התגברות לטווח הארוך

ה התגברות לטווח הארוך הוא הבסיס לפלסטיות העצבית ובכך לעיצוב מחדש של מבנים עצביים או חיבורים במערכת העצבים. ללא התהליך לא היה אפשר ליצור זיכרון ולא חוויות למידה. הפרעות של התגברות לטווח הארוך מתרחשות, למשל, במחלות כמו אלצהיימר.

מהי התגברות לטווח הארוך?

נוירונים עובדים עם פוטנציאל פעולה ביו-אלקטרי וביוכימי. פוטנציאל הפעולה הוא שפת מערכת העצבים המרכזית ומשמשים להעברת עירור. שידור זה ידוע גם בשם שידור סינפטי. תאי עצב מגיבים לדור המוגבר של פוטנציאל הפעולה בעזרת מה שנקרא עוצמה לטווח הארוך.

פלסטיות עצבית היא אחת ההשלכות החשובות ביותר של התגברות לטווח הארוך. המונח פלסטיות עצבית מתאר שיפוץ מחדש במבנה העצבי שמתאים אותו לשימוש הנוכחי. ניתן לבנות מחדש את תאי העצב האישיים ואת אזורי המוח. באמצעות תהליכי ההמרה, תפקודי מערכת העצבים המרכזית וההיקפית נשמרים, מורחבים ומותאמים למצב השימוש הנוכחי. כבסיס לשחזור העצבים, התחזקות לטווח הארוך מסייעת מאוד להבטיח שמערכת העצבים מתפקדת בצורה יעילה וחלקה ככל האפשר.

התגברות לטווח הארוך קשורה גם להיווצרות הזיכרון. בנוסף, שחזור המבנים העצביים הוא תהליך בלתי נמנע לתהליכי למידה.

פונקציה ומשימה

מבחינת המוח, מיומנות למיומנות נלמדת מתאם מורפולוגי, התואם לרשת של קשרים סינפטיים. רשתות כאלה מאפשרות היווצרות רעיונות בקליפת המוח. כאשר מבטאים מילה מסוימת, למשל, יש להפעיל רשת מיוחדת, מה שבתורו גורם לדפוס מיוחד של פוטנציאל פעולה.

בכל פעם שאדם לומד מיומנויות חדשות או משפר את הישנים, נוצרים חיבורים חדשים במוח. חיבורים שאינם בשימוש מבוטלים שוב באותו אופן. שיפוץ זה תואם פלסטיות סינפטית. למידה ברמה העצבית היא אפוא שחזור תלוי לפעילות של דפוסים בקישוריות העצבית ותהליכים תפקודיים במוח.

בנוסף לחיזוק פרה-סינפטי, עוצמה פוסט-טטנית ודיכאון סינפטי, עוצמה לטווח ארוך רלוונטית גם לתהליכי למידה. עוצמה זו תואמת הגברה לטווח הארוך של השידור הסינפטי. תהליך זה מורכב מתת תהליכים שונים.

הפעלת קולטני AMPA היא הצעד הראשון בהגברה לטווח הארוך. ישנם אין ספור קולטנים לגלוטמט בקרומים הפוסט-סינפטיים. תת-קבוצה של קולטני הגלוטמט הללו הם אלו מסוג AMPA. ברגע שנוצר פוטנציאל פעולה, הגלוטמט משתחרר. החומר של הגוף עצמו הוא אחד המועברים המועברים החשובים ביותר, ואחרי שהוא משתחרר נקשר לקולטני AMPA, שאותם הם נפתחים באמצעות כריכה. לאחר פתיחת הקולטנים זורמים יוני נתרן. זה יוצר פוטנציאל פוסט-סינפטי מעורר. פוטנציאל זה מתעורר עם כל דה-קיטוב בתוך הממברנה הפוסט-סינפטית. פוטנציאל פוסט-סינפטי מרגש מתווסף ומעובד על ידי הנוירון המקבל. כאשר חורגים מערך סף, הנוירונים המקבלים יוצרים שוב פוטנציאל פעולה ומעבירים אותו דרך האקסונים שלהם.

אחרי יצירת פוטנציאל פוסט-סינפטי מעורר אחריו הפעלת קולטני ה- NMDA בהגברה לטווח הארוך. ברגע שמתרחשים פוטנציאלים לפעולה נוספים, קיימת דפולריזציה מוגברת של הממברנה הפוסט-סינפטית. יוני מגנזיום משאירים את הקולטן ל- NMDA והקולטן יכול להיפתח. פתיחת קולטני ה- NMDA מביאה לזרם של יוני סידן ומובילה לזרחן של קולטני AMPA. הזרחן בתורו מגביר את המוליכות של הקולטנים וגם מגביר את סינתזת החלבון בתא.

בנוסף, חומרים של מסרים רטרוגרפיים משוחררים במהלך התהליכים המתוארים. חומרי מסנג'ר אלה מתאימים, למשל, לנגזרות של חומצה ארכידונית או גזים כמו תחמוצת החנקן. חומרים מסנג'רים אלה גורמים לקרום הפרה-סינפטי לשחרר יותר מעבירים עצביים.

אתה יכול למצוא את התרופות שלך כאן

מחלות ומחלות

מחלות נוירולוגיות המשפיעות על התגברות לטווח הארוך הן נושא עכשווי למחקר רפואי. מחלה אחת כזו היא אלצהיימר. למחלת קרוהן השפעה גם על התהליכים שתוארו לעיל. כי מחלות אלה מפריעות להתגברות לטווח הארוך נובעת בעיקר מהתנוונות תאי העצב. ברגע שהסינפסות העצביות מתפרקות, אין עוד אפשרות להתעצמות לטווח הארוך. לדוגמה, זה יוצר גם את האזורים החשוכים בזיכרון שלהם.

המוח נשבר לאט לאט במחלות ניווניות של מערכת העצבים המרכזית. אמצעים לשמירה על המבנים העצביים הפכו למוקד עיקרי במחקר ביחס למחלות כמו אלצהיימר. עד כה לא נרשמו שום הצלחות גדולות בשימור הסינפסות. עד כה, הצלחות פורצות דרך נרשמו רק בבעלי חיים עם מחלות דומות. מדענים טרם הצליחו להעביר את ההצלחות הללו לבני אדם.

מכיוון שההבחנה לטווח הרחוק כבר לא עובדת אצל אלה שנפגעו, לא ניתן לבצע שיפוץ סינפטי נוסף. תהליכי למידה הם בלתי אפשריים והפונקציונליות הכללית של המוח פוחתת בהדרגה. תאי עצב חדשים או קשרים בין נוירונים כבר לא יכולים להיווצר. סינפסות ישנות כבר לא משמשות ומפורקות כחלק מתהליכי שיפוץ.

כדי לנטרל תהליכים אלה, הרפואה מקדמת כעת את תחזוקת הסינפסות באמצעות תרגילים מיוחדים. ככל שמשתמשים בסינפסות בתדירות גבוהה יותר, כך מוקדם המוח מזהה אותם כנדרש. על כן מחלות כמו אלצהיימר או קרוהן יכולות להתעכב במהלכן באמצעות פעילות גופנית. אך עד כה אי אפשר לעצור את המחלות באמצעות תרגילים. רוב הנפגעים זקוקים אפוא לטיפול 24 שעות משלב מסוים של המחלה.