Potențare pe termen lung stă la baza plasticității neuronale și, prin urmare, la remodelarea structurilor neuronale sau a interconexiunilor din sistemul nervos. Fără proces, nici formarea unei memorii, nici experiențe de învățare nu ar fi posibile. Tulburările de potențare pe termen lung apar, de exemplu, în boli precum Alzheimer.
Ce este potențarea pe termen lung?
Neuronii funcționează cu potențialele de acțiune bioelectrică și biochimică. Potențialele de acțiune sunt limbajul sistemului nervos central și servesc la transmiterea excitației. Această transmisie este cunoscută și ca transmisie sinaptică. Celulele nervoase reacționează la generarea crescută de potențiale de acțiune cu o așa-numită potențare pe termen lung.
Plasticitatea neuronală este una dintre cele mai importante consecințe ale potențării pe termen lung. Termenul plasticitate neurală descrie o remodelare în cadrul structurii neuronale care o adaptează la utilizarea actuală. Atât celulele nervoase individuale, cât și zonele creierului pot fi reconstruite neuronal. Prin intermediul proceselor de conversie, funcțiile sistemului nervos central și periferic sunt păstrate, extinse și adaptate situației actuale de utilizare. Ca bază a reconstrucției neuronale, potențarea pe termen lung ajută enorm la asigurarea faptului că sistemul nervos funcționează cât mai eficient și fără probleme.
Potențarea pe termen lung este, de asemenea, asociată cu formarea memoriei. În plus, reconstrucția structurilor neuronale este un proces inevitabil pentru procesele de învățare.
Funcție și sarcină
Din punct de vedere al creierului, unei abilități învățate i se atribuie un corelat morfologic, care corespunde unei rețele de conexiuni sinaptice. Astfel de rețele permit formarea de idei în cortexul de asociere. Când un anumit cuvânt este pronunțat, de exemplu, trebuie activată o rețea specială, care la rândul său are ca rezultat un model special de potențial de acțiune.
Ori de câte ori o persoană învață noi abilități sau le îmbunătățește pe cele vechi, apar noi interconectări în creier. Interconectările care nu sunt utilizate sunt anulate din nou în același mod. Această remodelare corespunde plasticității sinaptice. Învățarea la nivel neuronal este, așadar, o reconstrucție dependentă de activitate a tiparelor în interconexiunea neurală și a proceselor funcționale din creier.
Pe lângă întărirea presinaptică, potențarea post-tetanică și depresia sinaptică, potențarea pe termen lung este relevantă și pentru procesele de învățare. Această potențare corespunde unei amplificări pe termen lung a transmisiilor sinaptice. Acest proces constă din diverse subprocese.
Activarea receptorilor AMPA este primul pas în potențarea pe termen lung. Există nenumărate receptori pentru glutamat în membranele postsinaptice. Un subgrup al acestor receptori de glutamat sunt cei de tip AMPA. Imediat ce este generat un potențial de acțiune, glutamatul este eliberat. Substanța proprie a organismului este unul dintre cei mai importanți neurotransmițători și, după eliberare, se leagă de receptorii AMPA, care se deschid prin legare. După deschiderea receptorilor, ionii de sodiu curg. Aceasta creează un potențial postsinaptic excitator. Acest potențial apare cu fiecare depolarizare în interiorul membranei postsinaptice. Potențialele postsinaptice emoționante sunt adăugate și prelucrate de neuronul primitor. Când se depășește o valoare a pragului, neuronii receptori formează din nou un potențial de acțiune și îl transmit prin axonii lor.
Generarea unui potențial postsinaptic excitator este urmată de activarea receptorilor NMDA în potențarea pe termen lung. Imediat ce apar potențiale suplimentare de acțiune, există o depolarizare crescută a membranei postsinaptice. Ionii de magneziu părăsesc receptorul NMDA și receptorul se poate deschide. Deschiderea receptorilor NMDA are ca rezultat afluxul de ioni de calciu și duce la o fosforilare a receptorilor AMPA. Fosforilarea, la rândul său, mărește conductivitatea receptorilor și, de asemenea, crește sinteza proteinelor în celulă.
În plus, substanțele retrograde de mesagerie sunt eliberate în timpul proceselor descrise. Aceste substanțe de mesagerie corespund, de exemplu, derivatelor acidului arahidonic sau gazelor precum oxidul nitric. Aceste substanțe de mesagerie determină membrana presinaptică să elibereze mai mulți neurotransmițători.
Vă puteți găsi medicamentul aici
➔ Medicamente împotriva tulburărilor de memorie și uităriiBoli și afecțiuni
Bolile neurologice care afectează potențarea pe termen lung sunt subiectul actual al cercetărilor medicale. O astfel de boală este Alzheimer. Boala Crohn are, de asemenea, un impact asupra proceselor descrise mai sus. Că aceste boli perturbă potențarea pe termen lung se datorează în principal degenerării celulelor nervoase. Imediat ce sinapsele neuronale se descompun, potențarea pe termen lung nu mai este posibilă. De exemplu, acest lucru creează, de asemenea, zonele întunecate în memoria lor.
Creierul se descompune încet în bolile degenerative ale sistemului nervos central. Măsurile de menținere a structurilor neuronale au devenit un obiectiv principal al cercetării în legătură cu boli precum Alzheimer. Până în prezent, nu s-au înregistrat mari succese în conservarea sinapselor. Până în prezent, succesele de ultimă generație au fost înregistrate doar la animale cu boli comparabile. Oamenii de știință nu au reușit încă să transfere aceste succese către oameni.
Deoarece diferențierea pe termen lung nu mai funcționează la cei afectați, nu mai poate avea loc o remodelare sinaptică. Procesele de învățare sunt imposibile și funcționalitatea generală a creierului scade progresiv. Noile celule nervoase sau conexiunile dintre neuroni nu se mai pot forma. Sinapsele vechi nu mai sunt utilizate și sunt demontate ca parte a proceselor de renovare.
Pentru a contracara aceste procese, medicina promovează acum menținerea sinapselor prin exerciții speciale. Cu cât se folosesc mai frecvent sinapsele, cu atât creierul le recunoaște mai devreme ca fiind necesar. Prin urmare, bolile precum Alzheimer sau boala Crohn pot fi amânate pe parcursul exercitării. Dar până acum este imposibil să opriți bolile prin exerciții. Prin urmare, majoritatea celor afectați au nevoie de îngrijire 24 de ore dintr-un anumit stadiu al bolii.
