अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी

अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी तंत्रिका परिपथों की वह क्षमता है जो अनुभव, सीखने और उपयोग के प्रत्युत्तर में अपनी संरचना और कार्यप्रणाली को बदलने की क्षमता रखती है। गतिविधि के पैटर्न सिनैप्स की शक्ति को समायोजित करते हैं और कनेक्टिविटी को नया आकार देते हैं, जिससे मस्तिष्क को जानकारी संग्रहीत करने, बदलते वातावरण के अनुकूल होने और परिवर्तित इनपुट के बाद पुनर्गठित होने की अनुमति मिलती है। यह जीवन भर संचालित होता है, हालांकि इसका दायरा विकास के शुरुआती चरणों में सबसे अधिक होता है।

Definition

अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी किसी जीव के अनुभव के प्रत्युत्तर में सिनैप्टिक शक्ति, कनेक्टिविटी और परिपथ संरचना का गतिविधि-संचालित संशोधन है, जो सीखने, स्मृति और तंत्रिका तंत्र के अनुकूली पुनर्गठन का आधार है।

Scope

यह विषय बताता है कि गतिविधि और अनुभव सिनैप्स और परिपथों को कैसे संशोधित करते हैं: कनेक्शनों का मजबूत होना और कमजोर होना, सिनैप्स और डेंड्राइट का संरचनात्मक रीमॉडलिंग, और संवेदी अनुभव कॉर्टिकल मानचित्रों को कैसे आकार देता है। यह एक बुनियादी-विज्ञान संदर्भ प्रविष्टि है और महत्वपूर्ण-अवधि प्लास्टिसिटी और पुनर्वास-संचालित पुनर्प्राप्ति से भिन्न है, हालांकि संबंधित है, जिनकी अपनी प्रविष्टियाँ हैं।

Core questions

• पैटर्न वाली तंत्रिका गतिविधि सिनैप्टिक कनेक्शन की शक्ति को कैसे बदलती है?
• अनुभव कॉर्टिकल मानचित्रों और परिपथ संरचना को कैसे नया आकार देता है?
• जीवन भर चलने वाली अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी समय-सीमित महत्वपूर्ण-अवधि प्लास्टिसिटी से कैसे भिन्न है?
• प्लास्टिक परिवर्तनों को कैसे स्थिर किया जाता है ताकि सीखना बना रहे?

Key concepts

• सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी
• लॉन्ग-टर्म पोटेंशिएशन और डिप्रेशन
• हेब्बियन प्लास्टिसिटी
• कॉर्टिकल मानचित्र पुनर्गठन
• डेंड्राइट और सिनैप्स की संरचनात्मक प्लास्टिसिटी
• गतिविधि-निर्भर परिष्करण

Mechanisms

अनुभव मुख्य रूप से सिनैप्टिक शक्ति को समायोजित करके परिपथों को बदलता है: समन्वित प्री- और पोस्टसिनैप्टिक गतिविधि कनेक्शनों को दीर्घकालिक मजबूती (लॉन्ग-टर्म पोटेंशिएशन) या कमजोर (लॉन्ग-टर्म डिप्रेशन) कर सकती है, जो सीखने के लिए एक सेलुलर आधार प्रदान करती है। इन परिवर्तनों के साथ संरचनात्मक रीमॉडलिंग भी होती है, जिसमें डेंड्राइटिक स्पाइन और एक्सोनल आर्बर का विकास, सिकुड़ना और स्थिरीकरण शामिल है। विकास के दौरान, ऐसी गतिविधि-निर्भर प्रक्रियाएं शुरू में अपरिष्कृत वायरिंग को परिष्कृत करती हैं, ताकि वही तंत्र जो अनुभव को संग्रहीत करते हैं, वे भी सबसे पहले परिपथों के निर्माण में मदद करते हैं (Katz & Shatz, 1996)। जब पैटर्न वाली गतिविधि बदल जाती है, जैसे कि संवेदी अभाव में, कॉर्टिकल प्रतिनिधित्व पुनर्गठित होते हैं, यह दर्शाता है कि मानचित्र लगातार इनपुट द्वारा आकार लेते हैं (Wiesel & Hubel, 1963)।

Clinical relevance

अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी सीखने और पुनर्प्राप्ति-उन्मुख उपचारों का जैविक आधार है, और इसका अविनियमन कई न्यूरोलॉजिकल और मनोरोग स्थितियों में निहित है। यह प्रविष्टि तंत्र को संदर्भ सामग्री के रूप में वर्णित करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह विषय सेलुलर इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी, इन विवो इमेजिंग और संवेदी कॉर्टेक्स के सिस्टम-स्तरीय अध्ययनों पर आधारित है। मूलभूत साक्ष्य में सिनैप्टिक शक्ति में एक स्थायी, गतिविधि-प्रेरित वृद्धि (Bliss & Lomo, 1973) के रूप में लॉन्ग-टर्म पोटेंशिएशन की खोज और यह प्रदर्शन शामिल है कि संवेदी अनुभव कॉर्टिकल प्रतिक्रियाओं को नया आकार देता है (Wiesel & Hubel, 1963)।

History

यह विचार कि सहवर्ती गतिविधि कनेक्शनों को मजबूत करती है, बीसवीं शताब्दी के मध्य में एक सीखने के नियम के रूप में व्यक्त किया गया था और हिप्पोकैंपस में लॉन्ग-टर्म पोटेंशिएशन (Bliss & Lomo, 1973) की खोज के साथ एक शारीरिक आधार प्राप्त किया। समानांतर में, दृश्य प्रणाली के अध्ययनों से पता चला कि अनुभव कॉर्टिकल मानचित्रों को नया आकार देता है, जिससे अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी मस्तिष्क का एक सामान्य गुण बन गया, न कि किसी एक प्रणाली की विशेषता।

Debates

वयस्क कॉर्टिकल प्लास्टिसिटी मौजूदा कनेक्शनों के अनावरण बनाम नए कनेक्शनों को कितना दर्शाती है?

वयस्कों में कॉर्टिकल मानचित्रों का पुनर्गठन वास्तव में नए सिनैप्टिक कनेक्शनों से या मौजूदा इनपुट के संतुलन में बदलाव से उत्पन्न हो सकता है; संरचनात्मक बनाम कार्यात्मक परिवर्तन का सापेक्ष योगदान अभी भी बहस का विषय है।

Key figures

• Carla Shatz
• Torsten Wiesel
• David Hubel
• Timothy Bliss

Seminal works

• wiesel-hubel-1963
• katz-shatz-1996
• bliss-lomo-1973

Frequently asked questions

क्या अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी महत्वपूर्ण अवधि के समान है?

नहीं। महत्वपूर्ण अवधियाँ बढ़ी हुई प्लास्टिसिटी की सीमित खिड़कियाँ होती हैं, जबकि अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी जीवन भर जारी रहती है; महत्वपूर्ण-अवधि प्लास्टिसिटी इसका एक विशेष रूप से मजबूत, समय-सीमित रूप है।

इस ढांचे में सीखने का सेलुलर आधार क्या है?

सिनैप्टिक शक्ति में स्थायी परिवर्तन, जैसे लॉन्ग-टर्म पोटेंशिएशन और डिप्रेशन, सिनैप्स के संरचनात्मक रीमॉडलिंग के साथ मिलकर, अनुभव के प्रभावों को संग्रहीत करने और सीखने और स्मृति का आधार बनने के लिए माने जाते हैं।