სინაფსური პლასტიურობა

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
Jump to navigation Jump to search

ნეირომეცნიერებაში სინაფსური პლასტიურობა არის სინაფსების უნარი გაძლიერდნენ ან შესუსტდნენ მათი აქტივობის გაზრდის ან შემცირების საპასუხოდ.[1]

რადგან მეხსიერება წარმოადგენს ტვინში სინაფსების მჭიდროდ ურთიერთდაკავშირებულ ქსელს, სინაფსური პლასტიურობა მეხსიერებისა და სწავლის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ნეიროქიმიური საძირკველია (იხ. ჰების კანონი).

პლასტიური ცვლილება ხშირად სინაფსზე არსებული ნეირორეცეპტორების რაოდნობის შეცვლის შედეგია.[2] სინაფსური პლასტიურობის მისაღწევად რამდენიმე ძირეული მექანიზმის შენათხმებული მოქმედებაა საჭირო. მათ შორისაა სინაფსში გამოთავისუფლებული ნეიროტრანსმიტერების რაოდენობის ცვლილება და იმის ცვლილება, თუ რამდენად ეფექტიანად პასუხობენ უჯრედები ამ ნეიროტრანსმიტერებს.[3] სინაფსური პლასტიურობა, ისევე როგორც აღმგზნებ, ასევე დამთრგუნველ სინაფსებში დამოკიდებულია პოსტსინაფსური კალციუმის გამოყოფაზე.[2]

ისტორიული აღმოჩენები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

1973 წელს ტერიე ლემომ და ტიმ ბლისმა პირველად აღწერეს დღესდღეობით ფართოდ შესწავლილი ხანგრძლივი პოტენციაციის ფენომენი Journal of Physiology-ში გამოქვეყნებულ სტატიაში. აღწერილ ექსპერიმენტში აკვირდებოდნენ ანესთეზირებული კურდღლების ჰიპოკამპუსებში გამჭოლ გზასა და დაკბილულ ხვეულს შორის სინაფსს. მათ აჩვენეს, რომ ძლიერმა ტეტანურმა (100 Hz) სტიმულმა გამჭოლი გზის ბოჭკოებზე გამოიწვია დაკბილული ხვეულის იმ უჯრედების პოსტსინაფსური პასუხის დრამატული და ხანგძლივი ზრდა, რომლებზეც სინაფსდებოდა ეს ბოჭკოები. იმავე წელს გამოაქვეყნეს ზედმიწევნით მსგავსი მონაცემები ამჯერად მღვიძარე კურდღლებზე ჩატარებული ექსპერიმენტის შედეგად. ეს აღმოჩენა განსაკუთრებით საინტერესო იყო მეხსიერების გარკვეულ ფორმებში ჰიპოკამპუსის სავარაუდო მნიშვნელოვანი როლის გამო.

ბიოქიმიური მექანიზმები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სინაფსური პლასტიურობის ორი მოლეკულური მექანიზმი (გამოკვლეული ერიკ კანდელის ლაბორატორიებში) ითვალისწინებს ნმდა და ამპა გლუტამატურ რეცეპტორებს. ნმდა არხის გახსნა (რომელიც დაკავშირებულია უჯრედის დეპოლარიზების დონესთან) იწვევს პოსტსინაფსური Ca2+-ის კონცენტრაციის გაზრდას და ეს დაკავშირებულია ხანგრძლივ პოტენციაციასთან (ისევე, როგორც პროტეინკინაზას აქტივაციასთან); პოსტსინაფსური უჯრედის ძლიერი დეპოლარიზება სრულად გამოდევნის მაგნიუმის იონებს, რომლებიც ბლოკავს ნმდა არხებს და კალციუმის იონებს აძლევს უჯრედში შეღწევის საშუალებას, რომელიც სავარაუდოდ იწვევს ხანგრძლივ პოტენციაციას; ხოლო სუსტი დეპოლარიზება მხოლოდ ნაწილობრივ გამოდევნის Mg2+ იონებს, რაც იწვევს პოსტსინაფსურ ნეირონში ნაკლები Ca2+-ის შესვლასა და Ca2+-ის დაბალ უჯრედშორის კონცენტრაციას (რაც ააქტიურებს პროტეინფოსფატაზას და აისახება ხანგრძლივ დათრგუნვაში).[4]

ეს გააქტიურებული პროტეინკინაზები ემსახურება პოსტსინაფსური აღმგზნები რეცეპტორების (ამპა რეცეპტორების) ფოსფორილირებას, აუმჯობესებენ კატიონების გადინებას და, შესაბამისად, იწვევენ სინაფსის პოტენციაციას. ასევე, ამ სიგნალებს გადააქვს დამატებითი რეცეპტორები პოსტსინაფსურ მემბრანაში, ასტიმულირებს შეცვლილი რეცეპტორის წარმოებას და ამით ამარტივებს კალციუმის შემოდინებას. ეს კი, თავის მხრივ, ზრდის პოსტსინაფსურ აღგზნებას მოცემული პრესინაფსური სტიმულის საპასუხოდ. ეს პროცესი შეიძლება შებრუნდეს პროტეინფოსფატაზას მოქმედებით, რომელიც ადეფოსფორილირებს ამ კატიონურ არხებს.[5]

მეორე მექანიზმი ეყრდნობა გენის ტრანსკრიფციის მარეგულირებელი მეორეული შუამავლების კასკადს და სინაფსებში ძირითადი ცილების დონის შეცვლას, როგორებიცაა CaMKII და PKAII. მეორეული შუამავლის გზის აქტივაცია იწვევს დენდრიტის მორჩებში CaMKII-ისა და PKAII-ის დონის გაზრდას. ამ პროტეინკინაზებს უკავშირებენ დენდრიტის მორჩების მოცულობის გაზრდასა და ხანგრძლივი პოტენციაციის ისეთ პროცესებს, როგორებიცაა ამპა რეცეპტორების ჩამატება პლაზმურ მებრანაში და იონური არხების ფოსფორილირება გაზრდილი გამტარუნარიანობისთვის.[6] არსებული სტიმულის პირობებში მიმდინარეობს აქტივირებული ცილების გამოცალკევებული ლოკალიზება, რაც იწვევს დენდრიტის მორჩებში ლოკალურ ეფექტებს. ნმდა რეცეპტორებიდან კალციუმის შემოდინება აუცილებელია CaMKII-ის აქტივაციისთვის. ეს აქტივაცია ლოკალიზებულია მორჩებთან წერტილოვანი სტიმულაციით და დეაქტივირდება მეზობელ მორჩებთან ან ღეროში გავრცელებამდე, რაც აჩვენებს ხანგრძლივი პოტენციაციის მნიშვნელოვან მექანიზმს, რომლის თანახმადაც ცილის აქტივაციის კონკრეტული ცვლილება ლოკალიზდება იმისათვის, რომ გააძლიეროს დენდრიტის კონკრეტული მორჩის პასუხუნარიანობა. დენდრიტის კონკრეტულ მორჩებს აქვთ შესაძლებლობა აწარმოონ უნიკალური რეაქცია პრესინაფსური უჯრედების საპასუხოდ.[7] ეს მეორე მექანიზმი შეიძლება გამოიწვიოს ცილის ფოსფორილირებამ, მაგრამ სჭირდება დიდი ხანი და გრძელდება დიდხანს, რაც ქმნის ხანგრძლივი მეხსიერების სათავსოს მექანიზმს. ხანგრძლივი პოტენციაციის ხანგრძლივობა შეიძლება იყოს რეგულირებადი ამ მეორეული შუამავლების დაშლით.

ხანგრძლივად მოქმედი ცვლილებები ორ ნეირონს შორის სინაფსური კავშირების ქმედითუნარიანობაში (ხანგრძლივი პოტენციაცია) შეიძლება მოიცავდეს სინაფსური კონტაქტების დამყარებასა და გაწყვეტას. ისეთი გენები, როგორიცაა β-Α აქტივინი, რომელშიც დაშიფრულია აქტივინ A-ს ქვეერთეული, არის ხანგრძლივი პოტენციაციის საწყისი ეტაპის დროს რეგულირებული. აქტივინის მოლეკულა აკონტროლებს აქტინის დინამიკას დენდრიტის მორჩებში მიტოგენით გააქტიურებული პროტეინკინაზას გზების მეშვეობით. F-აქტინის ციტოჩონჩხური სტრუქტურის ცვლილებით მორჩები გრძელდება და იმის შანსი, რომ ისინი დაამყარებენ სინაფსურ კავშირს პრესინაფსური უჯრედის აქსონურ ტერმინალთან იზრდება. საბოლოო შედეგი არის ხანგრძლივი პოტენციაციის ხანგრძლივი შენარჩუნება.[8]

იონური არხების რაოდენობა პოსტსინაფსურ მემბრანაზე გავლენას ახდენს სინაფსის სიძლიერეზე.[9] კვლევის მიხედვით პოსტსინაფსურ მემბრანაზე რეცეპტორების სიმჭიდროვე იცვლება, რაც აისახება ნეირონის სტიმულთან შესაბამის აღგზნებადობაზე. დინამიურ პროცესში, რომელიც ნარჩუნდება წონასწორობაში, ნმდა და ამპა რეცეპტორები ემატება ეგზოციტოზისა და შორდება ენდოციტოზის მეშვეობით.[10][11][12] ეს პროცესები და რეცეპტორების რაოდენობის გაზრდა შეიძლება შეიცვალოს სინაფსური აქტივობის შედეგად. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ამპა რეცეპტორები არის მიტანილი სინაფსებზე ვეზიკულური მემბრანის პოსტსინაფსურ მემბრანასთან შერწყმის საშუალებით პროტეინკინაზა CaMKII-ის მეშვეობით, რომელიც აქტივირდება კალციუმის შედინებით ნმდა რეცეპტორების გავლით. CaMKII ასევე აუმჯობესებს ამპა იონურ გამტარობას ფოსფორილირების მეშვეობით.[13] ნმდა რეცეპტორის აქტივაციის მაღალი სიხშირის დროს შეინიშნება ცილა PSD-95-ის ექსპრესიის მატება, რაც ზრდის ამპა რეცეპტორების სინაფსურ ტევადობას.[14] ეს არის ის, რაც იწვევს ამპა რეცეპტორების ხანგრძლივ ზრდას და, შესაბამისად, სინაფსების სიძლიერესა და პლასტიურობას.

თუ სინაფსის სიძლიერე მხოლოდ გამყარებულია სტიმულაციით, ან შესუსტებულია მისი ნაკლებობით, ჩამოყალიბდება დადებითი უკუკავშირის წრედი, რომელიც ზოგიერთ უჯრედში ზედმეტ ხოლო ზოგიერთში კი ნულოვან აღგზნებას იწვევს. მაგრამ ასევე არსებობს პლასტიურობის მარეგულირებელი ორი ფორმა, მასშტაბის ცვლილება და მეტაპლასტიურობა, რომლებიც უზრუნველყოფს უარყოფით უკუკავშირს. სინაფსური მასშტაბის ცვლილება არის ძირითადი მექანიზმი, რომლითაც ნეირონს შეუძლია დაასტაბილუროს აღგზნებადობის ხარისხი.[15]

სინაფსური მასშტაბის ცვლილება ხელს უწყობს შენარჩუნდეს სინაფსების სიძლიერე ერთმანეთთან მიმართებაში. განგრძობითი აღგზნებადობის დროს ეს ხდება მცირე აღგზნებადობის პოსტსინაფსური პოტენციალის ამპლიტუდების შემცირებით, ხოლო გაგრძელებული ბლოკირების ან დათრგუნვის დროს მათი გაზრდით. ეს ეფექტი ვლინდება თანდათან, საათების ან დღეების განმავლობაში, სინაფსთან ნმდა რეცეპტორების რაოდენობის ცვლილებით (პერეს-ოტანიო და ელერსი, 2005). მეტაპლასტიურობა ცვლის პლასტიურობის ზღვარს, რაც ხელს უწყობს ინტეგრირებულ პასუხებს დროში გაწელილ სინაფსურ აქტივობაზე და ხელს უშლის ხანგრძლივი პოტენციაციისა და ხანგრძლივი დათრგუნვის ნაჯერ მდგომარეობას. რადგან ხანგრძლივი პოტენციაცია და ხანგრძლივი დათრგუნვა ეყრდნობა Ca2+-ის შემოდინებას ნმდა არხების გავლით, მეტაპლასტიურობა შეიძლება გამოწვეული იყოს ნმდა რეცეპტორებში, კალციუმის დაგროვებაში, კინაზების ან ფოსფატაზების მდგომარეობაში ცვლილებებით და ცილის სინთეზის მექანიზმების მომზადებით.[16] სინაფსური მასშტაბის ზრდა არის ძირითადი მექანიზმი, რომლითაც ნეირონს შეუძლია არჩევანი გააკეთოს ცვალებად შენატანებს შორის.[17] ნეირონული წრედები, რომლებსაც შეეხო ხანგრძლივი პოტენციაცია/ხანგრძლივი დათრგუნვა და შეიცვალა მეტაპლასტიურობით და მასშტაბის ცვლილებით, იწვევს ექოგამომწვევი წრედის ჩამოყალიბებას და რეგულაციას ჰების მიერ აღწერილი მანერით, რომელიც გამოხატულია როგორც მეხსიერება, მაშინ როცა ცვლილებები ნეირონულ წრედებში, რომლებიც იწყება სინაფსის დონეზე, არის ორგანიზმის სწავლის უნარის განუყოფელი ნაწილი.[18]

სინაფსური პლასტიურობის ბიოქიმიური მექანიზმების კიდევ ერთი ელემენტი არის ადგილის მნიშვნელოვნება. ისეთი პროცესები, როგორიცაა ამპა რეცეპტორის ეგზოციტოზი, ხდება მიკროარეალებზე და რეგულირებადია t-SNARE STX4-ის მიერ.[19] კონკრეტულობა ასევე მნიშვნელოვანია CAMKII-ის სიგნალებში, რომელიც მოიცავს ნანოარეალის კალციუმს.[20] PKA-ს სივრცითი გრადიენტი დენდრიტის მორჩებსა და ღეროს შორის ასევე მნიშვნელოვანია სინაფსის სიძლიერისა და პლასტიურობის რეგულაციაში. ბიოქიმიური მექანიზმები, რომლებიც ცვლის სინაფსურ პლასტიურობას ხდება ნეირონის თითოეული სინაფსის დონეზე. რადგან ბიოქიმიური მექანიზმები შეზღუდულია მიკროარეალებით, მათ მიერ გამოწვეული სინაფსური პლასტიურობა გავლენას ახდენს მხოლოდ იმ კონკრეტულ სინაფსზე, სადაც ისინი ხდება.

თეორიული მექანიზმები [რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სინაფსური პლასტიურობის ორმხრივი მოდელი, რომელიც აღწერს როგორც ხანგრძლივ პოტენციაციას ასევე ხანგრძლივ დათრგუნვას, საჭიროა არაერთ სწავლის მექანიზმში გამოთვლითი ნეირომეცნიერების, ხელოვნური ნეირონული ქსელებისა და ბიოფიზიკის დარგებში. პლასტიურობის მოლეკულური ბუნების სამი ძირითადი ჰიპოთეზა არის კარგად შესწავლილი და სინაფსური პლასტიურობის მისაღწევად შეიძლება საკმარისი იყოს მათი ნებისმიერი კომბინაციით, მათ შორის მხოლოდ ერთი მათგანის არსებობისას:

  1. გლუტამატის გამოყოფის ალბათობის ცვლილება.
  2. პოსტსინაფსური ამპა რეცეპტორების ჩასმა ან ამოღება.
  3. ფოსფორილირებისა და დეფოსფორილირების მეშვეობით ამპა რეცეპტორის გამტარუნარიანობის ცვლილება.  

აქედან პირველი ორი ცოტა ხნის წინ მათემატიკურად იქნა გამოკვლეული, რომ აქვთ იდენტური კალციუმზე დამოკიდებული დინამიკა, რაც იძლევა პლასტიურობის კალციუმზე დაფუძნებული მოდელის მყარ თეორიულ მტკიცებულებას, რომელიც წრფივ მოდელში, სადაც რეცეპტორების საერთო რაოდენობა უცვლელი რჩება, გამოიყურება შემდეგნაირად:

სადაც  არის არის დროის მუდმივა დამოკიდებული ნეირორეცეპტორების ჩასმისა და ამოღების სისწრაფეზე, რომელიც თავისმხრივ დამოკიდებულია , tკალციუმის კონცენტრაციაზე.  არის ასევე კალციუმის კონცენტრაციის ფუნქცია, რომელიც წრფივად დამოკიდებულია მემბრანაზე არსებული რეცეპტორების რაოდენობაზე დროის ფიქსირებულ მომენტში.  და  ნაპოვნია ექსპერიმენტულად და თავსებადია ორივე ჰიპოთეზის შედეგებთან. ეს მოდელი ზედმეტად გამარტივებულია და ამიტომ გამოუსადეგარი ხდება რეალური ექსპერიმენტების წინასწარმეტყველებაში, თუმცა იძლევა კალციუმზე დამოკიდებული სინაფსური პლასტიურობის შესახებ ჰიპოთეზის მნიშვნელოვან საფუძველს.[21]

ხანმოკლე პლასტიურობა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ხანმოკლე პლასტიურობა მოქმედებს ათეულობით მილიწამიდან რამდენიმე წუთის ფარგლებში, განსხვავებით ხანგრძლივისგან, რომელიც წუთებიდან რამდენიმე საათამდე ძლებს. ხანმოკლე პლასტიურობას შეუძლია სინაფსის გაძლიერება ან შესუსტება.

სინაფსური გაძლიერება[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ხანმოკლე სინაფსურ გაძლიერებას იწვევს სინაფსური ტერმინალებიდან ტრანსმიტერების გამოთავისუფლების ალბათობის ზრდა პრესინაფსური მოქმედების პოტენციალის საპასუხოდ. სინაფსები ძლიერდება ცოტა ხნის განმავლობაში, თითოეული მოქმედების პოტენციალის პასუხად გამოთავისუფლებული დაჯგუფებული ნეიროტრანსმიტერების რაოდენობის ზრდის გამო.[22] იმის მიხედვით თუ რამდენი ხანი მოქმედებს, სინაფსური გაძლიერება შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც ნეიროფასილიტაციად, სინაფსურ გაზრდად ან პოსტტეტანურ პოტენციაციად.

სინაფსური დათრგუნვა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სინაფსის დათრგუნვა ძირითადად მიეწერება მზად მყოფი გამოთავისუფლებადი ვეზიკულების რაოდენობის შემცირებას. დათრგუნვა შეიძლება ასევე იყოს გამოწვეული პოსტსინაფსური პროცესებითა და პრესინაფსური რეცეპტორების უკუკავშირის აქტივაციით.[23] ჰეტეროსინაფსური დათრგუნვა მიჩნეულია, რომ არის დაკავშირებული ასტროციტების მიერ გამოყოფილ ადენოზინტრიფოსფორმჟავასთან (ატფ).[24]

ხანგრძლივი პლასტიურობა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ხანგრძლივი დათრგუნვა და ხანგრძლივი პოტენციაცია ხანგრძლივი პლასტიურობის ორი ფორმაა, რომელიც რამდენიმე წუთს ან მეტ ხანს გრძელდება და ხდება აღმგზნებ სინაფსებთან. ნმდა-ზე დამოკიდებული ხანგრძლივი დათრგუნვა და ხანგრძლივი პოტენციაცია ფართოდაა შესწავლილი და დასტურდება, რომ ისინი საჭიროებს გლუტამატის გლიცინთან ან დ-სერინთან მიკავშირებას ნმდა რეცეპტორების გასააქტიურებლად.[24] სინაფსური ცვლილების ზღვარი თავადაც ცვალებადია და დამოკიდებულია სინაფსის წარსულზე.[25] შემოთავაზებულია სინაფსური პლასტიურობის ძირითადი ფორმების აღმწერი ყოვლისმომცველი მოდელის შექმნა.[26]

ხანგრძლივი დათრგუნვა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

აღმგზნები გზის ხანმოკლე გააქტიურებამ შეიძლება გამოიწვიოს სინაფსური გადაცემის ხანგრძლივი დათრგუნვა ტვინის ბევრ უბანში. ხანგრძლივი დათრგუნვის მიზეზია პოსტსინაფსური დეპოლარიზაციის მინიმალური დონე და მასთან თანდართული კალციუმის უჯრედშორისი კონცენტრაციის ზრდა პოსტსინაფსურ ნეირონში. ხანგრძლივი დათრგუნვა შეიძლება დაიწყოს არააქტიურ სინაფსებთან თუ კალციუმის კონცენტრაცია აიწევს ჰეტეროსინაფსური გააქტიურებისათვის საჭირო მინიმალურ დონემდე, ან თუ გაიზრდება უჯრედგარე კონცეტრაცია. ხანგრძლივი დათრგუნვის გამომწვევი ეს ალტერნატიული გარემოებები ჰების კანონისგან განსხვავდება და სამაგიეროდ დამოკიდებულია სინაფსური აქტივობის ცვლილებებზე. ასტროციტების მიერ დ-სერინის გამოთავისუფლება იწვევს ხანგრძლივი დათრგუნვის მნიშვნელოვან შემცირებას ჰიპოკამპუსში.[24] 2011 წელს ხანგრძლივი დათრგუნვა დადასტურდა ელექტრულ სინაფსებში.[27]

ხანგრძლივი პოტენციაცია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ხანგრძლივი პოტენციაცია არის ელექტრული სტიმულის მაპოტენციაცირებელ ბიძგებს მოყოლილი სინაფსური პასუხის ზრდა, რომელიც გასტანს მინიმალურ ზღვარს ზემოთ რამდენიმე საათს ან მეტ ხანს. ხანგრძლივი პოტენციაცია მოიცავს ინტერაქციებს პოსტსინაფსურ ნეირონებსა და კონკრეტულ პრესინაფსურ შენატანებს შორის, რომელიც აყალიბებს სინაფსურ კავშირს და მიეკუთვნება სინაფსური გადაცემის სტიმულირებულ გზას. სინაფსური ცვლილების ხანგრძლივი სტაბილიზაცია განისაზღბრება პრე- და პოსტსინაფსური სტრუქტურების პარალელური ზრდით, ისეთით, როგორიცაა აქსონის ბოლოს გაფართოება, დენდრიტის მორჩი და პოსტსინაფსური სიმჭიდროვე.[14] მოლეკულურ დონეზე, PSD-95 და Homer1c კარკასული ცილების მატება დაკავშირებულია სინაფსური ზრდის სტაბილიზაციასთან.[14]

ჰიპოკამპუსის სინაფსებთან ასტროციტების დაფარვის ცვლილება გამოწვეულია ხანგრძლივი პოტენციაციით, რომელიც თავის მხრივ დაკავშირებულია ასტროციტების მიერ დ-სერინის, აზოტის ოქსიდის, ქემოკინის და s100B-ს გამოთავისუფლებასთან.[24] ხანგრძლივი პოტენციაცია აგრეთვე არის ჰების პლასტიურობის სინაფსური საფუძვლის შესასწავლი მოდელი. ხანგრძლივი პოტენციაციის მაპროვოცირებელი გარემოებები წააგავს ხანგრძლივი დათრგუნვის დასაწყის პროცესებს, მაგრამ ხანგრძლივი პოტენციაციის მისაღწევად საჭიროა უფრო მძლავრი დეპოლარიზაცია და კალციუმის უფრო დიდი მატება.[28]

სინაფსური სიძლიერე[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სინაფსური სიძლიერის ცვლილება მოიხსენიება როგორც ფუნქციური პლასტიურობა. სინაფსური სიძლიერის ცვლილებები მოიცავს ზოგიერთი ტიპის გლიური უჯრედების მექანიზმებს, რომელთა შორის ყველაზე მეტად შესწავლილია ასტროციტები.[24]

პლასტიურობა ინფორმაციის დამუშავებისას[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სინაფსური პლასტიურობის ყოველ სახეობას აქვს სხვადასხვა გამოყენება ინფორმაციის დამუშავებისას.[29] ხანმოკლე ხელშეწყობა ასრულებს როგორც მუშა მეხსიერების, ასევე შემომავალი ინფორმაციის გამომავალზე მიბმის, ხოლო ხანმოკლე დათრგუნვა ავტომატური კორელაციის გაუქმების როლს. ხანგრძლივი პოტენციაცია სივრცითი მეხსიერების სათავსოდ, ხოლო ხანგრძლივი დათრგუნვა როგორც სივრცით მახასიათებლების დასაშიფრად, ასევე სინაფსების შერჩევითად დასასუსტებლად და ძველი მეხსიერების ნარჩენების გასასუფთავებლად გამოიყენება. პირდაპირი STDP გამოიყენება შორეული დროითი ურთიერთდამოკიდებულების, დროითი დაშიფვრისა და სივრცე-დროითი დაშიფვრისთვის. შებრუნებული STDP მოქმედებს როგორც სენსორული ფილტრაცია.

სქოლიო[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  1. Hughes, John R. (1958). "Post-tetanic Potentiation". Physiological Reviews 38 (1): 91–113. PMID 13505117.
  2. 2.0 2.1 Gerrow, Kimberly; Antoine (2010). "Synaptic stability and plasticity in a floating world". Current Opinion in Neurobiology 20 (5): 631–639. . PMID 20655734.
  3. Gaiarsa, J.L.; Caillard O.; Ben-Ari Y. (2002). "Long-term plasticity at GABAergic and glycinergic synapses: mechanisms and functional significance". Trends in Neurosciences 25 (11): 564–570. . PMID 12392931.
  4. Bear MF, Connors BW, and Paradisio MA. 2007. Neuroscience: Exploring the Brain, 3rd ed. Lippincott, Williams & Wilkins
  5. Soderling, TR; Derkach, VA (2000). "Postsynaptic protein phosphorylation and LTP". Trends in Neurosciences 23 (2): 75–80. . PMID 10652548.
  6. Haining, Z.; Sia G.; Sato T.; Gray N.; Mao T.; Khuchia Z.; Huganir R.; Svodoba K. (2009). "Subcellular Dynamics of Type II PKA in Neurons". Cell Press 62: 363–374. .
  7. Seok-Jin, R.; Escobedo-Lozoya Y.; Szatmari E.; Yasuda R. (2009). "Activation of CaMKII in single dendritic spines during long-term potentiation". Nature 458 (19): 299–306. . PMC 2719773. PMID 19295602. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2719773/.
  8. Shoji-Kasai, Yoko; Hiroshi Ageta; Yoshihisa Hasegawa; Kunihiro Tsuchida; Hiromu Sugino; Kaoru Inokuchi (2007). "Activin increases the number of synaptic contacts and the length of dendritic spine necks by modulating spinal actin dynamics". Journal of Cell Science 120 (Pt 21): 3830–3837. . PMID 17940062. http://assets0.pubget.com/pdf/17940062.pdf.
  9. Debanne, D.; Daoudal G.; Sourdet V.; Russier M. (2003). "Brain plasticity and ion channels". Journal of Physiology, Paris 97 (4-6): 403–414. . PMID 15242652.
  10. Shi, S.H.; Hayashi Y.; Petralia R.S.; Zaman S.H.; Wenthold R.; Svoboda K.; Malinow R. (1999). "Rapid spine delivery and redistribution of AMPA receptors after synaptic NMDA receptor activation". Science 284 (5421): 1811–1816. . ISSN 0193-4511. PMID 10364548.
  11. Song, I.; Huganir R.L. (2002). "Regulation of AMPA receptors during synaptic plasticity". Trends in Neurosciences 25 (11): 578–589. . PMID 12392933.
  12. Pérez-Otaño, I.; Ehlers M.D. (2005). "Homeostatic plasticity and NMDA receptor trafficking" (PDF). Trends in Neurosciences 28 (5): 229–238. . PMID 15866197. დაარქივებულია ორიგინალიდან July 20, 2011-ში. https://web.archive.org/web/20110720121632/http://www.psychiatry.wustl.edu/zorumski/journal%20club/Perez-Otano%20and%20Ehlers%209_23.pdf. წაკითხვის თარიღი: 2007-06-08.
  13. Bear, M.F. (2007). Neuroscience: Exploring the Brain, Third Edition. Lippincott Williams & Wilkins, გვ. 779. ISBN 978-0-7817-6003-4. 
  14. 14.0 14.1 14.2 Meyer, D.; Bonhoeffer T.; Scheuss V. (2014). "Balance and Stability of Synaptic Structures during Synaptic Plasticity". Neuron 82 (2): 430–443. . PMID 24742464.
  15. Desai, Niraj S.; Robert H. Cudmore; Sacha B. Nelson; Gina G. Turrigiano (2002). "Critical periods for experience-dependent synaptic scaling in visual cortex". Nature Neuroscience 5 (8): 783–789. . PMID 12080341. http://www.nature.com/neuro/journal/v5/n8/abs/nn878.html.
  16. Abraham, Wickliffe; Warren P. Tate (1997). "Metaplasticity: A new vista across the field of synaptic plasticity". Progress in Neurobiology 52 (4): 303–323. . PMID 9247968.
  17. Abbott, L.; Sacha B. Nelson (2000). "Synaptic plasticity: taming the beast". Nature Neuroscience 3: 1178–1183. . PMID 11127835. http://www.nature.com/neuro/journal/v3/n11s/full/nn1100_1178.html.
  18. Cooper, Stephen J. (2005). "Donald O. Hebb's synapse and learning rule: a history and commentary". Neuroscience and Biobehavioral Reviews 28 (8): 851–874. . PMID 15642626. http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T0J-4DTK9XF-1&_user=130907&_coverDate=01%2F01%2F2005&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1560388383&_rerunOrigin=scholar.google&_acct=C000004198&_version=1&_urlVersion=0&_userid=130907&md5=8ac0971cf8fe2a34de02d0886ab00820&searchtype=a#SECX13.
  19. Kennedy, Matthew J.; Ian G. Davison; Camenzind G. Robinson; Michael D. Ehlers (2010). "Syntaxin-4 Defines a Domain for Activity-Dependent Exocytosis in Dendritic Spines". Cell (Elsevier Inc.) 141 (3): 1–12. . PMC 2874581. PMID 20434989. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2874581/.
  20. Lee, Seok-Jin R.; Yasmin Escobedo-Lozoya; Erzsebet M. Szatmari; Ryohei Yasuda (2009). "Activation of CaMKII in single dendritic spines during long-term potentiation". Nature (Macmillan Publishers Limited) 458 (7236): 299–304. . PMC 2719773. PMID 19295602. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2719773/.
  21. Shouval, Harel Z.; Gastone C. Castellani; Brian S. Blais; Luk C. Yeung; Leon N. Cooper (2002). "Converging evidence for a simplified biophysical model of synaptic plasticity". Biological Cybernetics 87 (5-6): 383–391. . PMID 12461628. http://physics.brown.edu/physics/researchpages/Ibns/Lab%20Publications%20(PDF)/converging.pdf. წაკითხვის თარიღი: 2007-11-12.
  22. Stevens, C. F.; Wesseling, J. F. (1999). "Augmentation is a Potentiation of the Exocytotic Process". Neuron 22 (1): 139–146. . PMID 10027296.
  23. Zucker, Robert S.; Regehr, WG (Mar 2002). "Short-term Synaptic Plasticity". Annual Review of Physiology 64: 355–405. . PMID 11826273. http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.physiol.64.092501.114547. წაკითხვის თარიღი: 2010-11-27.
  24. 24.0 24.1 24.2 24.3 24.4 Achour, S. Ben; O. Pascaul (Mar 2010). "Glia: The many ways to modulate synaptic plasticity". Neurochemistry International 57 (4): 440–445. . PMID 20193723.
  25. Bear MF. (1995). Mechanism for a sliding synaptic modification threshold. Neuron, 15(1):1-4
  26. Michmizos, D. et al.(2011). Synaptic plasticity: a Unifying Model to address some persisting questions. International Journal of Neuroscience, 121(6): 289-304.
  27. J. S. Haas, B. Zavala, C. E. Landisman, Activity-dependent long-term depression of electrical synapses" Science 334, 389–393 (2011). [Abstract] [Full Text]
  28. Artola, Alain; Wolf Singer (1993). "Long-term depression of excitatory synaptic transmission and its relationship to long-term potentiation". Trends in Neurosciences 16 (11): 480–487. . http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T0V-485RJH4-C6&_user=10&_coverDate=11%2F30%2F1993&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1559086874&_rerunOrigin=scholar.google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=7348dc4a1f08c5337549f42612209812&searchtype=a. წაკითხვის თარიღი: 2010-11-28.
  29. Prati, Enrico (2016). "Atomic scale nanoelectronics for quantum neuromorphic devices: comparing different materials". Int. J. Nanotechnology (Inderscience Enterprises Ltd.) 13 (7): 509–523. .

ლიტერატურა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  • Thornton, James K. (2003). "New LSD Research: Gene Expression within the Mammalian Brain". MAPS 13 (1). http://www.maps.org/news-letters/v13n1/13124tho.html. წაკითხვის თარიღი: 2007-06-08.
  • Chapouthier, G. (2004). From the search for a molecular code of memory to the role of neurotransmitters: a historical perspective, Neural Plasticity, 11(3-4), 151-158
  • Hawkins, R.D., Kandel, E.R., & Bailey, C.H. (June 2006). Molecular Mechanisms of Memory Storage in Aplysia. Biological Bulletin, 210, 174-191.
  • LeDoux, Joseph. Synaptic Self: How Our Brains Become Who We Are. New York: Penguin Books, 2002. 1-324. Print.

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ვიდეოები, პოდკასტები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]