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Potenciación a corto y largo plazo
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Potenciación a corto y largo plazo
La potenciación a largo plazo
potenciación a corto plazo
Es un proceso que ocurre en la membrana de la neurona que explica cómo es posible asentar los aprendizajes y cuáles son sus bases fisiológicas. El proceso se da cuando se repasa una información varias veces, haciendo que la neurona se sensibilice y que se vuelva más reactiva ante potenciales de acción más bajos, permitiendo recordar más fácilmente aquello que se haya aprendido.
El cerebro humano tiene la capacidad de almacenar información, tanto por breves períodos de tiempo, en la memoria a corto plazo, o de por vida, en la memoria a largo plazo.
La memoria a largo plazo ha sido asociada fundamentalmente con una estructura, cuya forma se asemeja a la de un caballito de mar: el hipocampo. Esta estructura cerebral se encuentra en el lóbulo temporal medial de ambos hemisferios, y es la que se encarga de la coordinación del almacenamiento de la información y la recuperación de los recuerdos.
Cómo se da
El proceso de memorización comienza cuando la información llega al giro dentado desde la corteza entorrinal. Los axones de las neuronas granulares proyectan sus axones a las células del área CA3, que a su vez proyectan la información a través de las denominadas colaterales de Schaffer a las células del campo CA1 y, desde allí, a través del subículo retorna la información a la corteza entorrinal.
Memoria
Todo este proceso es la potenciación a largo plazo, que se trata del proceso celular y molecular de la memoria. Esta potenciación a largo plazo implica la mejora duradera de la transmisión de señales entre dos neuronas tras una estimulación repetida. Este proceso ha sido mayormente estudiado en las sinapsis entre las colaterales de Schaffer y las neuronas del campo CA1.
Observando las sinapsis entre las células de CA3 y CA1 se revelan múltiples estructuras que se relacionan con la potenciación a largo plazo.
Cuando un potencial de acción viaja a lo largo del axón presináptico de las colaterales de Schaffer se produce la liberación de glutamato, neurotransmisor el cual se fusiona con los receptores AMPA y NMDA. Cuando ese estímulo electroquímico es de baja potencia, la cantidad de glutamato que se libera es baja.
Los receptores AMPA se abren y una pequeña cantidad de sodio entra en la neurona, haciendo que se produzca una pequeña despolarización, esto es, aumenta la carga eléctrica de la neurona. El glutamato también se une a los receptores NMDA, pero ningún ión será capaz de traspasarlo debido a que el ión de magnesio sigue bloqueándolo.
Cuando la señal recibida es pequeña, la respuesta postsináptica no es suficiente para lograr la salida del ión magnesio, por lo que no se da la potenciación a largo plazo. Esto es una situación que se puede dar, por ejemplo, cuando se ha estado estudiando por muy poco tiempo. No se han activado una alta frecuencia de potenciales de acción al haberse estudiado tan poco, con lo cual no se ha inducido a este proceso de retención del conocimiento.
En cambio, cuando se da una alta frecuencia de potenciales de acción, viajando por los axones colaterales de Schaffer, se libera una mayor cantidad de glutamato en el espacio sináptico. Esto sí que se puede conseguir si se estudia más, dado que se fomenta una mayor frecuencia en los potenciales de acción. El glutamato se unirá a los receptores de AMPA, haciendo que entre una mayor cantidad de sodio al interior de la neurona gracias a que el canal permanece abierto durante más tiempo.
Fortalecimiento
Fortalecimiento de las sinapsis
La potenciación a largo plazo es un proceso que implica que se fortalezca la conexión entre dos neuronas. La introducción de calcio al interior de la neurona postsináptica actúa como un segundo mensajero, activando múltiples procesos intracelulares. El incremento de calcio lleva a dos procesos que intervienen en la potenciación a largo plazo: la fase temprana y la fase tardía.
Fase temprana
Durante la fase temprana el calcio se fusiona con sus proteínas de fusión, causando la inserción de nuevos canales de AMPA en la membrana celular de la sinapsis entre las células del campo CA1 y CA3.
Estos nuevos receptores AMPA estaban almacenados en el interior de la neurona, y solo se liberan gracias al influjo de calcio que procede del receptor NMDA. Gracias a esto, los canales AMPA estarán disponibles en futuras conexiones sinápticas. Los cambios inducidos durante la fase temprana solo duran unas pocas horas.
Fase tardía
Durante la fase tardía, se da una entrada mayor de calcio, lo cual provoca que se activen factores de transcripción genética que hacen que se sinteticen nuevas proteínas. Algunas de estas proteínas acabarán siendo nuevos receptores AMPA, que serán insertados en la membrana neuronal.
Además, se da un incremento en la síntesis de proteínas de factor de crecimiento, que llevan al crecimiento de nuevas sinapsis y son la base de la plasticidad sináptica. Así, de esta manera, el cerebro cambia conforme se va a prendiendo.
Estas sinapsis se forman entre las neuronas de CA1 y CA3, permitiendo una conexión más fuerte. Los cambios de la fase tardía son más duraderos, yendo desde las 24 horas a toda la vida.