta migración e integración de las interneuronas talámicas. Sin embargo, aún no está claro si estos procesos se ven afectados por patrones específicos de actividad que surgen en paralelo y son mediadas por otras fuentes. En este proyecto, describimos cómo las interneuronas se comportan de manera diferente a distintas etapas del desarrollo, desde estadíos tardíos embrionarios hasta estadíos postnatales tempranos, tras interrumpir la actividad retinal o talámica. El bloqueo de la actividad retinal mediante diferentes procedimientos confirma resultados previos que sugieren que los axones retinales son necesarios por la colocación de las interneuronas en el dLGN. Asimismo, hemos observado que la actividad intrínseca del tálamo es también importante para la velocidad de migración de estas interneuronas locales talámicas. Además, hemos visto que la actividad espontánea talámica durante el desarrollo embrionario es necesaria para el correcto posicionamiento de las interneuronas corticales en V1, principalmente aquellas que expresan SST y PV. Es interesante observar que los resultados obtenidos combinando todos los modelos muestran que el dLGN necesita llegar a un número concreto de interneuronas locales talámicas. Puesto que hay evidencias previas que sugieren que la maduración de la microglia y las interneuronas podría estar conectada, buscamos también estudiar las células microgliales en nuestros modelos. De esta forma, encontramos que la actividad intrínseca del tálamo afecta a la densidad de microglia talámica, así como a la microglia cortical en estadíos postnatales, mientras que la supresión de la actividad retinal no afecta a estas células. Así, la combinación de todos estos resultados sugiere que los patrones tempranos de actividad talámica son un factor novedoso involucrado en la correcta integración de las interneuronas en el sistema visual.