Die Langzeitpotenzierung
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Die Langzeitpotenzierung
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Die Langzeitpotenzierung ist ein Vorgang des Lernens. Dieser beinhaltet eine hohe Neuromodulation und somit den aktiven Einfluss auf Nervenzellen und synaptische Verbindungen. Diese Videoreihe ist in Zusammenarbeit mit Dr. Tobias Weigl entstanden.
Lernen besteht aus dem Bilden eines neuronalen Netzwerks. Durch synaptische Verbindungen entstehen Muster und Wege. Die Stabilität dieser Wege ist von der Benutzung abhängig. Weitere Verschaltungen ergeben sich aus einem Bedarf. Diese Verschaltungen resultieren in einer hohen Differenzierung. Bei der Bildung neuer Wege werden alte Strecken unter Umständen verkümmern. Das Lernen ist somit ein Prozess des ständigen Auf- und Abbaus von synaptischen Verbindungen. Auch eine Sucht ist ein erlernter Prozess.
Diese Prozesse werden als synaptische Plastizität bezeichnet.
Im Rahmen dieser Prozesse steht die Langzeitpotenzierung für eine Verstärkung der Reizung an diesen Synapsen.
Hierbei spielen glutamaterge Synapsen eine entscheidende Rolle. AMPA-Rezeptoren und NMDA-Rezeptoren bilden eine Art dieser Glutamat-Rezeptoren. Calcium-Ionen können durch den NMDA-Rezeptor strömen.
Ablauf:
1. Glutamat erregt die postsynaptische Membran (AMPA-Rezeptoren).
2. Ein EPSP (Exzitatorisches Postsynaptisches Potential) bildet sich aus.
3. Durch wiederholende Reizung in hohen Frequenzen löst sich das NMDA-assoziierte Magnesium-Ion von diesem Rezeptor.
4. Dieser kann sich nun öffnen.
5. Calcium strömt in die Zelle.
6. Calcium verstärkt die AMPA-Rezeptor-Produktion.
7. Die Zelle wird sensibler für Glutamat.
Dieser Vorgang ist hochkomplex und unterliegt immer noch aktuellen Forschungen. Relevant ist das Thema nicht nur in der Physiologie, sondern auch im klinischen Bereich. Demenz, Sucht, Lernprozesse und Schmerzen lassen sich mit der Langzeitpotenzierung in Verbindung bringen.
Besonders in der Schmerztherapie versucht man, gepflasterte Schmerzwege rückgängig zu machen. Chronische Schmerzen beispielsweise basieren oft auf einem Schmerzgedächtnis, welches sich auf die Langzeitpotenzierung rückverfolgen lässt.