03/04 Synpatische Lernvorgänge und Neuronale Plastizität

• implizit/prozedual

  • nicht assoziastiv (ungepaarte Reize)

    • Habituation

    • Sensitiviertung

    • Dishabituation

  • assoziativ (gepaarte Reize)

    • klassische und operante Konditionierung

    • motorisches ~, Wahrnehmungs- und Imitationslernen

• explizit/deklarativ

  • episodisch (eigenes Leben)

  • semantisch (Fakten, zB Vokabeln)

    
    

• Abnahme der Reaktionsstärke bei wiederholter Darbietung für den Organismus unbedeutender Reize ->abgeschwächte synaptische Übertragung

• zB Siphon-Reizung bei Aplysia -> Kiemenrückzugsreflex

  • Erregbarkeit der sens. und motorischen Neuron unverändert, aber weniger APs durch Inaktivierung der Ca-Kanäle

• Rolle der Ca-Kanäle bei synaptischer Übertragung

  • Fusion der Transmitter-Vesikel mit präsyn. Membran

    -> Inaktivierung -> reduzierte Transmitterausschüttung

nach Habituation: geringere Transmitterfreisetzung (Glutamat) an sensorischer Synapse zu Motorneuron

• langefristige Habituation

  • morphologische Veränderung, zB Abbau von Synapsen

• Zunahme der Reaktionsstärke auf einen Standardreiz nach Applikation eines aversiven Reizes -> potenzierte synaptische Übertragung

• synaptische Vorgänge:

  • sensitivierendes Neuron (aversiver Reiz): Serotonin

    -> Aktivierung der Adenylatcyclase -> cAMP -> Aktivierung PKA -> Inakt. K-Kanäle

    -> länger anhaltende Depol des sensorischen Neurons (Standardreiz) -> verstärkte Glutamatfreisetzung

  • langfristig: Insertion neuer Glu-R im motorischen Neuron

• zeitlich gekoppelte Reize

• neutraler Reiz -> konditionierter Reiz

  -> unkonditionierte Reaktion -> konditionierte Reaktion

• synaptische Potentierung

  • neutraler Reiz -> Ca-Anstieg in Präsynapse des sensorischen Neuron

    -> Aktivierung der Adenylatcyclase (sens)

  • Serotoninfreisetzung aus Präsynpase des sensitivierenden Neurons

    -> Koinzidenzdetektion mit Ca-Spiegel

  • Inaktivierung von K-Kanälen -> länger anhaltende Depol des sensorischen Neurons -> verstärkte Glutamat-Freisetzung

• Konditionierung löst stärkere Reaktion hervor, aber schneller verlernt

• Verhalten positiv belohnt -> öfter (bzw negativ)

  • 1 zufällig -> 2 Konsequenz -> lernen -> 3 Auftretenswahrscheinlichkeit

  • auf Zellebene: 1 spontane Entladung -> Substanz zB Dopamin -> Erhöhung der Entladungsrate durch kontingente Verstärkung

• Patient HM

  • Entfernung der Hippocampi bilateral

    -> anterograden Amnesie für explizite Gedächtnisinhalte

  • implizites Lernen unbeeinträchtigt

• Konsolidierung neuer expliziter Gedächtnisinhalte

• hochfrequente Reizung von Nervenfasern im Hippocampus -> Potentierung synaptischer Übertragung (LTP)

• Potentierung synaptischer Übertragung

• Eingangsspezifität

• frühe LTP: einmalige hochfrequente Reizung

• späte LTP: mehrfache hochfrequente Reizung

What fires together wires together

• zeitliche und räumliche Summation der AP von A und B -> stärkere Aktivierung von C -> Assoziation zwischen A und B

• normal: präsyn. Glu -> aktiviert AMPA-Glu-R

  • NMDA-Glu-R durch Mg2+ blockiert

• Koinzidenz: Glu an AMPA -> Depol = Voraktivierung

  -> zweites AP (koinzident) -> starke Depol öffnet NMDA-R -> Ca-Influx -> Ca bewirkt

  • Aktivierung Proteinkinasen -> Aktivierung AMPA-R/Insertion ruhender AMPA-R

  • NO second messenger -> synaptischer Spalt -> mehr Glu präsyn

• niederfrequente Reizung -> Abschwächung der synaptischen Übertragung

  = zelluläres Vergessen

• Proteinphosphatasen -> Abbau

• zB Rose am Duft

• visueller und olfaktorischer Input gleichzeitig -> zeitliche und räumliche Summation von ESPS in CA1

• in Bereichen für Gesangslernen -> Neurogenese

• über UF (Tageslänge) und hormonelle Faktoren (Testosteron)

  -> während Brutsaison

  
  

• mithilfe Radioaktivität

• 1) subventrikuläre Zone im Seitenventrikel und 2) subgranuläre Zone des gyrus dentatus im Hippocampus

  • ruhende neuronale Stammzellen

  • teilungsaktive Neuroblasten

  • wandernde Neuroblasten

    1) zum Bulbus olfaktorius

    2) zur Körnerzellschicht des Hippocampus

    
    

• evtl. weitere Regionen:

  • Neocortex

  • Amygdala

  • Hypothalamus

  • Ncl. vagus

  • Tuberculus olfaktorius

  • cortex piriformis

  • subst nigra

• +

  • Stammzellen -> Neuroblasten

    • Antidepressiva, Tiefenstimulation des Hirns, Sport

  • Reifung

    • Lernen

• -

  • Stammzellen

    • Strahlung

  • Neuroblasten -> Reifung

    • Stress, Drogenmissbrauch

• Schizophrenie

  • genetisch: beeinträchtigte Reifung neuer Hippocampus-Neurone

• Epilepsie

• Depression

  • Stress -> Depression, Stress -> verminderte Reifung der Neuroblasten

• M. Alzheimer

  • genetisch familiäre Form: Krankheit entsteht durch Defiziten in adulter Neurogenese

• Training -> (Belohnung) Veränderung der rezeptiven Felder im somatosensorischen Kortex

• auch Phantomschmerz, siehe VL 14/16