長期增強作用
編輯在神經科學中,長時程增強 (LTP) 是基于最近的活動模式持續加強突觸。 這些突觸活動模式會在兩個神經元之間產生持久的信號傳輸增加。 LTP 的反面是長期抑制,它會導致突觸強度長期下降。
它是突觸可塑性(化學突觸改變其強度的能力)背后的幾種現象之一。 由于記憶被認為是通過改變突觸強度來編碼的,因此 LTP 被廣泛認為是構成學習和記憶基礎的主要細胞機制之一。
LTP 于 1966 年由 Terje L?mo 在兔子海馬體中發現,此后一直是熱門研究課題。 許多現代 LTP 研究試圖更好地了解其基本生物學,而其他研究則旨在找出 LTP 與行為學習之間的因果關系。 盡管如此,其他人仍試圖開發增強 LTP 以改善學習和記憶的藥理學或其他方法。 LTP 也是臨床研究的主題,例如,在阿爾茨海默病和成癮醫學領域。
歷史
編輯早期學習理論
在 19 世紀末,科學家們普遍認識到成人大腦中的神經元數量(約 1000 億)并沒有隨著年齡的增長而顯著增加,這讓神經生物學家有充分的理由相信記憶通常不是新神經元產生的結果。 有了這種認識,就需要解釋在沒有新神經元的情況下記憶是如何形成的。
西班牙神經解剖學家 Santiago Ramón y Cajal 是最早提出不需要形成新神經元的學習機制的人之一。 在他 1894 年的 Croonian 演講中,他提出可以通過加強現有神經元之間的聯系來提高它們的交流效率來形成記憶。 由 Donald Hebb 于 1949 年提出的 Hebb 理論呼應了 Ramón y Cajal 的觀點,進一步提出細胞可能會產生新的連接或經歷代謝和突觸變化,從而增強它們的交流能力并創建體驗的神經網絡:
讓我們假設反射活動(或痕跡)的持續或重復往往會引起持久的細胞變化,從而增加其穩定性……當細胞 A 的軸突足夠接近以激發細胞 B 并反復或持續地接受 在發射它的過程中,一些生長過程或代謝變化發生在一個或兩個細胞中,使得 A 作為發射 B 的細胞之一的效率增加。
埃里克·坎德爾 (Eric Kandel) (1964) 及其同事是xxx批在海蛞蝓 Aplysia 研究過程中發現長期增強作用的研究人員。 他們試圖對蛞蝓神經網絡中的不同細胞應用行為調節。 他們的結果顯示突觸強度發生變化,研究人員認為這可能是由于在蛞蝓體內發生了一種基本的學習形式。
盡管這些記憶形成理論現在已經很成熟,但在當時它們是有遠見的:19 世紀末和 20 世紀初的神經科學家和心理學家不具備闡明動物學習的生物學基礎所必需的神經生理學技術。 這些技能直到 20 世紀下半葉才出現,大約與長時程增強的發現同時出現。
發現
1966 年,Terje L?mo 在挪威奧斯陸的 Per Andersen 實驗室首次觀察到 LTP。 在那里,L?mo 對麻醉的兔子進行了一系列神經生理學實驗,以探索海馬體在短期記憶中的作用。
L?mo 的實驗側重于從穿孔通路到齒狀回的連接或突觸。 這些實驗是通過刺激穿孔通路的突觸前纖維并記錄來自齒狀回突觸后細胞集合的反應來進行的。 正如預期的那樣,對穿孔通路纖維的單個電刺激脈沖會在齒狀回細胞中引起興奮性突觸后電位 (EPSP)。
L?mo 出人意料地觀察到,如果他首先向突觸前纖維傳遞高頻刺激序列,突觸后細胞對這些單脈沖刺激的反應可能會在很長一段時間內得到增強。 當應用這樣一系列刺激時,隨后的單脈沖刺激會在突觸后細胞群中引發更強、更長時間的 EPSP。 這種高頻刺激可以在突觸后細胞對后續單脈沖刺激的反應中產生長期增強的現象最初被稱為長效增強。
蒂莫西·布利斯 (Timothy Bliss) 于 1968 年加入安徒生實驗室,與洛莫 (L?mo) 合作,兩人于 1973 年發表了關于兔海馬體長效增強的xxx個表征。
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