Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών

Σχετικά έγγραφα
Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών

Η βιολογία της μάθησης και της μνήμης: Μακρόχρονη ενδυνάμωση/αποδυνάμωση

ΜΑΘΗΜΑ 3ο ΜΕΡΟΣ Α ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Μεμβρανική Βιοφυσική. Δίαυλοι: απο το γονίδιο στην εξέλιξη Διδάσκων: Λεκ. Χαράλαμπος Λαμπρακάκης

Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών

32. Πλαστικότητα Ορισμός και Γενικές Παρατηρήσεις

Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών

Σκοπός της µνήµης δεν είναι η ανάκληση του παρελθόντος, αλλά η πρόβλεψη του µέλλοντος.

ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών

Μνήμη και μάθηση. Συμπεριφορικό επίπεδο Κυτταρικό επίπεδο. Παρασκευή, 5 Απριλίου 13

Γνωστική-Πειραµατική Ψυχολογία

ΜΑΘΗΜΑ 3ο ΜΕΡΟΣ Β ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΣΤΗ ΝΕΥΡΟΜΥΪΚΗ ΣΥΝΑΨΗ

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ

ηδιεργασία µε την οποία αποκτούµε γνώσεις για τον κόσµο η οποία θα οδηγήσει στην τροποποίηση µιας συµπεριφοράς

Συστήματα αισθήσεων. Αισθητικοί υποδοχείς Νευρικές αισθητικές οδοί Συνειρμικός φλοιός και διαδικασία αντίληψης Πρωτοταγής αισθητική κωδικοποίηση

Συστήματα αισθήσεων. Αισθητικοί υποδοχείς Νευρικές αισθητικές οδοί Συνειρμικός φλοιός και διαδικασία αντίληψης Πρωτοταγής αισθητική κωδικοποίηση

Βιολογία Α Λυκείου Κεφ. 9. Νευρικό Σύστημα. Δομή και λειτουργία των νευρικών κυττάρων

ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

Oδοί και μηχανισμοί ευκαρυωτικής μεταγωγής σήματος

ΠΡΟΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΥΔΩΝ ΤΕΦΑΑ/ΔΠΘ ΜΑΘΗΜΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΤΙΚΗΣ. ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Φατούρος Γ. Ιωάννης, Επίκουρος Καθηγητής ΣΥΣΠΑΣΗΣ

ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ - ΜΕΡΟΣ Α. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής του οργανισμού μας

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ 7-8/ Π.Παπαζαφείρη ΣΥΝΑΨΕΙΣ

Δυναμικό ηρεμίας Δυναμικό ενεργείας. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

Μεμβρανική Βιοφυσική

Συναπτική ολοκλήρωση. Η διαδικασία της άθροισης όλων των εισερχόμενων διεγερτικών και ανασταλτικών σημάτων σε ένα νευρώνα. Τετάρτη, 20 Μαρτίου 13

Ηλίας Ηλιόπουλος Εργαστήριο Γενετικής, Τµήµα Γεωπονικής Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών

ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

Μοριακή Bιολογία ΔIAΛEΞΕΙΣ OΔΟΙ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

+ - - εκπολώνεται. ΗΛΕΚΤΡΟMYΟΓΡΑΦΗΜΑ

ΑΣΚΗΣΗ: MΕΤΡΗΣΗ ΜΕΤΑΣΥΝΑΠΤΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΕ ΤΟΜΕΣ ΙΠΠΟΚΑΜΠΟΥ ΑΡΟΥΡΑΙΟΥ.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Μάθηση και Μνήμη. Ε. Παρασκευά Αναπλ. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ. 2018

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ. Κορνηλία Πουλοπούλου Αναπληρώτρια Καθ. Νευροφυσιολογίας Νευρολογική Κλινκή

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

«ΝΕΥΡΟΕΠΙΣΤΗΜΕΣ» Λειτουργία Νευρικού Συστήματος

Μάθηση και Μνήµη 12/4/16. Ε. Παρασκευά, Εργ. Φυσιολογίας, Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Μνήμη και Μάθηση Νόσος του Alzheimer

Δυναμικό ηρεμίας Δυναμικό ενεργείας. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

Τα ορμονικά μόρια και η διαχείριση τους μέσα στο φυτό

Θέµατα διάλεξης ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΙ ΜΥΪΚΗ ΣΥΣΤΟΛΗ. Τρόποι µετάδοσης των νευρικών σηµάτων. υναµικό Ηρεµίας. Νευρώνας

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ:ΔΟΜΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα. Τσιριγώτης Γεώργιος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας & Θράκης

Βιοδυναμικά: Ασθενή ηλεκτρικά ρεύματα τα οποία παράγονται στους ιστούς των ζωντανών οργανισμών κατά τις βιολογικές λειτουργίες.

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΩΜΑ (I)

Κεφάλαιο 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΝΕΥΡΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

Λείος μυς. Ε. Παρασκευά Αναπλ. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ. 2017

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 12 : Απόπτωση ή Προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος. Παναγιωτίδης Χρήστος Τμήμα Φαρμακευτικής ΑΠΘ

Physiology of synapses

Συνάψεις Απ. Χατζηευθυμίου Αν. Καθηγήτρια Ιατρικής Φυσιολογίας Φεβρουάριος 2018

Μοριακή Βιολογία. Ενότητα # (6): Oδοί και μηχανισμοί ευκαρυωτικής μεταγωγής σήματος. Παναγιωτίδης Χρήστος Τμήμα Φαρμακευτικής

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 15. Κυτταρική ρύθμιση. Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2011 Το κύτταρο-μια Μοριακή Προσέγγιση 1

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

Κυτταρα ζυμομύκητα αποκρίνονται σε σήμα ζευγαρώματος

Η ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ

Διάλεξη 5, Κ. Ψαρροπούλου

Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών

Σύναψη µεταξύ της απόληξης του νευράξονα ενός νευρώνα και του δενδρίτη ενός άλλου νευρώνα.

Αποστολία Χατζηευθυμίου, Αν. Καθηγήτρια Ιατρικής Φυσιολογίας. Ευφροσύνη Παρασκευά, Αν. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας ΝΕΥΡΟΜΥΪΚΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑ

Κεφάλαιο 8 Λειτουργίες µνήµης και µάθησης

Σκοπός του μαθήματος είναι ο συνδυασμός των θεωρητικών και ποσοτικών τεχνικών με τις αντίστοιχες περιγραφικές. Κεφάλαιο 1: περιγράφονται οι βασικές

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ. Κορνηλία Πουλοπούλου Αναπληρώτρια Καθ. Νευροφυσιολογίας Νευρολογική Κλινκή

9. ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΝΕΥΡΙΚΩΝ. Νευρώνες

Βιοϊατρική τεχνολογία

Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών

Μ.Δ.Ε. ΚΛΙΝΙΚΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ-ΜΟΡΙΑΚΗ ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΑΡΡ, HOMER ΚΑΙ ΚΑΝΑΛΙΩΝ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΑΝΑΡΤΗΤΕΑ ΣΤΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ

Εφαρμοσμένη Βιοτεχνολογία Σημειώσεις. Νίκος Τσουκιάς Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

Β. Να επιλέξετε την ορθή απάντηση αναγράφοντας στον πίνακα της ακόλουθης

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΑΤΑΡΑΧΩΝ ΣΕ ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Καραπέτσας Θανάσης. Διπλωματική Εργασία:

Μόρια κυτταρικής πρόσφυσης

ΘΕΩΡΙΑ 3 η ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ. ΚΥΤΤΑΡΟΚΙΝΕΣ ή ΚΥΤΤΟΚΙΝΕΣ Dr ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ

Kυτταρική Bιολογία. Απόπτωση, ή Προγραμματισμένος Κυτταρικός Θάνατος ΔIAΛEΞΗ 20 (9/5/2017) Δρ. Xρήστος Παναγιωτίδης, Τμήμα Φαρμακευτικής Α.Π.Θ.

Ρύθµιση κυτταρικής λειτουργίας. Μεταγωγή σήµατος

Έλεγχος κυτταρικού κύκλου-απόπτωση Πεφάνη Δάφνη Επίκουρη καθηγήτρια, Ιατρική σχολή ΕΚΠΑ Μιχαλακοπούλου 176, 1 ος όροφος

Κεφαλαιο 11 ο ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ. Νευρικό 1

Μηχανισμοί Μεταμεταγραφικού Ελέγχου

26. Μνημονικό Αποτύπωμα

BIO111 Μικροβιολογια ιαλεξη 7 Κυτταρικη Ρυθµιση

Ο ιππόκαμπος, η νευρωνική πλαστικότητα και η έκθεση στο stress

Αρχές Ηλεκτροθεραπείας Φυσική του Ηλεκτρισμού Ηλεκτροφυσιολογία Γαλβανικά ρεύματα Παλμικά-εναλλασσόμενα ρεύματα Μαγνητικά πεδία Υπέρηχοι Ακτινοβολιες

TMHMA ΙΑΤΡΙΚΗΣ - ΠΑΝ/ΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ Ι. Φυσιολογία Μυών. Κων/νος Παπαθεοδωρόπουλος Αναπληρωτής Καθηγητής * Εργαστήριο Φυσιολογίας 2015

ΕΙΔΙΚΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΔΕΝΔΡΙΤΙΚΗΣ ΕΝΔΥΝΑΜΩΣΗΣ (BRANCH STRENGTH POTENTIATION) Κυρίμη Βασιλική

ΑΔΑ: ΒΙΦΖ9-ΣΕ8 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΑΝΑΡΤΗΤΕΑ ΣΤΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ

ΦΑΡΜΑΚΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΙΙ. Γενικές έννοιες (Θεωρία υποδοχέων - Αγωνιστής ανταγωνιστής) Σηµεία ράσης Μοριακοί Μηχανισµοί ράσης Φαρµάκων

Δομή των μυϊκών κυττάρων.

Κεφάλαιο 2.3. Από τη Μνήµη στους Εννοιολογικούς Χάρτες

ΜΑΘΗΜΑ 10ο ΜΕΡΟΣ Γ ΜΑΘΗΣΗ ΚΑΙ ΜΝΗΜΗ

ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΙΝΔΙΚΗΣ ΚΑΝΑΒΗΣ ΣΤΗΝ ΜΝΗΜΗ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΛΥΣΙΤΣΑΣ ΝΕΥΡΟΛΟΓΟΣ ΜΕΤΕΚΠΑΙΔΕΥΘΕΙΣ ΣΤΟ ST THOMAS HOSPITAL TΟΥ ΛΟΝΔΙΝΟΥ

Ομαδες μοριων κυτταρικης προσφυσης

Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών

Μεταβολικές ανάγκες ανοσοκυττάρων

Μονοπάτια ενεργοποίησης κινασών MAP σε κύτταρα θηλαστικών

ΒΙΟ492: ΝΕΥΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΕΡΑΣΜΕΙΟΣ ΕΛΛΗΝΟΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

Μεμβρανική Βιοφυσική

Τεχνική και μεθοδολογία της ηλεκτροεγκεφαλογραφικής καταγραφής Το μηχάνημα που χρησιμοποιείται για τη λήψη του ΗΕΓ ονομάζεται

Transcript:

Νευροβιολογία των Μνημονικών Λειτουργιών Ενότητα 4: Μνήμη και Συναπτική Πλαστικότητα Στυλιανός Κούβαρος Σχολή Επιστημών Υγείας Τμήμα Ιατρικής

Σκοποί ενότητας Ιστορικά στοιχεία περί συναπτικής Πλαστικότητας. Κατηγοριοποίηση Συναπτικής Πλαστικότητας. Ανάλυση των χαρακτηριστικών της μακρόχρονης συναπτικής ενδυνάμωσης: Συνεργατικότητα, Εξειδίκευση εισόδου & Συνειρμικότητα. Γενικοί κυτταρικοί μηχανισμοί μακρόχρονης συναπτικής πλαστικότητας και ο ρόλος των υποδοχέων AMPA και NMDA. Περιγραφή του γενικού πλαισίου κυτταρικών διεργασιών που οδηγούν σε μακρόχρονες συναπτικές μεταβολές και ο ρόλος του ασβεστίου. Ο ρόλος των πρωτεϊνοκινασών και της πρωτεϊνοσύνθεσης (τοπικής και γενομικής) στην διατήρηση των μακρόχρονων συναπτικών μεταβολών. Περιγραφή και ρόλος της συναπτικής «σήμανσης».

Ιστορικά στοιχεία Santiago Ramon y Cajal (1852-1934) Ισπανός ιστολόγος, παθολογοανατόμος, και πρωτοπόρος νευροεπιστήμονας. Νευρωνική θεωρία: το νευρικό κύτταρο, ο νευρώνας αποτελεί την δομική και σηματοδοτική μονάδα του εγκεφάλου. Οι νευρώνες επικοινωνούν μεταξύ του μέσω εξειδικευμένων επαφών, (που αργότερα ονομάσθηκαν συνάψεις) οι οποίες θα μπορούσαν να τροποποιούνται μέσω της δραστηριότητας των νευρώνων. Αυτή η ιδιότητα πλαστικότητας των συνδέσεων θα μπορούσε να αποτελεί τον τρόπο με τον οποίο η εμπειρία προκαλεί διαρκούσες μεταβολές στον εγκέφαλο που υποστηρίζουν τις μνήμες.

Ιστορικά στοιχεία Υπόθεση του Καναδού Ψυχολόγου Donald Hebb 1949 για την συνειρμική μάθηση When an axon of cell A is near enough to excite a cell B and repeatedly or persistently takes part in firing it, some growth process or metabolic change takes place in one or both cells such that A s efficiency, as one of the cells firing B, is increased. «Οι νευρώνες που ενεργοποιούνται μαζί, συνδέονται μεταξύ τους» "Cells that fire together, wire together".

Ιστορικά στοιχεία Eric Kandel (1960-1975)

Ιστορικά στοιχεία Tim Bliss & Terje Lomo, 1973 Oslo Εργαστήριο Per Andersen Υψίσυχνος ερεθισμός των προσαγωγών ινών προκαλούσε μακρόχρονη ενίσχυση της συναπτικής απόκρισης. (Bliss & Lomo, 1973)

Συναπτική Πλαστικότητα Ιδιότητα των χημικών συνάψεων να μεταβάλλονται ως αποτέλεσμα της νευρωνικής δραστηριότητας. Η διαμόρφωση της συναπτικής εξόδου, δηλαδή της διαμόρφωσης της επίπτωσης της διέγερσης ενός νευρώνα επί του επόμενου με τον οποίο συνδέεται συναπτικά. Βραχύχρονη και μακρόχρονη συναπτική πλαστικότητα (STP/LTP). Καθεμία από τις δύο αυτές μεγάλες κατηγορίες περιλαμβάνει πλήθος άλλων φαινομένων μεταβολής τα οποία διακρίνονται μεταξύ τους με κριτήριο πάλι τον χρόνο διάρκειάς τους αλλά και τους υποκείμενους μοριακό-κυτταρικούς μηχανισμούς.

Βραχύχρονη Συναπτική Πλαστικότητα (STP) Συναπτική διευκόλυνση (facilitation) Διαρκεί από μερικά ms έως ~ 1 sec Αύξηση στη συναπτική αποτελεσματικότητα όταν ενεργοποιείται μία σύναψη δύο φορές συνεχόμενα σε σύντομο χρονικό διάστημα (~10-1000 ms). Φαινόμενο Ευαισθητοποίησης (Άδηλη Μνήμη)-προσυναπτικοί μηχανισμοί. Υπόθεση του εναπομείναντος ασβεστίου (residual calcium hypothesis).

Βραχύχρονη Συναπτική Πλαστικότητα(STP) Μετατετανική ενίσχυση (Post-tetanic Potentiation) και Καταστολή (Depression) Διαρκεί από μερικά sec έως δεκάδες λεπτά Αύξηση στη συναπτική αποτελεσματικότητα όταν οι συνάψεις ενεργοποιούνται επαναλαμβανόμενα από μια αλληλουχία προσυναπτικών ερεθισμών (τέτανος). Το φαινόμενο της μετατετανικής ενίσχυσης περιλαμβάνει τόσο προσυναπτικούς όσο και μετασυναπτικούς μηχανισμούς. H καταστολή φαίνεται ότι εμπλέκει μηχανισμούς εξάντλησης νευροδιαβιβαστή στην προσυναπτική απόληξη. Μερικά λεπτά

Μεθοδολογία και Συνθήκες Επαγωγής LTP Stimulation Recording

Κυτταρική βάση δημιουργίας των δυναμικών πεδίου + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Διεγερτικό Μετασυναπτικό Δυναμικό

Δυναμικά πεδίου στον ιππόκαμπο Sweatt, 2010

Μεθοδολογία και Συνθήκες Επαγωγής LTP

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι τρείς έννοιες-ιδιότητες που συνδέουν την μακρόχρονη συναπτική ενδυνάμωση με την συμπεριφορά: Συνεργατικότητα Εξειδίκευση Συνειρμικότητα

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Συνεργατικότητα Η ενίσχυση/ενδυνάμωση απαιτεί ένα ελάχιστο επίπεδο ( κατώφλιο ) ενεργοποίησης. Μέσω έντονης ενεργοποίησης μερικών προσυναπτικών ινών Μέσω ήπιας ενεργοποίησης πολλών προσυναπτικών ινών (συνεργατικότητα)

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Εξειδίκευση Ενίσχυση παρουσιάζουν μόνον οι συνάψεις που έχουν υποστεί έντονη (τετανική) ενεργοποίηση.

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Εξειδίκευση

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Συνειρμικότητα Η ενίσχυση επηρεάζεται από σύγχρονη (έντονη) ενεργοποίηση γειτονικών συνάψεων. Υφίσταται στην ικανότητα σύνδεσης της προσυναπτικής με την μετασυναπτική δραστηριότητα, όπως συμβαίνει στον συνειρμό των ιδεών.

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Σημασία Συνεργατικότητας και Συνειρμικότητας Σχετικά φυσιολογικά πρότυπα ενεργοποίησης μπορούν να επάγουν LTP. Τα φαινόμενα αυτά πιθανόν βοηθούν στην ανίχνευση χωρικά και χρονικά γειτονικών γεγονότων.

Blockers Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Δομή υποδοχέα NMDA Αύξηση ρεύματος Ο NMDAR συγκροτείται ως τετραμερές από δύο NR1 και δύο NR2 υπομονάδες. NMDARs εμφανίζουν διαφορετικές μεταξύ τους λειτουργικές ιδιότητες ανάλογα με την σύσταση των υπομονάδων τους.

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι..ιδιαιτερότητες του γλουταμινικού υποδοχέα NMDA Ο δίαυλος του υποδοχέα NMDA επιτρέπει την δίοδο Na+, K+ & Ca2+. Σε μεμβρανικό δυναμικό ηρεμίας ο δίαυλος του NMDA αποκλείεται από Mg2+ Ο αποκλεισμός Mg2+ αναιρείται μέσω εκπόλωσης!

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι..ιδιαιτερότητες του γλουταμινικού υποδοχέα NMDA Εκπόλωση της μεμβράνης απελευθερώνει τον NMDA από το Mg2+.

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι..ιδιαιτερότητες του γλουταμινικού υποδοχέα NMDA

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι..ιδιαιτερότητες του γλουταμινικού υποδοχέα NMDA

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Ο υποδοχέας NMDA λειτουργεί ως ανιχνευτής σύμπτωσης! Η διάνοιξη του διαύλου του NMDA και η δίοδος ιόντων απαιτεί μία διπλή συνθήκη: Δέσμευση προσυναπτικά απελευθερούμενου γλουταμικού. Επαρκή εκπόλωση μετασυναπτικής μεμβράνης. Η συνθήκη αυτή εκφράζει την απαίτηση για σύγχρονη ενεργοποίηση προ- και μετα- συναπτικού κυττάρου!

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Ο NMDA λειτουργεί ως μοριακός ανιχνευτής..σύμπτωσης! Οι ιδιότητες του NMDA ερμηνεύουν ταυτόχρονα τις 3 ιδιότητες της LTP: 1. Συνεργατικότητα 2. Εξειδίκευση εισόδου 3. Συνειρμικότητα

Ιππόκαμπος και Μνήμη Εξάρτηση της LTP από τους υποδοχείς NMDA Τεχνικές καταγραφής δυναμικών ενέργειας εξωκυττάρια σε ελεύθερα κινούμενο ζώο Υδάτινος λαβύρινθος (Morris, 1984). Ο ρόλος του υποδοχέα NMDA στη μνήμη εντοπίζεται στην αρχική φάση της κωδικοποίησης και όχι κατά την περίοδο της αποθήκευσης (Morris, 2013)

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Εξάρτηση της LTP από τους υποδοχείς NMDA Ο ρόλος του υποδοχέα NMDA στη μνήμη εντοπίζεται στη φάση της επαγωγής της μακρόχρονης συναπτικής ενδυνάμωσης και όχι στη διατήρησή της. Papatheodoropoulos C & Kouvaros S (2016)-Learning and Memory

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Εξάρτηση της LTP από τους υποδοχείς NMDA Kouvaros S & Papatheodoropoulos C (2016)-Hippocampus

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Η συναπτική πλαστικότητα είναι αμφίδρομη!

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Η Μακρόχρονη Συναπτική Ενδυνάμωση/Καταστολή (LTP/LTD) αποτελεί το πιο αποδεκτό πρότυπο κυτταρικής μεταβολής που στηρίζει την μνήμη

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Η Μακρόχρονη Συναπτική Ενδυνάμωση/Καταστολή ΔΕΝ ταυτίζεται με την μνήμη

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Το πρωταρχικό και αναγκαίο (ενδοκυττάριο) γεγονός για την έναρξη των διεργασιών που θα οδηγήσουν σε LTP είναι η είσοδος Ca 2+ στο κυτταρόπλασμα του μετασυναπτικού κυττάρου. Η είσοδος Ca2+ μπορεί να πυροδοτήσει παράλληλες βιοχημικές διεργασίες που οδηγούν σε: α) αναδιοργάνωση υπάρχοντος υλικού, ή/και β) δημιουργία νέου υλικού (πρωτεϊνοσύνθεση)

Γενικό πρότυπο διεργασιών που οδηγούν σε LTP Υψίσυχνη συναπτική ενεργοποίηση Ca 2+ Συναπτική δραστηριότητα Βιοχημικές αλληλεπιδράσεις Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις Μεταγραφή - Μετάφραση Ενίσχυση υποδοχέων AMPA Μακρόχρονη Συναπτική Ενδυνάμωση (LTP)

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα video https://www.youtube.com/watch?v=vso9jgfpi_c

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα video

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Διεργασίες που εξαρτώνται από το Ca 2+ και οδηγούν σε LTP, άμεσα ή έμμεσα επηρεάζουν την συνεισφορά των υποδοχέων AMPA στην εκπόλωση.

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι πηγές Ca 2+ και..οι συνέπειες Ο NMDA αποτελεί βασική πηγή Ca2+, αλλά δεν είναι η μόνη

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι πηγές Ca 2+ και..οι συνέπειες Δευτερογενείς μηνύτορες & οδοί ασβεστίου

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι πηγές Ca 2+ και..οι συνέπειες Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι πηγές Ca 2+ και..οι συνέπειες Kouvaros S. & Papatheodoropoulos (2016)-Hippocampus Yue Wang, et al (1997)-Journal of Neurophysiology

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Ανακύκλωση Υποδοχέων Martin Korte&Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Ανακύκλωση Υποδοχέων Δευτερογενείς μηνύτορες & οδοί ασβεστίου

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Ανάδρομη σηματοδότηση Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα 1. Ανάδρομη σηματοδότηση-ενδοκανναβινοειδή 2014 Federation of European Neuroscience Societies and John Wiley & Sons Ltd European Journal of Neuroscience 7 ecb-ltd 6 5 2 1 3 4

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα 2. Ανάδρομη σηματοδότηση-bdnf

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Δια-συναπτική σηματοδότηση-μόρια κυτταρικής Προσκόλλησης (CAMs) Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Τι κάνει το Ca 2+ στο κύτταρο? Μετα-μεταφραστικές Τροποποιήσεις στη Σύναψη & τα μονοπάτια της Ca 2+ / Καλμοδουλίνης & CaM Kινάσης II

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι δράσεις της Ca/CaM επί της CaMKII 1 2 3 Ca 2+ Ca/CaM Δέσμευση σε CaMKII: Παροδική Ενεργοποίηση CaMKII Δέσμευση σε NMDA: Ενεργοποίηση sec - min Aυτοφωσφορυλίωση CaMKII: Διαρκής Ενεργοποίηση

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις: Αυτοφωσφορυλίωση της CaΜΚII Calcium-calmodulin-dependent protein kinase II CaMKII Η αυτο-φωσφορυλίωση της θέσης αυτο-αναστολής διατηρεί τις υπομονάδες ενεργές απουσία Ca-καλμοδουλίνης

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Αυτοφωσφορυλίωση της CaΜΚII+ Ρόλος PKA

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Η πρωτεϊνοκινάση CaMKII είναι από τα πιο σημαντικά μόρια για την επαγωγή και διατήρηση της LTP

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Μετα-μεταφραστικές Τροποποιήσεις στη Σύναψη Mακρόχρονη συναπτική ενίσχυση απαιτεί δραστηριότητα πρωτεϊνοκινάσης Αναστολή πρωτεϊνοκινασών

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Όλοι οι δρόμοι οδηγούν στους..υποδοχείς AMPA * Οι φωσφορυλιώσεις των υποδοχέων AMPA σε διάφορες θέσεις οδηγούν σε διάκριτες διεργασίες μεταβολής της συνεισφοράς των υποδοχέων.

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Δομή AMPARs Η παρουσία της GluR1 προσδίδει μεγαλύτερη αγωγιμότητα στον δίαυλο του υποδοχέα AMPA. Η παρουσία της GluR2 προσδίδει μικρότερη αγωγιμότητα στον δίαυλο του υποδοχέα AMPA.

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Η υπομονάδα GluR1 του υποδοχέα AMPA έχει 3 θέσεις φωσφορυλίωσης. Κάθε θέση φωσφορυλιώνεται από διαφορετική κινάση. Η φωσφορυλίωση κάθε μιας θέσης ρυθμίζει διαφορετική λειτουργική ιδιότητα του AMPA. PKC CaMKII PKΑ

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Οι υποδοχείς AMPA διακινούνται / ανακυκλώνονται: 1. Συνεχώς, Συστατική ανακύκλωση 2. Μέσω συναπτικής ενεργοποίησης 1 2 Η συστατική ανακύκλωση των υποδοχέων δεν οδηγεί σε αύξηση του αριθμού τους στη σύναψη. Μπορεί όμως να οδηγήσει σε αλλαγή των ιδιοτήτων τους.

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Διεργασίες ενσωμάτωσης υποδοχεών AMPA στην συναπτική περιοχή

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Πρίν την επαγωγή LTP Επαγωγή LTP ένθεση νέων AMPA με GluR1 υπομονάδες δημιουργία νέων θέσεων AMPA.. Αντικατάσταση των ΑΜPA-GluR1 με ΑΜPA-GluR2

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα Σιωπηλές Συνάψεις

Πως Επάγεται η Πρωτεϊνοσύνθεση?

Υφίστανται δύο κύματα πρωτεϊνοσύνθεσης χρονικά διάκριτα Τοπική πρωτεϊνοσύνθεση στους δενρίτες Γενομική πρωτεϊνοσύνθεση στον πυρήνα

Υφίστανται δύο κύματα πρωτεϊνοσύνθεσης Από προϋπάρχον mrna Από νέο mrna minutes 30-40 min

Τοπική Πρωτεινοσύνθεση Ενώ η πρωτεϊνοσύνθεση έπεται της μεταγραφής, το αποτέλεσμα της αναστολής της πρωτεϊνοσύνθεσης προηγείται αυτού της αναστολής της μεταγραφής!!? Αναστολέας Πρωτεϊνοσύνθεσης Αναστολέας Μεταγραφής

Τοπική Πρωτεϊνοσύνθεση Πρωτεϊνοσυνθετική μηχανή στους δενδρίτες

Τοπική Πρωτεϊνοσύνθεση Μεταφορά mrnas και ρύθμιση μετάφρασης στους δενδρίτες RNP mtor Μεταφορικό Κοκκίο P-bodies P-bodies Dan Ohtan Wang et al 2010-Cell

Τοπική Πρωτεϊνοσύνθεση Πως αποσιωπούνται τα mrnas κατά τη διάρκεια της μεταφοράς? Δέσμευση trans-δρώντων παραγόντων που εμποδίζουν την μετάφραση. Eukaryotic initiation factor 4E (eif4e) Clive R. Bramham et al 2016 Cytoplasmic polyadenylation element-binding protein (CPEB) Atkins CM et al 2005- J. Neurosci.

Τοπική Πρωτεϊνοσύνθεση Πως αποσιωπούνται τα mrnas κατά τη διάρκεια της μεταφοράς? micrornas Di Wu & Alexander K. Murashov, 2013- Front. Physiol Fragile X mental retardation protein (FMRP)

Dan Ohtan Wang et al 2010-Cell Τοπική Πρωτεϊνοσύνθεση Πως ο τοπικός ερεθισμός ρυθμίζει τη μετάφραση των τοποθετημένων mrnas?

Τοπική Πρωτεϊνοσύνθεση Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Τοπική Πρωτεϊνοσύνθεση 1 Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Γενομική Πρωτεινοσύνθεση

Γενομική Πρωτεϊνοσύνθεση Απο τη Σύναψη στον.. Πυρήνα

Γενομική Πρωτεϊνοσύνθεση Επιγενετικοί Μηχανισμοί Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Γενομική Πρωτεϊνοσύνθεση Επιγενετικοί Μηχανισμοί P=phosphate residue CRE=cAMP response element CREB=CRE binding protein CBP=CREB binding protein TATA=TATA box TBP=TATA box binding protein Ac=acetyl residue C/EBP=CCAAT-enhancer- binding proteins POL II=RNA polymerase II Me=methylresidue Me-CpG-BP=methyl-CpG binding protein HDAC=histone deacetylase Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Γενομική Πρωτεϊνοσύνθεση Επιγενετικοί Μηχανισμοί P=phosphate residue CRE=cAMP response element CREB=CRE binding protein CBP=CREB binding protein TATA=TATA box TBP=TATA box binding protein Ac=acetyl residue C/EBP=CCAAT-enhancer- binding proteins POL II=RNA polymerase II Me=methylresidue DMNT=DNA methyltransferase Me-CpG-BP=methyl-CpG binding protein HDAC=histone deacetylase

Γενικό πρότυπο διεργασιών που οδηγούν σε LTP Υψίσυχνη συναπτική ενεργοποίηση Ca 2+ Συναπτική δραστηριότητα Βιοχημικές αλληλεπιδράσεις Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις Μεταγραφή Μετάφραση στον Πυρηνα Ενίσχυση υποδοχέων AMPA Βραχύχρονη Μακρόχρονη Συναπτική Ενδυνάμωση (LTP) Μακρόχρονη

Γενικός Μηχανισμός Συσχετισμός μεταξύ έντασης ενεργοποίησης, [Ca2+]i και διάρκειας LTP STP Early LTP Late LTP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Ώρες [Ca 2+ ] i LTP-1 LTP-2 LTP-3 mglur CREB? Συνεχή ενεργοποίηση PKA, CaMKII Τοπική(PKC, mrna) Πρωτεϊνοσύνθεση Γενομική (PKA, CaMKII) Μνήμη Βραχύχρονη?? Μακρόχρονη??

Συσχετισμός μεταξύ έντασης ενεργοποίησης, [Ca 2+ ] i και διάρκειας LTP

Πώς ένας νευρώνας γνωρίζει ποια σύναψη εμφανίζει αλλαγές στην συναπτική αποτελεσματικότητα και έχει ενεργοποιηθεί? Πως τα μεταγραφικά προϊόντα πλαστικότητας βρίσκουν την ενεργοποιημένη σύναψη? (πρόβλημα εξειδίκευσης)

Συναπτική Σήμανση Πειραματικός έλεγχος της υπόθεσης της Συναπτικής Σήμανσης

Συναπτική Σήμανση Υπόθεση Συναπτικής Σήμανσης (Frey & Morris, 1997, 1998) Ερεθισμός που προκαλεί L-LTP, προκαλεί 2 διεργασίες: 1. Εντός της άκανθας δημιουργείται μία σήμανση. 2. Έναν γενομικό καταρράκτη παραγωγής νέου mrna, πρωτεϊνών (προϊόντα πλαστικότητας). Μόνον οι επισημασμένες συνάψεις μπορούν να δεσμεύσουν τα προϊόντα πλαστικότητας. Ασθενής ερεθισμός σημαίνει μόνον τις συνάψεις. Ισχυρός ερεθισμός και σημαίνει τις συνάψεις & παράγει προϊόντα πλαστικότητας. Δεν είναι σημαντική η σειρά παραγωγής της σήμανσης και των προϊόντων πλαστικότητας. Πρέπει να υπάρχει χρονική επικάλυψη μεταξύ της σήμανσης και των προϊόντων πλαστικότητας.

Συναπτική Σήμανση Μόνον Σήμανση Επαγωγή γενομικών προϊόντων & (ακολούθως) Σήμανση Σήμανση & (ακολούθως) Επαγωγή γενομικών προϊόντων

Συναπτική Σήμανση Από την σύναψη & το σώμα στον..πυρήνα

Συναπτική Σήμανση

Οι πλαστικές αλλαγές μπορούν να περιλαμβάνουν και δομικές μεταβολές της σύναψης

Η συναπτική δραστηριότητα επάγει δομικές αλλαγές στην σύναψη Πριν το ερεθισμό Μερικά λεπτά μετά τον ερεθισμό Φωσφορίζουσα F-ακτίνη Δομική πλαστικότητα της κεφαλής της άκανθας Δομική πλαστικότητα του λαιμού της άκανθας

Η συναπτική δραστηριότητα επάγει δομικές αλλαγές στην σύναψη Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Η συναπτική δραστηριότητα επάγει δομικές αλλαγές στην σύναψη Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Η αποθήκευση της πληροφορίας είναι μόνο μια νευρωνική υπόθεση? (ρόλος γλοϊικών κύτταρων)

Τριμερής Σύναψη Martin Korte & Dietmar Schmitz (2016)-Physiol Rev

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα M. A. LYNCH, 2004

Μακρόχρονη Συναπτική Πλαστικότητα M. A. LYNCH, 2004

video https://www.youtube.com/watch?v=cmftwfrt8_u