עוצמה לטווח הארוך היא הבסיס לפלסטיות עצבית ובכך שיפוץ מבנים עצביים או מעגלים במערכת העצבים מערכת העצבים. ללא התהליך, לא היווצרות זיכרון ולא למידה יתאפשרו חוויות. הפרעות בעוצמת אורך החיים קיימות, למשל, במחלות כמו אלצהיימר המחלה.
מה זה פוטנציאל לטווח ארוך?
עוצמה לטווח הארוך היא הבסיס לפלסטיות עצבית ובכך שיפוץ מבנים עצביים או מעגלים במערכת העצבים מערכת העצבים. נוירונים פועלים עם פוטנציאל פעולה ביו-חשמל וביוכימי. פוטנציאל פעולה הוא שפת המרכז מערכת העצבים ומשמשים להעברת עירור. שידור זה מכונה גם שידור סינפטי. נוירונים מגיבים לייצור מוגבר של פוטנציאל פעולה עם מה שמכונה פוטנציאל ארוך טווח. פלסטיות עצבית היא אחת ההשלכות החשובות ביותר של עוצמה ארוכת טווח. המונח פלסטיות עצבית משמש לתיאור שיפוץ בתוך המבנה העצבי המתאים אותו לשימוש הנוכחי. גם נוירונים בודדים וגם מוֹחַ אזורים יכולים לעבור שיפוץ עצבי. באמצעות תהליכי השיפוץ, תפקידיה של מערכת העצבים המרכזית וההיקפית נשמרים, מורחבים ומותאמים למצב השימוש הנוכחי. כבסיס לשיפוץ עצבי, עוצמה ארוכת טווח מסייעת מאוד להבטיח שמערכת העצבים פועלת בצורה יעילה וחלקה ככל האפשר. עוצמה לטווח הארוך קשורה גם ל זיכרון היווצרות. בנוסף, שיפוץ עצבי הוא גם תהליך בלתי נמנע עבור למידה תהליכים.
פונקציה ומשימה
מ מוֹחַמנקודת מבטו, מיומנות נלמדת קשורה כל אחת בקורלציה מורפולוגית המתאימה לרשת קשרים סינפטיים. רשתות כאלה מאפשרות גיבוש רעיונות בקליפת האסוציאציה. כאשר מבטאים מילה מסוימת, למשל, כבר צריכה רשת מיוחדת להגיע להפעלה, מה שמביא בתורו לדפוס מיוחד של פוטנציאל פעולה. בכל פעם שאדם לומד מיומנויות חדשות או משפר מיומנויות ישנות, נוצרים מעגלים חדשים ב מוֹחַ. מעגלים שאינם בשימוש מבוטלים שוב באופן אנלוגי. שיפוץ זה תואם לפלסטיות סינפטית. ברמה העצבית, למידה מהווה אם כן שיפוץ תלוי פעילות של דפוסי מעגלים עצביים ושל תהליכים תפקודיים של המוח. בנוסף לשיפור presynaptic, פוטנציאציה פוסטטטנית, וסינפטי דכאון, עוצמה לטווח הארוך רלוונטית גם לתהליכי למידה. עוצמה זו מתאימה להגברה ארוכת טווח של העברות סינפטיות. תהליך זה מורכב מכמה תהליכי משנה. הפעלת קולטני AMPA היא הצעד הראשון לפוטנציאציה ארוכת טווח. אינספור קולטנים עבור גלוטמט ממוקמים בקרומים פוסט-סינפטיים. תת-קבוצה של אלה גלוטמט קולטנים הם מסוג AMPA. ברגע ש פוטנציאל פעולה מופק, גלוטמט משוחרר. החומר האנדוגני הוא אחד מהמעבירים העצביים החשובים ביותר, ולאחר שחרורו נקשר לקולטני AMPA, שגורמים להיפתח על ידי הקישור. לאחר פתיחת הקולטנים, נתרן יונים זורמות פנימה. בדרך זו נוצר פוטנציאל פוסט-סינפטי מסעיר. פוטנציאל זה נוצר בתוך הממברנה הפוסט-סינפטית במהלך כל דה-פולריזציה. פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מסעירים מסוכמים ומעובדים על ידי הנוירון המקבל בהתאמה. כאשר חורג מהסף, הנוירונים המקבלים שוב יוצרים פוטנציאל פעולה ולהעביר אותו דרך האקסונים שלהם. בפוטנציאציה ארוכת טווח, יצירת הפוטנציאל הפוסט-סינפטי המעורר מלווה בהפעלת קולטני NMDA. ברגע שמתרחשים פוטנציאל פעולה נוסף, יש דפולריזציה מוגברת של הממברנה הפוסט-סינפטית. מגנזיום יונים עוזבים את קולטן NMDA והקולטן יכול להיפתח. פתיחת קולטני NMDA גורמת לזרם של סידן יונים ומוביל לזירחון של קולטני ה- AMPA. זרחון בתורו מגביר את מוליכות הקולטנים וגם מגביר את הביוסינתזה של החלבון בתא. בנוסף, מופרשים חומרי מסנגר מדרדר במהלך התהליכים המתוארים. חומרי מסנג'ר אלה תואמים, למשל, נגזרות של חומצה ארכידונית או גזים כגון תחמוצת חנקןשליחים שניים אלה גורמים לשחרור מוגבר של נוירוטרנסמיטרים בקרום הקדם סינפטי.
מחלות והפרעות
מחלות נוירולוגיות המשפיעות על פוטנציאל ארוך טווח הן נושא עכשווי למחקר רפואי. לדוגמא, מחלה אחת כזו היא אלצהיימר המחלה. מחלת קרוהן משפיע גם על התהליכים שתוארו קודם. העובדה שמחלות אלו משבשות את הפוטנציאציה לטווח הארוך נובעת בעיקר מהתנוונות הנוירונים. ברגע שהנוירונים סינפסות לשבור, פוטנציאל לטווח ארוך כבר אינו אפשרי. כך גם אנשים מושפעים חווים את האזורים החשוכים באזורם זיכרון, לדוגמה. במחלות ניווניות של מערכת העצבים המרכזית, המוח משפיל את עצמו טיפין טיפין. אמצעים לשימור מבנים עצביים הפכו כעת למוקד מחקר מרכזי ביחס למחלות כגון אלצהיימר. עד כה לא הושגו הצלחות משמעותיות בשימור סינפסות. רק בבעלי חיים עם מחלות דומות נרשמו הצלחות פריצת דרך עד כה. מדענים עדיין לא הצליחו להעביר את ההצלחות הללו לבני אדם. מכיוון שהתמיינות ארוכת טווח כבר אינה מתפקדת אצל אנשים מושפעים, שיפוץ סינפטי כבר לא יכול להתקיים. תהליכי למידה הם בלתי אפשריים והפונקציונליות הכללית של המוח פוחתת בהדרגה. נוירונים חדשים או קשרים בין נוירונים כבר לא יכולים להיווצר. ישן סינפסות כבר אינם בשימוש והם מושפלים במהלך תהליכי שיפוץ. כדי לנטרל תהליכים אלה, הרפואה מקדמת כעת את שמירת הסינפסות באמצעות תרגילים מיוחדים. ככל שמשתמשים בתדירות גבוהה יותר בסינפסות, כך המוח מזהה אותן כנדרש מוקדם יותר. מחלות כגון אלצהיימר או מחלת קרוהן לכן יכול להתעכב בהתקדמותם על ידי תרגילים. עם זאת, עד כה אי אפשר היה לעצור מחלות אלה באמצעות פעילות גופנית. לכן מרבית הנפגעים זקוקים לטיפול 24 שעות משלב מסוים של המחלות.
