انعطافپذیری وابسته به تجربه
انعطافپذیری وابسته به تجربه، ظرفیت مدارهای عصبی برای تغییر ساختار و عملکرد خود در پاسخ به تجربه، یادگیری و استفاده است. الگوهای فعالیت، قدرت سیناپسها را تنظیم کرده و اتصالپذیری را بازآرایی میکنند، که به مغز اجازه میدهد اطلاعات را ذخیره کند، با محیط در حال تغییر سازگار شود و پس از تغییر ورودی، خود را سازماندهی مجدد کند. این فرآیند در طول زندگی ادامه دارد، اگرچه دامنه آن در اوایل رشد بیشترین میزان را دارد.
Definition
انعطافپذیری وابسته به تجربه، اصلاح مبتنی بر فعالیت در قدرت سیناپسی، اتصالپذیری و ساختار مدار در پاسخ به تجربه یک ارگانیسم است که زیربنای یادگیری، حافظه و سازماندهی مجدد تطبیقی سیستم عصبی را تشکیل میدهد.
Scope
این موضوع به چگونگی تغییر سیناپسها و مدارها توسط فعالیت و تجربه میپردازد: تقویت و تضعیف اتصالات، بازسازی ساختاری سیناپسها و دندریتها، و نحوه شکلگیری نقشههای قشری توسط تجربه حسی. این یک مدخل مرجع علوم پایه است و با انعطافپذیری دوره بحرانی و بازیابی ناشی از توانبخشی، که مدخلهای خاص خود را دارند، متفاوت است، اگرچه با آنها مرتبط است.
Core questions
- چگونه فعالیت عصبی الگودار، قدرت اتصالات سیناپسی را تغییر میدهد؟
- چگونه تجربه، نقشههای قشری و ساختار مدار را بازآرایی میکند؟
- چه چیزی انعطافپذیری وابسته به تجربه مادامالعمر را از انعطافپذیری دوره بحرانی محدود به زمان متمایز میکند؟
- چگونه تغییرات انعطافپذیر تثبیت میشوند تا یادگیری پایدار بماند؟
Key concepts
- انعطافپذیری سیناپسی
- پتانسیلسازی و افسردگی طولانیمدت
- انعطافپذیری هبی
- بازسازماندهی نقشه قشری
- انعطافپذیری ساختاری دندریتها و سیناپسها
- تصفیه وابسته به فعالیت
Mechanisms
تجربه عمدتاً با تنظیم قدرت سیناپسی، مدارها را تغییر میدهد: فعالیت هماهنگ پیشسیناپسی و پسسیناپسی میتواند منجر به تقویت طولانیمدت (پتانسیلسازی طولانیمدت) یا تضعیف (افسردگی طولانیمدت) اتصالات شود که مبنای سلولی یادگیری را فراهم میکند. این تغییرات با بازسازی ساختاری، از جمله رشد، عقبنشینی و تثبیت خارهای دندریتی و آربورهای آکسونی همراه است. در طول رشد، چنین فرآیندهای وابسته به فعالیت، سیمکشیهای اولیه نامشخص را اصلاح میکنند، به طوری که همان مکانیسمهایی که تجربه را ذخیره میکنند، در وهله اول به ساخت مدارها نیز کمک میکنند (Katz & Shatz, 1996). هنگامی که فعالیت الگودار تغییر میکند، مانند محرومیت حسی، بازنماییهای قشری سازماندهی مجدد میشوند، که نشان میدهد نقشهها به طور مداوم توسط ورودی شکل میگیرند (Wiesel & Hubel, 1963).
Clinical relevance
انعطافپذیری وابسته به تجربه، اساس بیولوژیکی یادگیری و درمانهای مبتنی بر بازیابی است و اختلال در تنظیم آن در چندین بیماری عصبی و روانپزشکی نقش دارد. این مدخل مکانیسم را به عنوان یک ماده مرجع توصیف میکند و مبنایی برای تشخیص یا درمان فردی نیست.
Evidence & guidelines
این موضوع از الکتروفیزیولوژی سلولی، تصویربرداری درونتنی (in vivo) و مطالعات سطح سیستم در قشر حسی بهره میبرد. شواهد بنیادی شامل کشف پتانسیلسازی طولانیمدت به عنوان افزایش پایدار و ناشی از فعالیت در قدرت سیناپسی (Bliss & Lomo, 1973) و اثبات اینکه تجربه حسی پاسخهای قشری را بازآرایی میکند (Wiesel & Hubel, 1963) است.
History
این ایده که فعالیت همزمان اتصالات را تقویت میکند، در اواسط قرن بیستم به عنوان یک قانون یادگیری مطرح شد و با کشف پتانسیلسازی طولانیمدت در هیپوکامپ (Bliss & Lomo, 1973) مبنای فیزیولوژیکی پیدا کرد. به موازات آن، مطالعات سیستم بینایی نشان داد که تجربه نقشههای قشری را بازآرایی میکند و انعطافپذیری وابسته به تجربه را به عنوان یک ویژگی عمومی مغز، نه فقط یک سیستم خاص، تثبیت کرد.
Debates
- انعطافپذیری قشری در بزرگسالان تا چه حد بازتاب اتصالات جدید است در مقابل آشکارسازی اتصالات موجود؟
- بازسازماندهی نقشههای قشری در بزرگسالان میتواند ناشی از اتصالات سیناپسی واقعاً جدید یا تغییر در تعادل ورودیهای موجود باشد؛ سهم نسبی تغییر ساختاری در مقابل تغییر عملکردی هنوز مورد بحث است.
Key figures
- Carla Shatz
- Torsten Wiesel
- David Hubel
- Timothy Bliss
Related topics
Seminal works
- wiesel-hubel-1963
- katz-shatz-1996
- bliss-lomo-1973
Frequently asked questions
- آیا انعطافپذیری وابسته به تجربه همان دوره بحرانی است؟
- خیر. دورههای بحرانی پنجرههای محدودی از انعطافپذیری افزایشیافته هستند، در حالی که انعطافپذیری وابسته به تجربه در طول زندگی ادامه دارد؛ انعطافپذیری دوره بحرانی شکل خاصی قوی و محدود به زمان از آن است.
- مبنای سلولی یادگیری در این چارچوب چیست؟
- تغییرات پایدار در قدرت سیناپسی، مانند پتانسیلسازی و افسردگی طولانیمدت، همراه با بازسازی ساختاری سیناپسها، تصور میشود که اثرات تجربه را ذخیره کرده و زیربنای یادگیری و حافظه را تشکیل میدهند.