Tema 1. La Neurona

1.1 Potencial de reposo de una neurona

La neurona y sus elementos. Las propiedades de la membrana neuronal. Iones y abundancias relativas. Canales iónicos. Potencial de equilibrio para un ión (ecuación de Nerst). El potencial de reposo de la neurona es cercano al potencial de equilibrio del K+. La membrana neuronal como un circuito eléctrico RC (parte pasiva).

Bibliografía: Capítulos 6 y 7 del Kandel y capítulo 5 del Dayan y Abbott.

1.2 Potencial de acción y ecuaciones de Hodgkin-Huxley

Canales iónicos dependientes del potencial. Canales activos de Na+ (transitorios) y de K+ (persistentes). Variables de activación y de inactivación. Corrientes de Na+ y de K+ y su contribución a la generación del potencial de acción (PA). Ecuaciones de Hodgkin-Huxley para la generación del PA. Propagación del PA.

Bibliografía: Capítulo 8 del Kandel y capítulo 5 del Dayan y Abbott.

1.3 Atenuación en las dendritas. Ecuación del cable.

Las dendritas como un cable eléctrico conductor. Ecuación del cable. Propagación y atenuación de un potencial a lo largo del cable.

Bibliografía: Capítulo 9 del Kandel y capítulo 6 del Dayan y Abbott.

1.4 Plasticidad sináptica: LTD y LTP. Regla de Hebb

Receptores NMDA y su papel en LTD y LTP (aprendizaje). Regla de Hebb.

Bibliografía:

Tema 2. Comunicación entre neuronas: Sinapsis

2.1 Sinapsis eléctricas y químicas.

Sinapsis eléctricas y químicas. Morfología de una sinapsis química y mecanismo de liberación y recepción de neurotransmisores.

Bibliografía: Capítulo 10 del Kandel.

2.2 Receptores de ACh. La unión neuromuscular

Canales activados por acetilcolina (ACh). Potencial de placa y su aislación. Potencial de inversión del canal. Circuito equivalente con corrientes sinápticas. Naturaleza estocástica de la transmisión sináptica. Canales unitarios y "patch-clamp".

Bibliografía: Capítulo 11 del Kandel.

2.3 Receptores de glutamato y GABA

Sinapsis excitadoras e inhibidoras. Receptores AMPA y NMDA. Receptores GABA. Integración sináptica. Facilitación y depresión sináptica. Modelos de transmisión sináptica.

Bibliografía: Capítulos 12 y 14 del Kandel y capítulo 5 del Dayan y Abbott.

Tema 3. El Sistema Visual

3.1 La Retina

Bibliografía: Capítulo 9 del Bear, Connors y Paradiso.

3.2 La corteza visual primaria

Bibliografía: Capítulos 10 del Bear, Connors y Paradiso.

3.3 El color

Bibliografía: Capítulo 8 del Hubel.

Tema 4. Redes de Neuronas. Memoria de corto plazo

Definición del modelo de neurona de integración y disparo. Frecuencia de disparo de la neurona cuando recibe una corriente constante. Función de transferencia. Adaptación neuronal. Poblaciones de neuronas. Inestabilidad de una red con neuronas excitadoras. El papel de la inhibición. Estados estacionarios de la red. Atractores y memoria asociativa. Memoria de corto plazo. Descripción de algunos experimentos.

Bibliografía: Capítulos 5 y 7 del Dayan y Abbott.

Tema 5. Aprendizaje por refuerzo

Clases de aprendizaje. Condicionamiento clásico. Condicionamiento instrumental. Aprendizaje por refuerzo en animales y robots. Algoritmos clásicos de aprencizaje por refuerzo. Predicción de la recompensa. El papel de la señal error para guiar el aprendizaje por refuerzo. Experimentos con monos y neuronas dopaminérgicas.

Bibliografía: Capítulo 9 del Dayan y Abbott.

Tema 6. Más allá de la corteza visual primaria

Bibliografía: Capítulos 28 y 25 del Kandel.