Simulación estocástica del proceso de plasticidad sináptica

Abstract

El estudio de los procesos biológicos es de suma importancia en el entendimiento de los sistemas que componen el cuerpo humano y de cómo sus interacciones derivan en una función biológica. Para ello, el desarrollo de modelos facilita la comprensión del comportamiento del sistema. En muchos casos, los modelos son ecuaciones matemáticas derivadas de diagramas que representan las interacciones entre los componentes que conforman al sistema biológico. En el campo de la neurociencia computacional, el modelado matemático y la simulación computacional han sido combinadas junto con la experimentación en laboratorios para el mejor entendimiento de la transmisión sináptica, que es la base fisiológica del funcionamiento del sistema nervioso central. Las neuronas son conocidas como los motores computacionales del cerebro para los cuales la sinapsis es el medio de enlace de las señales químicas y eléctricas. Los diferentes tipos de plasticidad sináptica y las diferentes escalas de tiempo sobre las cuales operan sugieren que la sinapsis tiene un papel clave en el proceso de transmisión de información. Esta tesis se enfoca en proponer un modelo estocástico que permita estudiar la etapa postsináptica del cáliz de Held, el cual describa la interacción entre los canales iónicos y el neurotransmisor. El funcionamiento de los receptores es descrito mediante esquemas cinéticos propuestos en base a datos experimentales ya reportados. Estos esquemas se simularon utilizando algoritmos estocásticos y analizando las distintas escalas de tiempo implicadas para identificar cómo es que cada modelo de estados reproduce las características de facilitación y desactivación que caracteriza a los receptores postsinápticos.