Кратковременная синаптическая пластичность

Синаптическая передача — динамический процесс: постсинаптические ответы усиливаются и ослабевают по мере изменения пресинаптической активности. Эта характерная особенность химической синаптической передачи существенно определяет свойства ответов синапсов, а значит, и то, на какие стимулы реагируют нейронные сети и какие паттерны активности они генерируют. В этом обзоре рассматриваются изменения синаптической передачи, обусловленные предшествующей активностью изучаемого синапса; обзор ограничен кратковременными эффектами, продолжающимися не более нескольких минут. Различные формы усиления синаптической передачи — фасилитацию, аугментацию и посттетаническую потенциацию — обычно связывают с остаточным повышением внутриклеточной концентрации Ca²⁺ в пресинаптическом окончании. Оно воздействует на одну или несколько молекулярных мишеней, по-видимому, отличных от секреторного пускового механизма, обеспечивающего быстрый экзоцитоз и фазическое высвобождение нейромедиатора в ответ на одиночный потенциал действия. Мы рассматриваем доказательства в пользу этой гипотезы, происхождение различных кинетических фаз усиления синаптической передачи, а также интерпретацию статистических изменений высвобождения нейромедиатора и роль других факторов, таких как изменение пресинаптического входа Ca²⁺ или постсинаптической внутриклеточной концентрации Ca²⁺. Во многих синапсах преобладает синаптическая депрессия, а не усиление передачи. Депрессию обычно связывают с истощением некоторого пула везикул, готовых к высвобождению; в обзоре обсуждаются различные варианты модели истощения. Депрессия также может возникать вследствие обратной активации пресинаптических рецепторов и постсинаптических процессов, например десенситизации рецепторов. Кроме того, кратковременной синаптической пластичности могут способствовать взаимодействия между глией и нейронами. В заключение мы обобщаем данные недавних исследований предполагаемых молекулярных участников синаптической пластичности, а также эффекты генетических манипуляций и других модулирующих факторов.