Las propiedades electrofisiológicas celulares subyacentes a la codificación multiplexada en las células de Purkinje

Los patrones de activación neuronal son cruciales para sustentar los comportamientos a nivel de circuito. En las células cerebelosas de Purkinje (PC), tanto las tasas de picos como las pausas se utilizan para la codificación del comportamiento, pero los mecanismos celulares que causan las transiciones de código siguen siendo desconocidos.

Utilizamos un modelo de PC bien validado para explorar la estrategia de codificación que utilizan las PC individuales para procesar entradas de fibra paralela (PF). Encontramos que el aumento de la intensidad de entrada cambia los PC de codificadores de velocidad lineales a codificadores de tiempo de pausa en ráfagas al activar picos dendríticos localizados. Validamos las propiedades de los picos dendríticos con datos experimentales, aclaramos los mecanismos de picos y predecimos los umbrales de picos con y sin inhibición.

Tanto los cálculos lineales como los de pausa en ráfagas utilizan ramas individuales como unidades computacionales, lo que desafía la visión tradicional de las PC como neuronas puntuales lineales. Los umbrales de picos dendríticos se pueden regular mediante el estado de voltaje, la modulación del canal compartimentado, la interacción entre ramas y la inhibición sináptica para expandir el rango dinámico del cálculo lineal o el cálculo de ráfagas-pausas.

Además, las entradas PF coactivadas entre las ramas pueden modificar las tasas máximas de pico somático y las duraciones de las pausas para hacerlas transportar señales analógicas. Nuestros resultados proporcionan nuevos conocimientos sobre las estrategias utilizadas por neuronas individuales para ampliar su capacidad de procesamiento de información.

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