ANALISI DEGLI EVENTI ELETTRICI SINAPTICI REGISTRATI POSTSINAPTICAMENTE

Eventi sinaptici evocati vs. non evocati  Eventi sinaptici evocati: risposte elettriche postsinaptiche innescate da una qualche forma di attivazione dell’elemento presinaptico indotta da uno stimolo  Eventi sinaptici non evocati: eventi elettrici postsinaptici osservati indipendentemente dall’applicazione di stimoli – Eventi spontanei (sPSPs, sPSCs) – Eventi in miniatura (mPSPs, mPSCs)

Eventi sinaptici non evocati: potenziali sinaptici in miniatura (mEPP, miniature end-plate potentials) nella giunzione neuromuscolare

Distribuzione temporale degli eventi in miniatura: ipotesi dell’indipendenza

Distribuzione temporale degli eventi in miniatura: ipotesi dell’indipendenza

Distribuzione temporale degli eventi in miniatura: ipotesi dell’indipendenza

Eventi sinaptici evocati: l’ipotesi del rilascio quantale • In neurotrasmettitore è rilasciato dal terminale presinaptico in pacchetti discreti o quanti; • il rilascio dei quanti avviene in corrispondenza di n siti di rilascio ciascuno dei quali opera indipendentemente dagli altri; • in condizioni basali la probabilità di rilascio del quanto a ogni sito (p) è bassissima ma non nulla; • la depolarizzazione del terminale presinaptico aumenta la probabilità di rilascio di ogni quanto (p); • l’enorme aumento di p all’arrivo del potenziale d’azione presinaptico determina un rilascio quasi sincrono di un gran numero di quanti.

Probabilità di k eventi di rilascio su n siti: distribuzione binomiale

Probabilità di k eventi di rilascio dato un numero medio di quanti rilasciati m = n·p: distribuzione di Poisson

Primo test di distribuzione poissoniana: stima di m dalla frequenza delle failure

Secondo test di distribuzione poissoniana: stima di m dal coefficiente di variazione (CV)

Terzo test di distribuzione poissoniana: interpolazione del grafico di distribuzione di frequenza

L’analisi quantale degli EPP in basso Ca2+ e alto Mg2+

Analisi quantale in sinapsi interneuroniche: strategie sperimentali per la registrazione di eventi unitari • stimolazione minima (stimolazione extracellulare); • registrazioni paired (stimolazione intracellulare).

Test di distribuzione binomiale (I)

Test di distribuzione binomiale (II)

Analisi quantale: neuroni CA1 [Da Kullmann & Nicoll, 1992]

Analisi quantale: stima dei parametri quantali prima e dopo LTP Controllo LTP [Da Kullmann & Nicoll, 1992]

Metodi alternativi di stima delle variazioni di p e/o di m 1. Frequenza degli eventi in miniatura 2. Frequenza delle failure 3. Analisi delle modificazioni del coefficiente di variazione (CV)

CV e sue variazioni in corso di LTP

Sinapsi postsinapticamente silenti e loro reclutamento nell’LTP NMDA-dipendente [Da Isaac et al., 1995]

Sinapsi postsinapticamente silenti e loro reclutamento nell’LTP NMDA-dipendente [Da Isaac et al., 1995]

Metodi alternativi di stima delle variazioni di p e/o di m 1. Frequenza degli eventi in miniatura 2. Frequenza delle failure 3. Analisi delle modificazioni del coefficiente di variazione (CV) 4. Analisi della paired-pulse facilitation / paired-pulse depression

Facilitazione e depressione a breve termine Controllo Basso Ca2+, alto Mg2+ 8 ms Depressione a breve termine Facilitazione

Paired-pulse facilitation / depression [Da Manabe et al., 1993]

Paired-pulse facilitation in condizioni basali e nel corso di LTP [Da Manabe et al., 1993]

Stima della conduttanza e del numero dei canali postsinaptici: analisi delle fluttuazioni in condizioni non stazionarie [Da Benke et al., 1992]