Кіріспе

Импульстер арқылы постсинаптикалық әлеуеттің артуы Нейрофасилитация, жұпталған импульстік фасилитация (PPF) деп те аталады, бұл нейробиологиялық құбылыс, онда импульс шақырған постсинаптикалық әлеуеттер (PSP) (EPP, EPSP немесе IPSP) бұл импульс алдыңғы импульске жақын болған кезде артады. Осылайша, PPF қысқа мерзімді синапты пластикалық формасының бір түрі болып табылады. Нейрофацитацияны жүзеге асыратын механизмдер тек қана пресинаптикалық; жалпы алғанда, ППФ-ның пайда болуы пресинаптикалық концентрацияның артуына байланысты, бұл синаптикалық көпіршіктерді қамтитын нейротрансмиттердің көбірек босауына әкеледі. Нейрондық жеңілдету бірнеше нейрондық тапсырмаларға қатысы болуы мүмкін, соның ішінде қарапайым оқыту, ақпарат өңдеу және дыбыс көздерін жергілікті орналастыру.

Эксперименттік дәлелдер

1954 жылы Дель Кастильо мен Кацтың және 1968 жылы Дудель мен Кэффлердің алғашқы тәжірибелері, егер берілісші босатылмай тұрса да, нейромышектік тұйықта жеңілдету мүмкін екенін көрсетті, бұл жеңілдету тек пресинаптикалық құбылыс екенін көрсетеді. Кац пен Миледи қалдық гипотезаны ұсынды. Олар нейротрансмиттерлердің босатылуының артуын мембрананың ішкі бетіне жалғанып қалған аксон мембранасындағы қалдық немесе жинақталған ("активті кальций") деп түсіндірді. Кац пен Миледи пресинаптикалық мембранадағы концентрацияны бірінші импульстен кейін терминалда қалған қалдықтың екінші стимулдан кейін нейротрансмиттерді босатуды арттырып жатқанын анықтау үшін манипуляциялады. Бірінші жүйке импульсі кезінде концентрация екінші импульске қарағанда әлдеқайда төмен немесе оған жақын болды. Екінші импульске жақын болған жағдайда, жеңілдету күшейтілді. Бұл алғашқы тәжірибеде стимулдар бірінші және екінші стимулдар арасында 100 мс аралықта ұсынылды. Абсолютті отқа төзімділік кезеңі аралық шамамен 10 мс болған кезде қол жеткізілді. Қысқа аралықта жеңілдетуді тексеру үшін Кац пен Миледи қысқа деполяризациялық тітіркендіргіштерді тікелей жүйке ұшыларына қолданды. Деполяциялық стимулды 1 мс-ден 2 мс-қа дейін көбейткенде, активтің жинақталуына байланысты нейротрансмиттерлердің босатылуы едәуір өседі. Импульстер бір-біріне жақын болған кезде жеңілдету ең үлкен болады, өйткені өткізгіштік екінші ынталандырудан бұрын бастапқы деңгейге қайтып келмейді. Сондықтан, екінші импульс үшін өткізгіштігі де, жинақталғандығы да біріншісінен кейін көп ұзамай ұсынылған кезде үлкен болады. Ұсталған синапстың кеудесінде қысқа мерзімді жеңілдету (STF) қалдықтың нейрондық сенсорға 1 (NCS1) байлануынан туындайтындығы дәлелденді. Керісінше, синтезге келаторларды қосқанда (келация) STF төмендейді, бұл қалдықты азайтады. Пуркинье жасушалары арасындағы синапста қысқа мерзімді фасилитация кернеуге тәуелді кальций арналары арқылы токтарды фасилитациялау арқылы толықтай араласқандығы дәлелденді.

Көбейту және күшейту

Қысқа мерзімді синапстық күшейту жиі жеңілдету, көбейту және әлеуеттендіру (оған посттетаникалық әлеуеттендіру немесе ПТП деп те атайды) санаттарына бөлінеді. Бұл үш процесс көбінесе олардың уақыт шкалаларымен ерекшеленеді: жеңілдету әдетте оншақты миллисекундқа созылады, ал күшейту секундтар ретімен уақыт шкаласында әрекет етеді және потенциациялау оншақты секундтан минуттарға дейінгі уақыт курсына ие. Үш әсердің барлығы пресинаптикалық мембранадан нейротрансмиттерлердің босатылу ықтималдығын арттырады, бірақ олардың негізгі механизмі әрқайсысы үшін әртүрлі. Жұпталған импульсті жеңілдету қалдықтың болуынан пайда болады, көбейту пресинаптикалық протеиннің Munc 13 әсерінің артуынан пайда болады, ал тетаникалық потенциация протеинкиназалардың пресинаптикалық белсендірілуі арқылы жүзеге асады. Көптеген синапстарда жеңілдету және күйзелу қасиеттері бар. Алайда, жалпы алғанда, бастауыш ретінде көпіршік босатылуының төмен ықтималдығы бар синапстарда жеңілдеудің пайда болуы ықтимал, ал бастауыш ретінде көпіршік босатылуының жоғары ықтималдығы бар синапстарда күйзелудің пайда болуы ықтималдығы жоғары. Қысқа мерзімді пластикалық осы екі жолды ажыратуға көмектеседі: қысқа мерзімді жеңілдету қарқынды жолдарда басым, ал қысқа мерзімді депрессия уақытша жолдарда басым. Қысқа мерзімді пластикалықтың бұл әртүрлі түрлері әртүрлі ақпараттарды сүзгілеуге мүмкіндік береді, осылайша екі түрдегі ақпаратты бөлек өңдеу ағындарына бөлуге ықпал етеді. Қысқа мерзімді пластикалық сүзгілеу мүмкіндіктері амплитудалық модуляцияға (AM) байланысты ақпаратты кодтауға да көмектеседі. Қысқа мерзімді депрессия жоғары жиілікті кірісіндегі пайданы динамикалық түрде реттей алады және осылайша АМ үшін жоғары жиілікті кеңейту диапазонын қамтамасыз ете алады. Жеңілдік пен қысымның қоспасы жылдамдық фильтрлеуге әкеліп, АМ кодтауға көмектесуі мүмкін.