Resumen:
Oscillations between day and night conditions are dominant, at times neglected, evolutionary driving forces. To cope with such challenges, life on earth has developed biochemical timers that run with periods similar to the earth's rotation, altogether known as circadian clocks. The fruit fly Drosophila melanogaster has been instrumental in understanding how these timekeeping systems work at the molecular level, and to demonstrate that multiple layers of interconnected cellular mechanisms are recruited by the clock to ensure its function. How does a group of neurons in the fly brain orchestrate the animal's activity pattern throughout the day? In principle, presumably identical molecular clocks running at the cellular level are assembled into clusters that could play specific roles. Most of them receive environmental inputs, process information and organize activity of target regions through output pathways. We are beginning to dissect the logic of the circadian system through molecular manipulations of different neuronal populations along will the characterization of the neurotransmitters and neuropeptides relevant for synchronization.

Contacto: FCeriani@leloir.org.ar
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Resumen:
Una de las principales ventajas adaptativas del sistema nervioso es la capacidad de interpretar señales ambientales modificando patrones conductuales en forma contexto dependiente. La sincronización de fases de actividad y de reposo con el fotoperíodo ha permitido la explotación de nichos temporales diferentes dando lugar a especies diurnas y nocturnas. Gymnotus omarorum es un pez eléctrico sudamericano de descarga débil y hábitos nocturnos. Los peces eléctricos se caracterizan por la emisión constante de una señal eléctrica especie específica modulada en forma de onda y frecuencia constituyendo una conducta eléctrica. La conducta eléctrica de G. omarorum aumenta en frecuencia durante la noche junto con la actividad locomotora en peces aislados registrados en cautiverio con un fotoperíodo 12:12 y a temperatura constante. Este aumento nocturno de la conducta eléctrica persiste en condiciones de oscuridad constante. El inicio de la fase de oscuridad genera un aumento rápido de la conducta eléctrica mediado por melatonina. El análisis de los ritmos circadianos de animales silvestres en laboratorio impone restricciones que pueden enmascarar las verdaderas características de su ritmicidad natural. Se analizó la variación de la frecuencia de la conducta eléctrica en animales en libre movimiento en estado natural. Con el objetivo de disociar el aumento eléctrico del locomotor registramos las variaciones diarias en condiciones seminaturales con los animales en reposo locomotor. En ambas condiciones logramos evidenciar un marcado aumento nocturno de conducta eléctrica, poniendo en evidencia la disociación entre el ritmo eléctrico y el locomotor. El registro de intensidad de luz ambiente muestra que estos animales se encuentran en oscuridad constante en su entorno natural, señalando a los ciclos diarios de temperatura como la posible señal sincronizadora ambiental. Parcialmente financiado por ANII FCE_126178; CSIC I+D_2016  

Contacto: adrianamigliaro@gmail.com
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Resumen:
La actividad sincrónica de grandes poblaciones neuronales, son las responsables de generar la actividad oscilatoria característica del electroencefalograma (EEG). La frecuencia y los patrones de tales oscilaciones varían de acuerdo al estado comportamental del individuo. Recientemente, se ha descrito un nuevo tipo de actividad oscilatoria que se produce entre 100 y 160 Hz (“high-frequency-oscillations”, HFO). Las HFO se caracterizan por presentar co-modulación con el ritmo theta hipocampal durante la vigilia y el sueño REM. Sin embargo, la distribución topográfica y la coherencia cortico-cortical de las HFO son aún desconocidas. En el presente estudio, se registró el EEG en ratas durante el ciclo sueño-vigilia y se analizó la extensión espacial de la potencia HFO, así como su coherencia intra e inter-hemisférica. Confirmamos que la amplitud de las HFO y la fase de la onda theta se encuentran fuertemente co-moduladas y que dicha modulación varía de acuerdo al estado comportamental en el que se encuentra el individuo. Durante la vigilia, la potencia HFO fue relativamente alta en todos los electrodos. La misma disminuyó durante el sueño NREM presentando valores intermedios durante el sREM. Por otra parte, la coherencia HFO fue mayor durante vigilia que sNREM.  Durante el sREM se observó un patrón más complejo; la coherencia aumenta en las combinaciones intra-hemisféricas, entre los electrodos posteriores y mediales. Este patrón es diferente al de la coherencia gamma (30-100 Hz) que típicamente se reduce durante el sREM en todo el neocórtex. Los datos muestran que existe un importante diálogo cortico-cortical de alta frecuencia durante vigilia. En contraste, durante el sREM, este diálogo se restringe a las regiones mediales y posteriores (sensoriales) intra-hemisféricas. Se necesitan estudios adicionales que combinen electrofisiología, comportamiento y nuevas herramientas analíticas para profundizar en la importancia funcional de las HFO.

Contacto: mat.cavelli@gmail.com
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Resumen:
En la adolescencia el sueño se ubica más tarde en la noche y muchos jóvenes duermen menos de lo que necesitan. Dos temas centran el debate cronobiológico actual por su impacto en la salud: la desincronización crónica, especialmente agravada en cronotipos vespertinos, y el aumento de exposición a la luz, fundamentalmente por la luz eléctrica asociada a la vida urbana. La primera caracterización cronobiológica de jóvenes uruguayos arroja cronotipos extremadamente tardíos. En base a esto, investigamos a) cómo afecta la vespertinidad extrema el desempeño académico y b) cómo se ajustan las preferencias circadianas a condiciones ambientales extremas en Antártida. Para investigar las consecuencias de los hábitos de sueño en el desempeño académico, 242 estudiantes del liceo N°10 de Montevideo reportaron sus preferencias circadianas, se estimaron parámetros de sueño y se relacionaron con indicadores de desempeño. Los estudiantes del turno intermedio exhiben el valor de cronotipo más alto reportado para población adolescente en el mundo (7,1±1,6h), y duermen entre semana 8,1±1,4h promedio, mientras que los del turno matutino con cronotipo menos tardío (5,5±1,6h), muestran importante déficit de sueño (6,4±1,3h días de semana). Respecto al desempeño, el cronotipo se correlaciona positivamente con las inasistencias, las que se correlacionan negativamente con calificaciones promedio. En el verano antártico, 20 estudiantes universitarios estuvieron más expuestos a luz solar y disminuyeron su duración de sueño comparado con el equinoccio montevideano. En Antártida, los participantes con cronotipos más tempranos, atrasaron el inicio del sueño, sin modificar el momento de despertar, mientras  los más tardíos mostraron un patrón inverso. La intensidad y la mayor exposición a la luz antártica pueden explicar estos cambios en el reloj circadiano, y la medición de melatonina en saliva es clave para confirmar esta hipótesis. Financiamiento CSIC_I+D, ANII becas posgrado, EVIIA Facultad de Ciencias

Contacto: tassino@fcien.edu.uy
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Resumen:
Parkinson´s disease (PD) is a neurodegenerative condition that usually begins in the fifth or sixth decade of life with an overall crude prevalence (including males and females across the entire age range) between 100 and 200 per 100 000 persons. Considering the United Nations projections, the number of people aged 65 or older in 2010, estimated in 524 million, will grow to nearly 1.5 billion in 2050, with most of the increase in developing countries. A multitude of premotor, that is, early-phase disturbances, has been recently and richly described as neuropathological hallmarks of the disease progression serving as new diagnostic assessments. In view of that, sleep disturbances usually emerge early in the disease course as a product of the degeneration of non-dopaminergic regions, like pedunculopontine tegmental nucleus (PPT), lower raphe nuclei and locus coeruleus. Besides, the occurrence of a dopaminergic lesion within the substantia nigra pars compacts (SNpc), typically impacting in motor disability, is also reported to promote a selective impairment in the generation and maintenance of rapid eye movement (REM) sleep. Also, the PPT and the basal ganglia share substantial amount of anatomical and functional similarities. Among these, there are reports of a role in locomotion, memory consolidation and sleep regulation.  Therefore, the conjuncture of elements described engaged us to propose a hypothesis aiming to explain sleep disturbances in PD based on the degeneration of the reciprocal connections between PPT and SNpc during the evolution of the disease. Our findings, collectively, suggest a new circuitry for sleep regulation in PD, involving the so called triad of nuclei composed by PPT, SNpc and striatum, evidencing not only a potential therapeutic target for the sleep disturbances associated to this pathology, but also a remarkable opportunity of premotor diagnosis.

Contacto: mmslima@ufpr.br
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