Plastisitas Bergantung Pengalaman

Plastisitas bergantung pengalaman adalah kapasitas sirkuit saraf untuk mengubah struktur dan fungsinya sebagai respons terhadap pengalaman, pembelajaran, dan penggunaan. Pola aktivitas menyesuaikan kekuatan sinapsis dan membentuk kembali konektivitas, memungkinkan otak untuk menyimpan informasi, beradaptasi dengan lingkungan yang berubah, dan mengatur ulang setelah masukan yang diubah. Ini beroperasi sepanjang hidup, meskipun cakupannya paling besar pada awal perkembangan.

Definition

Plastisitas bergantung pengalaman adalah modifikasi kekuatan sinaptik, konektivitas, dan struktur sirkuit yang didorong aktivitas sebagai respons terhadap pengalaman suatu organisme, yang mendasari pembelajaran, memori, dan reorganisasi adaptif sistem saraf.

Scope

Topik ini mencakup bagaimana aktivitas dan pengalaman memodifikasi sinapsis dan sirkuit: penguatan dan pelemahan koneksi, pembentukan ulang struktural sinapsis dan dendrit, serta cara pengalaman sensorik membentuk peta kortikal. Ini adalah entri referensi ilmu dasar dan berbeda dari, meskipun terkait dengan, plastisitas periode kritis dan pemulihan yang didorong rehabilitasi, yang memiliki entri tersendiri.

Core questions

• Bagaimana aktivitas saraf berpola mengubah kekuatan koneksi sinaptik?
• Bagaimana pengalaman membentuk kembali peta kortikal dan struktur sirkuit?
• Apa yang membedakan plastisitas bergantung pengalaman seumur hidup dari plastisitas periode kritis yang terbatas waktu?
• Bagaimana perubahan plastis distabilkan sehingga pembelajaran tetap ada?

Key concepts

• Plastisitas sinaptik
• Potensiasi dan depresi jangka panjang
• Plastisitas Hebbian
• Reorganisasi peta kortikal
• Plastisitas struktural dendrit dan sinapsis
• Penyempurnaan bergantung aktivitas

Mechanisms

Pengalaman mengubah sirkuit terutama dengan menyesuaikan kekuatan sinaptik: aktivitas pra- dan pascasinaptik yang terkoordinasi dapat menghasilkan penguatan jangka panjang (potensiasi jangka panjang) atau pelemahan jangka panjang (depresi jangka panjang) koneksi, menyediakan dasar seluler untuk pembelajaran. Perubahan ini disertai dengan pembentukan ulang struktural, termasuk pertumbuhan, retraksi, dan stabilisasi duri dendritik dan arbors aksonal. Selama perkembangan, proses yang bergantung pada aktivitas tersebut menyempurnakan pengkabelan awal yang tidak tepat, sehingga mekanisme yang sama yang menyimpan pengalaman juga membantu membangun sirkuit sejak awal (Katz & Shatz, 1996). Ketika aktivitas berpola diubah, seperti pada deprivasi sensorik, representasi kortikal mengalami reorganisasi, menunjukkan bahwa peta terus-menerus dibentuk oleh masukan (Wiesel & Hubel, 1963).

Clinical relevance

Plastisitas bergantung pengalaman adalah fondasi biologis pembelajaran dan terapi berorientasi pemulihan, dan disregulasinya terlibat dalam beberapa kondisi neurologis dan psikiatri. Entri ini menjelaskan mekanisme sebagai materi referensi dan bukan merupakan dasar untuk diagnosis atau pengobatan individu.

Evidence & guidelines

Topik ini mengacu pada elektrofisiologi seluler, pencitraan in vivo, dan studi tingkat sistem pada korteks sensorik. Bukti dasar meliputi penemuan potensiasi jangka panjang sebagai peningkatan kekuatan sinaptik yang persisten dan diinduksi aktivitas (Bliss & Lomo, 1973) dan demonstrasi bahwa pengalaman sensorik membentuk kembali respons kortikal (Wiesel & Hubel, 1963).

History

Gagasan bahwa aktivitas yang bersamaan memperkuat koneksi diartikulasikan sebagai aturan pembelajaran pada pertengahan abad kedua puluh dan memperoleh pijakan fisiologis dengan penemuan potensiasi jangka panjang di hipokampus (Bliss & Lomo, 1973). Secara paralel, studi sistem visual menunjukkan bahwa pengalaman membentuk kembali peta kortikal, menetapkan plastisitas bergantung pengalaman sebagai sifat umum otak daripada fitur dari satu sistem tertentu.

Debates

Seberapa besar plastisitas kortikal dewasa mencerminkan koneksi baru dibandingkan dengan pembukaan koneksi yang sudah ada?

Reorganisasi peta kortikal pada orang dewasa dapat timbul dari koneksi sinaptik yang benar-benar baru atau dari perubahan keseimbangan masukan yang ada; kontribusi relatif perubahan struktural versus fungsional masih diperdebatkan.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Apakah plastisitas bergantung pengalaman sama dengan periode kritis?

Tidak. Periode kritis adalah jendela plastisitas yang lebih tinggi yang terbatas, sementara plastisitas bergantung pengalaman berlanjut sepanjang hidup; plastisitas periode kritis adalah bentuknya yang sangat kuat dan terbatas waktu.

Apa dasar seluler pembelajaran dalam kerangka ini?

Perubahan kekuatan sinaptik yang bertahan lama, seperti potensiasi dan depresi jangka panjang, bersama dengan pembentukan ulang struktural sinapsis, dianggap menyimpan efek pengalaman dan mendasari pembelajaran dan memori.