Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.10: Долговременная потенциация
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Долговременная потенциация
 
Этот закадровый голос сгенерирован компьютером
ТРАНСКРИПТ
* Текстовый перевод сгенерирован компьютером

18.10: Долговременная потенциация

Долгосрочная потенция, или LTP, является одним из способов, с помощью которых синаптической пластичности-изменения в силе химических синапсов-может произойти в головном мозге. LTP является процесс синаптической укрепления, что происходит с течением времени между до- и постсинаптических нейронных связей. Синаптическое укрепление LTP работает в оппозиции к синаптической ослабления долгосрочной депрессии (LTD) и вместе являются основными механизмами, которые лежат в основе обучения и памяти.

Хеббиан LTP

LTP может произойти, когда пресинаптические нейроны неоднократно огонь и стимулировать постсинаптический нейрон. Это называется Hebbian LTP, поскольку это следует из постулата Дональда Хебба 1949 года о том, что "нейроны, которые говорят вместе провода вместе". Повторная стимуляция от пресинаптических нейронов вызывает изменения в типе и количестве ионных каналов в постсинаптической мембране.

Два типа постсинаптических рецепторов возбуждающей нейромедиатора глутамата участвуют в LTP: 1) N-метил-D-аспарата или NMDA рецепторов и 2) й-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолепропионовая кислота или АМРА рецепторов. Хотя NMDA рецепторы открыты на глутамат связывания, их поры, как правило, блокируется ионов магния, которые предотвращают другие положительно заряженные ионы от входа в нейрон. Тем не менее, глутамат, высвоцываемый из пресинаптических нейронов, может связываться с постсинаптическими рецепторами АМРА, вызывая приток ионов натрия, что приводит к деполяризации мембраны. Когда постсинаптическая мембрана деполяризируется несколькими частыми пресинаптическими входами, ион магния, блокирующий поры рецепторов NMDA, смещается, позволяя ионам натрия и кальция поступать в нейрон.

Увеличение притока ионов кальция затем инициирует сигнальный каскад, который завершается тем, что в плазменную мембрану вставляется больше рецепторов АМРА. Кроме того, сигнальный каскад может фосфорилировать рецепторы глутамата, что позволяет им оставаться открытыми в течение более длительного времени и повышения проводимости положительно заряженных ионов в клетку. В результате, та же пресинаптическая стимуляция теперь вызовет более сильный постсинаптический ответ, учитывая, что больше рецепторов глутамата будут активированы и более положительно заряженные ионы войдут в постсинаптический нейрон. Усиление, которое происходит, известно как синаптические укрепления или потенции.

Поговорка "практика делает совершенным" может быть частично объяснена LTP. Когда новая задача в настоящее время узнал, новые нейронные схемы усиливаются с помощью LTP. После каждой итерации практики, синаптическая сила в нейронных цепях становится сильнее, и вскоре задача может быть выполнена правильно и эффективно. Вновь усиленные соединения могут длиться от нескольких минут до нескольких недель или дольше, если пресинаптическая стимуляция сохраняется, а это означает, что каждый последующий раз, когда задача выполняется LTP поддерживается.

LTP и болезни

Когда LTP функционирует нормально, мы можем учиться и формировать воспоминания с легкостью. Тем не менее, аномалии в LTP были вовлечены во многих неврологических и когнитивных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, аутизм, наркомания, шизофрения, и рассеянный склероз. Более глубокое понимание механизмов, стоящих за LTP может в конечном итоге привести к терапии.


Литература для дополнительного чтения

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter