Долговременная потенциация

Долговременная потенциация (ДВП) — это сохраняющееся несколько часов (на препарате) или несколько дней и даже недель (на целом организме) увеличение синаптической передачи, вызванное короткой высокочастотной стимуляцией синаптического проводящего пути, или же парной пресинаптической активацией с постсинаптической деполяризацией. Прямые доказательства способности синапсов мозга изменять эффективность под влиянием повторяющейся стимуляции были получены Т. Блиссом и Т. Ломо (1973). Повторная высокочастотная стимуляция перфорантного пути, который исходит из эн-торинальной коры, является причиной стабильной и долго длящейся эффективности синаптической передачи в дендритах гранулярных клеток зубчатой извилины гиппокампальной фармации. ДВП была идентифицирована в большом количестве областей мозга и предполагается, что это одна из возможных клеточных моделей, лежащих в основе некоторых форм обучения.

Установлено, что ДВП состоит из совокупности многих процессов. Хотя первоначально ДВП наблюдалась in vivo в гиппокампе кролика, впоследствии она была описана и для нейронов гиппокампа на срезах, и оба препарата используются по сей день. ДВП может быть вызвана многими способами, но наиболее распространенной техникой является использование высокочастотной тетанизации (10 залпов по 200 Hz в течение 75 мс при межпачечном интервале 10 с in vivo, или 100 Hz в течение 1 с, повторенная 3 раза с интервалом 20 с in vivo).

Каковы тонкие механизмы, обеспечивающие развитие долговременной потенциации и длительной гетеросинаптической депрессии (LTD)? Глютаматные рецепторы были идентифицированы как важные посредники в парадигмах обучения и памяти, а также как важная часть механизма синаптической пластичности, такой как LTP и LTD. Активация глютаматовых рецепторов оказалась существенной для индуцирования и поддержания гиппокампальной ДВП in vivo и in vitro. Это приводит к предположению о том, что гиппокамп играет заметную роль в пространственном, а не в дискриминационном обучении и о том, что глютаматовые рецепторы могут участвовать в процессах передачи пространственной информации через гиппокампальный механизм. Хотя понимание клеточных механизмов нейронной пластичности и фармакологии обучения и памяти существенно продвинулось, все еще не хватает данных о том, чтобы сказать что LTP является субстратом для некоторых форм обучения. Однако кажется разумным утверждение, что найденные механизмы обеспечивает многие, но не все качества обучения при LTP, и было бы интересно в дальнейших исследованиях приблизиться к пониманию неразрешенных проблем.

В нейронауках исследование механизмов обучения и памяти ведется в контексте пластичности. Поэтому многие эксперименты имели своей целью идентификацию пластических изменений, которые происходят в физиологии и анатомии мозга, во время поведенческого обучения и запоминания. Так как пластичность стала доступной для исследований на клеточном и молекулярном уровнях, в настоящее время идентифицировано множество механизмов нейронной пластичности, которые, очевидно, вносят свой вклад в разные формы обучения.

Для многих ученых основным изменением при формировании памяти является развитие новых связей. Эта идея была развита Д. Хеб-бом в теорию клеточных ансамблей (1949), где центральное место занимали пластические модификации, происходящие в местах соединения нейронов. Интересы современных исследователей направлены не только на синапсы, но и на механизмы формирования нейронных систем, и на внутриклеточные процессы, опосредующие все электрофизиологические события, регистрируемые микроэлектродами у живых нервных клеток. Уровень развития методов биохимического и моле-кулярно-генетического анализа в совокупности с тонкими микроэлектродными регистрациями электрической активности нейронов создают исключительно благоприятные возможности для идентификации внутриклеточных превращений веществ, которые и составляют материальную основу памяти.

Источник: 
Психофизиология: Учебное пособие. — М.: Гардарики, 1999. — 358 с: илл.
Темы: