Uzun vadeli güçlendirme

Uzun vadeli güçlendirme sinirsel esnekliğin ve dolayısıyla sinir sistemindeki sinir yapılarının veya ara bağlantıların yeniden şekillendirilmesinin temelidir. Süreç olmadan, ne bir anının oluşumu ne de öğrenme deneyimleri mümkün olabilirdi. Uzun vadeli güçlendirme bozuklukları, örneğin Alzheimer gibi hastalıklarda ortaya çıkar.

Uzun vadeli güçlendirme nedir?

Nöronlar biyoelektrik ve biyokimyasal aksiyon potansiyelleriyle çalışır. Aksiyon potansiyelleri, merkezi sinir sisteminin dilidir ve uyarımı iletmeye hizmet eder. Bu iletim aynı zamanda sinaptik iletim olarak da bilinir. Sinir hücreleri, artan aksiyon potansiyeli üretimine, sözde uzun vadeli potansiyelle tepki verir.

Nöral plastisite, uzun vadeli güçlenmenin en önemli sonuçlarından biridir. Nöral plastisite terimi, onu mevcut kullanımına uyarlayan nöral yapı içinde bir yeniden şekillenmeyi tanımlar. Hem bireysel sinir hücreleri hem de beyin alanları nöronal olarak yeniden inşa edilebilir. Dönüşüm süreçleri ile merkezi ve çevresel sinir sisteminin fonksiyonları korunur, genişletilir ve mevcut kullanım durumuna göre uyarlanır. Sinirsel rekonstrüksiyonun temeli olan uzun vadeli güçlendirme, sinir sisteminin olabildiğince etkili ve sorunsuz çalışmasını sağlamaya büyük ölçüde yardımcı olur.

Uzun vadeli güçlendirme de hafıza oluşumuyla ilişkilidir. Ayrıca sinir yapılarının yeniden yapılandırılması, öğrenme süreçleri için kaçınılmaz bir süreçtir.

İşlev ve görev

Beyin bakış açısından, öğrenilen bir beceriye, bir sinaptik bağlantı ağına karşılık gelen bir morfolojik bağıntı atanır. Bu tür ağlar, dernek korteksinde fikirlerin oluşmasına izin verir. Örneğin, belirli bir kelime telaffuz edildiğinde, özel bir ağın etkinleştirilmesi gerekir, bu da özel bir eylem potansiyeli modeliyle sonuçlanır.

Bir kişi yeni beceriler öğrendiğinde veya eskilerini geliştirdiğinde, beyinde yeni bağlantılar ortaya çıkar. Kullanılmayan ara bağlantılar aynı şekilde tekrar iptal edilir. Bu yeniden modelleme sinaptik plastisiteye karşılık gelir. Nöral düzeyde öğrenme, bu nedenle nöral bağlantıdaki kalıpların ve beyindeki işlevsel süreçlerin aktiviteye bağlı bir yeniden yapılandırılmasıdır.

Presinaptik takviye, tetanik sonrası güçlendirme ve sinaptik depresyona ek olarak, uzun vadeli güçlendirme de öğrenme süreçleri için önemlidir. Bu potansiyelleşme, sinaptik iletimlerin uzun vadeli bir amplifikasyonuna karşılık gelir. Bu süreç çeşitli alt süreçlerden oluşmaktadır.

AMPA reseptörlerinin aktivasyonu, uzun vadeli potansiyasyonun ilk adımıdır. Postsinaptik zarlarda glutamat için sayısız reseptör vardır. Bu glutamat reseptörlerinin bir alt grubu, AMPA tipindekilerdir. Bir aksiyon potansiyeli üretilir üretilmez, glutamat salınır. Vücudun kendi maddesi en önemli nörotransmiterlerden biridir ve salındıktan sonra bağlanarak açılması yapılan AMPA reseptörlerine bağlanır. Reseptörler açıldıktan sonra sodyum iyonları içeri akar. Bu uyarıcı bir postsinaptik potansiyel yaratır. Bu potansiyel, postsinaptik membrandaki her depolarizasyonda ortaya çıkar. Heyecan verici postsinaptik potansiyeller toplanır ve alıcı nöron tarafından işlenir. Bir eşik değeri aşıldığında, alıcı nöronlar tekrar bir aksiyon potansiyeli oluşturur ve bunu aksonları yoluyla iletirler.

Eksitatör postsinaptik bir potansiyelin üretilmesinin ardından NMDA reseptörlerinin uzun vadeli potansiyasyonda aktivasyonu gelir. Ek aksiyon potansiyelleri ortaya çıkar çıkmaz, postsinaptik membranın depolarizasyonu artar. Magnezyum iyonları NMDA reseptörünü terk eder ve reseptör açılabilir. NMDA reseptörlerinin açılması, kalsiyum iyonlarının akışına neden olur ve AMPA reseptörlerinin fosforilasyonuna yol açar. Fosforilasyon sırasıyla reseptörlerin iletkenliğini arttırır ve ayrıca hücrede protein sentezini artırır.

Ek olarak, açıklanan işlemler sırasında retrograd haberci maddeler salınır. Bu haberci maddeler, örneğin, araşidonik asit türevlerine veya nitrik oksit gibi gazlara karşılık gelir. Bu haberci maddeler presinaptik zarın daha fazla nörotransmiter salmasına neden olur.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Uzun dönemli potensiasyonu etkileyen nörolojik hastalıklar güncel bir tıbbi araştırma konusudur. Böyle bir hastalık Alzheimer'dır. Crohn hastalığının da yukarıda açıklanan süreçler üzerinde etkisi vardır. Bu hastalıkların uzun vadeli potansiyasyonu bozması esas olarak sinir hücrelerinin dejenerasyonundan kaynaklanmaktadır. Nöronal sinapslar bozulur bozulmaz, uzun vadeli güçlendirme artık mümkün değildir. Örneğin bu aynı zamanda hafızasında karanlık alanlar yaratır.

Beyin, merkezi sinir sisteminin dejeneratif hastalıklarında yavaş yavaş parçalanır. Sinir yapılarını korumaya yönelik önlemler, Alzheimer gibi hastalıklarla ilgili olarak araştırmanın ana odağı haline geldi. Şimdiye kadar, sinapsların korunmasında büyük başarılar kaydedilmedi. Şimdiye kadar, çığır açan başarılar yalnızca benzer hastalıkları olan hayvanlarda kaydedildi. Bilim adamları bu başarıları insanlara aktarmayı henüz başaramadı.

Uzun vadeli farklılaşma artık etkilenenlerde işe yaramadığından, artık sinaptik yeniden modelleme gerçekleşemez. Öğrenme süreçleri imkansızdır ve beynin genel işlevselliği giderek azalır. Yeni sinir hücreleri veya nöronlar arasındaki bağlantılar artık oluşamaz. Eski sinapslar artık kullanılmıyor ve yenileme işlemlerinin bir parçası olarak sökülüyor.

Bu süreçlere karşı koymak için, tıp artık özel egzersizler yoluyla sinapsların korunmasını teşvik ediyor. Sinapslar ne kadar sık ​​kullanılırsa, beyin onları gerekli olarak o kadar çabuk tanır. Alzheimer veya Crohn hastalığı gibi hastalıklar bu nedenle egzersiz yoluyla seyrinde gecikebilir. Ancak şu ana kadar hastalıkları egzersizlerle durdurmak mümkün değil. Bu nedenle etkilenenlerin çoğu, hastalığın belirli bir aşamasından itibaren 24 saat bakıma ihtiyaç duyar.