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Interpretação da plasticidade dependente do tempo de pico

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Um artigo que estou examinando intitulado "Modificações sinápticas em neurônios hipocampais cultivados: dependência do tempo de pico, força sináptica e tipo de célula pós-sináptica" (pode ser encontrado aqui) mostrou uma relação entre o tempo de pico e LTP / LTD. No entanto, estou tendo um pouco de dificuldade para entender o que a Figura 7 mostra:

Já que vi essa foto publicada em vários livros e resenhas, parece uma figura muito importante para entender o que está acontecendo. De acordo com o que escreveram na introdução:

"Nossos resultados mostraram que o pico pós-sináptico que atingiu o pico dentro de uma janela de tempo de 20 ms após a ativação sináptica resultou em LTP, enquanto o pico dentro de uma janela de 20 ms antes da ativação sináptica levou a LTD"

Meu entendimento é que você tem dois neurônios, um neurônio pré-sináptico e um neurônio pós-sináptico e, com base em seus tempos de disparo relativos, que diz se há um aumento ou diminuição no peso sináptico, desde que os tempos sejam próximos o suficiente. O que me confunde, como não biólogo, é como um pico pós-sináptico pode ocorrer antes do pico pré-sináptico? Eu acho que a única maneira de ocorrer um pico pós-sináptico é quando o neurônio pré-sináptico dispara para o pós-sináptico. E então este intervalo de tempo ... é de quando o momento do último pico pré-sináptico para o primeiro pico do pós-sináptico? Ou do primeiro pico pré-sináptico, já que você precisaria de vários deles para induzir um pico do pós-sináptico? Eu gostaria principalmente de pedir mais clareza sobre como interpretar o que está acontecendo.


A melhor explicação para STDP que eu já vi são os neurônios neuróticos de Nicky Case. Nesta Explicação explorável, acho que você descobrirá que seu mal-entendido reside no fato de que tanto o neurônio pré-sináptico (Neurônio A) quanto o pós-sináptico (Neurônio B) existem em uma rede de outros neurônios. Eles não estão apenas conectados um ao outro. Você está correto ao dizer que muitas vezes é necessário mais de um pico de entrada para fazer um neurônio disparar. Esses picos geralmente vêm de outros neurônios (Neurônio C, D, E ... etc). Portanto, é incorreto pensar que "a única maneira de ocorrer um pico pós-sináptico é quando o neurônio pré-sináptico dispara no pós-sináptico".

Então, para resumir, sim, o intervalo de tempo é a diferença de tempo entre o último pico pré-sináptico e o primeiro pico do pico pós-sináptico. Esses neurônios existem em uma rede de neurônios. Provavelmente, é melhor pensar no STDP como um detector de coincidência.


Se você tem dois neurônios unidirecionais (ignorando a propagação reversa), ambos eliciarão um potencial de ação acima de um certo limiar. Como você provavelmente sabe, os potenciais de ação têm uma certa taxa de recuperação. No entanto, são os processos intracelulares que distinguem o LTP do LTD. Em LTP, o influxo de Ca2 + é maior do que em LTD e ativa uma cascata de proteínas. LTP ativa Ca2 + / calmodulina quinase II (CaMKII), enquanto LTD desativa CaMKII. LTP e LTD são entrada específica - estimulação repetida em diferentes frequências resultará em diferentes processos neurotransmitórios na sinapse, devido a diferentes níveis de influxo de Ca2 +, que por sua vez desencadeia dois tipos diferentes de cascatas de proteínas que têm um impacto significativo na conectividade, bem como no tipo de memória ao qual o tipo de plasticidade (LTP ou LTD) está associado.


Principalmente parafraseado de: Manahan-Vaughan, D. (2010). Depressão de longo prazo do hipocampo como mecanismo de memória declarativa. Em: P. K. Stanton, C. Bramham, & H. E. Scharfman (Eds.). (2010). Plasticidade Sináptica e Sinalização Transsináptica, CH. 18, pp.305-315. NY: Springer.


Assista o vídeo: A plasticidade mitocondrial em tripanosomatídeos como mecanismo de adaptação ao estresse (Pode 2022).