Дълговременна потенциация и синаптична пластичност

Как учиш? Този въпрос е по-труден, отколкото изглежда. Може би знаеш, че учиш чрез заучаване, но какви промени се случват в ума ти, когато прочетеш една глава за пръв път или когато се изпиташ? Вероятно осъзнаваш, че мозъкът ти не произвежда нови клетки, които да съхраняват спомените ти, иначе главите ни щяха да стават по-големи и по-големи. Това, което се случва, е че връзките между невроните се засилват. Това се нарича дългосрочна потенциация и това е един пример за синаптична пластичност, което е способността на синапсите да променят силата си. Нека разгледаме този процес в повече подробности. Невроните комуникират чрез използване на електрохимични сигнали, тоест комбинация от електричество и химични вещества. Когато невроните комуникират, те не се свързват директно едни с други, а между тях има контакт, наречен синапс. Имаме пресинаптичен неврон, което е неврон, водещ до синапса, и имаме постсинаптичен неврон, което е невронът точно след синапса. При стимулация на пресинаптичния неврон той освобождава невротрансмитери, или специални вещества, които се прикрепят към рецептори на постсинаптичния неврон, при което се отварят канали и става възможно протичането на йони като натрий и калций. Всички неврони са оградени с мембрана и от вътрешната ѝ страна има електрически заряд, който е различен от този на външната страна на мембраната. Тази разлика в зарядите се нарича потенциал на неврона. Броят йони, които протекат в постсинаптичния неврон, влияят на тази разлика. Така измерваме силата на синапса – с колко се променя потенциалът на постсинаптичния неврон в резултат на пресинаптичната стимулация. При повтаряща се стимулация същото ниво пресинаптична стимулация се преобразува в по-голям постсинаптичен потенциал. С други думи, когато пресинаптичният неврон упражни многократно изпращането на сигнали към даден постсинаптичен неврон, той се усъвършенства в изпращането на тези сигнали и в отварянето на тези канали, позволяващи навлизането на повече йони. Когато това се случи, казваме, че силата на синапса се увеличава. Когато тази увеличена сила се запази за дълго време, което може да означава от няколко минути до много месеци, това се нарича дългосрочна потенциация. Смята се, че това е физиологичният механизъм, чрез който се осъществява ученето. Докато синапсите се подсилват и задържат тази сила, можем по-лесно да възпроизведем предишни преживявания.