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Long-term Potentiation01:35

Long-term Potentiation

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Long-term potentiation, or LTP, is one of the ways by which synaptic plasticity—changes in the strength of chemical synapses—can occur in the brain. LTP is the process of synaptic strengthening that occurs over time between pre- and postsynaptic neuronal connections. The synaptic strengthening of LTP works in opposition to the synaptic weakening of long-term depression (LTD) and together are the main mechanisms that underlie learning and memory.
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Synaptic Signaling01:09

Synaptic Signaling

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Neurons communicate at synapses, or junctions, to excite or inhibit the activity of other neurons or target cells, such as muscles. Synapses may be chemical or electrical.
Most synapses are chemical, meaning an electrical impulse or action potential spurs the release of chemical messengers called neurotransmitters. The neuron sending the signal is called the presynaptic neuron, and the neuron receiving the signal is the postsynaptic neuron.
The presynaptic neuron fires an action potential that...
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Excitatory and Inhibitory Effects of Neurotransmitters01:29

Excitatory and Inhibitory Effects of Neurotransmitters

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When an action potential reaches the presynaptic axon terminal, it releases neurotransmitters from the neuron into the synaptic cleft at a chemical synapse. The released neurotransmitter can be excitatory or inhibitory. The critical criteria commonly used to determine whether a molecule is a neurotransmitter at a chemical synapse are the molecule's presence in the presynaptic neuron. Second, its release is in response to strong presynaptic depolarization. And lastly, the presence of...
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The Role of Ion Channels in Neuronal Computation01:19

The Role of Ion Channels in Neuronal Computation

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A postsynaptic neuron usually receives numerous impulses from several other presynaptic neurons. The axon hillock of the postsynaptic neuron integrates all these signals and determines the likelihood of firing an action potential.
Sometimes a single EPSP is strong enough to induce an action potential in the postsynaptic neuron. However, multiple presynaptic inputs must often create EPSPs around the same time for the postsynaptic neuron to be sufficiently depolarized to fire an action potential....
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Long-term Potentiation01:25

Long-term Potentiation

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Hebbian LTP
LTP can occur when...
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Integration of Synaptic Events01:28

Integration of Synaptic Events

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Synaptic integration mainly includes the summation of graded potentials. Graded potentials, regardless of their type, cause subtle alterations in membrane voltage, resulting in either depolarization or hyperpolarization. These incremental changes, when combined or summed, can propel the neuron toward its threshold. Consider, for example, a membrane experiencing a +15 mV shift, causing it to depolarize from -70 mV to -55 mV. In this scenario, graded potentials govern the membrane's ability to...
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La amplificación sináptica por espinas dendríticas mejora la cooperatividad de entrada.

Mark T Harnett1, Judit K Makara, Nelson Spruston

  • 1HHMI Janelia Farm Research Campus, Ashburn, Virginia 20147, USA.

Nature
|October 30, 2012
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Las espinas dendríticas actúan como compartimentos eléctricos cruciales, amplificando significativamente las entradas sinápticas. Esta amplificación mejora la computación neuronal y la plasticidad mediante la promoción de las interacciones entre las entradas coactivas.

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Área de la Ciencia:

  • La neurociencia es la neurociencia.
  • La neurociencia computacional es una neurociencia computacional.
  • Electrofisiología Celular Electrofisiología celular

Sus antecedentes:

  • Las espinas dendríticas son los sitios primarios de la entrada sináptica excitatoria en las neuronas.
  • Teóricamente se propone que las espinas actúen como compartimentos químicos y eléctricos modificables que regulan la función sináptica.
  • La evidencia experimental apoya la compartimentación estructural y bioquímica dependiente de la actividad por las espinas, pero su papel eléctrico sigue siendo objeto de debate.

Objetivo del estudio:

  • Para investigar la influencia eléctrica de las espinas dendríticas en la transmisión sináptica y la señalización neuronal.
  • Para cuantificar la resistencia de la columna vertebral y su impacto en la despolarización sináptica.
  • Para determinar cómo las propiedades eléctricas de la columna vertebral afectan la integración neuronal y la computación.

Principales métodos:

  • Medición de las relaciones de amplitud de voltaje entre las cabezas de la columna vertebral y las dendritas progenitoras en las neuronas piramidal CA1 del hipocampo de rata.
  • Cálculo de la resistencia del cuello de la columna vertebral (R ((cuello)) basado en las relaciones de voltaje medidas y la impedancia dendrítica.
  • Desarrollo y utilización de un modelo compartimental morfológicamente realista para simular el comportamiento eléctrico de la columna vertebral.

Principales resultados:

  • Se encontró que la resistencia del cuello de la columna vertebral (R ((cuello)) era sustancial (~ 500 MΩ).
  • Esta alta R (cuello) conduce a una amplificación significativa (de 1,5 a 45 veces) de la despolarización de la cabeza de la columna vertebral de las entradas sinápticas unitarias.
  • Las espinas crean una estructura de entrada de alta impedancia a través del arco dendrítico y promueven la interacción eléctrica entre las entradas coactivas a través de la activación de la conductancia dependiente del cuello.

Conclusiones:

  • Las propiedades eléctricas de las espinas dendríticas, particularmente su alta resistencia al cuello, son críticas para amplificar las entradas sinápticas.
  • La amplificación mediada por la columna vertebral mejora la integración dendrítica no lineal y facilita la plasticidad dependiente de la actividad.
  • Estas funciones eléctricas aumentan fundamentalmente el poder computacional de las neuronas.