Explicit minne

Figure 51: Översikt över hippocampala signalvägar och en experimentuppställning för att mäta LTP i Schafferkollateralsignalvägen

Hippocampus har tre huvudsakliga signalvägar (se figur 51 :

1. Perforanta signalvägen - från entorhinala kortex till granulacellerna i gyrus dentatus
2. Mossfibersignalvägen - granulacellernas axoner som projicerar på pyramidcellerna i CA3
3. Schafferkollateralsignalvägen - består av excitatoriska kollateraler från pyramidcellerna i CA 3 till pyramidcellerna i CA1

Samtliga dessa signalvägar har en stor integrativ verkan, d v s en kort tåg av aktionspotentialsignaler resulterar i markant ökad amplitud i postsynaptiska signaler. Detta fenomen kallas LTP, Long Term Potentiation. Mekanismen bakom skiljer sig något åt mellan de olika hippocampala signalvägarna.

I mossfibersignalvägen sker LTP genom att Ca $^\textrm{2+}$-inflöde aktiverar calmodulin som sedan startar samma reaktionsväg som vid sensoriska neuroner vid associativ inlärning. Dessutom kan LTP i mossfiber reglerars genom modulation av noradrenerga och $\beta$-adrenerga receptorer. Själva signaleringen från mossfiberna till deras målceller sker via glutamat.

I Schafferkollateralsignalvägen utsöndrar kollateralerna glutamat som signalsubstans. Denna signalväg skiljer sig dock från mossfibernsignalvägen på framförallt två punkter:

• LTP i Schafferkollateralsignalvägen kräver kooperativitet d v s samtidig aktivering av flera afferenter. Detta beror på att NMDA-receptorn kräver en viss postsynaptisk potential för att vara aktiv då den Mg $^\textrm{2+}$-jon som täcker för jonkanalen i denna då släpper och Ca $^\textrm{2+}$-inflöde kan då äga rum. Ca $^\textrm{2+}$ ökar sedan den synaptiska transmissionen genom att aktivera Ca $^\textrm{2+}$/calmodulin-beroende proteinkinas, PKC, PKA och proteinkinaset fyn, se figur 52.
• För det andra så krävs åtföljande aktivitet i post- och presynaptiska celler; för att Ca $^\textrm{2+}$ skall flöda in i postsynaptiska cellen krävs en stark presynaptisk aktivitet.

Det verkar även föreligga en retrograd signal från postsynaptisk neuron till presynaptisk neuron. Denna verkar utgöras av NO (kvävemonoxid).

Figure 52: Tidig och sen LTP

Precis som minneslagring så har LTP faser, se figur 52. Ett tåg av aktionspotentialer producerar tidig LTP som varar i 1-3 timmar medan fyra eller fler tåg inducerar en mer varaktig LTP kallad sen LTP. Denna varar mer än 24 h och inbegriper protein- och RNA-syntes.

Under tidig LTP sker en funktionell förändring, nämligen att sannolikheten för transmitterfrisläppning ökar utan att någon strukturell förändring sker. Under LTP sker dock en tillväxt av nya release-lokaler presynaptiskt samt nya postsynaptiska receptorkluster.

Experiment har visat att LTP i Schafferkollateralsignalvägen är viktigt för spatiellt minne. Vidare påverkar interferens i komponenter gemensamma för såväl sen som tidig LTP både korttidsminne och långtidsminne. Interferens med endast komponenter vilken sen LTP sker påverkar dock endast konsolidering av långtidsminne.