Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.11: La depresión a largo plazo
TABLA DE
CONTENIDO

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
Long-term Depression
 
TRANSCRIPCIÓN

18.11: Long-term Depression

18.11: La depresión a largo plazo

Long-term depression, or LTD, is one of the ways by which synaptic plasticity—changes in the strength of chemical synapses—can occur in the brain. LTD is the process of synaptic weakening that occurs over time between pre and postsynaptic neuronal connections. The synaptic weakening of LTD works in opposition to synaptic strengthening by long-term potentiation (LTP) and together are the main mechanisms that underlie learning and memory.

Calcium Ion Concentration Mechanism

If over time, all synapses are maximally strengthened through LTP or some other mechanism, the brain would plateau in efficiency making learning and forming new memories difficult. LTD is a way to prune weaker synapses thereby freeing up resources and putting flexibility back into the central nervous system. One mechanism by which LTD occurs depends on the number of calcium ions in the postsynaptic neuron after presynaptic stimulation. Infrequent or low levels of presynaptic stimulation lead to low calcium ion influx and consequently, low calcium ion concentration in the postsynaptic neuron.

The low calcium ion concentration initiates a signaling cascade that culminates in the endocytosis or removal of α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) glutamate receptors from the plasma membrane. As a result, the postsynaptic response to the same sporadic presynaptic stimulation is further weakened, since there are fewer channels for positively charged ions to enter and depolarize the membrane. The neuron reuses the AMPA receptors at a later time and/or separates them into their constituent subunits.

LTD was first described as occurring in the hippocampus, where it is thought to clear old memories. Subsequently, LTD has been shown to occur in many brain regions such as the cerebellum, striatum, and the cortex. The ubiquitous presence of LTD underlies its importance in proper brain functioning.

LTD and Disease

Malfunctioning mechanisms of LTD are thought to contribute to numerous neurological and cognitive disorders such as addiction, mental retardation, and Alzheimer's disease. Research is ongoing to better understand the mechanisms of LTD, how neurological disorders occur, and to develop treatments.

La depresión a largo plazo, o LTD, es una de las formas en que la plasticidad sináptica (cambios en la fuerza de las sinapsis químicas) puede ocurrir en el cerebro. LTD es el proceso de debilitamiento sináptico que ocurre con el tiempo entre las conexiones neuronales pre y postsinápticas. El debilitamiento sináptico de LTD trabaja en oposición al fortalecimiento sináptico por potenciación a largo plazo (LTP) y juntos son los principales mecanismos que subyacen al aprendizaje y la memoria.

Mecanismo de concentración de iones de calcio

Si con el tiempo, todas las sinapsis se fortalecen al máximo a través de LTP o algún otro mecanismo, el cerebro se estanca en eficiencia haciendo que el aprendizaje y la formación de nuevos recuerdos difícil. LTD es una forma de podar sinapsis más débiles liberando así los recursos y poniendo flexibilidad de nuevo en el sistema nervioso central. Un mecanismo por el cual se produce LA LTD depende del número de iones de calcio en la neurona postsináptica después de la estimulación presináptica. Los niveles poco frecuentes o bajos de estimulación presináptica conducen a una baja afluencia de iones de calcio y, en consecuencia, baja concentración de iones de calcio en la neurona postsináptica.

La baja concentración de iones de calcio inicia una cascada de señalización que culmina en la endocitosis o la eliminación de los receptores de glutamato de ácido gluoxpropionico (AMPA) de la membrana plasmática. Como resultado, la respuesta postsináptica a la misma estimulación presináptica esporádica se debilita aún más, ya que hay menos canales para que los iones cargados positivamente entren y despolaricen la membrana. La neurona reutiliza los receptores AMPA en un momento posterior y / o los separa en sus subunidades constituyentes.

LTD fue descrito por primera vez como que ocurre en el hipocampo, donde se cree que limpia los viejos recuerdos. Posteriormente, SE ha demostrado que LA LTD ocurre en muchas regiones cerebrales como el cerebelo, el estriado y la corteza. La presencia omnipresente de LTD subyace a su importancia en el correcto funcionamiento del cerebro.

LTD y enfermedades

Mecanismos de mal funcionamiento de LTD se cree que contribuyen a numerosos trastornos neurológicos y cognitivos como la adicción, retraso mental, y la enfermedad de Alzheimer. Se está investigando para comprender mejor los mecanismos de la LTD, cómo se producen los trastornos neurológicos y para desarrollar tratamientos.


Lectura sugerida

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

Waiting X
simple hit counter