A depleção juvenil da microglia reduz a orientação, mas não a alta seletividade de frequência espacial no camundongo V1

Aug 12, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 12779 (2022) Citar este artigo

959 acessos

1 Altmétrica

Detalhes das métricas

Uma correção do editor para este artigo foi publicada em 24 de janeiro de 2023

Este artigo foi atualizado

A micróglia contém múltiplos mecanismos que moldam a paisagem sináptica durante o desenvolvimento pós-natal. Se as mudanças sinápticas mediadas pela microglia refletem o refinamento do desenvolvimento das respostas neuronais nos córtices sensoriais, no entanto, permanece pouco compreendido. Na vida pós-natal, o desenvolvimento de orientação aumentada e seletividade de frequência espacial de respostas neuronais no córtex visual primário (V1) suporta o surgimento de alta acuidade visual. Aqui, usamos o inibidor do receptor do fator 1 estimulador de colônias (CSF1R) PLX5622 para esgotar a micróglia de forma rápida e duradoura em camundongos durante o período juvenil, no qual emergem maior orientação e seletividade de frequência espacial. As propriedades de ajuste excitatório e inibitório foram medidas simultaneamente usando imagens de cálcio multifóton na camada II/III do camundongo V1. Descobrimos que a depleção da microglia geralmente aumenta a atividade evocada que, por sua vez, reduz a seletividade de orientação. Surpreendentemente, a micróglia não foi necessária para o surgimento de respostas sintonizadas de alta frequência espacial. Além disso, a depleção da micróglia não perturbou a binocularidade cortical, sugerindo processamento de profundidade normal. Juntos, nossa descoberta de que a orientação e a seletividade de alta frequência espacial em V1 são diferencialmente suportadas pela microglia revelam que a microglia requer processamento sensorial normal, embora seletivamente.

Através de múltiplos sistemas sensoriais, a experiência orienta a maturação funcional dos circuitos neuronais durante períodos de plasticidade elevada conhecidos como períodos críticos1,2,3,4,5. Experiências anormais durante essas janelas juvenis podem perturbar a codificação sensorial e a percepção até a idade adulta6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. Estudos de imagem in vivo de espinhas sinápticas revelam que os períodos críticos coincidem com mudanças transitórias na estabilidade da coluna16,17,18. É importante ressaltar que a privação sensorial durante períodos críticos produz mudanças estruturais nas sinapses que refletem a reorganização funcional16,17,19,20,21. Assim, os tipos de células que regulam a estrutura da sinapse podem desempenhar papéis significativos no refinamento das propriedades funcionais do circuito sensorial.

A microglia desempenha vários papéis na formação de circuitos cerebrais juvenis e adultos21,22,23. Durante o desenvolvimento, foi demonstrado que a microglia modifica a conectividade sináptica por meio da eliminação da sinapse24,25,26,27,28,29, indução da coluna30 e trogocitose31. Em adultos, a microglia amortece a atividade do circuito cortical por meio da dinâmica dependente de Gi32 e pela conversão de ATP extracelular em adenosina33, um potente depressor da atividade neuronal34. A participação da microglia nas modificações das sinapses e na atividade do circuito sugere que elas podem estar envolvidas em mecanismos do período crítico. Em apoio, a eliminação da microglia usando inibidores do receptor do fator 1 estimulador de colônias (CSF1R)35 aumenta tanto a conectividade sináptica quanto a excitabilidade do circuito no córtex visual primário (V1)36,37.

Durante o desenvolvimento do sistema visual, acredita-se que a maturação do processamento visual binocular envolva os mecanismos da microglia. No início do núcleo geniculado lateral pós-natal (LGN), a atividade retiniana leva à eliminação da entrada binocular excessiva da retina, levando ao aumento da segregação das vias visuais específicas do olho38,39,40,41. A eliminação da sinapse pela micróglia tem sido implicada na escultura de entradas retinianas para LGN26,27,28. Embora esses estudos forneçam fortes evidências do papel da microglia no refinamento anatômico dos circuitos visuais, eles não abordam a função. Recentemente, descobriu-se que a desativação dos mecanismos do complemento impede a poda mediada pela micróglia do desenvolvimento de entradas retinianas para LGN26. Curiosamente, essa perturbação anatômica no LGN não perturba a binocularidade nem sua plasticidade a jusante no V142, destacando a importância de avaliar a função do circuito.