La potentialisation à long terme est à la base de la plasticité neuronale et donc du remodelage des structures neuronales ou des circuits dans le système nerveux. Sans le processus, ni la formation de Mémoire ni apprentissage des expériences seraient possibles. Des perturbations de la potentialisation de la longévité sont présentes, par exemple, dans des maladies telles que Alzheimer la maladie.
Qu'est-ce que la potentialisation à long terme?
La potentialisation à long terme est à la base de la plasticité neuronale et donc du remodelage des structures neuronales ou des circuits dans le système nerveux. Les neurones fonctionnent avec des potentiels d'action bioélectriques et biochimiques. Les potentiels d'action sont le langage de la centrale système nerveux et sont utilisés pour transmettre l'excitation. Cette transmission est également connue sous le nom de transmission synaptique. Les neurones répondent à une génération accrue de potentiels d'action avec ce que l'on appelle une potentialisation à long terme. La plasticité neuronale est l'une des conséquences les plus importantes de la potentialisation à long terme. Le terme plasticité neuronale est utilisé pour décrire un remodelage au sein de la structure neuronale qui l'adapte à son utilisation actuelle. Les neurones individuels et cerveau les zones peuvent subir un remodelage neuronal. Grâce aux processus de remodelage, les fonctions du système nerveux central et périphérique sont maintenues, développées et adaptées à la situation d'utilisation actuelle. En tant que base du remodelage neuronal, la potentialisation à long terme aide énormément à assurer le fonctionnement du système nerveux aussi efficacement et harmonieusement que possible. La potentialisation à long terme est également associée à Mémoire formation. De plus, le remodelage neuronal est également un processus inévitable pour apprentissage procédés.
Fonction et tâche
Extrait du cerveauDu point de vue, une compétence apprise est associée chacune à un corrélat morphologique correspondant à un réseau de connexions synaptiques. De tels réseaux permettent la formation d'idées dans le cortex associatif. Lorsqu'un mot particulier est prononcé, par exemple, un réseau spécial doit déjà être activé, ce qui à son tour se traduit par un modèle spécial de potentiels d'action. Chaque fois qu'une personne apprend de nouvelles compétences ou améliore les anciennes, de nouveaux circuits sont créés dans le cerveau. Les circuits inutilisés sont à nouveau annulés de manière analogue. Ce remodelage correspond à la plasticité synaptique. Au niveau neuronal, apprentissage est donc un remodelage dépendant de l'activité des modèles de circuits neuronaux et des processus fonctionnels du cerveau. En plus de l'amélioration présynaptique, de la potentialisation posttétanique et Dépression, la potentialisation à long terme est également pertinente pour les processus d'apprentissage. Cette potentialisation correspond à une amplification durable des transmissions synaptiques. Ce processus se compose de plusieurs sous-processus. L'activation des récepteurs AMPA est la première étape de la potentialisation à long terme. Une myriade de récepteurs pour glutamate sont situés dans les membranes postsynaptiques. Un sous-ensemble de ces glutamate les récepteurs sont ceux de type AMPA. Dès qu'un potentiel d'action est généré, glutamate est libérée. La substance endogène est l'un des neurotransmetteurs les plus importants et, après libération, se lie aux récepteurs AMPA, qui sont amenés à s'ouvrir par la liaison. Après l'ouverture des récepteurs, sodium les ions entrent. De cette manière, un potentiel postsynaptique excitateur est créé. Ce potentiel est généré au sein de la membrane postsynaptique lors de chaque dépolarisation. Les potentiels postsynaptiques excitateurs sont additionnés et traités par le neurone récepteur respectif. Lorsqu'un seuil est dépassé, les neurones récepteurs forment à nouveau un potentiel d'action et le transmettre par leurs axones. Dans la potentialisation à long terme, la génération d'un potentiel postsynaptique excitateur est suivie de l'activation des récepteurs NMDA. Une fois que des potentiels d'action supplémentaires se produisent, il y a une dépolarisation accrue de la membrane postsynaptique. Magnésium les ions quittent le récepteur NMDA et le récepteur peut s'ouvrir. L'ouverture des récepteurs NMDA se traduit par l'afflux de calcium ions et conduit à la phosphorylation des récepteurs AMPA. La phosphorylation augmente à son tour la conductance des récepteurs et augmente également la biosynthèse des protéines dans la cellule. De plus, des substances messagères rétrogrades sont sécrétées au cours des processus décrits. Ces substances messagères correspondent par exemple à des dérivés de l'acide arachidonique ou à des gaz tels que l'oxyde nitriqueCes seconds messagers provoquent une augmentation de la libération de neurotransmetteurs au niveau de la membrane présynaptique.
Maladies et troubles
Les maladies neurologiques affectant la potentialisation à long terme font actuellement l'objet de recherches médicales. Par exemple, une de ces maladies est Alzheimer la maladie. La maladie de Crohn affecte également les processus décrits précédemment. Le fait que ces maladies perturbent la potentialisation à long terme est principalement dû à la dégénérescence des neurones. Dès que le neuronal synapses briser, la potentialisation à long terme n'est plus possible. C'est également ainsi que les personnes touchées ressentent les zones sombres de leur Mémoire, par example. Dans les maladies dégénératives du système nerveux central, le cerveau se dégrade petit à petit. Les mesures pour préserver les structures neuronales sont aujourd'hui devenues un axe de recherche majeur en relation avec des maladies telles que Alzheimer. Jusqu'à présent, aucun succès majeur n'a été obtenu dans la préservation de synapses. Ce n'est que chez les animaux atteints de maladies comparables que des succès décisifs ont été enregistrés jusqu'à présent. Les scientifiques n'ont pas encore réussi à transmettre ces succès aux humains. Étant donné que la différenciation à long terme ne fonctionne plus chez les individus affectés, le remodelage synaptique ne peut plus avoir lieu. Les processus d'apprentissage sont impossibles et la fonctionnalité générale du cerveau diminue progressivement. De nouveaux neurones ou des connexions entre neurones ne peuvent plus se former. Vieille synapses ne sont plus utilisés et se dégradent au cours des processus de remodelage. Pour contrer ces processus, la médecine favorise désormais le maintien des synapses au moyen d'exercices spéciaux. Plus les synapses sont utilisées fréquemment, plus tôt le cerveau les reconnaîtra comme nécessaires. Maladies telles que la maladie d'Alzheimer ou La maladie de Crohn peuvent donc être retardés dans leur progression par des exercices. Cependant, il a été jusqu'à présent impossible d'arrêter ces maladies au moyen de l'exercice. La plupart des personnes touchées nécessitent donc des soins 24 heures sur XNUMX à partir d'un certain stade de la maladie.
