mecanismos sinápticos del aprendizaje y la memoria

Mecanismos sinápticos del aprendizaje y la memoria

Tarija, Mayo 2010

sábado 29 de mayo de 2010

Enrike G. Argandoña

Mecanismos sinápticos del aprendizaje y la memoria

Tarija, Mayo 2010


TEMA VMECANISMOS SINÁPTICOS DE

PLASTICIDAD

Recuperación funcional tras una lesión

neurogénesis en adultos

reorganización de mapas corticales en función de las distintas experiencias sensoriales

Cambios sinápticos asociados al aprendizaje

martes 16 de junio de 2009

Plasticidad sináptica


TEMA IVMECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD

Proceso activo de readaptación frente a las condiciones cambiantes del medio

Cambios en el número o eficacia de las sinapsis o cambios en las características neuronales intrínsecas de una o varias neuronas de la vía a través de la cual llegan las aferencias

Cambios en la eficacia sináptica están, en parte, mediados por la acción de neurotrofinas (BDNF, IGF-I)

Cambios en la eficacia sináptica estabilizan las conexiones de una determinada vía aferente una vez que éstas alcanzan su ‘diana’ constituyendo un sustrato morfológico para el aprendizaje y la memoria.


Plasticidad sináptica


Plasticidad sinápticaTEMA IVMECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD

Previo a la experiencia, se forman las vías mediante:

Axones alcanzan la estación relay

Axones alcanzan capa IV cortical

Se forman conexiones aleatorias

Posteriormente se produce el desarrollo influido por la experiencia

Muerte celular programada (neurotrofinas)

Cambios en capacidad sináptica

martes 16 de junio de 2009sábado 29 de mayo de 2010

Plasticidad sinápticaTEMA IVMECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD


Reducción 50%

Reasignación sináptica

Convergencia sináptica

Competencia sináptica

Influencias modulatorias


TEMA IV MECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD


Reducción 50%

Reasignación sináptica

Convergencia sináptica

Competencia sináptica

Influencias modulatorias

Locus ceruleus (NA)

Nucleos basales (ACh)





Si las neuronas pre y post-sinapticas estan activadas la sinapsis se refuerza

Si la postsináptica está debilmente activada la sinapsis se debilita



TEMA IVMECANISMOS SINÁPTICOS DE

PLASTICIDAD

La plasticidad sináptica es un fenómeno excitatorio (Glutamato)

NMDA (bloqueado por Mg++ y ligado a canal Ca++)

AMPA Na+



LTP

La entrada de Ca++ via NMDA inserta receptores AMPA reforzando la sinapsis

Las sinapsis se dividen aumentando su número

Durante el desarrollo predominan los receptores NMDA

LTD

El descenso del Ca++ debilita la sinapsis interiorizando los recptores AMPA



APRENDIZAJE PROCEDURAL

Aprendizaje no asociativo

Habituación

Aprendemos a ignorar estímulos sin significado

Sensitización

Aprendemos a amplificar la respuesta


Procedural memories amenable to investigation

Nonassociative Learning

Habituation

Learning to ignore stimulus that lacks meaning

Sensitization

Learning to intensify response to stimuli

jueves 18 de junio de 2009



Aprendizaje asociativo

Condicionamiento clásico. Se combina un estímulo incondicional US con uno condicional CS para obtener una respuesta condicionada CR


Associative Learning

Classical Conditioning: Pair an unconditional stimulus (UC) with a conditional stimulus (CS) to get a conditioned response (CR)



Aprendizaje simple

Habituación

Sensibilización

Aprendizaje condicionado

Modificaciones estructurales en la memoria a largo plazo

jueves 18 de junio de 2009sábado 29 de mayo de 2010

ANTECEDENTES HISTORICOS



Ramon y Cajal (1894)




Hebb (1949)




Hebb (1949)

Bliss y Lømo (1973)




Hebb (1949)


TEMA XVIMECANISMOS SINÁPTICOS DEL APRENDIZAJE Y LA MEMORIA

Antecedentes históricosAntecedentes históricos


Hebb (1949)



Hebb (1949)






Hebb (1949)





Hebb (1949)



Hebb (1949)






Hebb (1949)


Antecedentes históricos


Hebb (1949)

Bliss y Lømo (1973) Ramon y Cajal (1894)

Hebb (1949)




APRENDIZAJE SIMPLE


APRENDIZAJE SIMPLEAPRENDIZAJE SIMPLE

Aprendizaje simple

Eric Kandel Aplysia californica


Aprendizaje simple







Aprendizaje simple



Aprendizaje simple





APRENDIZAJE SIMPLEAprendizaje simple



Aprendizaje simple







Aprendizaje simple



Aprendizaje simple








Aprendizaje simple





Eric Kandel



Aprendizaje simple



Aprendizaje simple








Aprendizaje simple







Nonassociative Learning in Aplysia

Gill-withdrawal reflex

Habituation

MODELOS DE APRENDIZAJE EN INVERTEBRADOS


Aprendizaje no asociativo en Aplysia

Reflejo retirada sifon

Habituación



Nonassociative Learning in Aplysia (Cont’d)

Habituation results from presynaptic modification at L7



Habituación consecuencia de modificación presinaptica en L7




Repeated electrical stimulation of a sensory neuron leads to a progressively smaller EPSP in the postsynaptic motor neuron



La estimulacion eléctrica repetida de una neurona sensorial

lleva a un potencial postsináptico menor en la motoneurona


SIMPLE SYSTEMS: INVERTEBRATE MODELS OF LEARNING


Sensitization of the Gill-Withdrawal Reflex involves L29 axoaxonic synapse


Aprendizaje no

asociativo en Aplysia

Reflejo de

retirada del sifon

implica sinapsis

L29




5-HT released by L29 in response to head shock leads to G-protein coupled activation of adenylyl cyclase in sensory axon terminal.

Cyclic AMP production activates protein kinase A.

Phosphate groups attach to a potassium channel, causing it to close



La L29 libera serotonina que activa

la Adenilil ciclasa ligada a Proteina G

del terminal sensorial

La producción del AMPc activa la

PkA

Los grupos fosfato se ligan al canal

de potasio cerrándolo




Effect of decreased potassium conductance in sensory axon terminal

More calcium ions admitted into terminal and more transmitter release


Aprendizaje no asociativo en

Aplysia

El descenso del K implica la

entrada de mas iones de

Calcio, aumentando la

liberacion del

neurotransmisor


Associative Learning in

Aplysia

Classical conditioning: CS initially produces no response but after pairing with US, causes withdrawal



Aprendizaje no asociativo

en Aplysia

Consicionamiento

clasico: El EC

inicialmente no produce

respuesta, pero tras

acoplarlo con el END,

causa retirada


The molecular basis for classical conditioning in

Aplysia

Pairing CS and US causes greater activation of adenylyl cyclase because CS admits Ca2+ into the presynaptic terminal



Bases moleculares del

condicionamiento clásico en

Aplysia

Acoplando el EC y el END

aumenta la activacion de la

adenilil ciclasa por la entrada

de Calcio al terminal

presináptico


Sensibilización a corto plazo



Sensibilización a largo plazo



Aprendizaje condicionado



MODELOS DE APRENDIZAJE EN VERTEBRADOS

Plasticidad sinaptica en Hipocampo

LTP yLTD clave para formr memorias

Bliss y Lomo

Estimulación a alta frecuencia de vía excitatoria

Preparacion en rodaja, estudio de LTP y LTD


anatomia hipocampo


Synaptic Plasticity in the Hippocampus (Cont’d)

Anatomy of the Hippocampus


jueves 18 de junio de 2009sábado 29 de mayo de 2010

LTP

MODELOS DE APRENDIZAJE EN VERTEBRADOSSynaptic Plasticity in the Hippocampus (Cont’d)

Properties of LTP in CA1


jueves 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010


Synaptic Plasticity in the Hippocampus (Cont’d)

Mechanisms of LTP in CA1

Glutamate receptors mediate excitatory synaptic transmission

NMDA receptors and AMPA receptors



Plasticidad sinaptica en

Hipocampo

Mecanismos de LTP en CA1

La trasmision excitatoria

mediada por receptores de

Glutamato AMPA y NMDA


Potenciación a largo plazo




Fase precoz



Potenciación a

largo plazo

Fase tardía



mecanismos sinápticos del aprendizaje y la memoria

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