Długotrwałe wzmocnienie

Plik Długotrwałe wzmocnienie jest podstawą plastyczności neuronalnej, a tym samym przekształcania struktur nerwowych lub wzajemnych połączeń w układzie nerwowym. Bez tego procesu nie byłoby możliwe ani tworzenie pamięci, ani doświadczeń związanych z uczeniem się. Zaburzenia długotrwałego wzmocnienia występują na przykład w chorobach takich jak choroba Alzheimera.

Co to jest długotrwałe wzmocnienie?

Neurony pracują z bioelektrycznymi i biochemicznymi potencjałami czynnościowymi. Potencjały czynnościowe są językiem ośrodkowego układu nerwowego i służą do przekazywania wzbudzenia. Ta transmisja jest również znana jako transmisja synaptyczna. Komórki nerwowe reagują na zwiększone wytwarzanie potencjałów czynnościowych tzw. Długotrwałym wzmocnieniem.

Plastyczność nerwów jest jedną z najważniejszych konsekwencji długotrwałego wzmocnienia. Termin plastyczność neuronalna opisuje przebudowę struktury nerwowej, która dostosowuje ją do jej aktualnego zastosowania. Zarówno pojedyncze komórki nerwowe, jak i obszary mózgu można odbudować neuronalnie. Dzięki procesom konwersji funkcje centralnego i obwodowego układu nerwowego zostają zachowane, rozszerzone i dostosowane do aktualnej sytuacji użytkowania. Jako podstawa odbudowy nerwowej, długotrwałe wzmocnienie pomaga ogromnie w zapewnieniu, że układ nerwowy funkcjonuje tak efektywnie i płynnie, jak to tylko możliwe.

Długotrwałe wzmacnianie jest również związane z tworzeniem się pamięci. Ponadto przebudowa struktur neuronowych jest nieuniknionym procesem uczenia się.

Funkcja i zadanie

Z punktu widzenia mózgu wyuczonej umiejętności przypisywany jest korelat morfologiczny, który odpowiada sieci połączeń synaptycznych. Takie sieci pozwalają na tworzenie pomysłów w korze asocjacyjnej. Na przykład, gdy wymawia się określone słowo, należy aktywować specjalną sieć, co z kolei skutkuje specjalnym wzorem potencjałów czynnościowych.

Za każdym razem, gdy ktoś uczy się nowych umiejętności lub ulepsza stare, w mózgu pojawiają się nowe połączenia. Nieużywane połączenia międzysieciowe są ponownie anulowane w ten sam sposób. Ta przebudowa odpowiada plastyczności synaps. Uczenie się na poziomie neuronowym jest zatem zależną od aktywności rekonstrukcją wzorców połączeń nerwowych i procesów funkcjonalnych w mózgu.

Oprócz wzmocnienia presynaptycznego, potentanicznego potentanicznego i depresji synaptycznej, długoterminowe wzmocnienie jest również istotne dla procesów uczenia się. To wzmocnienie odpowiada długoterminowemu wzmocnieniu transmisji synaptycznej. Ten proces składa się z różnych procesów podrzędnych.

Aktywacja receptorów AMPA jest pierwszym krokiem w długotrwałym wzmocnieniu. W błonach postsynaptycznych znajdują się niezliczone receptory glutaminianu. Podgrupą tych receptorów glutaminianu są receptory typu AMPA. Gdy tylko zostanie wygenerowany potencjał czynnościowy, uwalniany jest glutaminian. Substancja własna organizmu jest jednym z najważniejszych neuroprzekaźników i po uwolnieniu wiąże się z receptorami AMPA, które otwierają się poprzez wiązanie. Po otwarciu receptorów napływają jony sodu. Stwarza to pobudzający potencjał postsynaptyczny. Potencjał ten pojawia się przy każdej depolaryzacji w obrębie błony postsynaptycznej. Ekscytujące potencjały postsynaptyczne są sumowane i przetwarzane przez neuron odbierający. Kiedy wartość progowa zostanie przekroczona, odbierające neurony ponownie tworzą potencjał czynnościowy i przekazują go dalej poprzez swoje aksony.

Po wytworzeniu pobudzającego potencjału postsynaptycznego następuje aktywacja receptorów NMDA w długotrwałym wzmocnieniu. Gdy tylko pojawią się dodatkowe potencjały czynnościowe, następuje zwiększona depolaryzacja błony postsynaptycznej. Jony magnezu opuszczają receptor NMDA i receptor może się otworzyć. Otwarcie receptorów NMDA powoduje napływ jonów wapnia i prowadzi do fosforylacji receptorów AMPA. Fosforylacja z kolei zwiększa przewodnictwo receptorów, a także zwiększa syntezę białek w komórce.

Ponadto podczas opisanych procesów uwalniane są wsteczne substancje przekaźnikowe. Te substancje przekaźnikowe odpowiadają na przykład pochodnym kwasu arachidonowego lub gazom, takim jak tlenek azotu. Te substancje przekaźnikowe powodują, że błona presynaptyczna uwalnia więcej neuroprzekaźników.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Obecnie przedmiotem badań medycznych są choroby neurologiczne wpływające na długotrwałe wzmocnienie potencji. Jedną z takich chorób jest choroba Alzheimera. Choroba Leśniowskiego-Crohna ma również wpływ na opisane powyżej procesy. To, że choroby te zakłócają długotrwałe wzmocnienie, jest głównie spowodowane degeneracją komórek nerwowych. Gdy tylko synapsy neuronalne ulegną rozpadowi, długotrwałe wzmocnienie nie jest już możliwe. Na przykład tworzy to również ciemne obszary w ich pamięci.

Mózg rozkłada się stopniowo w chorobach zwyrodnieniowych ośrodkowego układu nerwowego. Środki mające na celu utrzymanie struktur nerwowych stały się głównym przedmiotem badań w odniesieniu do chorób, takich jak choroba Alzheimera. Jak dotąd nie odnotowano żadnych wielkich sukcesów w zachowaniu synaps. Jak dotąd przełomowe sukcesy odnotowano tylko u zwierząt z porównywalnymi chorobami. Naukowcom nie udało się jeszcze przenieść tych sukcesów na ludzi.

Ponieważ długoterminowe różnicowanie nie działa już u osób dotkniętych chorobą, nie może już nastąpić przebudowa synaptyczna. Procesy uczenia się są niemożliwe, a ogólna funkcjonalność mózgu stopniowo maleje. Nie mogą już tworzyć się nowe komórki nerwowe lub połączenia między neuronami. Stare synapsy nie są już używane i są demontowane w ramach procesów renowacyjnych.

Aby przeciwdziałać tym procesom, medycyna promuje obecnie utrzymanie synaps za pomocą specjalnych ćwiczeń. Im częściej używane są synapsy, tym szybciej mózg rozpoznaje je jako konieczne. Choroby, takie jak choroba Alzheimera lub Crohna, mogą więc zostać opóźnione przez ćwiczenia. Ale jak dotąd nie można powstrzymać chorób poprzez ćwiczenia. Dlatego większość chorych wymaga całodobowej opieki od pewnego etapu choroby.