Minnesfunktion / LTP/LTD - DL. Cerebellum och LTD ej med. Flashcards
Vad är skillnaden på deklarativa minnen och icke deklarativa minnen? Vad är semantiskt och episodiskt minne?
Deklarativa
- minnen vi är medvetna om
- du kan berätta om fakta (semantiskt minne)
- du kan komma ihåg ett händelseförlopp (episodiskt minne)
Icke deklarativa minnen
- omedvetna minnen
- t.ex. motorik, fingersättning på tangentbord
- priming - ledtråd som leder till en respons
Vad är skillnaden mellan arbetsminne och långtidsminne avseende
a) hippocampus
b) varaktighet av minne
c) huvusaklig NT
a) L: hippocampusberoende till en början för inlagring till långtidsminne, från arbetsminne till kortikala regioner. A: inte hippocampusberoende, bara många kortikala regioner som involveras.
b) A: sekunder-minuter. L: timmar - decennier
c) A: dopamin L: glutamat
Beskriv stegvis informationsflödet som sker från att vi fått sensorisk info in till kortikala regioner, tills att informationen når hippocampus.
- Sensorik når till primära och sekundära kortex. Därefter till associationsområden som är modalitetsspecifika, därefter till multimodala associationsområden i kortex.
- Information når sedan till parahippocampala kortex och peririnala kortex.
- Därifrån till slut till hippocampus
- Från hippocampus om information kvarstår i flera timmar kan informationen tankas över till kortikala regioner (consolidering)
Vilka specifika delar räknas till hippocampus?
Vilken av dessa delar kan vara en anledning till epileptiska anfall?
Hippocampus delar
- subiculum, CA-områdena (CA 1-4), gyrus dentatus,
Epilepsi
- subiculum är den del som sköter output från hippocampus. subiculum har projektioner till många olika strukturer t.ex. nucelus accumbens, prefrontala cortex, amygdala, hypotalamus.
- subiculum är ansvarig för epileptiska anfall
a) beskriv informationsflödet genom hippocampus. Begrepp: Ca-områden, enkelriktat flöde
b) vilka specifika nervceller är myeliniserade av dessa?
c) vilken är huvudsaklig nt?
d) Vad är det egentligen som sker rent konkret när information går runt i hippocampus mellan dessa delar?
a)
- Genom perforanth pathway (nervceller som löper i entorinala kortex och upp i subiculum, når till gyrus dentatus
- Synaps 1 - sker med granulaceller som har mossfibrer
- Synaps 2 - mossfibrer går till CA3 området. Synapsar med Schafferkollaterraler som löper genom CA3, och slutar i CA1 området
- Synaps 3 - I CA1 området synapsar Schafferkollaterraler med pyramidalceller i CA1 –> därefter utflöde via subiculum.
b) CA3-cellerna är myeliniserade (schaffercellerna)
c) glutamat
d) loopen av information genom hippocampus bidrar till förstärkning av långtidsminne
a) Hur kan en tyst synaps bli aktiv? Relaterat till LTP i CA1 pyramidcell som får input från Schaffer-collateral
b) Vilka två typer av summation av aktionspotentialer krävs för att den aktiva synapsen ska kunna genomföra förändringen som sker i a?
En tyst synaps har endast NMDAR och inte AMPAR. Därmed kommer postsynapsen inte depolariseras då inte Mg2-blockeringen är borta. Men om en annan aktiv synaps som också har kontakt med postsynaptiska cellen, samtidigt har en stark stimuli, kan detta göra att Na-joner flödar in till postsynaptiska cellen genom denna synaps. Natriumjonerna flödar genom dendriten och tar bort Mg-blockeringen på inaktiva synapsens NMDAR.
- Därmed kan Na och Ca flöda in genom postsynapsen i den inaktiva synapsen. Kalciuminflödet kommer i sin tur skapa förutsättningar för att AMPA-receptorer kan växa i den tidigare tysta synapsen. Då blir denna inaktiva synaps själv aktiv
b) Temporal eller spatial summation av stimuli måste ske för att en tillräckligt kraftig stimulering ska kunna ske för att aktivera den tysta synapsen
Vad sker med en synaps som får hög frekvens av aktionspotentialer ner till synapsklyftan? Övergripligt svar
Den förstärks.
a) beskriv NMDAR struktur
b) vilken co-ligand binder NDMAR i hippocampus?
a)
- tetramer
- består av 2 st NR1 subenheter, 2st NR2-subenheter
- NR1-subenheten binder co-transmittorn glycin
- NR2 binder glutamat
- C-terminalen finns på insidan av cellmembranet
- 3 transmembranregioner
- Mg plugg
b) D-serin, en isomer av L-serin. Istället för glycin.
Vad händer med AMPA-receptorer i postsynapsen när Calcium flödar in genom en NMDAR?
LTP- tidig fas
- Calcium aktiverar t.ex. CamK2 och proteinkinas C. Kinaset fosforylerar ampareceptorer vid membranet och ökar deras känslighet.
- Fosforylering kan ske av ampareceptorer som innesluts i postsynapsen. Dessa stiger upp till ytan av postsynapsen - därmed fås flera AMPA receptorer vid cellytan
- Fosforylering kan ske av AMPA-receptorer som finns lateralt om den aktiva zonen i synapsen. Dessa går då in till aktiv zon och deltar vid glutamatfrisättning
CamK2
- fosforylerar serin 831 -> ökad natriumpermeabilitet
PKC
- fosforylerar serin 845 –> ökad uttryck av AMPA från vesiklar till ytan
Vilka skillnader finns mellan LTP i sen och tidig fas avseende
a) förstärkningens varaktighet av synapser
b) intracellulära proteiner i postsynapsen
c) vad som krävs för att sätta igång LTP sen/tidig fas
LTP tidig fas
- induceras av kortvarig högfrekvent elektrisk stimuli
- förstärkning av synapser varar i 1-3 timmar
- fosforyleringar av befintliga proteiner - ökar känsligheten i synapsen för stimuli
LTP sen fas
- induceras av flera högfrekventa pulser
- förstärkning av synaps varar i 1-2 dagar
- proteinsyntes sker
LTP tidig fas
- beskriv initiering av förstärkningen av synapser mellan schafferkollatteraler och CA1
- begrepp NMDA, AMPA, kinaser
Vilka aminosyror specifikt fosforyleras av dessa specifika kinaser på AMPA-receptor och vad leder det till för effekt?
- glutamat frisätts binder AMPA
- vid hög frekvens - högt na inflöde i postsynapsen. Mg2 block släpper från NMDAR. Kalcium kan flöda in
- PKC och Calmodulin 2 aktiveras av kalcium
- fosforylerar AMPA-receptorer - ökad känslighet i synapsen.
- calmodulin 2 –> serin-831. Ökad permeabilitet för natrium.
- PKC –> serin-845. Ökar antalet AMPA på cellytan
a) Calmodulin och PKC är aktiva molekyler i tidig fas av LTP. Men vilket mer kinas aktiveras vid den sena fasen av LTP?
b) Vad leder detta till för att en transkriptionsfaktor aktiveras?
a) Calmodulin aktiverar kinaser efter att kalcium har flödat in genom NMDAR. Calmodulin kan aktivera adenelylcyclas och därmed aktiveras PKA!
b) PKA kommer gå in i cellkärnan och fosforylera transkriptionsfaktorn CREB. transkription av stabiliserande proteiner sätts igång för att stabilisera dendirtiska taggen
a) Calmodulin och PKC är aktiva molekyler i tidig fas av LTP. Men vilket mer kinas aktiveras vid den sena fasen av LTP?
b) Vad leder detta till för att en transkriptionsfaktor aktiveras? Och vilka proteiner tillverkas?
a) Calmodulin aktiverar kinaser efter att kalcium har flödat in genom NMDAR. Calmodulin kan aktivera adenelylcyclas och därmed aktiveras PKA!
b) PKA kommer gå in i cellkärnan och fosforylera transkriptionsfaktorn CREB. transkription av stabiliserande proteiner sätts igång för att stabilisera dendirtiska taggen. Vissa proteiner är också viktiga för att ackumulera AMPA-R i den aktiva zonen! Så dem inte dissocierar eller går bort från den aktiva zonen
Behöver nya AMPA-receptorer tillverkas i en postsynaps vid LTP?
Nej. Det finns tillräckligt med AMPA i postsynapsen.
a) Vad är Neurexin?
b) Vilka proteiner är mest förekommande i proteinkomplexet som bildas vid LTP sen fas?
a) Neurexin är ett protein som finns i en presynaps. Proteinet förankrar prtoteinkomplex i en postsynaps med presynapsen, genom att interagera med proteinet Neuroligin.
Neurologin i sin tur har kontakt med proteinkomplexet i den aktiva zonen i postsynapsen. Därmed hålls diffusionsavståndet kort i synapsklyftan.
b) CAMK2 (alfa och beta). Dessa är mest förekommande i proteinkomplexet i en postsynaps. Dem fosforylerar proteiner och medverkar till att stabilisera proteinkomplexet i aktiva zonen i en synaps
Vilken proteinfamilj håller kvar AMPA och NMDAR i proteinkomplexet vid postynapsens aktiva zon?
Stargazing-familjen. Ffa stabiliserar dem AMPA.
- gör att dem kommer till cellytan och så dem kopplas till cellskelettet
Vad har NO med retrograd signalering att göra vid LTP och LTD?
Calcium som frisätts in via NMDAR kan aktivera NOS i postsynapsen. NO bildas och diffunderar till presynapsen. Detta aktiverar gunanylatcyclas. cGMP bilds i presynapsen. cGMP stimulerar NT-frisättning
NO kan också påverka närliggande synapser för att öka deras frisättning av NT.
På vilket sättt kan anandamid och 2-AG påverka LTP?
Dessa två molekyler kan binda cannabinoidreceptor 1 i presynaps. Detta inhiberar frisättning av NT.
Vad är och varför är Proteinkinas M zeta viktig? (PKMz)
I vilken LTP fas är proteinet viktigt?
Kinaset finns i en intern promotorregion i genen för PKC.
- PKMZ är viktig för konsolidering av minnen.
- transkription ökar av kinaset efter 24 timmar av frekvent stimuli i hippocampus, bidrar till att sen LTP fas bibehålls.
- PMKz fosforylerar AMPA och gör att AMPA hålls kvar i aktiva zonen. - PKMZ är viktig för rentention av av spatiala minnen.
a) Hur induceras LTD i hippocampus?
b) Vilka specifika fosfataser involveras? Vad gör dem?
c) Hur relateras kalcium till fosfataserna?
a) Lågfrekvent stimuli av synaps leder till att PP1 och PP2B aktiveras. genom att Calciuminflöde minskar via NMDAR, därmed fås en lite lägre Calciumkoncentration i postsynapsen.
b) Fosfataserna plockar bort fosfatgrupper från AMPA-receptorerna i synapserna och därmed försvinner AMPA från aktiva zonen (internalisering) = synapsen försvagas.
- specifikt defosforylering av serin-845.
c) Fosfataserna aktiveras av en lite lägre koncentration av kalcium. Därför är NMDA viktig både för LTP och LTD i hippocampus
Beskriv stegvis hur ett deklarativt episodiskt arbetsminne blir korttidsminne, för att sedan konsolideras (långtidsminne).
