長期抑圧

長期抑圧（LTD）は、脳内でシナプス可塑性（化学的なシナプスの強さを変化させること）が生じる方法のひとつです。LTDとは、シナプス前部とシナプス後部の神経結合の間で、時間の経過とともにシナプスが弱くなっていくプロセスです。LTDによるシナプスの弱体化は、長期増強（LTP）によるシナプスの強化と相反する働きをし、学習と記憶を支える主要なメカニズムとなっています。

カルシウムイオン濃度のメカニズム

すべてのシナプスがLTPなどによって最大限に強化されると、脳の効率は頭打ちになり、学習や新しい記憶の形成が難しくなります。LTDは、弱ったシナプスを縮小して資源を確保し、中枢神経系に柔軟性を取り戻す方法です。LTDが起こるメカニズムの1つは、シナプス前部の刺激を受けた後、シナプス後部の神経細胞内にあるカルシウムイオンの数によります。シナプス前の刺激が少ないと、カルシウムイオンの流入量が少なくなり、その結果、シナプス後の神経細胞内のカルシウムイオン濃度が低くなります。

カルシウムイオン濃度が低下すると、シグナルカスケードが始まり、グルタミン酸受容体（AMPA）が細胞膜からエンドサイトーシスまたは除去されます。その結果、正の電荷を帯びたイオンが入り込み、膜を脱分極させるチャネルが少なくなるため、同じ散発的なシナプス前刺激に対するシナプス後の反応はさらに弱くなるのです。ニューロンは、AMPA受容体を後から再利用したり、構成するサブユニットに分離したりします。

LTDは、最初に海馬で起こると報告され、古い記憶を消去すると考えられていました。その後、小脳、線条体、大脳皮質など、多くの脳領域でLTDが起こることが明らかになりました。LTDがどこにでも存在することは、脳の機能を正常に保つために重要であることを示しています。

LTDと病気

LTDの機能不全は、依存症、精神遅滞、アルツハイマー病など、多くの神経疾患や認知疾患の原因になると考えられています。現在、LTDのメカニズムや神経疾患の発生メカニズムを解明し、治療法を開発するための研究が進められています。