Plasticidade Dependente da Experiência

A plasticidade dependente da experiência é a capacidade dos circuitos neurais de alterar sua estrutura e função em resposta à experiência, aprendizado e uso. Padrões de atividade ajustam a força das sinapses e remodelam a conectividade, permitindo que o cérebro armazene informações, se adapte a um ambiente em mudança e se reorganize após alterações na entrada. Ela opera ao longo da vida, embora seu escopo seja maior no início do desenvolvimento.

Definition

A plasticidade dependente da experiência é a modificação da força sináptica, conectividade e estrutura do circuito impulsionada pela atividade em resposta à experiência de um organismo, subjacente ao aprendizado, memória e reorganização adaptativa do sistema nervoso.

Scope

Este tópico aborda como a atividade e a experiência modificam sinapses e circuitos: o fortalecimento e enfraquecimento das conexões, o remodelamento estrutural de sinapses e dendritos, e a maneira como a experiência sensorial molda os mapas corticais. É uma entrada de referência de ciência básica e é distinta de, embora relacionada a, plasticidade de período crítico e recuperação impulsionada pela reabilitação, que possuem suas próprias entradas.

Core questions

• Como a atividade neural padronizada altera a força das conexões sinápticas?
• Como a experiência remodela os mapas corticais e a estrutura do circuito?
• O que distingue a plasticidade dependente da experiência ao longo da vida da plasticidade de período crítico com tempo limitado?
• Como as mudanças plásticas são estabilizadas para que o aprendizado persista?

Key concepts

• Plasticidade sináptica
• Potenciação e depressão de longo prazo
• Plasticidade hebbiana
• Reorganização do mapa cortical
• Plasticidade estrutural de dendritos e sinapses
• Refinamento dependente da atividade

Mechanisms

A experiência altera os circuitos principalmente ajustando a força sináptica: a atividade pré e pós-sináptica coordenada pode produzir um fortalecimento duradouro (potenciação de longo prazo) ou enfraquecimento (depressão de longo prazo) das conexões, fornecendo uma base celular para o aprendizado. Essas mudanças são acompanhadas por remodelamento estrutural, incluindo o crescimento, retração e estabilização de espinhas dendríticas e arborizações axonais. Durante o desenvolvimento, tais processos dependentes da atividade refinam a fiação inicialmente imprecisa, de modo que os mesmos mecanismos que armazenam a experiência também ajudam a construir os circuitos em primeiro lugar (Katz & Shatz, 1996). Quando a atividade padronizada é alterada, como na privação sensorial, as representações corticais se reorganizam, demonstrando que os mapas são continuamente moldados pela entrada (Wiesel & Hubel, 1963).

Clinical relevance

A plasticidade dependente da experiência é o fundamento biológico do aprendizado e das terapias orientadas para a recuperação, e sua desregulação está implicada em várias condições neurológicas e psiquiátricas. Esta entrada descreve o mecanismo como material de referência e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

Evidence & guidelines

O tópico se baseia em eletrofisiologia celular, imagem in vivo e estudos em nível de sistema do córtex sensorial. Evidências fundamentais incluem a descoberta da potenciação de longo prazo como um aumento persistente e induzido pela atividade na força sináptica (Bliss & Lomo, 1973) e demonstrações de que a experiência sensorial remodela as respostas corticais (Wiesel & Hubel, 1963).

History

A ideia de que a atividade coincidente fortalece as conexões foi articulada como uma regra de aprendizado em meados do século XX e ganhou uma base fisiológica com a descoberta da potenciação de longo prazo no hipocampo (Bliss & Lomo, 1973). Em paralelo, estudos do sistema visual mostraram que a experiência remodela os mapas corticais, estabelecendo a plasticidade dependente da experiência como uma propriedade geral do cérebro, e não uma característica de um único sistema.

Debates

Em que medida a plasticidade cortical adulta reflete novas conexões versus o desmascaramento das existentes?

A reorganização dos mapas corticais em adultos pode surgir de conexões sinápticas genuinamente novas ou de mudanças no equilíbrio das entradas existentes; a contribuição relativa da mudança estrutural versus funcional ainda é debatida.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

A plasticidade dependente da experiência é o mesmo que um período crítico?

Não. Períodos críticos são janelas delimitadas de plasticidade aumentada, enquanto a plasticidade dependente da experiência continua ao longo da vida; a plasticidade de período crítico é uma forma particularmente forte e limitada no tempo dela.

Qual é a base celular do aprendizado neste contexto?

Mudanças duradouras na força sináptica, como a potenciação e depressão de longo prazo, juntamente com o remodelamento estrutural das sinapses, são consideradas como armazenadoras dos efeitos da experiência e subjacentes ao aprendizado e à memória.