Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Метапластикалық - бұл W. C. Abraham және M. F. Bear тұңғыш рет синапты пластикалық пластикалыққа сілтеме жасау үшін жасаған термин. Осы уақытқа дейін синапты пластикалық жеке синапстардың пластикалық табиғатына қатысты. Алайда бұл жаңа форма пластикалық пластикалықтың өзіне қатысты, сондықтан метапластикалық термин. Бұл идеяның негізі - синапстың бұрынғы белсенділігі оның қазіргі пластиктігін анықтайды. Бұл есте сақтау мен үйренуде маңызды деп саналатын кейбір негізгі механизмдерде, мысалы ұзақ мерзімді потенциация (LTP), ұзақ мерзімді депрессия (LTD) және т.б. Бұл механизмдер қазіргі синапстық "күйге" байланысты, ол синапстық ингибицияның деңгейі, катехоламиндер сияқты модуляциялық афференттердің белсенділігі және зерттеліп жатқан синапстарға әсер ететін гормондардың жиынтығы сияқты тұрақты экстринзикалық әсерлер арқылы белгіленеді. Жақында синапстық белсенділіктің бұрынғы тарихы синапстық күйге және осылайша белгілі бір тәжірибелік протокол арқылы шығарылатын LTP немесе LTD дәрежесіне әсер ететін қосымша айнымалы екені анық болды. Бір жағынан, синапты пластикалық синапты күйдің белсенділігіне тәуелді пластикалықпен реттеледі; осындай синапты пластикалық пластикалық метапластикалық деп аталады. Метапластикалық қасиет туралы біраз нәрсе белгілі, және зерттеудің қиындығына қарамастан, ми мен танымдық ғылымда теориялық маңызы бар болғандықтан, бұл тақырып бойынша көптеген зерттеулер жүргізілуде. Мұндай зерттеулердің көбісі гиппокамп клеткалары немесе гиппокамп кесінділері арқылы жүргізіледі.
Metaplasticity is a term originally coined by W. C. Abraham and M. F. Bear to refer to the plasticity of synaptic plasticity. Until that time synaptic plasticity had referred to the plastic nature of individual synapses. However this new form referred to the plasticity of the plasticity itself, thus the term meta plasticity. The idea is that the synapse's previous history of activity determines its current plasticity. This may play a role in some of the underlying mechanisms thought to be important in memory and learning such as long term potentiation (LTP), long term depression (LTD) and so forth. These mechanisms depend on current synaptic "state", as set by ongoing extrinsic influences such as the level of synaptic inhibition, the activity of modulatory afferents such as catecholamines, and the pool of hormones affecting the synapses under study. Recently, it has become clear that the prior history of synaptic activity is an additional variable that influences the synaptic state, and thereby the degree, of LTP or LTD produced by a given experimental protocol. In a sense, then, synaptic plasticity is governed by an activity dependent plasticity of the synaptic state; such plasticity of synaptic plasticity has been termed metaplasticity. There is little known about metaplasticity, and there is much research currently underway on the subject, despite its difficulty of study, because of its theoretical importance in brain and cognitive science. Most research of this type is done via cultured hippocampus cells or hippocampal slices.
Хаббидің пластикалық қасиеттері
Ми "пластикалық" болып табылады, яғни оны пішіндеп, қалыптастыра алады. Бұл пластикалық қасиет өмір бойы білім алуға мүмкіндік береді. Синапс тәжірибеге байланысты өзгеріп отырады. Жаңа синапстар пайда болуы мүмкін, ескілері жойылуы мүмкін, немесе барлары нығаюы немесе әлсіреуі мүмкін. Пластикалық ағымның бастапқы теориясы 1949 жылы Дональд Хеббтің есімімен аталған "Хебб пластикалық ағым" деп аталады. Хевбиандық теорияның қысқаша, бірақ тиімді түйіні "бірге от алатын жасушалар бірігіп байланысады" деген сөз. Бұл жерде "бірге" деген сөздің маңызы бар, ол қысқаша түсіндіріледі. Хёбб теорияның бастапқы тұжырымдамасын сипаттады, бірақ механиканың өзін емес. Хевбидің пластикалық қасиеттері екі механизмді қамтиды: LTP және LTD, 1973 жылы Блис және Ломо ашып көрсеткен. LTP немесе ұзақ мерзімді потенциациялау - бұл пресинаптикалық және постсинаптикалық нейрондардағы ұзақ уақыт белсенділіктің арқасында синапстық сезімталдықтың артуы. Бұл ұзақ уақытқа созылған белсенділік, әдетте, 100 Гц шамасында электр импульстерінің шоғырлануы болып табылады. Бұл "қосылыс" деп аталады, өйткені ол тек синопсті нығайтады, егер синопстік және постсинаптикалық жасушаларда жеткілікті белсенділік болса. Егер постсинаптикалық жасуша жеткілікті деполяризациядан өтпесе, онда кездейсоқ анықталу болмайды және LTP/LTD пайда болмайды. LTD немесе ұзақ мерзімді депрессия да дәл осылай жұмыс істейді, бірақ ол деполяризация кездейсоқтығының жоқтығына назар аударады. LTD шамамен 5 Гц электр импульстерімен индуцирленуі мүмкін. Бұл өзгерістер синапсқа тән. Нейронның әртүрлі синапстары болуы мүмкін, олардың барлығы осы жерде сипатталған бірдей механизмдер арқылы басқарылады. Пластикалық белсенділіктің ең алғашқы ұсынылған механизмі глютамат рецепторларына және олардың саны мен күшін синапстық белсенділікке байланысты өзгертуге негізделген. Глютамат екі негізгі рецептор түріне: AMPA рецепторларына (AMPAR) және NMDA рецепторларына (NMDAR) байланады. Бұл рецепторларға байланатын дәрі-дәрмектердің есімімен аталған: альфа-амино-3 гидрокси-5 метил-4 изоксазолпропион қышқылы (AMPA) және N метил D аспартат (NMDA), бірақ екеуі де глютаматпен байланады. Глютаматергиялық синапстар глютаматты шығарғанда ол постсинаптикалық мембранадағы кез келген АМФА және НМДА рецепторларына байланады. АМФА рецепторлары - тез синапстық берілу үшін жауапты ионотроптық рецепторлар. Қысқаша айтқанда, NMDA рецепторлары жасушада тек қана жеткілікті глютамат беріліп, жасушаның деполяризациялануына және NMDA рецепторларының блоктауын жоюға жеткілікті болған кезде ғана жауап береді. Мембранадағы жеткілікті деполяризацияның әсерінен NMDA рецепторларындағы магний катион блокадасы босатылады, осылайша кальцийдің жасушаға кіруіне мүмкіндік беріледі. NMDA рецепторлары - "қосылысты анықтаушы". Олар пресинаптикалық және постсинаптикалық нейрондардың белсенділігі арқылы уақытында байланысқандығын анықтайды. Бұл кезде NMDA рецепторлары AMPA және NMDA рецепторларының қалай қайта орналасуын анықтайтын бақылау механизміне айналады. АМФА және НМДА рецепторларының қайта орналасуы қазіргі кездегі метапластикалық зерттеулердің басты назарына айналды, өйткені ол тікелей LTP және LTD шегін анықтайды. Алайда кейбір деректер G белокпен жұпталған рецепторлардың (GPCR) NMDA рецепторларының белсенділігін бақылауға жауапты екенін көрсетеді, бұл NMDAR арқылы синаптикалық күшінің өзгеруін GPCR белсенділігі реттейді дегенді білдіреді. Мембраналық АМФА рецепторларының NMDAR арқылы модуляциялануына қатысы бар нақты ферменттер мен жасушааралық жолдарды табуға бағытталған көптеген зерттеулер бар. Жақында жүргізілген биохимиялық зерттеулер тенасцин R (TNR) ақуызының жетіспеушілігі LTP индукциясының метапластикалық шегінің артуына әкеледі. ТНР - миелиндеу кезінде олигодендроциттер экспрессиялайтын клеткадан тыс матрицалық белок.
The brain is "plastic", meaning it can be molded and formed. This plasticity is what allows you to learn throughout your lifetime; your synapses change based on your experience. New synapses can be made, old ones destroyed, or existing ones can be strengthened or weakened. The original theory of plasticity is called "Hebbian plasticity", named after Donald Hebb in 1949. A quick but effective summary of Hebbian theory is that "cells that fire together, wire together", together being the key word here which will be explained shortly. Hebb described an early concept of the theory, not the actual mechanics themselves. Hebbian plasticity involves two mechanisms: LTP and LTD, discovered by Bliss and Lomo in 1973. LTP, or long term potentiation, is the increase of synapse sensitivity due to a prolonged period of activity in both the presynaptic and postsynaptic neuron. This prolonged period of activity is normally concentrated electric impulses, usually around 100 Hz. It is called "coincidence" detection in that it only strengthens the synapse if there was sufficient activity in both the presynaptic and postsynaptic cells. If the postsynaptic cell does not become sufficiently depolarized then there is no coincidence detection and LTP/LTD do not occur. LTD, or long term depression, works the same way however it focuses on a lack of depolarization coincidence. LTD can be induced by electrical impulses at around 5 Hz. These changes are synapse specific. A neuron can have many different synapses all controlled via the same mechanisms defined here. The earliest proposed mechanism for plastic activity is based around glutamate receptors and their ability to change in number and strength based on synapse activity. Glutamate binds two main receptor types: AMPA receptors (AMPARs) and NMDA receptors (NMDARs). These are named after drugs that bind to the receptors: alpha amino 3 hydroxy 5 methyl 4 isoxazolepropionic acid (AMPA) and N methyl D aspartate (NMDA), respectively, but they both bind glutamate. When a glutamatergic synapse releases glutamate it binds to any AMPA and the NMDA receptors present in the postsynaptic membrane. The AMPA receptors are ionotropic receptors that are responsible for fast synaptic transmission. In a nutshell the NMDA receptors evoke a response in the cell only when sufficient glutamate has been transmitted to cause that cell to depolarize enough to unblock the NMDA receptor. Sufficient depolarization in the membrane will cause the magnesium cation blockade in the NMDA receptors to vacate, thus allowing calcium influx into the cell. NMDA receptors are "coincidence detectors". They determine when the presynaptic and postsynaptic neuron are linked in time via activity. When this occurs, NMDA receptors become the control mechanism that dictates how the AMPA and NMDA receptors are to be rearranged. The rearrangement of AMPA and NMDA receptors has become the central focus of current studies of metaplasticity as it directly determines LTP and LTD thresholds. However, some evidence indicates that G protein coupled receptors (GPCRs) are responsible for controlling NMDA receptor activity, which suggests that NMDAR mediated changes in synaptic strength are modulated by the activity of GPCRs. There is large amounts of research focused on finding the specific enzymes and intracellular pathways involved in the NMDAR mediated modulation of membrane AMPA receptors. Recent biochemical research has shown that a deficiency in the protein tenascin R (TNR) leads to a metaplastic increase in the threshold for LTP induction. TNR is an extracellular matrix protein expressed by oligodendrocytes during myelination.
Синаптикалық күйлер
2004 жылғы зерттеулер синапстардың жылжитын масштабта нығаятын немесе әлсіремейтінін көрсетті. Синапс қозғалысының аралығында дискретті күйлер бар. Бұл күйлер белсенді, үндемейтін, жақында үндемеген, күшейтілген және күйзелген. Олар қандай күйге көшуі мүмкін, сол кездегі күйіне байланысты. Осылайша, болашақ жағдай алдыңғы іс-әрекетпен алынған жағдаймен анықталады. Мысалы, үнсіз (бірақ соңғы уақытта үнсіз емес) синапстар постсинаптикалық мембранаға AMPAR- ларды енгізу арқылы белсенділікке айналуы мүмкін. Белсенді синапстар LTP немесе LTD арқылы потенцияланған немесе депрессияға ұшырауы мүмкін. Ұзақ мерзімді төменгі жиіліктегі стимуляция (5 Гц, LTD-ді индукциялау үшін қолданылатын әдіс) белсенді синапсты басаңдап, содан кейін үндемеуге түртуі мүмкін. Алайда жаңадан белсенді басталған синапстарды тоқтатуға болмайды. Осылайша, синпседе өтпелер кезінде машинаға ұқсас күй-күй болады. Алайда, әр штаттың өзінде әртүрлі интенсивтілік болуы мүмкін. Бір белсенді синапс басқа белсенді синапстан күштірек болуы мүмкін. Теориялық тұрғыдан алғанда, мысалға мысал келтірейік. Қатты естеліктер - белсенді синапстар өте көп жиналған, ал әлсіз естеліктер әлі де белсенді, бірақ АМФАР-мен аз жиналған болуы мүмкін. Осы зерттеулер бір кездері AMPA рецепторларын басқару механизмі деп саналатын NMDA рецепторларының өздері синапстық белсенділікпен реттеле алатынын көрсетті. Осы реттейтін механизмнің өзі мидың биологиясына күрделіліктің тағы бір қабатын қосады.
Research in 2004 has shown that synapses do not strengthen or weaken on a sliding scale. There are discrete states that synapses move between. These states are active, silent, recently silent, potentiated, and depressed. The states which they can move to are dependent on the state that they are in at the moment. Thus, the future state is determined by the state gained by previous activity. For instance, silent (but not recently silent) synapses can be converted to active via the insertion of AMPARs in the postsynaptic membrane. Active synapses can move to either potentiated or depressed via LTP or LTD respectively. Prolonged low frequency stimulation (5 Hz, the method used to induce LTD) can move an active synapse to depressed and then silent. However, synapses that have just become active cannot be depressed or silenced. Thus there is state machine like behavior at the synapse when it comes to transitions. However, the states themselves can have varying degrees of intensity. One active state synapse can be stronger than another active state synapse. This is, in theory, how you can have a strong memory vs. a weak memory. The strong memories are the ones with very heavily populated active synapses, while weak memories may still be active but poorly populated with AMPARs. The same research has shown that NMDA receptors themselves, once thought to be the control mechanism behind AMPA receptor organization, can be regulated by synaptic activity. This regulation of the regulation mechanism itself adds another layer of complexity to the biology of the brain.
Синаптикалық таңбалау
Соңғы зерттеулер синапстық таңбалау деп аталатын механизмді анықтады. Жаңа рецепторлы ақуыздар экспрессияланып, синтезделгенде, олар синапстық мембранаға жеткізілуі керек, ал бұл үшін химиялық хабарлаудың қандай да бір түрі қажет. Олардың зерттеулері LTP индукциясы үшін cAMP/PKA сигналды жолдарын белсендіру оның "белгілеу" сипатына байланысты қажет екенін көрсетті. Тіпті cAMP/PKA жолдарын фармакологиялық белсендірудің кез келген белсенділікке мүлдем тәуелсіз синапсты таңбалау үшін жеткілікті екені көрсетілді.
Recent research has found a mechanism known as synaptic tagging. When new receptor proteins are being expressed and synthesized they must also be transported to the synaptic membrane, and some sort of chemical messaging is required for this. Their research has shown that activation of cAMP/PKA signaling pathways is required for LTP induction due to its "tagging" nature. It was even shown that simple pharmacological activation of cAMP/PKA pathways was sufficient for the synapse to be tagged, completely independent of any sort of activity.
NMDA рецепторлары
NMDA рецепторы үш кіші бірліктен тұрады: GluN1 (бұрын NR1), өзгермелі GluN2 (бұрын NR2) кіші бірлігі және өзгермелі GluN3 (бұрын NR3) кіші бірлігі. Әсіресе GluN2 екі кіші бірлігі: GluN2A және GluN2B қатты зерттелді. GluN2B суббұтағының глютаматқа сезімталдығы жоғары және оның сезімталдықты жоғалтуы ұзаққа созылады, сонымен қатар ол ашылған кезде жасушаға көбірек кальций кіруге мүмкіндік береді. GluN2A/GluN2B-нің төмен қатынасы әдетте жарықсыз ортада жануарларды өсіруден туындаған белсенділеудің төмендеу шегімен байланысты. Бұл GluN2A/B қатынасының төмендеуі дәлелденген жарықсыздану зерттеулері арқылы эксперименттік түрде көрсетілді. Кейбір жағдайларда шекті шаманы жарыққа түсу арқылы көтеруге болады. Бұл зерттеулер мысықтарда көру жүйесінің қалыптасуының маңызды кезеңін анықтау үшін пайдаланылды. Бұл ауысу қатынасы LTD/LTP шегін өлшеу болып табылады, сондықтан метапластикалық механизм ретінде қарастырылған.
The NMDA receptor is made up of three subunits: GluN1 (formerly NR1), a variable GluN2 (formerly NR2) subunit, and a variable GluN3 (formerly NR3) subunit. Two GluN2 subunits in particular have been the subject of intense study: GluN2A and GluN2B. The GluN2B subunit not only is more sensitive to glutamate and takes longer to desensitize, but also allows more calcium entrance into the cell when it opens. A low GluN2A/GluN2B ratio is generally correlated with a decreased threshold of activation caused by rearing animals in light deprived environments. This has been shown experimentally via light deprivation studies in which it was shown that the GluN2A/B ratio declined. The threshold can be increased in some situations via light exposure. Studies of this nature were used to find the critical period for formation of the visual system in cats. This shifting ratio is a measurement of LTD/LTP threshold and thus has been posited as a metaplasticity mechanism.
Глиотрансмиттерлер
Глиалдық жасушалар тек жүйке жасушаларына құрылымдық және тамақтану жағынан ғана емес, сонымен қатар глиотрансмиттер деп аталатын химиялық заттар арқылы өңдеуге де қолдау көрсетеді. Глиотрансмиттерге глутамат, АТФ және соңғы уақытта D серин амин қышқылы жатады. Бір кезде глицин деп саналған D серин NMDAR-дың глициндік орнында лиганд ретінде қызмет етеді. D серинді астроциттер синтездейді және ол NMDAR- мен бірге локализделеді. D серинсіз NMDA-ның әсерінен болатын нейротоксикалық әсері болмайды немесе кез келген NMDA-ның әсері болады. Осы дәлелдерге сүйенсек, D сериннің NMDA рецепторлары үшін маңызды лиганд екені анық. Бұл зерттеудің маңызды факторы - астроциттердің дененің физиологиялық процестеріне байланысты нейрондардың қаптамасын өзгертетіндігі. Окситоцин және вазопрессин нейрондарында лактация кезінде астроциттердің белсенділігіне қарағанда NMDA рецепторлары көбірек болады. Бұл зерттеу негізінен гипоталамус үсті оптикалық ядросының (ГНО) жасушаларында жүргізілді. Синаптикалық пластикалық қасиеті NMDAR өңдеуіне толықтай тәуелді болғандықтан, динамикалық астроциттік NMDAR қамтуы метапластикалық параметр болып табылады.
Glial cells not only provide structural and nutritional support for neurons, but also provide processing support via chemicals known as gliotransmitters. Gliotransmitters include glutamate, ATP, and, more recently, the amino acid D serine. Once thought to be glycine itself, D serine serves as a ligand in the glycine site of NMDARs. D serine is synthesized by astrocytes and is heavily co localized with NMDARs. Without D serine there can be no NMDA induced neurotoxicity, or almost any NMDA response of any kind. Due to this evidence it is clear that D serine is an essential ligand for the NMDA receptors. An essential factor in this research is the fact that astrocytes will vary their coverage of neurons based on the physiological processes of the body. Oxytocin and vasopressin neurons will have more NMDA receptors exposed due to astrocyte activity during lactation than during normal functioning. This research took place mostly in cells from the hypothalamic supraoptic nucleus (SON). Due to synaptic plasticity being almost completely dependent on NMDAR processing, dynamic astrocyte NMDAR coverage is by nature a metaplasticity parameter.
Синаптикалық гомеостаз
Гомеостатикалық пластикалық жүйе бүкіл жасушадағы синапты байланыстарды басқаруға болатын байланыстар деңгейінде ұстап тұру үшін басқарады. Хаббиандық әдістер желілерді максималдық күйге немесе минималды күйге жеткізуге бейім, осылайша желілердің әлеуетті белсенділігі мен өсуін шектейді. Гомеостатикалық механизмдермен бірге қазір "пайдалануды бақылау" түрі бар, ол осы Хевбиандық әдістерді олардың ақпарат өңдеу қабілеттерін сақтау үшін тексеруге мүмкіндік береді. Соңғы зерттеулер альфа және бета изоформада бар кальцийге тәуелді CaMKII ферменті белсенділікке тәуелді модуляцияда маңызды рөл атқарады деп анықтады. Алфа/бета арақатынасының төмен болуы кальций ағыны арқылы жасушалық қозудың жоғарылауына әкеледі, сондықтан LTP-ге оң әсер етеді. Жақында ұйқы мен синапстық гомеостаз деп аталатын нәрсені біріктіретін гипотеза пайда болды. Негізінде, күндіз алған энергияның мөлшері түнде ұйқыға әсер етеді. Егер күні бойы ауырып, төсекте жатсақ, күш-қуатқа ие бола алмаймыз. Әрине, қабырғалардың, перделердің, төсек жаймаларының түстері, т.б. Бірақ бұл таңқаларлық емес. Түнде болатын баяу толқын тербелісі белсенділігінің мөлшері мүлдем кең емес. Ақырын толқын белсенділігі синапстық депрессиямен байланысты: синапстық депрессия - синапстық потенциацияның екінші жағы. Егер LTP күшті деполяризациялық тітіркендіргіштерден немесе жоғары жиілікті тітіркендіргіштерден қалыптаса, онда ұзақ мерзімді депрессия, LTD, өте әлсіз тітіркендіргіштердің немесе өте төмен жиілікті тітіркендіргіштердің ұзақ мерзімдерінен қалыптасады. Гипотеза бойынша, ұзағырақ толқын белсенділігі ұяшықтардағы LTD немесе төмендеуді тудырады. Синаптикалық төмендеу ұйқының пайдалы әсерімен байланысты: бұл барлық нәрсені біріктіреді. LTD синапстық төмендеуден басталады баяу толқын белсенділігі біздің нейрондық өртеу үлгілеріне дәл қажетті мөлшерде азайтуды тудырады. Ұйқыдан ұзақ уақыт бойы ұзатылған ұйқы уақыты күні бойы өткен барлық маңызды емес ұйқы уақытын жоғалтуға мүмкіндік береді. Бұл күндіз күшейген кезде пайда болатын синапстық шудың мөлшерін азайтуға көмектеседі. Мұның бәрі нені білдіреді? Бұл идеяның мәнісі: LTP ұйқыда үнемі пайда болады. Ақпараттың ағыны мен сақталуы ақырында тым көп болады, сондықтан біз ұйықтаймыз. Ұйқының мақсаты - күн бойы қажет емес синапстық потенциалды азайтып, жою. Өткен ақпанның үшінші сейсенбісінде қандай киім кигенің маңызды емес, бірақ екінші есімді білу маңызды емес. Адамның орта есімін есте сақтау үшін үлкен LTP орнатылған, сондықтан бұл синапстық жол оңай ұмытылмайды, ал сол күні киген киімнің күші өте аз, оны бір-екі күнде ұмытып кетуге болады. Белгілі бір тақырыпқа қатысты көптеген потенциация бұл есте сақтауды жеңілдетуге көмектеседі, оны "кортекс көздерінде" "ең маңызды" етеді, сондықтан ол ұмытылмайды.
Homeostatic plasticity manages synaptic connections across the entire cell in an attempt to keep them at manageable connection levels. Hebbian methods tend to drive networks into either a maximized state or a minimized state of firing, thus limiting the potential activity and growth of the network. With homeostatic mechanisms in place there is now a sort of "gain control" which allows these Hebbian methods to be checked in order to maintain their information processing abilities. Recent research has found that the calcium dependent enzyme CaMKII, which exists in an alpha and beta isoform, is key in inactivity dependent modulation. A low alpha/beta ratio causes an increased threshold for cellular excitation via calcium influx and thus favors LTP. A recent hypothesis has come to the surface, integrating sleep and something known as synaptic homeostasis. In essence, the amount of potentiation we receive during our day, effects the type of sleep we get at night. If we spend all day sick and lying in bed, not much potentiation is happening. Sure, the colors of the walls, curtains, bed sheets, etc. but that isn't surprisingly interesting. The amount of slow wave oscillation activity that would be present at night would not be extensive in the slightest. Slow wave activity is associated with synaptic depression: Synaptic depression is the other side to synaptic potentiation. If LTP is formed from strongly depolarizing stimuli, or high frequency stimuli, then long term depression, LTD, is formed from prolonged periods of very weak stimuli or very low frequency stimulus. The hypothesis proposes that the slow wave activity is enough to evoke LTD, or downscaling, of the cells. Synaptic downscaling is tied to the beneficial effects of sleep: This is what ties it all together. LTD from the synaptic downscaling of the slow wave activity causes just the right amount of reduction to our neuronal firing patterns. The prolonged LTD from sleep would allow for all the non essential LTP that took place during our day to become forfeit. It helps reduce the amount of synaptic noise that is created when so much potentiation happens during the day. What does this all mean? : The idea is LTP is occurring all the time during wakefulness. All of this information flow and storage will eventually become too much, and that is why we sleep. The point of sleep is to downgrade and eliminate some of the synaptic potentials that are not necessary from throughout our day. What one was wearing on the third Tuesday last February is irrelevant, but knowing one's middle name isn't. Extensive LTP has been put in place to remember one's middle name, and therefore that synaptic pathway would not be so easily forgotten, whereas what one was wearing on that one particular day received so little potentiation it can be forgotten in a day or two. A lot of potentiation on a certain topic would help facilitate that memory, making it "more important" in the 'eyes of the cortex' so it is not forgotten.
Тағы не болуы мүмкін ?
Серкодиандық ритмнің қалыптасуы шаршау сезімін тудырады. Біздің денеміз табиғи түрде күннің көкжиекке түсуіне байланысты тоқтап қалады. Бұл процесстің негізгі химиялық заты мелатонин, сондықтан мелатониннің оқу мен есте сақтау қабілетіне әсері бар ма деп ойлау дұрыс. Ұйқыға кеткен жануарлардың организмінде мелатониннің белгілі бір концентрациясы болады. Балықтарға ұйқысыраудың әсерін зерттеу барысында мелатониннің едәуір мөлшерде болуы оның оқу мен есте сақтау қабілетін "шамамен" төмендетеді. Бұл зерттеу мелатониннің табиғи мөлшерде бөлінуін тежеу үшін түнде жарық жарық астында жүргізілді және оқу мінез-құлықтары жүргізілді. Авторлар балықтарға мелатониннің әсерін тоқтатуға көмектесетін дәрі-дәрмекті берді, содан кейін олардың есте сақтау мен есте сақтау үрдісін зерттеді. Бұл зерттеулер нәтижесінде, күндіз мелатонинді қолдан қолдан қолдан қолдан қолданған кезде, балықтардың жаңа материалды үйренуге қабілеті төмендейді. Түптеп келгенде сүйек морфогенетикалық ақуыздары, BMP-тер сүйек түзілу процесінде дифференциацияны тудырады деп анықталды; алайда, олар жақында синапты реттеу үшін қажет екендігі анықталды. BMP II типті рецепторда, көбінесе тілекпен ойлау немесе қысқаша ақыл-ойы деп аталатын мутациялар болған кезде, синаптылық жарықтардың көлемі айтарлықтай азайған, сондай-ақ зерттелген түрлерде синаптылық шығыс байқалды. Итон мен Дэвис клеткалардың синаптикалық іздерін де зерттеді. Синаптикалық іздер - бұл синапстың бір кездері болғандығын, бірақ аксонның аяқталуын енді қамтымайтынын көрсетеді, сондықтан синапстық іздер дендриттердегі постсинаптық жасушада орналасқан. Мутацияланған ақыл рецепторларында синаптық іздер саны 50% - ға дейін өсті, бұл BMP рецепторы мен оның жасушалық аналогы LIMK1 ақуызының жасушаның өсуіне айтарлықтай жауапты екенін көрсетеді.
The circadian rhythm taking hold is responsible for the feeling of fatigue. Our body naturally starts to shut down, around the time that the sun starts to take its dip into the horizon. The primary chemical for this happening is melatonin, so it would seem natural to wonder if melatonin has some effect on learning and memory formation as well. Every animal that sleeps also exhibits some bodily concentration of melatonin. When studying the effects of sleepiness on fish, it was found that any significant amount of melatonin causes a "dramatic decrease" in learning and memory formation. This study was performed at night under bright lights, to inhibit the release of natural amounts of melatonin and learning behaviors were conducted. The authors also gave a drug to the fish to help block the effects of melatonin and then studied their behavioral patterns on memory formation and retrieval. It was found that in the daytime when melatonin was artificially administered, the fish's ability to learn new material was at its lowest. Bone morphogenetic proteins, BMPs, were originally found to cause a differentiation in bone formation; however, they have recently been discovered necessary for synaptic regulation. It was noticed that when there were mutations in the BMP type II receptor, more commonly known as wishful thinking or wit for short, the sizes of synaptic clefts were significantly reduced, as well as the synaptic output in the studied species. Eaton and Davis also studied the synaptic footprints of the cells. The synaptic footprints are indications that a synapse was once there, but no longer contains the axon terminus, and therefore the synaptic footprints are located in the postsynaptic cell in the dendrites. In mutated wit receptors, the amount of synaptic footprints was increased by almost 50%, indicating that the BMP receptor and its cellular counterpart, the LIMK1 protein, are significantly responsible for growth of a cell.
Нейрондық бейімделу механизмі
Нейронның қозу қабілетіне байланысты жаңа механизм ұсынылды. Ол K + арналарының белсенділік потенциалы кезінде қайта ашылуынан болатын гиперполяризацияның көлемімен өлшенеді. Кез келген оқу тапсырмасынан кейін, әсіресе классикалық немесе оперативті кондиционирлеу тапсырмасынан кейін, K+ гиперполяризациясының амплитудасы немесе "гиперполяризациядан кейін (AHP) " өте төмендейді. Уақыт өте келе бұл АХП қалыпты деңгейге қайта келеді. Бұл қалыпқа келтіру есте сақтау қабілетін жоғалтумен байланысты емес, оның орнына оқу қабілетін жоғалтумен байланысты.
A new mechanism has been proposed that concerns the innate excitability of a neuron. It is quantified by the size of the hyperpolarization in mV due to K+ channels re opening during an action potential. After any sort of learning task, particularly a classical or operant conditioning task, the amplitude of the K+ hyperpolarization, or "after hyperpolarization (AHP)", is greatly reduced. Over time this AHP will return to normal levels. This normalization does not correlate with a loss of memory but instead a loss of learning potential.