Consolidamento dell’LTP e dell’LTD

L’LTP indotto da una scarica ad alta frequenza ha la durata di qualche ora e non necessità di proteine neosintetizzate. E’ possibile prolungare la durata del potenziamento fino a giorni con scariche sinaptiche ripetute (LTP tardivo). Il consolidamento dell’LTP richiede la sintesi di RNA e proteine ed è quindi dipendente dall’espressione di nuovi prodotti genici.
Si ritiene che anche alla base del nostro apprendimento associativo vi siano modificazioni della struttura neuronale che consolidano e intensificano le connessioni attive a scapito di quelle non utilizzate. In particolare, l’ingresso ripetuto di ioni calcio attiva in maniera prolungata la CAMK. Questa chinasi attiva a sua volta l’adenilatociclasi e a cascata una PKA che causa l’attivazione di fattori di trascrizione della famiglia CREB. Questi fattori inducono infine l’espressione di diversi geni, alcuni dei quali regolano la risposta delle cellule postsinaptiche, altri l’efficienza di scarica delle cellule presinaptiche.
Anche nel caso dell’LTD, processi induttivi protratti nel tempo attivano modificazioni dell’espressione genica che portano alla comparsa di fattori proteici di destabilizzazione sinaptica, producendo eliminazione delle sinapsi non utilizzate e contribuendo alla plasticità del nostro sistema nervoso.
L’LTP e altre forme di attivazione neuronale stimolano la sintesi proteica nei dendriti. Questa autonomia, che rappresenta l’eccezione alla vecchia idea che i processi di traduzione avvenissero esclusivamente nel corpo cellulare di un neurone, può costituire una forma di regolazione dei processi dendritici in grado di rendere più rapidi i cambiamenti alla base della plasticità sinaptica, rispetto a quelli che prevedono il trasferimento dell’informazione al soma e da qui di nuovo ai dendriti in forma di nuovi prodotti proteici.
I granuli contenenti gli RNA necessari alla sintesi proteica sono trasportati dal soma ai dendriti, per mezzo del trasporto assonale rapido e nuove proteine sono effettivamente sintetizzate all’interno dei dendriti, così come altre proteine sono degradate, fornendo mezzi complementari per il controllo autonomo del contenuto proteico sia dei dendriti che delle spine dendritiche. Questi processi sembrano effettivamente alla base dei rapidi cambiamenti sinaptici che caratterizzano l’attività dei nostri neuroni.
I meccanismi dell’LTP e LTD operano nella maggior parte delle sinapsi del SNC e sottendono la formazione di diverse forme di memoria, quali la memoria spaziale nell’ippocampo, la memoria del dolore nelle corna posteriori del midollo spinale, la memoria degli aspetti emozionali delle sensazioni nell’amigdala, la memoria delle gratificazioni nel sistema mesolimbico, la memoria delle abitudini motorie nel neostriato, la memoria delle procedure motorie nel cervelletto e la memoria olfattiva nei bulbi olfattivi.