Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

35.8: Як взаємодіють нейрони - синаптична пластичність

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4241

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Розрізняють тривале потенціювання і тривалу депресію

    Синаптична пластичність - це посилення або ослаблення синапсів з плином часу у відповідь на збільшення або зниження їх активності. Пластична зміна також є наслідком зміни кількості рецепторів, розташованих на синапсі. Синаптична пластичність є основою навчання і пам'яті, що забезпечує гнучку, функціонуючу нервову систему. Синаптична пластичність може бути як короткочасною (синаптичне посилення або синаптична депресія), так і довгостроковою. Зокрема, два процеси, довгострокове потенціювання (LTP) та довгострокова депресія (LTD), є важливими формами синаптичної пластичності, що відбуваються в синапсах гіпокампу: область мозку, яка бере участь у зберіганні спогадів.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Тривале потенціювання та депресія: Надходження кальцію через постсинаптичні рецептори NMDA може ініціювати дві різні форми синаптичної пластичності: довгострокове потенціювання (LTP) та довгострокову депресію (LTD). LTP виникає при багаторазовому стимулюванні одного синапсу. Ця стимуляція викликає кальцій- і Camkii-залежний клітинний каскад, що призводить до введення більшої кількості рецепторів AMPA в постсинаптичну мембрану. Наступного разу, коли глутамат вивільняється з пресинаптичної клітини, він зв'яжеться як з NMDA, так і з недавно вставленими рецепторами AMPA, тим самим деполяризуючи мембрану більш ефективно. LTD виникає, коли мало молекул глутамату зв'язуються з рецепторами NMDA при синапсі (через низьку швидкість стрільби пресинаптичного нейрона). Кальцій, який протікає через рецептори NMDA, ініціює інший кальциневрин і білкова фосфатаза 1-залежний каскад, що призводить до ендоцитозу рецепторів AMPA. Це робить постсинаптичний нейрон менш чутливим до глутамату, що виділяється з пресинаптичного нейрона.

    Короткострокове синаптичне підвищення і депресія

    Короткочасна синаптична пластичність діє за часовим інтервалом від десятків мілісекунд до декількох хвилин. Короткочасне синаптичне посилення виникає внаслідок більшої кількості синаптичних терміналів, що вивільняють передавачі у відповідь на потенціали пресинаптичної дії. Синапси зміцнюватимуться на короткий час через збільшення розміру легко вивільняється пулу упакованого передавача або збільшення кількості упакованого передавача, випущеного у відповідь на кожен потенціал дії. Виснаження цих легко звільняються бульбашок викликає синаптичну втому. Короткочасна синаптична депресія також може виникати внаслідок постсинаптичних процесів і від зворотного зв'язку активації пресинаптичних рецепторів.

    Довгострокове потенціювання (LTP)

    Тривале потенціювання (LTP) - це стійке зміцнення синаптичного зв'язку, яке може тривати хвилини або години. LTP заснований на принципі Хеббіана: «клітини, які стріляють разом, дротять разом» Існують різні механізми, жоден з яких не повністю зрозумілий, за синаптичним посиленням, що спостерігається з LTP.

    Один відомий механізм включає в себе тип постсинаптичного глутаматного рецептора: рецептори NMDA (N-метил-D-аспартат). Ці рецептори в нормі блокуються іонами магнію. Однак, коли постсинаптичний нейрон деполяризується кількома пресинаптичними входами у швидкій послідовності (або з одного нейрона, або декількох нейронів), іони магнію витісняються, а іони Ca 2+ переходять у постсинаптичну клітину. Далі іони Ca 2+, що надходять в клітину, ініціюють сигнальний каскад, який викликає інший тип глутаматного рецептора, рецепторів AMPA (α-аміно-3-гідрокси-5-метил-4-ізоксазолепропіонової кислоти), щоб бути вставлені в постсинаптичну мембрану. Активовані АМПА-рецептори дозволяють позитивним іонам потрапляти в клітину.

    Тому наступного разу, коли глутамат вивільняється з пресинаптичної мембрани, він матиме більший збудливий ефект (EPSP) на постсинаптичну клітину, оскільки зв'язування глутамату з цими рецепторами AMPA дозволить більше позитивних іонів у клітину. Введення додаткових рецепторів AMPA зміцнює синапс, так що постсинаптичний нейрон швидше спрацьовує у відповідь на вивільнення пресинаптичного нейромедіатора. Деякі препарати кооптувати шлях LTP; це синаптичне посилення може призвести до наркоманії.

    Довгострокова депресія (LTD)

    Довгострокова депресія (LTD) по суті є зворотним від LTP: це довгострокове ослаблення синаптичного зв'язку. Один механізм, який, як відомо, викликає LTD, також включає рецептори AMPA. У цій ситуації кальцій, який потрапляє через рецептори NMDA, ініціює інший сигнальний каскад, що призводить до видалення AMPA-рецепторів з постсинаптичної мембрани. При зниженні АМПА-рецепторів в мембрані постсинаптичний нейрон менш реагує на глутамат, що виділяється з пресинаптичного нейрона. Хоча це може здатися незрозумілим, LTD може бути настільки ж важливим для навчання та пам'яті, як LTP. Ослаблення та обрізка невикористаних синапсів обрізає неважливі зв'язки, залишаючи лише виразні зв'язки, посилені тривалим потенціюванням.

    Ключові моменти

    • Короткочасне синаптичне посилення відбувається при збільшенні кількості доступного нейромедіатора, тоді як короткочасна синаптична депресія виникає при зменшенні кількості бульбашок з нейромедіаторами.
    • Синапси посилюються при тривалому потенціюванні (LTP), коли рецептори AMPA (які зв'язуються з негативно зарядженим глутаматом) збільшуються, дозволяючи більшій кількості іонів кальцію потрапляти в клітину, викликаючи більш високу збудливу відповідь.
    • Тривала депресія (ЛТД) виникає при зниженні АМПА-рецепторів, що зменшує кількість іонів кальцію, що надходять в клітину, послаблюючи синаптичну відповідь на вивільнення нейромедіаторів.
    • Посилення і ослаблення синапсів з часом контролює навчання і пам'ять в мозку.

    Ключові умови

    • довгострокове потенціювання: тривале (години in vitro, тижні до місяців in vivo) збільшення, як правило, в амплітуді, реакції постсинаптичного нейрона на певну модель подразників від пресинаптичного нейрона
    • тривала депресія: тривале ослаблення синаптичного зв'язку
    • пластичність: властивість нейрона, що дозволяє його зміцнити або послабити

    Внески та віднесення

    • Коледж OpenStax, біологія. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...ol11448/latest. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Потенціал мембрани спокою. Надано: Вікіпедія. Знаходиться за адресою: uk.wikipedia.org/wiki/Рестінг_Мембране_Потенціал. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • потенціал спокою. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/resting_potential. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • мембранний потенціал. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/membrane_potential. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • іонний канал. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/ion_channel. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_01.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_02.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • вузол Ранв'є. Надано: Вікісловник. Розташоване за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/node_of_ranvier. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Коледж OpenStax, біологія. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...ol11448/latest. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Потенціал дії. Надано: Вікіпедія. Розташований за адресою: uk.wikipedia.org/wiki/Action_potential. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Безмежний. Надано: Безмежне навчання. Розташований за адресою: www.boundless.com//biology/de... орі-провідність. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • гіперполяризувати. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/гіперполяризувати. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Безмежний. Надано: Безмежне навчання. Розташований за адресою: www.boundless.com//biology/de... деполяризація. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • потенціал дії. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/action_potential. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_01.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_02.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_04.png. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_05.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_03.png. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, біологія. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...ol11448/latest. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Синаптична передача. Надано: Вікіпедія. Знаходиться за адресою: uk.wikipedia.org/wiki/synaptic_transmission. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • постсинаптичний. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/постсинаптичний. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • пресинаптичний. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/presynaptic. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • синапс. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/synapse. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • нейромедіатор. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/нейромедіатор. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_01.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_02.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_04.png. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_05.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_03.png. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_06.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_07.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, біологія. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest/?collection=col11448/latest. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Синаптична передача. Надано: Вікіпедія. Знаходиться за адресою: uk.wikipedia.org/wiki/synaptic_transmission. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Безмежний. Надано: Безмежне навчання. Розташований за адресою: www.boundless.com//biology/de... усне підсумовування. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Безмежний. Надано: Безмежне навчання. Розташований за адресою: www.boundless.com//biology/de... tial-підсумовування. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Безмежний. Надано: Безмежне навчання. Розташований за адресою: www.boundless.com//biology/de... н/аксон-бугор. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_01.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_02.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_04.png. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_05.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_03.png. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_06.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_07.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_08.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, біологія. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest/?collection=col11448/latest. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Синаптична пластичність. Надано: Вікіпедія. Знаходиться за адресою: http://en.Wikipedia.org/wiki/Synaptic_plasticity. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Безмежний. Надано: Безмежне навчання. Розташований за адресою: www.boundless.com//біологія/де... ерм-депресія. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Безмежний. Надано: Безмежне навчання. Розташований за адресою: www.boundless.com//biology/de... іон/пластичність. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • тривале потенціювання. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/longterm_pentiation. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_01.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_02.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_04.png. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest/Figure_35_02_05.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest/Figure_35_02_03.png. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest/Figure_35_02_06.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest/Figure_35_02_07.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_08.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
    • Коледж OpenStax, як взаємодіють нейрони. 17 жовтня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m44748/latest...e_35_02_10.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства