Psicofisiologia dell'apprendimento e della memoria – Potenziamento a lungo termine

Potenziamento a lungo termine

Il potenziamento a lungo termine (Long Term Potentiation: LTP) è un aumento della forza della trasmissione sinaptica che si verifica con l'uso ripetitivo della stessa e che può durare fino ad alcuni minuti. Nell'ippocampo può essere attivata da meno di 1 secondo di intensa attività sinaptica e può durare ore o anche molto di più. Può essere indotta in vari luoghi del cervello, ma soprattutto nell'ippocampo ed è stato quindi suggerito che possa essere coinvolta nella memoria. Anche se meccanismi diversi possono essere responsabili della LTP in sinapsi diverse, la maggior parte del lavoro sperimentale è basato sulle sinapsi eccitatorie (glutammato) nel campo CA1 dell'ippocampo che contengono i recettori NMDA (N-metil-D-aspartato).

Fasi del modello LTP

• Una scarica di potenziali d'azione porta a liberazione di glutammato dalla terminazione presinaptica.
• Il glutammato liberato si lega a recettori sia NMDA che non-NMDA (AMPA: Alpha amino-3-hydroxy-5-Methyl-4-isoxazole proprionic acid) della membrana postsinaptica. Questi ultimi determinano un ingresso di ioni Na.
• Gli ioni Na depolarizzano la membrana postsinaptica.
• La depolarizzazione della membrana post-sinaptica porta non solo ad un EPSP, ma anche ad una uscita degli ioni Mg attraverso i canali ionici associati ai recettori NMDA.
• Normalmente, gli ioni Mg bloccano i canali ionici associati ai recettori NMDA, così la loro rimozione consente un ulteriore ingresso di ioni Na e Ca nella terminazione post-sinaptica.
• L'ingresso di ioni Ca porta alla attivazione di una protein-chinasi postsinaptica, che è responsabile della induzione iniziale della LTP, che è quindi un evento post-sinaptico.
• Il mantenimento della LTP, oltre a richiedere la persistente attivazione della protein-chinasi, necessita probabilmente di una modifica della liberazione del neurotrasmettitore: cioè un aumento della sua liberazione in risposta ad un dato impulso afferente. Se si ammette l'esistenza di una modifica presinaptica, bisogna anche ammettere che la terminazione post-sinaptica produca un messaggero diffusibile che agisca sul terminale presinaptico. Candidati a svolgere questo ruolo sono i metaboliti dell'acido arachidonico, l'ossido nitrico, il monossido di carbonio ed il fattore di aggregazione piastrinica.

In alcune circostanze è anche possibile evocare, nelle sinapsi delle fibre rampicanti del campo CA3, una depressione a lungo termine (Long Term Depression: LTD), probabilmente mediata da recettori metabotropici presinaptici del glutammato.

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