Dlouhodobá potenciace
Dlouhodobá potenciace (Long-term potentiation, LTP) je v neurovědách trvalé posilování synapsí na základě nedávných vzorců aktivity. Jedná se o vzory synaptické aktivity, které způsobují dlouhodobý nárůst přenosu signálu mezi dvěma neurony.[2] Opakem LTP je dlouhodobá deprese, která způsobuje dlouhodobý pokles synaptické síly.
LTP je základem synaptické plasticity, tj. schopnosti chemických synapsí měnit svou sílu. Vzpomínky jsou kódovány modifikací synaptické síly,[3] LTP je obecně považován za jeden z hlavních buněčných mechanismů, které jsou základem učení a paměti.[2][3]
LTP byl objeven v hipokampu králíka Terje Lømo v roce 1966 a od té doby zůstává populárním předmětem výzkumu. Mnoho moderních LTP studií se snaží lépe porozumět jeho základní biologii, zatímco jiné usilují o vytvoření příčinné souvislosti mezi LTP a behaviorálním učením. Vědci se snaží vyvinout metody, farmakologické nebo jiné, pro zlepšení LTP pro zlepšení učení a paměti. LTP je také předmětem klinického výzkumu, například v oblasti Alzheimerovy nemoci a léků na závislost.
Dějiny
editovat_portrait_(restored).jpg)
Na konci 19. století vědci obecně znali množství neuronů v dospělém mozku (přibližně 100 miliard),[4] které se nezvyšovalo významně s věkem, což zavdalo poznání, že vzpomínky nejsou obecně ne výsledkem produkce nových neuronů.[5] To ale nevysvětlilo proces paměti.
Španělský neuroanatom Santiago Ramón y Cajal byl mezi prvními, kteří navrhli mechanismus učení, který nevyžadoval tvorbu nových neuronů. V roce 1894 na Croonianské přednášce navrhl, že vzpomínky by mohly místo toho být tvořeny posílením spojení mezi existujícími neurony pro zlepšení účinnost jejich komunikace.[5] Hebbická teorie, kterou představil Donald Hebb v roce 1949, zopakovala myšlenky Ramóna y Cajala a dále navrhovala, že buňky mohou zakládat nové vazby nebo podstoupit metabolické změny, které posílí jejich schopnost komunikovat:
Objev
editovat
LTP poprvé objevil Terje Lømo v roce 1966 v laboratoři v Oslu v norském Per Andersenu.[6][7] Tam Lømo provedl sérii neurofyziologických experimentů na anestetizovaných králících, aby prozkoumali úlohu hipokampu v krátkodobé paměti.
Modely a teorie
editovat
Fyzikální a biologický mechanismus LTP není dosud úplně pochopen, ale byly vyvinuty některé úspěšné modely.[8] Studie dendritických páteří, vyčnívajících struktur na dendritech, které fyzicky rostou a stahují se v průběhu minut nebo hodin, naznačují vztah mezi elektrickým odporem páteře a účinnou silou synapsy v důsledku jejich vztahu s intracelulárními vápenatými transienty. Matematické modely jako BCM teorie, které závisí také na intracelulárním vápníku ve vztahu k NMDA receptorovým napěťovým branám, byly vyvinuty od osmdesátých let a upravují tradiční a priori Hebbovský učební model s biologickým i experimentálním zdůvodněním. Jiní[kdo?] navrhli reorganizaci nebo synchronizaci vztahu mezi regulací receptoru, LTP a synaptickou silou.[9]
Typy
editovatOd původního objevu u králičího hipokampu, LTP byl pozorován v paletě jiných nervových struktur, včetně mozkové kůry, cerebellum, amygdala,[10] a mnoho jiní. Renomovaný výzkumný pracovník LTP Robert Malenka navrhl, že se LTP může vyskytnout i ve všech excitačních synapsech v mozku savců.[11]
Vlastnosti
editovatNa NTPD závislý LTP vykazuje několik vlastností, včetně vstupní specificity, asociativity, kooperativity a perzistence.
Reference
editovatV tomto článku byl použit překlad textu z článku Long-term potentiation na anglické Wikipedii.
- ↑ [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. ISBN 978-0-7817-6003-4.
- ↑ a b Cooke SF, Bliss TV. Plasticity in the human central nervous system. Brain. July 2006, s. 1659–73. DOI 10.1093/brain/awl082. PMID 16672292.
- ↑ a b Bliss TV, Collingridge GL. A synaptic model of memory: long-term potentiation in the hippocampus. Nature. January 1993, s. 31–9. DOI 10.1038/361031a0. PMID 8421494. Bibcode 1993Natur.361...31B.
- ↑ Williams RW, Herrup K. The control of neuron number. Annual Review of Neuroscience. 1988, s. 423–53. DOI 10.1146/annurev.ne.11.030188.002231. PMID 3284447.
- ↑ a b SANTIAGO, Ramón y Cajal. The Croonian Lecture: La Fine Structure des Centres Nerveux. Proceedings of the Royal Society of London. 1894, s. 444–468. DOI 10.1098/rspl.1894.0063.
- ↑ Lømo T. The discovery of long-term potentiation. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. April 2003, s. 617–20. DOI 10.1098/rstb.2002.1226. PMID 12740104.
- ↑ LØMO, Terje. Frequency potentiation of excitatory synaptic activity in the dentate area of the hippocampal formation. Acta Physiologica Scandinavica. 1966, s. 128.
- ↑ SHOUVAL, Harel Z. Models of synaptic plasticity. Scholarpedia. 2007-07-31, roč. 2, čís. 7, s. 1605. Dostupné online [cit. 2022-11-08]. ISSN 1941-6016. DOI 10.4249/scholarpedia.1605. (anglicky)
- ↑ McEachern JC, Shaw CA. An alternative to the LTP orthodoxy: a plasticity-pathology continuum model. Brain Research. Brain Research Reviews. June 1996, s. 51–92. DOI 10.1016/0165-0173(96)00006-9. PMID 8871785. 8871785.
- ↑ Clugnet MC, LeDoux JE. Synaptic plasticity in fear conditioning circuits: induction of LTP in the lateral nucleus of the amygdala by stimulation of the medial geniculate body. The Journal of Neuroscience. August 1990, s. 2818–24. Dostupné online. DOI 10.1523/JNEUROSCI.10-08-02818.1990. PMID 2388089.
- ↑ Malenka RC, Bear MF. LTP and LTD: an embarrassment of riches. Neuron. September 2004, s. 5–21. DOI 10.1016/j.neuron.2004.09.012. PMID 15450156.
Externí odkazy
editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu Dlouhodobá potenciace na Wikimedia Commons
