Что такое нейронное обратное распространение?

Нейронное обратное распространение - это имя, данное феномену импульса, движущегося в обратном направлении через нервный контур. В то время как потенциалы действия обычно перемещаются из клетки - начиная именно с точки холмика аксона - вниз по аксону до концевых бутонов, которые образуют синапсы с приемными клетками, потенциал обратного распространения фактически перемещается назад за счет диффузии входящих ионов, вызывая напряжение стробированные ионные каналы, чтобы открыть аксон, а не вниз. Обычно нейронное обратное распространение имеет небольшой эффект, но оно может пройти через весь нервный контур.

Потенциал действия в нейроне инициируется в бугорке аксона, который находится там, где аксон встречается с сома нервной клетки. У большинства нейронов есть один единственный аксон, который может раздвоиться много раз. Этот нейрит - это процесс, который посылает сигналы от клетки, в то время как дендриты, которые являются другими нейритами на нейроне, обычно являются процессами, которые получают сигналы. Обратное распространение нейронов регулируется ионными каналами в аксоне и на теле клетки.

Аксон выполняет свою функцию, проводя потенциалы действия от бугорка аксона до конечных точек аксона, называемых концевыми бутонами, открывая каналы в аксональной мембране, которые пропускают положительно заряженные ионы в клетку, деполяризуя ее и вызывая управляемые напряжением каналы открыть. Управляемые напряжением каналы пропускают в клетку положительно заряженные ионы, такие как кальций и калий. Когда клетка теряет потенциал покоя -70 мВ и становится деполяризованной из-за положительных зарядов поступающих ионов, она "запускает" и выпускает заполненные нейротрансмиттером пузырьки из концевых бутонов на конце аксона.

Распространение сигнала функционирует как ионные каналы вдоль аксона, вызывая открытие других соседних каналов, но это распространение сигнала может двигаться в обратном направлении, и когда это происходит, это называется обратным распространением нейронов. Этот процесс происходит, когда потенциал действия инициируется на холмике аксона и, хотя он может проходить вниз по аксону, как обычно, он также передает сигнал в противоположном направлении, вызывая деполяризацию тела клетки, включая синапсы и близлежащие дендритные сегменты. Когда дендритный сегмент деполяризован, постсинаптические плотности, расположенные в этой области, по-разному реагируют на входящие сигналы от других нейронов. Некоторые возможные последствия обратного распространения нейронов включают такие явления, как ингибирование дендро-дендритов и модификация мембранного потенциала, которые могут изменить свойства клеточного обжига.

Синаптическая пластичность, такая как долговременное потенцирование (LTP) и длительная депрессия (LTD), связаны с нейронным обратным распространением, поскольку обратный сигнал изменяет входящие сигналы. Хотя концепция может показаться элементарной, концепция изменения будущего поведения на основе прошлого опыта является возможным определением обучения. Таким образом, можно сказать, что нейронное обратное распространение позволяет отдельным клеткам «учиться» на молекулярном уровне. Обратное распространение нейронов часто наблюдается в неокортексе, гиппокампе и других областях мозга, часто связанных с памятью, обучением или высокой степенью нейронной пластичности.