Sistemas dinámicos y biofísica en la excitabilidad neuronal y la plasticidad sináptica

Las características que distinguen a un sistema excitable desde una perspectiva matemática son, en general, difíciles de definir sin caer en contradicciones con respecto a lo observable o descriptible desde una perspectiva experimental. Este ensayo se enfoca en describir excitabilidad primero desde un punto de vista clásico, y luego contrastar dichas nociones con la noción de excitabilidad usada en fisiología, que se basa en observaciones experimentales. La comparación da lugar a una definición alternativa de excitabilidad que no requiere regresos al reposo, sólo pide la posibilidad de encontrar condiciones iniciales a partir de las cuales las trayectorias contengan estados excitados. La nueva definición también permite una breve discusión sobre la minimalidad dimensional en sistemas excitables y las propiedades de dichos sistemas. En consideración de los modelos de excitabilidad celular existentes, y la necesidad de valorar los modelos con experimentos, se hace la precisión de que un modelo determinista y autónomo de excitabilidad neuronal debe de incluir no un sistema, sino una familia de sistemas dinámicos. Se desprende también de la discusión que la excitabilidad no debería de estar necesariamente asociada a bifurcaciones de sistemas dinámicos. Como consecuencia, célula es excitable si es posible observar excitabilidad en al menos un miembro de la familia de sistemas que la modela, solo tomando en cuenta las condiciones iniciales y el comportamiento de las trayectorias resultantes. Distintos tipos de excitabilidad neuronal son descritos entonces en términos de la nueva definición de excitabilidad a partir de ejemplos. Extensiones de los modelos mencionados anteriormente son construidas para discutir algunas formas en las que la excitabilidad neuronal afecta y es afectada por la comunicación sináptica y la plasticidad de la misma.