Metaplastizität - Metaplasticity

Metaplastizität ist ein Begriff, der ursprünglich von WC Abraham und MF Bear geprägt wurde, um sich auf die Plastizität der synaptischen Plastizität zu beziehen . Bis dahin bezog sich die synaptische Plastizität auf die plastische Natur einzelner Synapsen . Diese neue Form bezog sich jedoch auf die Plastizität der Plastizität selbst, daher der Begriff Meta- Plastizität. Die Idee ist, dass die vorherige Aktivitätsgeschichte der Synapse ihre aktuelle Plastizität bestimmt. Dies kann eine Rolle bei einigen der zugrunde liegenden Mechanismen spielen, von denen angenommen wird, dass sie für das Gedächtnis und das Lernen wichtig sind, wie z. B. Langzeitpotenzierung (LTP), Langzeitdepression (LTD) und so weiter. Diese Mechanismen hängen vom aktuellen synaptischen "Zustand" ab, der durch anhaltende extrinsische Einflüsse wie das Ausmaß der synaptischen Hemmung , die Aktivität modulatorischer Afferenzen wie Katecholamine und den Hormonpool , der die untersuchten Synapsen beeinflusst, eingestellt wird. Vor kurzem wurde klar, dass die Vorgeschichte der synaptischen Aktivität eine zusätzliche Variable ist, die den synaptischen Zustand und damit den Grad von LTP oder LTD beeinflusst, die durch ein gegebenes experimentelles Protokoll erzeugt werden. In gewisser Weise wird die synaptische Plastizität von einer aktivitätsabhängigen Plastizität des synaptischen Zustands bestimmt; eine solche Plastizität der synaptischen Plastizität wurde als Metaplastizität bezeichnet. Über Metaplastizität ist wenig bekannt, und es wird derzeit viel zu diesem Thema geforscht, obwohl es aufgrund seiner theoretischen Bedeutung für die Gehirn- und Kognitionswissenschaft schwierig zu studieren ist. Die meisten Forschungen dieser Art werden über kultivierte Hippocampuszellen oder Hippocampusschnitte durchgeführt.

Hebbische Plastizität

Das Gehirn ist „plastisch“, das heißt, es kann geformt und geformt werden. Diese Plastizität ermöglicht es Ihnen, Ihr ganzes Leben lang zu lernen; Ihre Synapsen ändern sich basierend auf Ihrer Erfahrung. Neue Synapsen können hergestellt, alte zerstört oder bestehende gestärkt oder geschwächt werden. Die ursprüngliche Theorie der Plastizität heißt " Hebbische Plastizität ", benannt nach Donald Hebb im Jahr 1949. Eine schnelle, aber effektive Zusammenfassung der hebbischen Theorie ist, dass "Zellen, die zusammen feuern, miteinander verdrahten", zusammen das Schlüsselwort hier ist, das in Kürze erklärt wird . Hebb beschrieb ein frühes Konzept der Theorie, nicht die eigentliche Mechanik selbst. Die hebbianische Plastizität beinhaltet zwei Mechanismen: LTP und LTD, 1973 von Bliss und Lomo entdeckt. LTP oder Langzeitpotenzierung ist die Erhöhung der Synapsenempfindlichkeit aufgrund einer längeren Aktivitätsperiode sowohl im präsynaptischen als auch im postsynaptischen Neuron . Diese längere Aktivitätsperiode besteht normalerweise aus konzentrierten elektrischen Impulsen, normalerweise um 100 Hz. Es wird "Koinzidenz"-Detektion genannt, da es die Synapse nur stärkt, wenn sowohl in den präsynaptischen als auch in den postsynaptischen Zellen eine ausreichende Aktivität vorhanden war. Wenn die postsynaptische Zelle nicht ausreichend depolarisiert wird, gibt es keine Koinzidenzerkennung und LTP/LTD treten nicht auf. LTD oder Langzeitdepression funktioniert auf die gleiche Weise, konzentriert sich jedoch auf das Fehlen von Depolarisationszufällen. LTD kann durch elektrische Impulse bei etwa 5 Hz induziert werden. Diese Änderungen sind synapsenspezifisch. Ein Neuron kann viele verschiedene Synapsen haben, die alle über die gleichen hier definierten Mechanismen gesteuert werden.

Der früheste vorgeschlagene Mechanismus für plastische Aktivität basiert auf Glutamatrezeptoren und deren Fähigkeit, ihre Anzahl und Stärke basierend auf der Synapsenaktivität zu ändern. Glutamat bindet zwei Hauptrezeptortypen: AMPA-Rezeptoren (AMPARs) und NMDA-Rezeptoren (NMDARs). Diese sind nach Medikamenten benannt, die an die Rezeptoren binden: Alpha-Amino-3-Hydroxy-5-Methyl-4-Isoxazolpropionsäure ( AMPA ) bzw. N-Methyl-D-Aspartat ( NMDA ), aber beide binden Glutamat. Wenn eine glutamaterge Synapse Glutamat freisetzt, bindet sie an alle AMPA- und NMDA-Rezeptoren, die in der postsynaptischen Membran vorhanden sind. Die AMPA-Rezeptoren sind ionotrope Rezeptoren , die für eine schnelle synaptische Übertragung verantwortlich sind. Kurz gesagt rufen die NMDA-Rezeptoren nur dann eine Reaktion in der Zelle hervor, wenn genügend Glutamat übertragen wurde, um diese Zelle zu veranlassen, genug zu depolarisieren, um den NMDA-Rezeptor freizugeben. Eine ausreichende Depolarisation in der Membran bewirkt, dass die Magnesiumkationenblockade in den NMDA-Rezeptoren aufgehoben wird, wodurch ein Calciumeinstrom in die Zelle ermöglicht wird. NMDA-Rezeptoren sind "Koinzidenzdetektoren" . Sie bestimmen, wann das präsynaptische und das postsynaptische Neuron durch Aktivität zeitlich verbunden sind. Wenn dies geschieht, werden NMDA-Rezeptoren zum Kontrollmechanismus, der vorschreibt, wie die AMPA- und NMDA-Rezeptoren neu angeordnet werden. Die Umlagerung von AMPA- und NMDA-Rezeptoren ist zum zentralen Fokus aktueller Studien zur Metaplastizität geworden, da sie direkt die LTP- und LTD-Schwellenwerte bestimmt. Einige Hinweise deuten jedoch darauf hin, dass G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) für die Kontrolle der NMDA-Rezeptoraktivität verantwortlich sind, was darauf hindeutet, dass NMDAR-vermittelte Veränderungen der synaptischen Stärke durch die Aktivität von GPCRs moduliert werden. Es gibt viele Forschungsarbeiten, die sich darauf konzentrieren, die spezifischen Enzyme und intrazellulären Wege zu finden, die an der NMDAR-vermittelten Modulation von AMPA-Membranrezeptoren beteiligt sind. Neuere biochemische Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Mangel des Proteins Tenascin-R (TNR) zu einer metaplastischen Erhöhung der Schwelle für die LTP-Induktion führt. TNR ist ein Protein der extrazellulären Matrix, das von Oligodendrozyten während der Myelinisierung exprimiert wird.

Synaptische Zustände

Untersuchungen aus dem Jahr 2004 haben gezeigt, dass Synapsen sich nicht gleitend verstärken oder abschwächen. Es gibt diskrete Zustände, zwischen denen sich Synapsen bewegen. Diese Zustände sind aktiv, still , kürzlich still, potenziert und depressiv. Die Zustände, in die sie wechseln können, hängen von dem Zustand ab, in dem sie sich gerade befinden. Somit wird der zukünftige Zustand durch den durch vorherige Aktivität gewonnenen Zustand bestimmt. Zum Beispiel können stumme (aber nicht in letzter Zeit stumme) Synapsen durch das Einfügen von AMPARs in die postsynaptische Membran in aktive umgewandelt werden. Aktive Synapsen können über LTP bzw. LTD entweder potenziert oder depressiv werden . Längere niederfrequente Stimulation (5 Hz, die Methode zur Induktion von LTD) kann eine aktive Synapse depressiv und dann stumm bewegen. Synapsen, die gerade aktiv geworden sind, können jedoch nicht deprimiert oder zum Schweigen gebracht werden. Somit gibt es an der Synapse ein zustandsmaschinenartiges Verhalten, wenn es um Übergänge geht. Die Zustände selbst können jedoch unterschiedliche Intensitätsgrade aufweisen. Eine Synapse im aktiven Zustand kann stärker sein als eine andere Synapse im aktiven Zustand. Auf diese Weise können Sie theoretisch ein starkes Gedächtnis gegenüber einem schwachen Gedächtnis haben. Die starken Erinnerungen sind diejenigen mit sehr stark besetzten aktiven Synapsen, während schwache Erinnerungen immer noch aktiv sein können, aber mit AMPARs schwach besetzt sind. Dieselbe Forschung hat gezeigt, dass NMDA-Rezeptoren selbst, die einst als Kontrollmechanismus der AMPA-Rezeptororganisation galten, durch synaptische Aktivität reguliert werden können. Diese Regulation des Regulationsmechanismus selbst fügt der Biologie des Gehirns eine weitere Komplexitätsebene hinzu.

Synaptisches Tagging

Neuere Forschungen haben einen Mechanismus gefunden, der als synaptisches Tagging bekannt ist . Wenn neue Rezeptorproteine ​​exprimiert und synthetisiert werden, müssen sie auch zur synaptischen Membran transportiert werden, und dafür ist eine Art chemischer Botschaft erforderlich. Ihre Forschung hat gezeigt, dass die Aktivierung von cAMP/PKA-Signalwegen für die LTP-Induktion aufgrund ihrer "Tagging"-Natur erforderlich ist. Es wurde sogar gezeigt, dass eine einfache pharmakologische Aktivierung von cAMP/PKA-Signalwegen ausreicht, um die Synapse zu markieren, völlig unabhängig von jeglicher Aktivität.

NMDA-Rezeptoren

Der NMDA-Rezeptor besteht aus drei Untereinheiten: GluN1 (früher NR1), einer variablen GluN2 (früher NR2) Untereinheit und einer variablen GluN3 (früher NR3) Untereinheit. Insbesondere zwei GluN2-Untereinheiten wurden intensiv untersucht: GluN2A und GluN2B. Die GluN2B-Untereinheit ist nicht nur empfindlicher gegenüber Glutamat und braucht länger zum Desensibilisieren, sondern ermöglicht beim Öffnen auch mehr Kalzium in die Zelle. Ein niedriges GluN2A/GluN2B-Verhältnis korreliert im Allgemeinen mit einer verringerten Aktivierungsschwelle, die durch die Aufzucht von Tieren in lichtarmen Umgebungen verursacht wird. Dies wurde experimentell durch Lichtentzugsstudien gezeigt, in denen gezeigt wurde, dass das GluN2A/B-Verhältnis abnahm. Die Schwelle kann in manchen Situationen durch Lichteinwirkung erhöht werden. Studien dieser Art wurden verwendet, um die kritische Phase für die Bildung des visuellen Systems bei Katzen zu finden. Dieses Verschiebungsverhältnis ist ein Maß für die LTD/LTP-Schwelle und wurde daher als Metaplastizitätsmechanismus postuliert.

Gliotransmitter

Gliazellen bieten nicht nur strukturelle und ernährungsphysiologische Unterstützung für Neuronen, sondern bieten auch Verarbeitungsunterstützung durch Chemikalien, die als Gliotransmitter bekannt sind . Zu den Gliotransmittern gehören Glutamat, ATP und neuerdings auch die Aminosäure D-Serin. Einst als Glycin selbst angesehen, dient D-Serin als Ligand in der Glycin-Stelle von NMDARs. D-Serin wird von Astrozyten synthetisiert und ist stark mit NMDARs kolokalisiert. Ohne D-Serin kann es keine NMDA-induzierte Neurotoxizität oder fast jede NMDA-Reaktion irgendeiner Art geben. Aufgrund dieses Beweises ist klar, dass D-Serin ein essentieller Ligand für die NMDA-Rezeptoren ist. Ein wesentlicher Faktor bei dieser Forschung ist die Tatsache, dass Astrozyten ihre Neuronenabdeckung basierend auf den physiologischen Prozessen des Körpers variieren. Oxytocin- und Vasopressin-Neuronen werden aufgrund der Astrozytenaktivität während der Stillzeit mehr NMDA-Rezeptoren ausgesetzt sein als während der normalen Funktion. Diese Forschung fand hauptsächlich in Zellen des hypothalamischen supraoptischen Kerns (SON) statt. Da die synaptische Plastizität fast vollständig von der NMDAR-Verarbeitung abhängt, ist die dynamische Astrozyten-NMDAR-Bedeckung von Natur aus ein Metaplastizitätsparameter.

Synaptische Homöostase

Die homöostatische Plastizität verwaltet synaptische Verbindungen in der gesamten Zelle, um sie auf einem überschaubaren Verbindungsniveau zu halten. Hebbian-Methoden neigen dazu, Netzwerke entweder in einen maximierten Zustand oder in einen minimierten Feuerungszustand zu treiben, wodurch die potentielle Aktivität und das Wachstum des Netzwerks begrenzt werden. Mit homöostatischen Mechanismen gibt es nun eine Art "Kontrollgewinn", der es erlaubt, diese hebbianischen Methoden zu überprüfen, um ihre Fähigkeit zur Informationsverarbeitung zu erhalten. Diese Art der Modulation ist wichtig, um einem starken Mangel an neuraler Aktivität entgegenzuwirken, wie beispielsweise einem anhaltenden sensorischen Mangel (in dieser Studie ist es insbesondere ein Lichtmangel, der die Neuronen des visuellen Kortex betrifft) oder Schäden durch Schlaganfälle. Die synaptische Skalierung ist ein Mechanismus, um die Synapsenempfindlichkeit auf einem normalisierten Niveau zu halten. Längere Inaktivitätsphasen erhöhen die Empfindlichkeit der Synapsen, so dass ihr Gesamtaktivitätsniveau nützlich bleiben kann. Chronische Aktivität führt zu einer Desensibilisierung der Rezeptoren, wodurch die Gesamtaktivität auf ein biologisch besser beherrschbares Niveau gesenkt wird. Sowohl die AMPA- als auch die NMDA-Rezeptorspiegel werden von diesem Prozess beeinflusst und so wird das Gesamt-"Gewicht" jeder synaptischen Verbindung (verfeinert durch hebbianische Methoden) beibehalten, während das Gesamtaktivitätsniveau über das gesamte Neuron immer noch erhöht wird. Es wurde gezeigt, dass sowohl das präsynaptische als auch das postsynaptische Neuron an dem Prozess beteiligt sind und die Vesikelumsatzrate bzw. die AMPA-Rezeptorzusammensetzung verändern.

Neuere Forschungen haben ergeben, dass das kalziumabhängige Enzym CaMKII, das in einer Alpha- und Beta-Isoform vorliegt, der Schlüssel zur inaktivitätsabhängigen Modulation ist. Ein niedriges Alpha/Beta-Verhältnis bewirkt eine erhöhte Schwelle für die zelluläre Erregung durch Calciumeinstrom und begünstigt somit LTP.

Gedächtnisbildung

Es gibt mehrere verschiedene Schlafstadien, aber nur zwei verschiedene Arten, REM (oder schnelle Augenbewegung) und NREM (nicht schnelle Augenbewegung). Der NREM-Schlaf ist durch eine langsame neuronale Aktivität gekennzeichnet, die als Theta-Wellen oder Delta-Wellen bekannt ist. Diese langsamen Schwingungen treten bei sehr niedrigen Frequenzen zwischen 0,5 und 4,5 Hz auf. Eine neuere Hypothese ist an die Oberfläche gekommen, die Schlaf und etwas, das als synaptische Homöostase bekannt ist, integriert.

Die Hypothese besteht aus vier Teilen:

1. Wachsamkeit ist mit synaptischer Potenzierung verbunden;
2. Die synaptische Potenzierung ist an die Regulierung der Slow-Wave-Aktivität im Schlaf gebunden;
3. Slow-Wave-Aktivität ist mit synaptischer Depression verbunden;
4. Das synaptische Downscaling ist an die positiven Auswirkungen des Schlafs gebunden.

Wachsamkeit wird mit synaptischer Potenzierung in Verbindung gebracht: Potenzierung geschieht die ganze Zeit: während der vielen Stunden, die wir damit verbringen, nutzlose Informationen zu lesen oder etwas länger als 5 Minuten zu treffen, dh dieser zufälligen Person, die vor uns im Supermarkt stand. Alles, was wir sehen, lesen oder auf das wir uns konzentrieren, wird irgendwo in unserem Gehirn potenziert.

Die synaptische Potenzierung ist an die Regulierung der Slow-Wave-Aktivität im Schlaf gebunden: Immer wenn ein bestimmter Bereich in unserem Gehirn eine umfangreiche Potenzierung von unserem Tag erhält, erfährt der betroffene Bereich mehr Slow-Wave-Aktivität als seine Nachbarn. Im Wesentlichen beeinflusst die Menge an Potenzierung, die wir während unseres Tages erhalten, die Art des Schlafs, den wir nachts bekommen. Wenn wir den ganzen Tag krank und im Bett liegend verbringen, passiert nicht viel Potenzierung. Klar, die Farben der Wände, Vorhänge, Bettlaken etc. aber das ist nicht überraschend interessant. Die Menge an langsamer Schwingungsaktivität, die nachts vorhanden wäre, wäre nicht im Geringsten groß.

Slow-Wave-Aktivität ist mit synaptischer Depression verbunden: Die synaptische Depression ist die andere Seite der synaptischen Potenzierung. Wenn LTP aus stark depolarisierenden Reizen oder hochfrequenten Reizen gebildet wird, dann wird die Langzeitdepression, LTD, aus längeren Perioden sehr schwacher Reize oder sehr niederfrequenter Reize gebildet. Die Hypothese schlägt vor, dass die Aktivität der langsamen Welle ausreicht, um eine LTD oder Verkleinerung der Zellen hervorzurufen.

Das synaptische Downscaling ist an die positiven Auswirkungen des Schlafs gebunden: Das ist es, was alles zusammenhält. LTD aus der synaptischen Verkleinerung der Slow-Wave-Aktivität bewirkt genau das richtige Maß an Reduktion unserer neuronalen Feuerungsmuster. Die verlängerte LTD aus dem Schlaf würde es ermöglichen, dass alle nicht wesentlichen LTP, die während unseres Tages stattfanden, verfallen. Es hilft, die Menge an synaptischem Rauschen zu reduzieren, das erzeugt wird, wenn im Laufe des Tages so viel Potenzierung stattfindet.

Was bedeutet das alles?: Die Idee ist, dass LTP die ganze Zeit während des Wachzustands auftritt. All dieser Informationsfluss und die Speicherung werden irgendwann zu viel, und deshalb schlafen wir. Der Sinn des Schlafens besteht darin, einige der synaptischen Potenziale, die im Laufe unseres Tages nicht notwendig sind, herunterzustufen und zu eliminieren. Was man am dritten Dienstag im vergangenen Februar trug, ist irrelevant, aber den zweiten Vornamen nicht zu kennen. Umfangreiches LTP wurde eingeführt, um sich den zweiten Vornamen zu merken, und daher würde dieser synaptische Pfad nicht so leicht vergessen, während das, was man an diesem einen bestimmten Tag trug, so wenig potenziert wurde, dass es in ein oder zwei Tagen vergessen werden kann. Viele Potenzierungen zu einem bestimmten Thema würden dazu beitragen, dieses Gedächtnis zu erleichtern und es in den "Augen des Kortex" "wichtiger" zu machen, damit es nicht vergessen wird.

Was kann es sonst noch geben

Der sich durchsetzende zirkadiane Rhythmus ist für das Müdigkeitsgefühl verantwortlich. Unser Körper beginnt auf natürliche Weise herunterzufahren, ungefähr zu dem Zeitpunkt, zu dem die Sonne beginnt, in den Horizont einzutauchen. Die primäre Chemikalie für dieses Geschehen ist Melatonin , daher scheint es natürlich zu sein, sich zu fragen, ob Melatonin auch einen Einfluss auf das Lernen und die Gedächtnisbildung hat. Jedes Tier, das schläft, weist auch eine gewisse Körperkonzentration von Melatonin auf. Bei der Untersuchung der Auswirkungen von Schläfrigkeit bei Fischen wurde festgestellt, dass jede signifikante Menge Melatonin eine "dramatische Abnahme" des Lernens und der Gedächtnisbildung verursacht.

Diese Studie wurde nachts unter hellem Licht durchgeführt, um die Freisetzung natürlicher Melatoninmengen zu hemmen und Lernverhalten wurden durchgeführt. Die Autoren gaben den Fischen auch ein Medikament, um die Wirkung von Melatonin zu blockieren, und untersuchten dann ihre Verhaltensmuster auf die Gedächtnisbildung und das Abrufen. Es zeigte sich, dass tagsüber, wenn Melatonin künstlich verabreicht wurde, die Fähigkeit der Fische, neues Material zu lernen, am geringsten war.

Da man lange Zeit wach bleibt, ist vom Wachtag an schon so viel zusätzliche Potenzierung passiert, und der Versuch, mehr LTP zu erzwingen, wird nichts helfen. Zu viele zusätzliche Informationen schwirren herum, und die Neuronen können die zusätzliche Aktivität nicht bewältigen. Zusätzlich jedoch, wenn die Nacht anbricht, beginnt der zirkadiane Rhythmus zu wirken und der Körper beginnt auf natürliche Weise, Melatoninspeicher freizusetzen. Dieser Anstieg des Melatonins verringert die Lernfähigkeit und erleichtert neue Erinnerungen. Die Fähigkeit von Melatonin, die Gedächtnisbildung zu unterdrücken, ist jedoch sehr bedeutend. Das Melatonin würde während der langsamen Schwingungen während des Schlafs in Verbindung mit dem LTD arbeiten, um zu verhindern, dass Personen unerwünschte oder nicht benötigte Informationen aus ihrem Tag potenzieren.

Ist Schlaf das Einzige, was bei dieser Hypothese der synaptischen Homöostase zählt? Im Februar 2002 wurden zwei separate Artikel über die Entdeckung der Beteiligung von Rezeptoren an der synaptischen Homöostase veröffentlicht. Es wurde ursprünglich festgestellt, dass knochenmorphogenetische Proteine, BMPs, eine Differenzierung bei der Knochenbildung bewirken; jedoch wurde kürzlich entdeckt, dass sie für die synaptische Regulation notwendig sind. Es wurde festgestellt, dass bei Mutationen im BMP-Typ-II-Rezeptor, besser bekannt als Wunschdenken oder kurz Witz, die Größe der synaptischen Spalten sowie der synaptische Output bei den untersuchten Spezies signifikant reduziert wurden.

Es wurde auch festgestellt, dass die Menge an Neurotransmittern, die von diesen Zellen gespeichert und freigesetzt wurden, äußerst fehlte, sodass weitere Studien durchgeführt wurden. Wenn der Witzrezeptor aktiviert wird, wird auch ein bestimmtes Protein namens LIMK1 aktiv.

Eaton und Davis untersuchten auch die synaptischen Fußabdrücke der Zellen. Die synaptischen Fußabdrücke sind Hinweise darauf, dass eine Synapse einmal vorhanden war, aber den Axon-Terminus nicht mehr enthält, und daher befinden sich die synaptischen Fußabdrücke in der postsynaptischen Zelle in den Dendriten. Bei mutierten Wit-Rezeptoren war die Menge der synaptischen Fußabdrücke um fast 50% erhöht, was darauf hinweist, dass der BMP-Rezeptor und sein zelluläres Gegenstück, das LIMK1-Protein, maßgeblich für das Wachstum einer Zelle verantwortlich sind.

Warum ist etwas davon wichtig und was bedeutet es? Erhebliche Mengen an LTP wären erforderlich, wenn wir unsere bereits gebildeten Erinnerungen behalten wollen. Während des Schlafs verursachen die langsamen Wellenschwingungen eine allgemeine synaptische Depression im gesamten Gehirn, wobei nur die stärkeren neuronalen Bahnen vom LTP des Vortages abgehalten werden. Es gibt jedoch eine zweite Voraussetzung, wenn wir unsere neuronalen Synapsen erhalten wollen. Auch der Wunschdenken-Rezeptor muss aktiv sein, wenn die Synapsen erhalten bleiben sollen. Wenn eine neu gebildete Synapse das Ergebnis einer Potenzierung des Tages ist, dann hätte diese Synapse vermutlich nicht die Zeit gehabt, die Nervenbahnen aus der Zelle zu bilden. Ohne Wunschdenken-Aktivierung sind die Synapsen viel anfälliger für Zerstörung und würden wahrscheinlich entfernt werden, ebenso würden sehr stark potenzierte Pfade viel wahrscheinlicher beibehalten werden, da die BMP-Aktivierung sehr wahrscheinlich vorherrschen würde.

Endocannabinoide

Untersuchungen aus dem Jahr 2004 haben gezeigt, dass die Freisetzung von Endocannabinoiden aus dem postsynaptischen Neuron die Aktivierung des präsynaptischen Neurons hemmen kann. Cannabinoidrezeptoren vom Typ 1 (CB1Rs) sind die Rezeptoren auf dem präsynaptischen Neuron, die für diesen Effekt verantwortlich sind. Es wird angenommen, dass der spezifische Ligand 2-Arachidonylglycerin oder 2-AG ist. Dies wurde hauptsächlich in GABAergen Synapsen gefunden und wurde daher als inhibitorische Langzeitdepression (I-LTD) bezeichnet. Es wurde festgestellt, dass dieser Effekt extrem lokalisiert und genau ist, was bedeutet, dass die Cannabinoide nicht weit von ihrem beabsichtigten Ziel entfernt diffundieren. Diese Hemmung der inhibitorischen Neurotransmission bereitet proximale exzitatorische Synapsen für eine zukünftige LTP-Induktion vor und ist somit metaplastischer Natur.

Neuronaler Anpassungsmechanismus

Es wurde ein neuer Mechanismus vorgeschlagen, der die angeborene Erregbarkeit eines Neurons betrifft. Sie wird durch die Größe der Hyperpolarisation in mV aufgrund der Wiederöffnung von K+-Kanälen während eines Aktionspotentials quantifiziert. Nach jeder Art von Lernaufgabe, insbesondere einer klassischen oder operanten Konditionierungsaufgabe, wird die Amplitude der K+-Hyperpolarisation oder "nach Hyperpolarisation (AHP)" stark reduziert. Im Laufe der Zeit wird diese AHP auf ein normales Niveau zurückkehren. Diese Normalisierung korreliert nicht mit einem Gedächtnisverlust, sondern mit einem Verlust an Lernpotential.

Verweise