Neurobiología del Aprendizaje y la Memoria, 2ª Parte, de Burgos

Neurobiología del Aprendizaje y la Memoria

TEMA 7 NEUROBIOLOGÍA DEL APRENDIZAJE Y LA MEMORIA. 2ª PARTE PSICOLOGÍA FISIOLÓGICA O 0 0 0 MARÍA JESÚS SÁNCHEZ GONZÁLEZ BURGOS 2023-2024

PLP y DLP: Activación y Equilibrio

D 0 0 aPLP y DLP El flujo de Ca2+ desencadena la PLP a través de la activación de proteínas kinasas, como la Ca2+/calmodulina kinasa II. Y procesos inversos, como la activación de fosfatasas, son los responsables de la DLP, la cual depende de una proteína fosfatasa dependiente de Ca2+ y calmodulina, la calcineurina, que se activa por una entrada moderada de Ca2+. Un equilibrio entre kinasas y fosfatasas controlaría la eficacia sináptica

Balance entre Protein-Quinasas y Fosfatasas

EL BALANCE ENTRE PROTEINQUINASAS Y FOSFATASAS PROTEIN-QUINASAS HFS Glutamate 0 0 0 DLP Phosphoprotein PLP 0 LES via NMDA receptors Dendritic spine & (Ca 1550Mm) PROTEIN-FOSFATASAAlois Alzheimer y el acúmulo anómalo de la proteína ß-amiloide.

Deterioro Cognitivo y Proteína Beta-Amiloide

El diagnóstico de este tipo de demencia requiere de la visualización de las placas amiloides y ovillos neurofibrilares post-mortem, pero el deterioro cognitivo comienza mucho antes. Existe una tendencia a pensar que los acúmulos de proteína B- amiloide son los responsables de los problemas iniciales de memoria, ya que éstos interfieren con los mecanismos celulares de la PLP y de la DLP. Según parece, los oligómeros amiloides inhiben la PLP e inducen cambios similares a los que desencadena en la DLP.

Efectos de los Oligómeros Amiloides en la Memoria

Normal Alzheimer marañas neurofibrilares Deurona placas amiloides Beta-Amyloid Enzymes¿Cómo lo hacen? Los oligómeros de Amiloide inducen una sobreactividad de la calcineurina, que defosforila e inactiva a la CaMKII. La inhibición de la actividad de la CaMKII en las espinas dendríticas, junto con la internalización de los receptores AMPA, son los procesos iniciales que desencadenan los problemas mnemicos característicos de la demencia tipo Alzheimer. Se cree que estos cambios son la base del deterioro cognitivo temprano observado en estos individuos. Se generan sinapsis más débiles que tienen dificultad para la generación de PLP, ya que los oligómeros amiloides activan los receptores de glutamato metabotrópicos (mGlu) que conducen a la internalización de los receptores AMPA y a la DLP, lo que contribuye negativamente a la posible inducción de PLP.

Etiquetado y Captura Sináptica (STC)

Plasticidad Sináptica y Consolidación de la Información

Etiquetado y captura sináptica o STC La plasticidad sináptica indica que las sinapsis son flexibles o maleables. Recibimos mucha información poco relevante cada día y la mayor parte es desechada. Inicialmente esta información es retenida en el hipocampo, y una pequeña proporción de esta información polimodal es consolidada en estructuras cerebrales relativas a la memoria de asociación. Muchos recuerdos se pueden hacer resistentes al olvido si están asociados temporalmente a situaciones con una alta carga emocional (amenazantes), con contextos "novedosos" o inesperados; y esas situaciones hacen que la información trivial poco relevante se transforme en memoria a largo plazo.

Fases de la Plasticidad Sináptica: Temprana y Tardía

La plasticidad sináptica y sus dos formas PLP y DLP, pueden existir, en dos fases o formas: Una Temprana (PLP/DPL transitoria) Una Tardía (PLP/DLP perseverante) Se diferencian -Los mecanismos que las desencadenan, -Las moléculas clave involucradas, -La dependencia de la síntesis de proteínas requerida para que la PLP tardía tenga lugar (fundamental) CLa PLP temprana (fortalecimiento sináptico que decae con el tiempo) es independiente de la síntesis de proteínas y los cambios que conllevan PLP temprana solo generan un aumento transitorio de la eficacia sináptica. La PLP tardía genera aumento duradero de la fuerza sináptica (6-10 h) y es debido a activación de cascadas de señalización intracelular en las sinapsis potenciadas que a su vez, dan lugar a la expresión y síntesis de proteínas. Las proteínas sintetizadas en las sinapsis potenciadas son las responsables de la estabilización del fortalecimiento sináptico. A los "actores y actrices" que intervienen en este complejo proceso, se les llama "productos relacionados con la plasticidad" o PRP. La LTP o PLP temprana y la LTP o PLP tardía son los correlatos celulares de la memoria a corto y a largo plazo, respectivamente. La tecnología nos permite saber que la PLP tardía es consecuencia de dos procesos: "plasticidad funcional" que está asociada con el aumento en el número de receptores AMPA y "plasticidad estructural" relativo al incremento en el tamaño de la espina dendrítica

Mecanismo de Etiquetado y Captura Sináptica

¿Cómo la NEURONA puede asegurarse del envío de ARN mensajeros específicos desde el soma celular a las estructuras sinápticas donde va a tener lugar el fortalecimiento sináptico? Una posible solución es lo que se conoce como etiquetado y captura sináptica o STC. Primera fase de MARCADO o Etiquetado al entrar Ca++ en la espina dendrítica postsináptica. Segunda fase una fuerte activación o estimulación de una sinapsis en la misma neurona postsináptica provocaría la síntesis de PRP. Cuando la espina "marcada" captura los PRP (productos relacionados con la plasticidad) sintetizados en el soma a consecuencia del evento fuerte, la PLP temprana se transforma en PLP tardía. Proteínas quinasas Esto permite la conversión del fortalecimiento lábil en un fortalecimiento sináptico estable y de larga duración, es decir, se establece una PLP tardía, una forma más duradera que la PLP temprana.

Requisitos y Base del Aprendizaje Asociativo

El principal requisito para que se produzca el mecanismo de etiquetado y captura sináptica es que el PRP sea "capturado" por las sinapsis marcadas dentro de una ventana de tiempo crítica alrededor del estímulo que induce el etiquetado. Marcado CAPTURA Proteínas PRP "Si las sinapsis que codifican una memoria débil (LTP temprana), se activan en una ventana temporal donde confluya otras sinapsis con una fuerte activación (necesaria para inducir la síntesis de PRP), las sinapsis débiles pueden "capturar" los PRP y evitar que la memoria débil decaiga con el tiempo. Y esto constituye la base del aprendizaje asociativo, en el que los recuerdos a corto plazo, cuando se asocian con un recuerdo a largo plazo, pueden reforzarse, dando lugar a su perseverancia"

Hipótesis del Etiquetado y Captura Sináptica (STC)

La hipótesis del etiquetado y captura sináptica (STC), nos explican cómo el núcleo de la neurona puede hacer llegar esos requerimientos proteicos a la sinapsis. MARCADO 1º, la espina dendrítica de neurona postsináptica es activada por la neurona presináptica lo que conlleva la entrada de Ca2+ en la espina dendrítica, así ésta queda "marcada" (fase temprana de la PLP). El estado "marcado" o "etiquetado" sinaptico es un estado temporal de la espina, que no dura más de 90 minutos. (Aunque este modelo se aplicaria tanto a la PLP como a la DLP, el marcaje viene dado por las moléculas necesarias para tal marcaje, es decir, la CaMKII para la potenciación, y la calcineurina para la depresión). CAPTURA 2º, una fuerte activación o estimulación de una sinapsis en la misma neurona postsináptica provocaría la síntesis de PRP ("productos relacionados con la plasticidad“) Cuando la espina "marcada" captura los PRP sintetizados en el soma a consecuencia del evento fuerte, la PLP temprana se transforma en PLP tardía. 2 . Proteinas quinasas

Transformación de la Memoria: Etiquetado Conductual

La transformación de la memoria a corto plazo (hipocámpica) en memoria a largo plazo (cortical). El paso o transformación de una memoria a corto plazo (hipocampal) en memoria a largo plazo (cortical) ocurre por un proceso denominado etiquetado conductual, que no deja de ser un compendio o resumen del etiquetado sináptico descrito anteriormente Apple Assembly Banana Assembly 0 0 O 1 0 = Active : 0 = Inactive El marcaje o etiquetado conductual es la transformación de una memoria a corto plazo inducido por un estímulo débil, en memoria a largo plazo debido a una asociación temporal con un estímulo nuevo que tiene lugar en un lapso determinado. Esta transformación es igualmente dependiente de la síntesis de proteínas. La exposición a la novedad proporciona PRP, que estabiliza el rastro de memoria lábil (corto plazo)

Conclusiones sobre Plasticidad Neural y Memoria

1. Los cambios celulares que subrayan a la plasticidad neural implican cambios en la fuerza de las conexiones sinápticas como lo propuso Cajal hace más de un siglo.
2. La idea de que la fuerza sináptica cambia durante el aprendizaje y la memoria fue redefinida por Hebb: las modificaciones sinápticas tienen lugar como consecuencia de la coincidencia de la actividad sináptica tanto de la neurona presináptica como de la postsináptica.
3. La PLP es uno de los modelos celulares más atractivos, hoy en día, para explicar los procesos celulares que subyacen al aprendizaje y la memoria.
4. La hipótesis del marcaje y la captura sináptica (STC) de la PLP tardía afirma que las sinapsis "marcadas" tras el momento de la inducción son capaces de capturar las proteínas relacionadas con la plasticidad" (PRP). La interacción entre ambas es esencial para estabilizar el proceso de la potenciación.

Estructura Neuronal y Almacenamiento de Información

.C C.U MEMORIA La estructura de las neuronas, con dendritas y axones, permite la transmisión de señales electroquímicas y la integración de las múltiples señales que recibe. Se produce información El almacenamiento de la información es consecuencia de los cambios que tienen lugar en las neuronas como resultado de la actividad de éstas al registrar una nueva información. Esta propiedad, se conoce como plasticidad, y conlleva cambios funcionales y estructurales en respuesta a estímulos tanto internos como externos. Por lo tanto, gracias a la plasticidad pueden cambiar nuestros pensamientos, comportamientos y sentimientos. 78992

Aprendizaje, Memoria y Engramas

MEMORIA El aprendizaje es el proceso neurobiológico por el cual adquirimos información, mientras que la memoria es el proceso por el que, una vez adquirida, somos capaces de utilizarla o evocarla. Ambos procesos, aprendizaje y memoria subyacen en el circuito neural del engrama. El engrama es el circuito neuronal, que se activa ante la percepción de determinada información ENGRAMAS Si la memoria es la capacidad de un individuo para adquirir, almacenar y recuperar información y, el sustrato físico de los recuerdos en nuestros cerebros se conoce como traza de memoria o "engrama" (sustrato físico de la memoria) ¿cómo, las experiencias que adquirimos, se transforman en nuestros cerebros en engramas o trazas de memoria que, además, persisten en el tiempo? O MARCAS DE LOS RECUERDOS EN EL CEREBRO LEVA VIGE