Theoretical Neuroscience

282 Πλαστιχιτψ ανδ Λεαρνινγ
field potential amplitude (µς)
0.4
LTP
0.3
LTD
0.2
0.1 1 σ
100 Ηζ
10 µιν
2 Ηζ
0
0 10 20 30 40
time (µιν)
potentiated level
depressed, partially
depotentiated level
control level
Φιγυρε 8.1 ΛΤΠ ανδ ΛΤ∆ ατ τηε Σχηαφφερ χολλατεραλ ινπυτσ το τηε ΧΑ1 ρεγιον οφ α ρατ
ηιπποχαµπαλ σλιχε. Τηε ποιντσ σηοω τηε αµπλιτυδεσ οφ ⇒ελδ ποτεντιαλσ εϖοκεδ βψ
χονσταντ αµπλιτυδε στιµυλατιον. Ατ τηε τιµε µαρκεδ βψ τηε αρροω (ατ τιµε 5 µιν−
υτεσ), στιµυλατιον ατ 100 Ηζ φορ 1 σ χαυσεδ α σιγνι⇒χαντ ινχρεασε ιν τηε ρεσπονσε
αµπλιτυδε. Σοµε οφ τηισ ινχρεασε δεχαψεδ αωαψ φολλοωινγ τηε στιµυλατιον, βυτ
µοστ οφ ιτ ρεµαινεδ οϖερ τηε φολλοωινγ 15 µιν τεστ περιοδ, ινδιχατινγ ΛΤΠ. Νεξτ,
στιµυλατιον ατ 2 Ηζ ωασ αππλιεδ φορ 10 µιν (βετωεεν τιµεσ 20 ανδ 30 µινυτεσ).
Τηισ ρεδυχεδ τηε αµπλιτυδε οφ τηε ρεσπονσε. Αφτερ α τρανσιεντ διπ, τηε ρεσπονσε
αµπλιτυδε ρεµαινεδ ατ α ρεδυχεδ λεϖελ αππροξιµατελψ µιδωαψ βετωεεν τηε οριγι−
ναλ ανδ ποστ−ΛΤΠ ϖαλυεσ, ινδιχατινγ ΛΤ∆. Τηε αρροωσ ατ τηε ριγητ σηοω τηε λεϖελσ
ινιτιαλλψ (χοντρολ), αφτερ ΛΤΠ (ποτεντιατεδ), ανδ αφτερ ΛΤ∆ (δεπρεσσεδ, παρτιαλλψ δε−
ποτεντιατεδ). (Υνπυβλισηεδ δατα οφ ϑ. Φιτζπατριχκ ανδ ϑ. Λισµαν.)
ποτεντιατιον
δεπρεσσιον
ΛΤΠ ανδ ΛΤ∆
ινδιχατε αµπλιτυδεσ οφ ⇒ελδ ποτεντιαλσ εϖοκεδ ιν τηε ΧΑ1 ρεγιον οφ α σλιχε
οφ ρατ ηιπποχαµπυσ βψ στιµυλατιον οφ τηε Σχηαφφερ χολλατεραλ αφφερεντσ. Ιν
εξπεριµεντσ συχη ασ τηισ, ⇒ελδ ποτεντιαλ αµπλιτυδεσ (ορ µορε οφτεν σλοπεσ)
αρε υσεδ ασ α µεασυρε οφ σψναπτιχ στρενγτη. Ιν ⇒γυρε 8.1, ηιγη−φρεθυενχψ
στιµυλατιον ινδυχεδ σψναπτιχ ποτεντιατιον (αν ινχρεασε ιν στρενγτη), ανδ
τηεν λονγ−λαστινγ, λοω−φρεθυενχψ στιµυλατιον ρεσυλτεδ ιν σψναπτιχ δεπρεσ−
σιον (α δεχρεασε ιν στρενγτη) τηατ παρτιαλλψ ρεµοϖεδ τηε εφφεχτσ οφ τηε πρε−
ϖιουσ ποτεντιατιον. Τηισ ισ ιν αχχορδ ωιτη α γενεραλιζεδ Ηεββ ρυλε βε−
χαυσε ηιγη−φρεθυενχψ πρεσψναπτιχ στιµυλατιον εϖοκεσ α ποστσψναπτιχ ρε−
σπονσε, ωηερεασ λοω−φρεθυενχψ στιµυλατιον δοεσ νοτ. Χηανγεσ ιν σψναπ−
τιχ στρενγτη ινϖολϖε βοτη τρανσιεντ ανδ λονγ−λαστινγ εφφεχτσ, ασ σεεν ιν ⇒γ−
υρε 8.1. Χηανγεσ τηατ περσιστ φορ τενσ οφ µινυτεσ ορ λονγερ αρε γενεραλλψ
χαλλεδ λονγ−τερµ ποτεντιατιον (ΛΤΠ) ανδ λονγ−τερµ δεπρεσσιον (ΛΤ∆). Τηε
λονγεστ−λαστινγ φορµσ αππεαρ το ρεθυιρε προτειν σψντηεσισ.
Α ωεαλτη οφ δατα ισ αϖαιλαβλε ον τηε υνδερλψινγ χελλυλαρ βασισ οφ αχτιϖιτψ−
δεπενδεντ σψναπτιχ πλαστιχιτψ. Φορ ινστανχε, τηε ποστσψναπτιχ χονχεντρα−
τιον οφ χαλχιυµ ιονσ αππεαρσ το πλαψ α χριτιχαλ ρολε ιν τηε ινδυχτιον οφ βοτη
ΛΤΠ ανδ ΛΤ∆. Ηοωεϖερ, ωε ωιλλ νοτ χονσιδερ µεχηανιστιχ µοδελσ. Ρατηερ,
ωε στυδψ σψναπτιχ πλαστιχιτψ ατ α φυνχτιοναλ λεϖελ, αττεµπτινγ το ρελατε τηε
ιµπαχτ οφ σψναπτιχ πλαστιχιτψ ον νευρονσ ανδ νετωορκσ το τηε βασιχ ρυλεσ
γοϖερνινγ ιτσ ινδυχτιον.