Network and intrinsic cellular mechanisms underlying theta phase precession of hippocampal neurons.

Hippocampal 'place cells' systematically shift their phase of firing in relation to the theta rhythm as an animal traverses the 'place field'. These dynamics imply that the neural ensemble begins each theta cycle at a point in its state-space that might 'represent' the current location of the rat, but that the ensemble 'looks ahead' during the rest of the cycle. Phase precession could result from intrinsic cellular dynamics involving interference of two oscillators of different frequencies, or from network interactions, similar to Hebb's 'phase sequence' concept, involving asymmetric synaptic connections. Both models have difficulties accounting for all of the available experimental data, however. A hybrid model, in which the look-ahead phenomenon implied by phase precession originates in superficial entorhinal cortex by some form of interference mechanism and is enhanced in the hippocampus proper by asymmetric synaptic plasticity during sequence encoding, seems to be consistent with available data, but as yet there is no fully satisfactory theoretical account of this phenomenon. This review is part of the INMED/TINS special issue Physiogenic and pathogenic oscillations: the beauty and the beast, based on presentations at the annual INMED/TINS symposium (http://inmednet.com).

El ritmo Theta del hipocampo: ¿Un organizador temporal de la información sensorial y autonómica en la vigilia y el sueño? / Hippocampal Theta rhythm: is it a temporal organizer of sensory and autonomic information during wakefulness and sleep?

El ritmo theta (0) del hipocampo, presente en todos los estados del comportamiento, ha sido relacionado temporalmente con movimientos voluntarios, automáticos y reflejos, tanto durante la vigilia como en el sueño. Nuestra investigación se basa en la hipótesis de que los procesamientos sensoriales necesitan de un ordenamiento, una organización temporal de la información a ser procesada y almacenada, y que el ritmo del hipocampo podría contribuir a dicho ordenamiento temporal. Hemos demostrado que las descargas unitarias de neuronas auditivas y visuales en cobayas presentan correlación temporal con el ritmo hipocámpico (phase-locking). Esta relación temporal aparece tanto en las descargas espontáneas como en las provocadas por los estímulos específicos para cada modalidad sensorial. Las descargas neuronales fluctúan entre la situación de correlación y no correlación de fase con el ritmo . Este estado cambiante depende de distintas situaciones, conocidas y desconocidas. Entre las conocidas son destacables el cambio de estado comportamental (vigilia, sueño lento, sueño paradójico), cambios en las características del estímulo y cambios atencionales. Hemos encontrado, además, una importante correlación temporal entre el ritmo y la frecuencia cardíaca, fundamentalmente durante el sueño paradójico, situación en que los sistemas de control vegetativos se encuentran en su mínima expresión (AU)