18.9:
التأييد العصبي طويل الأمد
18.9:
التأييد العصبي طويل الأمد
التقوية طويلة المدى ، أو LTP ، هي إحدى الطرق التي يمكن أن تحدث بها اللدونة المتشابكة _ التغيرات في قوة المشابك الكيميائية _ في الدماغ. التقوية طويلة المدى هي عملية تقوية المشبكية التي تحدث بمرور الوقت بين الوصلات العصبية قبل المشبكية وبعدها. تعمل التقوية المشبكية للتقوية طويلة المدى في مواجهة الضعف المشبكي للتثبيط طويل المدى (LTD) ، وهما معاً يمثلان الآليات الرئيسية التي يقوم عليها التعلم والذاكرة.
هيبيان (Hebbian) التقوية طويلة المدى
يمكن أن تحدث التقوية طويلة المدى عندما تطلق وتحفز الخلايا العصبية قبل المشبكية بشكل متكرر الخلايا العصبية بعد المشبكية. وهذا ما يسمى هيبيان التقوية طويلة المدى لأنه يتبع دونالد هيب الذي افترض في عام ١٩٤٩ أن ”الخلايا العصبية التي تطلق سوياً تتشابك معاً“. يؤدي التحفيز المتكرر من الخلايا العصبية قبل المشبكية إلى إحداث تغييرات في نوع وعدد القنوات الأيونية في الغشاء بعد المشبكي.
يوجد نوعان من المستقبلات بعد المشبكي للناقل العصبي الاستثاري الغلوتامات في التقوية طويلة المدى: ١) مستقبلات N-الميثيل-D-الأسبارتات أو مستقبلات NMDA و ٢) α-أمينو-٣-هيدروكسي-٥-ميثيل-٤-حمض ايزوكسيزول بروروبيونيك أو مستقبلات AMPA. على الرغم من أن مستقبلات NMDA تفتح عند ارتباط الجلوتامات ، إلا أن مسامها عادة ما تسد بواسطة أيونات المغنيسيوم التي تمنع أيونات موجبة الشحنة من دخول الخلايا العصبية. ومع ذلك ، يمكن أن يرتبط الغلوتامات المنبعثة من الخلايا العصبية قبل المشبكية بمستقبلات AMPA بعد المشبكية ، مما يتسبب في تدفق أيونات الصوديوم مما يؤدي إلى إزالة الاستقطاب من الغشاء. عندما يتم إزالة استقطاب الغشاء بعد المشبكي عن طريق عدة مدخلات متكررة قبل المشبكي ، يتم إزاحة أيون المغنيسيوم الذي يحجب مسام مستقبل NMDA ، مما يسمح لأيونات الصوديوم والكالسيوم بالتدفق إلى الخلايا العصبية.
ثم يبدأ تدفق أيونات الكالسيوم المتزايد سلسلة إشارات تبلغ ذروتها في إدخال المزيد من مستقبلات AMPA في غشاء البلازما. بدلاً من ذلك ، قد تؤدي سلسلة الإشارات إلى فسفرة مستقبلات الغلوتامات _ مما يمكنها من البقاء مفتوحة لفترة أطول وتعزيز توصيل الأيونات الموجبة الشحنة في الخلية. ونتيجة لذلك ، فإن نفس التحفيز قبل المشبكي سوف يثير الآن استجابة أقوى لما بعد المشبك نظراً لأنه سيتم تنشيط المزيد من مستقبلات الجلوتامات وستدخل الأيونات الموجبة الشحنة إلى الخلايا العصبية بعد المشبكية. يُعرف التضخيم الذي يحدث بالتقوية المتشابكة أو التقوية.
القول المأثور ”الممارسة تجعل الكمال“ يمكن تفسيره جزئياً بواسطة التقوية طويلة المدى. عندما يتم تعلم مهمة جديدة ، يتم تعزيز الدوائر العصبية الجديدة باستخدام التقوية طويلة المدى. بعد كل تكرار للممارسة ، تصبح القوة التشابكية في الدوائر العصبية أقوى ، وسرعان ما يمكن تنفيذ المهمة بشكل صحيح وفعال. يمكن أن تستمر الاتصالات المعززة حديثاً من دقائق إلى أسابيع أو أكثر إذا استمر التحفيز قبل المشبكي ، مما يعني أنه في كل مرة يتم فيها تنفيذ المهمة ، يتم الحفاظ على التقوية طويلة المدى.
التقوية طويلة المدى و المرض
عندما تعمل التقوية طويلة المدى بشكل طبيعي ، يمكننا التعلم وتشكيل الذكريات بسهولة. ومع ذلك ، فقد تورط الشذوذ في التقوية طويلة المدى في العديد من الاضطرابات العصبية والمعرفية مثل مرض الزهايمر ، والتوحد ، والإدمان ، والفصام ، والتصلب المتعدد. قد يؤدي الفهم الأفضل للآليات الكامنة وراء التقوية طويلة المدى في النهاية إلى العلاجات.
Leitura Sugerida
Nicoll, Roger A. “A Brief History of Long-Term Potentiation.” Neuron 93, no. 2 (January 18, 2017): 281–90. [Source]
Bliss, T. V. P., G. L. Collingridge, and R. G. M. Morris. “Synaptic Plasticity in Health and Disease: Introduction and Overview.” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 369, no. 1633 (January 5, 2014). [Source]