Mechanisms and purpose of top-down neural activity generation across conscious states

El sueño es universal en los mamíferos, pero el origen, la estructura y el propósito de los patrones de actividad neuronal que impregnan este estado siguen siendo muy polémicos. Esto se debe en gran medida a que dicha actividad se genera internamente y, por lo tanto, no es susceptible de la mayoría de los métodos de análisis tradicionales. Aquí propongo circuitos de arriba hacia abajo en la capa cortical 1 como un sitio clave de producción y estructuración de la actividad neuronal durante el sueño, y detallo nuevos enfoques experimentales y de análisis para sondear los circuitos de la capa 1 en los estados del sueño con resolución sináptica. Capa 1 de
La corteza sensorial recibe señales de larga distancia de regiones corticales superiores que, durante la vigilia, modulan poderosamente el procesamiento sensorial y sustentan procesos neurocognitivos como la atención, la predicción y la integración sensoriomotora. Estos circuitos de arriba hacia abajo están bien ubicados para generar de forma autónoma una actividad durante el sueño que está estructurada de manera significativa en ausencia de información sensorial. Propongo que tales activaciones de arriba hacia abajo, no limitadas por el entorno sensorial, pero estructuradas por una vida de experiencia codificada sinápticamente almacenada en patrones de conectividad cortical, podrían promover la formación de asociaciones significativas e ideas inaccesibles y cognitivamente disruptivas si se producen en estados de vigilia. Propongo probar este mecanismo y el propósito de las activaciones del sueño utilizando multifotón in vivo.
Imágenes en ratones: las imágenes sinápticas de alta resolución permitirán medir el origen y la regulación (objetivo 1), el contenido, la estructura (objetivo 2) y el desarrollo (objetivo 3) de señales de arriba hacia abajo a la capa 1 durante diferentes estados conscientes y responderán. Preguntas fundamentales sobre la interacción entre los patrones de actividad del sueño y la vigilia y su propagación en todo el cerebro. Anticipamos que el trabajo conducirá a un avance fundamental en nuestra comprensión de la micro y macro arquitectura de las activaciones neuronales durante el sueño y, al hacerlo, resolverá
preguntas de larga data sobre las funciones mnemotécnicas, creativas y de mantenimiento de dicha actividad.