Значение изменений синаптической эффективности
Рассмотренные в настоящей главе явления представляют собой основу способности нервной системы регулировать синаптическую эффективность в интервалах от десятков миллисекунд до нескольких дней. Как эти механизмы используются при функционировании нервной системы и их относительное значение в основном неизвестны. Наибольший интерес представляют собой два описанных вида потенциации . Пресинаптическая по происхождению ПТП длится десятки минут в цилиарном ганглии и часы в нервно-мышечном соединении позвоночных животных при значительном повышении концентрации ионов кальция в пресинаптической терминали . Такая высокая концентрация легко достижима в небольших пресинаптических бляшках с большим соотношением поверхность/объем. Возможно, что часть несоответствий, возникающих при попытках классифицировать ДВП как пресинаптическое или постсинаптическое явление, связано именно с тем фактом, что в некоторых синапсах может быть значительное временное перекрытие ПТП и ДВП , что не позволяет отделить эти два явления в экспериментах, длящихся всего несколько часов.
Пока нет сгрогих доказательств участия изменений синаптической эффективности в процессах обучения и памяти , хотя большинство нейробиологов принимает это как исходный постулат, что активизирует исследование механизмов ПТП и ДВП. Интерес усиливается тем, что оба явления обладают свойством, постулированным Дональдом Хеббом как необходимые для ассоциативного обучения [ Hebb DO. 1949 ] - увеличение синаптической эффективности происходит при коактивации пресинаптических и постсинаптических элементов. На современном научном языке синапсы с такими свойствами называют синапсами Хебба .
Достаточно надежно показана корреляция между пространственным обучением и ДВП на нейронах срезов гиппокампа. Например, оба этих явления могут быть блокированы антагонистами NMDA-рецепторов или антагонистами метаботропных глутаматных рецепторов либо блокаторами кальций/кальмодулин-зависимой протеинкиназы . Однако природа поведенческого дефицита , вызванного блокадой, не всегда ясна. Например, при действии антагонистов NMDA-рецепторов у крыс наблюдаются общие сенсомоторные нарушения , которые влияют на решение задач по ориентации в водном лабиринте (что предполагает нарушение обучения ), но крысы легко справляются с задачей, если до начала эксперимента они были ознакомлены с обстановкой проведения обучения. Таким образом, NMDA-опосредованная ДВП не является необходимым требованием для этой задачи. Сходные неясности отмечены в экспериментах с удалением генов: некоторые из генов, которые необходимы для ДВП, необходимы для пространственного обучения , некоторые нет.
Накопилось много данных, подтверждающих гипотезу о том, что ДВП в миндалине может быть субстратом для аверзивного обуславливания ("fear conditioning"). Получавшие сочетания электрошока и звука крысы демонстрируют усиленный оборонительный рефлекс на звук. Параллельно с этим увеличен ответ клеток миндалины на электрическое раздражение внутреннего коленчатого тела , передающего звуковую информацию. Соответственно, электрическая стимуляция индукции ДВП в этих же синапсах приводит к увеличению ответов на звуковые стимулы. Оба эффекта блокируются антагонистами NMDA-рецепторов .
В заключение можно сказать, что хотя безоговорочной связи между ДВП и пространственным обучением не установлено, ДВП может играть роль в более дискретных актах обучения, таких как классическое обуславливание .
