Omówię, jak stymulacje o wysokiej częstotliwości mogą wpływać na równowagę wzbudzającą/hamującą i długotrwałą plastyczność w rozproszonych sieciach korowych i podkorowych. Wpływ tych zmian na funkcjonowanie mózgu będzie również badany.
Ważne jest określenie, co oznacza równowaga wzbudzająca/hamująca. Wzbudzenie odnosi się do aktywności neuronów, które promują przenoszenie neuronów, podczas gdy hamowanie odnosi się do aktywności, która go zapobiega. W kontekście mózgu neurony wzbudzające i hamujące współpracują w celu regulacji sygnalizacji nerwowej. Gdy jest zbyt wiele sygnałów wzbudzających bez wystarczającego hamowania, drgawki skutkują. Odwrotnie, gdy sygnały wzbudzenia są zbyt małe, wyniki paraliżu.
Długoterminowa plastyczność to zdolność neuronów do zmiany ich właściwości w czasie w odpowiedzi na zmieniające się warunki. Zjawisko to pozwala mózgowi uczyć się i dostosowywać do nowych doświadczeń. Sieci korowe i podkorowe są połączone poprzez synapsy, które pozwalają neuronom komunikować się ze sobą. Połączenia te są wzmacniane lub osłabiane w zależności od częstotliwości i czasu stymulacji. Powtarzająca się stymulacja wysokiej częstotliwości może zmienić zarówno równowagę wzbudzającą/hamującą, jak i długotrwałą plastyczność w sieciach korowych i podkorowych.
Pierwsza część artykułu zbada, w jaki sposób powtarzająca się stymulacja wysokiej częstotliwości zmienia równowagę wzbudzającą/hamującą w sieciach korowych i podkorowych. Badania wykazały, że ten rodzaj stymulacji może zwiększyć liczbę receptorów glutaminianu na błonie postsynaptycznej, co prowadzi do zwiększonego prawdopodobieństwa wypalenia neuronów. Efekt ten może prowadzić do przesunięcia w kierunku większej wzbudzenia i zmniejszenia zdolności sieci do kontrolowania własnej działalności. Druga sekcja zbada, w jaki sposób powtarzająca się stymulacja wysokiej częstotliwości wpływa na długoterminową plastyczność w tych samych sieciach. Badania wykazały, że ten rodzaj stymulacji może zwiększyć siłę synaptyczną, prowadząc do zmian w wydajności i niezawodności komunikacji neuronowej.
Trzecia sekcja zbada wpływ tych zmian na funkcjonowanie mózgu. W przypadku zmiany równowagi wzbudzenia/hamowania i długoterminowej plastyczności mózg może być bardziej podatny na napady drgawkowe lub paraliż.
Zmiany te mogą zakłócać procesy poznawcze, takie jak uczenie się i tworzenie pamięci.
Zrozumienie, jak powtarzające się stymulacje wysokiej częstotliwości wpływają na równowagę pobudzenia/hamowania oraz długotrwałą plastyczność ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych metod leczenia zaburzeń neurologicznych, takich jak padaczka i choroba Parkinsona.
Jak powtarzające się stymulacje wysokiej częstotliwości zmieniają równowagę wzbudzającą/hamującą i długotrwałą plastyczność w rozproszonych sieciach korowych i podkorowych?
Wykazano, że wielokrotne stymulacje wysokiej częstotliwości zwiększają transmisję synaptyczną poprzez zwiększenie liczby receptorów neuroprzekaźników na neuronach postsynaptycznych, a także zwiększają prawdopodobieństwo uwalniania presynaptycznego. Powoduje to zwiększenie ogólnego pobudzenia sieci i wiąże się ze zwiększoną formacją uczenia się i pamięci.