Wat is neurale backpropagatie?

Neurale backpropagatie is de naam gegeven aan het fenomeen van een impuls die achteruit door een neuraal circuit gaat. Terwijl actiepotentialen meestal uit de cel reizen-specifiek beginnend op het punt van de axonheuvel-langs de axon naar de terminale boutons die synapsen vormen met ontvangende cellen, beweegt een backpropagerend actiepotentiaal daadwerkelijk achteruit door de diffusie van inkomende ionen, waardoor spanningsgateerde ionkanalen de axon in plaats daarvan openen. Gewoonlijk heeft neurale backpropagatie een korte afstand van effect, maar het heeft het potentieel om door een heel neuraal circuit te reizen.

Een actiepotentieel in een neuron wordt geïnitieerd in de Axon Hilllock, die ligt waar het axon de soma van een neurale cel ontmoet. De meeste neuronen hebben één enkel axon dat vele malen kan splitsen. Deze neuriet is het proces dat signalen uit de cel verzendt, terwijl dendrieten, de andere neurieten op een neuron, vaak processen zijn die signalen ontvangen. Neurale backpropaGatie wordt gereguleerd door ionkanalen in het axon en op het cellichaam.

Een axon functioneert in zijn rol van het uitvoeren van actiepotentialen van de Axon Hillock tot de eindpunten van het axon, terminale boutons genoemd, door kanalen in het axonale membraan te openen die mogelijk positief geladen ionen in de cel mogelijk maken, het depolariseren en spanningsgateerde kanalen veroorzaken. Spanningsafhankelijke kanalen maken verdere positief geladen ionen in de cel mogelijk, zoals calcium en kalium. Wanneer een cel zijn rustpotentieel van -70mV verliest en wordt gedepolariseerd vanwege de positieve ladingen van de inkomende ionen, "vuurt" en brengt het met neurotransmitter gevulde blaasjes uit terminale boutons aan het einde van een axon.

Signaalpropagatie functioneert als ionkanalen langs een axon veroorzaken andere nabijgelegen kanalen, maar deze signaalver voortplanting kan in de omgekeerde richting bewegen en wanneer dit het geval is, wordt het neurale B genoemdAckpropagatie. Dit proces treedt op wanneer een actiepotentiaal wordt geïnitieerd bij de Axon Hilllock en, hoewel het zoals gewoonlijk naar de axon kan gaan, het ook een signaal in de tegenovergestelde richting uitvoert, waardoor het cellichaam depolariseert, inclusief synapsen en nabijgelegen dendrite -segmenten. Wanneer een dendritisch segment wordt gedepolariseerd, reageren de post-synaptische dichtheden in die regio anders op inkomende signalen van andere neuronen. Enkele mogelijke gevolgen van neurale backpropagatie omvatten fenomenen zoals dendro-dendritische remming en een membraanpotentiaalmodificatie, die cellulaire schieteigenschappen kan veranderen.

Synaptische plasticiteit zoals langdurige potentiëring (LTP) en langdurige depressie (LTD) worden geassocieerd met neurale backpropagatie omdat een terug-propagerend signaal inkomende signalen wijzigt. Hoewel het concept elementair lijkt, is het idee van het veranderen van toekomstig gedrag op basis van ervaringen uit het verleden een mogelijke definitie van leren. In zekere zin daarom neurale BACVan Kpropagatie kan worden gezegd dat individuele cellen op moleculair niveau kunnen "leren". Neurale backpropagatie wordt vaak gezien in de neocortex, hippocampus en andere hersengebieden die vaak worden geassocieerd met geheugen, leren of een hoge mate van neurale plasticiteit.