Mecanismos sinápticos del aprendizaje y la memoria

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Mecanismos sinápticos del aprendizaje y la memoria

  1. 1. Mecanismos sinápticos del aprendizaje y la memoria Tarija, Mayo 2010 sábado 29 de mayo de 2010
  2. 2. Mecanismos sinápticos del aprendizaje y la memoria Enrike G. Argandoña Tarija, Mayo 2010 sábado 29 de mayo de 2010
  3. 3. PLASTICIDAD Plasticidad sináptica Recuperación funcional tras una lesión neurogénesis en adultos reorganización de mapas corticales en función de las distintas experiencias sensoriales Cambios sinápticos asociados al aprendizaje s 16 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  4. 4. TEMA IV Plasticidad sináptica MECANISMOS 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. martes 16 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  5. 5. TEMA IV Plasticidad sináptica MECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDA 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 sábado 29 de mayo de 2010
  6. 6. TEMA IV Plasticidad sináptica MECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD Cambios en capacidad sináptica Reducción 50% Reasignación sináptica Convergencia sináptica Competencia sináptica Influencias modulatorias tes 16 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  7. 7. MECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD Cambios en capacidad sináptica Reducción 50% Reasignación sináptica Convergencia sináptica Competencia sináptica Influencias modulatorias Locus ceruleus (NA) Nucleos basales (ACh) martes 16 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  8. 8. TEMA IV MECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD Cambios en capacidad sináptica Si las neuronas pre y post-sinapticas estan activadas la sinapsis se refuerza Si la postsináptica está debilmente activada la sinapsis se debilita martes 16 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  9. 9. TEMA IV MECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD La plasticidad sináptica es un fenómeno excitatorio (Glutamato) NMDA (bloqueado por Mg+ + y ligado a canal Ca++) AMPA Na+ sábado 29 de mayo de 2010
  10. 10. TEMA IV MECANISMOS SINÁPTICOS DE PLASTICIDAD 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 martes 16 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  11. 11. martes 16 de junio mayo de sábado 29 de de 2009 2010
  12. 12. sábado 29 de mayo de 2010
  13. 13. APRENDIZAJE PROCEDURAL APRENDIZAJE PROCEDURAL Procedural memories amenable to Aprendizaje no asociativo investigation Nonassociative Learning Habituación Habituation Aprendemos a ignorar Learning to ignoresin significado estímulos stimulus that lacks meaning Sensitización Sensitization Aprendemos a amplificar la respuesta Learning to intensify response to stimuli es 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  14. 14. APRENDIZAJE PROCEDURAL APRENDIZAJE PROCEDURAL Aprendizaje asociativo ssociative Learning Condicionamiento Classical Conditioning: Pair clásico. Se combina an unconditional stimulus un estímulo incondicional US (UC) with a conditional con uno stimulus (CS) to get a condicional CS para conditioned response (CR) obtener una respuesta condicionada CR sábado 29 de mayo de 2010
  15. 15. Aprendizaje simple Habituación Sensibilización Aprendizaje condicionado Modificaciones estructurales en la memoria a largo plazo 18 sábado de 2009 de junio 29 de mayo de 2010
  16. 16. ANTECEDENTES HISTORICOS sábado 29 de mayo de 2010
  17. 17. ANTECEDENTES HISTORICOS Ramon y Cajal (1894) sábado 29 de mayo de 2010
  18. 18. ANTECEDENTES HISTORICOS Ramon y Cajal (1894) Hebb (1949) sábado 29 de mayo de 2010
  19. 19. ANTECEDENTES HISTORICOS Ramon y Cajal (1894) Hebb (1949) Bliss y Lømo (1973) sábado 29 de mayo de 2010
  20. 20. MECANISMOS SINÁPTICOS DEL edentes históricos APRENDIZAJE Y LA MEMORIA ANTECEDENTES HISTORICOS Antecedentes históricos y Cajal (1894) Ramon y Cajal (1894) Ramon y Cajal (1894) HebbHebb (1949) 949) (1949) Bliss Bliss y Lømo y Lømo (1973) (1973) ømo (1973) 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  21. 21. stóricosTEMASINÁPTICOS DEL MECANISMOS XVI edentes históricos históricos APRENDIZAJE Y LA MEMORIA ANTECEDENTES HISTORICOS MECANISMOS SINÁPTICOS DEL cedentes históricos APRENDIZAJE Y LA MEMORIA Antecedentes Antecedentes históricos y Cajal (1894) Ramon y Cajal y CajalCajal (1894) (1894) (1894) Ramon y Ramon y Cajal (1894) HebbHebb (1949) 949) (1949) 1949)y (1949) (1973) Hebb Bliss Bliss y Lømo Bliss y Lømo (1973) Lømo (1973) Lømo (1973) ømo (1973) ves 18 de junio de 2009 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  22. 22. APRENDIZAJE SIMPLE sábado 29 de mayo de 2010
  23. 23. APRENDIZAJE SIMPLE Aprendizaje simple APRENDIZAJE SIMPLE Eric Kandel Aplysia californica Eric Kandel Aplysia californica rtes 16 de junio de 2009 tes 16 de junio de 2009 ves 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  24. 24. APRENDIZAJE SIMPLE APRENDIZAJE SIMPLE Aprendizaje simple Aprendizaje simple APRENDIZAJE SIMPLE Eric Kandel Eric Kandel Aplysia californica Aplysia californica Eric Kandel Eric Kandel Aplysia californica Aplysia californica martes 2009 junio de 2009 martes 16 de rtes 16 de junio de 2009 junio de 2009 tes 16 de junio de 16 de junio de 2009 jueves 18 de ves 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  25. 25. APRENDIZAJE SIMPLE APRENDIZAJE SIMPLE Aprendizaje simple Aprendizaje simple APRENDIZAJE SIMPLE Eric Kandel Eric Kandel Eric Kandel Aplysia californica Aplysia californica Eric Kandel Eric Kandel Aplysia californica Aplysia californica martes 2009 junio de 2009 martes 16 de rtes 16 de junio de 2009 junio de 2009 tes 16 de junio de 16 de junio de 2009 jueves 18 de ves 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  26. 26. APRENDIZAJE SIMPLE APRENDIZAJE SIMPLE Aprendizaje simple Aprendizaje simple APRENDIZAJE SIMPLE Eric Kandel Eric Kandel Eric Kandel Aplysia californica californica Aplysia californica Aplysiacalifornica Eric Kandel Eric Kandel Aplysia Aplysia californica martes 2009 junio de 2009 martes 16 de rtes 16 de junio de 2009 junio de 2009 tes 16 de junio de 16 de junio de 2009 jueves 18 de ves 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  27. 27. MODELOS DE APRENDIZAJE EN INVERTEBRADOS Aprendizaje no asociativo en Aplysia Nonassociative Learning in Aplysia Reflejo retiradareflex Gill-withdrawal sifon Habituación Habituation eves 18 de juniode 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  28. 28. MODELOS DE APRENDIZAJE EN INVERTEBRADOS Nonassociative asociativo Aplysia Aprendizaje no Learning inen Aplysia (Cont’d) Habituation results from presynaptic modification at L7 en L7 Habituación consecuencia de modificación presinaptica ueves 18 de29 de mayo sábado junio de 2009 de 2010
  29. 29. MODELOS DE APRENDIZAJE EN INVERTEBRADOS Aprendizaje no asociativo en Aplysia (Cont’d) Nonassociative Learning in Aplysia La estimulacion eléctrica repetida ade una neurona sensorial Repeated electrical stimulation of sensory neuron leads lleva a progressively postsinápticoin the postsynaptic motor to a un potencial smaller EPSP menor en la motoneurona neuron sábado 29 de mayo de 2010
  30. 30. SIMPLE SYSTEMS: INVERTEBRATE MODELS OF LEARNING Nonassociative Aprendizaje no Learning in Aplysia asociativo en Aplysia (Cont’d) Reflejo de Sensitization of retirada del sifon the Gill- Withdrawal implica sinapsis Reflex involves L29 axoaxonic L29 synapse sábado 29 de mayo de 2010
  31. 31. MODELOS DE APRENDIZAJE EN INVERTEBRADOS Nonassociative Learning in Aplysia Aprendizaje no asociativo en Aplysia (Cont’d) La L29 libera serotonina que activa 5-HT released by L29 in response to la Adenilil ciclasa ligada a Proteina G head shock leads to G-protein del terminal sensorial adenylyl cyclase coupled activation of in sensory axon terminal. La producción del AMPc activa la PkA AMP production activates Cyclic protein kinase A. Los grupos fosfato se ligan al canal Phosphate groups attach to a de potasio cerrándolo potassium channel, causing it to close sábado 29 de mayo de 2010
  32. 32. MODELOS DE APRENDIZAJE EN INVERTEBRADOS Nonassociative Learning in Aplysiaen Aprendizaje no asociativo (Cont’d) Aplysia Effect of decreased potassium conductance in sensoryimplica la El descenso del K axon terminal entrada de mas iones de Calcio, aumentando la into More calcium ions admitted terminal and more transmitter liberacion del release neurotransmisor sábado 29 de mayo de 2010
  33. 33. MODELOS DE APRENDIZAJE EN INVERTEBRADOS Aprendizaje no asociativo Associative Learning in Aplysia en Aplysia Consicionamiento Classical conditioning: CS clasico: El EC initially produces no inicialmente no produce response but after respuesta, pero tras pairing with US, causes withdrawal acoplarlo con el END, causa retirada sábado 29 de mayo de 2010
  34. 34. MODELOS DE APRENDIZAJE EN INVERTEBRADOS The molecular del Bases moleculares basis for classical clásico en condicionamiento conditioning in Aplysia Aplysia el EC y el END Acoplando aumenta la activacion de la Pairing CS and US causesciclasa por la entrada adenilil greater activationterminal de Calcio al of adenylyl presináptico cyclase because CS admits Ca2+ into the presynaptic terminal sábado 29 de mayo de 2010
  35. 35. Sensibilización a corto plazo sábado 29 de mayo de 2010
  36. 36. Sensibilización a largo plazo sábado 29 de mayo de 2010
  37. 37. Aprendizaje condicionado sábado 29 de mayo de 2010
  38. 38. Aprendizaje condicionado sábado 29 de mayo de 2010
  39. 39. 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 sábado 29 de mayo de 2010
  40. 40. MODELOS DE APRENDIZAJE MODELOS DE APRENDIZAJE EN VERTEBRADOS EN VERTEBRADOS Synaptic Plasticity in the Hippocampus (Cont’d) Anatomy of the Hippocampus anatomia hipocampo jueves 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  41. 41. EN VERTEBRADOS MODELOS DE APRENDIZAJE Plasticity in the Hippocampus (Cont’d) EN VERTEBRADOS rties of LTP in CA1 LTP sábado 29 de mayo de 2010
  42. 42. MODELOS DE APRENDIZAJE MODELOS DE APRENDIZAJE ENVERTEBRADOS EN VERTEBRADOS Synaptic Plasticity in the Hippocampus (Cont’d) Plasticidad sinaptica en Mechanisms of LTP in CA1 Hipocampo Glutamate receptors mediate Mecanismos de LTP en CA1 excitatory synaptic transmission La trasmision excitatoria NMDA receptors and AMPA mediada por receptores de receptors Glutamato AMPA y NMDA jueves 18 de junio de 2009 sábado 29 de mayo de 2010
  43. 43. Potenciación a largo plazo sábado 29 de mayo de 2010
  44. 44. Potenciación a largo plazo sábado 29 de mayo de 2010
  45. 45. Potenciación a largo plazo Fase precoz sábado 29 de mayo de 2010
  46. 46. Potenciación a largo plazo Fase tardía sábado 29 de mayo de 2010
  47. 47. Potenciación a largo plazo Fase tardía sábado 29 de mayo de 2010
  48. 48. Potenciación a largo plazo sábado 29 de mayo de 2010
  49. 49. sábado 29 de mayo de 2010

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