Potencialização a longo prazo

o Potencialização a longo prazo é a base para a plasticidade neural e, portanto, a remodelação das estruturas neurais ou interconexões no sistema nervoso. Sem o processo, nem a formação de uma memória nem as experiências de aprendizagem seriam possíveis. Distúrbios de potencialização de longo prazo ocorrem, por exemplo, em doenças como Alzheimer.

O que é potenciação de longo prazo?

Os neurônios trabalham com potenciais de ação bioelétricos e bioquímicos. Os potenciais de ação são a linguagem do sistema nervoso central e servem para transmitir a excitação. Essa transmissão também é conhecida como transmissão sináptica. As células nervosas reagem ao aumento da geração de potenciais de ação com uma chamada potenciação de longo prazo.

A plasticidade neural é uma das consequências mais importantes da potenciação de longo prazo. O termo plasticidade neural descreve uma remodelação dentro da estrutura neural que a adapta ao seu uso atual. Tanto as células nervosas individuais quanto as áreas do cérebro podem ser reconstruídas neuronalmente. Por meio dos processos de conversão, as funções do sistema nervoso central e periférico são preservadas, ampliadas e adaptadas à situação de uso atual. Como base da reconstrução neural, a potenciação de longo prazo ajuda enormemente a garantir que o sistema nervoso funcione da maneira mais eficaz e uniforme possível.

A potenciação de longo prazo também está associada à formação da memória. Além disso, a reconstrução das estruturas neurais é um processo inevitável para os processos de aprendizagem.

Função e tarefa

Do ponto de vista do cérebro, a uma habilidade aprendida é atribuído um correlato morfológico, que corresponde a uma rede de conexões sinápticas. Essas redes permitem a formação de ideias no córtex de associação. Quando uma determinada palavra é pronunciada, por exemplo, uma rede especial deve ser ativada, o que por sua vez resulta em um padrão especial de potenciais de ação.

Sempre que uma pessoa aprende novas habilidades ou melhora as antigas, surgem novas interconexões no cérebro. As interconexões que não são utilizadas são canceladas novamente da mesma maneira. Essa remodelação corresponde à plasticidade sináptica. A aprendizagem no nível neural é, portanto, uma reconstrução dependente da atividade de padrões na interconexão neural e de processos funcionais no cérebro.

Além do reforço pré-sináptico, potenciação pós-tetânica e depressão sináptica, a potenciação de longo prazo também é relevante para os processos de aprendizagem. Esta potenciação corresponde a uma amplificação de longo prazo das transmissões sinápticas. Este processo consiste em vários subprocessos.

A ativação dos receptores AMPA é o primeiro passo na potenciação de longo prazo. Existem inúmeros receptores para o glutamato nas membranas pós-sinápticas. Um subgrupo desses receptores de glutamato são os do tipo AMPA. Assim que um potencial de ação é gerado, o glutamato é liberado. A própria substância do corpo é um dos neurotransmissores mais importantes e, depois de liberada, se liga aos receptores AMPA, que se abrem por ligação. Depois que os receptores se abrem, os íons de sódio entram. Isso cria um potencial pós-sináptico excitatório. Esse potencial surge com cada despolarização dentro da membrana pós-sináptica. Potenciais pós-sinápticos emocionantes são somados e processados ​​pelo neurônio receptor. Quando um valor limite é excedido, os neurônios receptores formam um potencial de ação novamente e o transmitem por meio de seus axônios.

A geração de um potencial pós-sináptico excitatório é seguida pela ativação dos receptores NMDA na potenciação de longo prazo. Assim que ocorrem potenciais de ação adicionais, ocorre um aumento da despolarização da membrana pós-sináptica. Os íons de magnésio deixam o receptor NMDA e o receptor pode abrir. A abertura dos receptores NMDA resulta no influxo de íons cálcio e leva a uma fosforilação dos receptores AMPA. A fosforilação, por sua vez, aumenta a condutividade dos receptores e também aumenta a síntese de proteínas na célula.

Além disso, substâncias mensageiras retrógradas são liberadas durante os processos descritos. Essas substâncias mensageiras correspondem, por exemplo, a derivados do ácido araquidônico ou de gases como o monóxido de nitrogênio. Essas substâncias mensageiras fazem com que a membrana pré-sináptica libere mais neurotransmissores.

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Doenças e enfermidades

As doenças neurológicas que afetam a potencialização de longo prazo são um assunto atual da pesquisa médica. Uma dessas doenças é o Alzheimer. A doença de Crohn também tem impacto nos processos descritos acima. O fato de essas doenças atrapalharem a potencialização de longo prazo se deve principalmente à degeneração das células nervosas. Assim que as sinapses neuronais se rompem, a potenciação de longo prazo não é mais possível. Por exemplo, isso também cria as áreas escuras em sua memória.

O cérebro se decompõe pouco a pouco nas doenças degenerativas do sistema nervoso central. Medidas para manter as estruturas neurais se tornaram o principal foco de pesquisa em relação a doenças como o Alzheimer. Até agora, nenhum grande sucesso na preservação das sinapses foi registrado. Até agora, sucessos revolucionários só foram registrados em animais com doenças comparáveis. Os cientistas ainda não conseguiram transferir esses sucessos para os humanos.

Uma vez que a diferenciação de longo prazo não funciona mais nas pessoas afetadas, não pode ocorrer mais remodelação sináptica. Os processos de aprendizagem são impossíveis e a funcionalidade geral do cérebro diminui progressivamente. Novas células nervosas ou conexões entre neurônios não podem mais se formar. Sinapses antigas não são mais usadas e são desmontadas como parte dos processos de renovação.

Para neutralizar esses processos, a medicina agora promove a manutenção das sinapses por meio de exercícios especiais. Quanto mais freqüentemente as sinapses são usadas, mais cedo o cérebro as reconhece como necessárias. Doenças como Alzheimer ou Crohn podem, portanto, ser retardadas em seu curso por meio do exercício. Mas até agora é impossível parar as doenças por meio de exercícios. A maioria das pessoas afetadas, portanto, precisa de cuidados 24 horas por dia a partir de um determinado estágio da doença.