Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.10: Langetermijnpotentiëring
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Langetermijnpotentiëring
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

18.10: Langetermijnpotentiëring

Langetermijnpotentiëring, of LTP, is een van de manieren waarop synaptische plasticiteit - veranderingen in de sterkte van chemische synapsen - in de hersenen kan optreden. LTP is het proces van synaptische versterking dat optreedt in de tijd tussen pre- en postsynaptische neuronale verbindingen. De synaptische versterking van LTP werkt in tegenstelling tot de synaptische verzwakking van langdurige depressie (LTD) en vormen samen de belangrijkste mechanismen die ten grondslag liggen aan leren en geheugen.

Hebbian LTP

LTP kan optreden wanneer presynaptische neuronen herhaaldelijk vuren en het postsynaptische neuron stimuleren. Dit wordt Hebbian LTP genoemd omdat het volgt uit het postulaat van Donald Hebb uit 1949 dat "neuronen die samen vuren met elkaar verbonden zijn". De herhaalde stimulatie door presynaptische neuronen veroorzaakt veranderingen in het type en aantal ionkanalen in het postsynaptische membraan.

Bij LTP zijn twee soorten postsynaptische receptoren van de exciterende neurotransmitter glutamaat betrokken: 1) N-methyl-D-aspartate of NMDA-receptoren en 2) a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionzuur- of AMPA-receptoren. Hoewel NMDA-receptoren openen na glutamaatbinding, wordt hun porie meestal geblokkeerd door magnesiumionen die voorkomen dat andere positief geladen ionen het neuron binnendringen. Glutamaat dat vrijkomt uit presynaptische neuronen kan echter binden aan postsynaptische AMPA-receptoren, waardoor een instroom van natriumionen wordt veroorzaakt die resulteert in membraandepolarisatie. Wanneer het postsynaptische membraan wordt gedepolariseerd door meerdere frequente presynaptische inputs, wordt het magnesiumion dat de NMDA-receptorporie blokkeert, verplaatst, waardoor natrium- en calciumionen in het neuron kunnen stromen.

De verhoogde instroom van calciumionen initieert vervolgens een signaalcascade die culmineert in meer AMPA-receptoren die in het plasmamembraan worden ingebracht. Als alternatief kan de signaalcascade glutamaatreceptoren fosforyleren, waardoor ze langer open kunnen blijven en de geleiding van positief geladen ionen naarde cel. Als gevolg hiervan zal dezelfde presynaptische stimulatie nu een sterkere postsynaptische respons oproepen, aangezien meer glutamaatreceptoren geactiveerd zullen worden en meer positief geladen ionen het postsynaptische neuron zullen binnendringen. De versterking die optreedt, staat bekend als synaptische versterking of potentiëring.

Het adagium "oefening baart kunst" kan gedeeltelijk verklaard worden door LTP. Wanneer een nieuwe taak wordt geleerd, worden nieuwe neurale circuits versterkt met behulp van LTP. Na elke herhaling van de oefening wordt de synaptische kracht in de neurale circuits sterker, en al snel kan de taak correct en efficiënt worden uitgevoerd. De nieuw versterkte verbindingen kunnen minuten tot weken of langer duren als de presynaptische stimulatie aanhoudt, wat betekent dat elke volgende keer dat de taak wordt uitgevoerd, de LTP wordt gehandhaafd.

LTP en ziekte

Als LTP normaal functioneert, kunnen we gemakkelijk herinneringen leren en vormen. Afwijkingen in LTP zijn echter bij veel neurologische en cognitieve stoornissen zoals de ziekte van Alzheimer, autisme, verslaving, schizofrenie en multiple sclerose. Een beter begrip van de mechanismen achter LTP zou uiteindelijk tot therapieën kunnen leiden.


Aanbevolen Lectuur

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

Waiting X
simple hit counter