مغز و اعصابنوروفارماکولوژی

یادگیری، حافظه و انعطاف پذیری سیناپسی: اساس جایگاهی، سلولی و مولکولی

امتیازی که به این مقاله می دهید چند ستاره است؟
[کل: ۱ میانگین: ۵]

» نوروفارماکولوژی


Learning, memory and synaptic plasticity:
 
The regional, cellular and molecular basis of learning and memory.

یادگیری، حافظه و انعطاف پذیری سیناپسی:  

اساس جایگاهی، سلولی و مولکولی یادگیری و حافظه

[شما با کدام ویژگی‌ها به حافظه‌تان وصل هستید؟ بینایی، شنوایی، لامسه، بویایی و…. داستان خمیازه چه بود؟ سیستم کولینرژیک تحریک می‌شود!!!؛ در هیپنوتیزم هم که نوعی خواب است سیستم کولینرژیک درگیر است.آن کسی که خواب می‌کند باعث تحریک سیستم کولینرژیک فرد می‌شود؛ بیشتر خواب شونده موثر است یاخواب کننده؟ فکر کنم خواب شونده تاثیر دارد. خواب کننده بیشتر شعبده بازی می‌کند؛ در ADHD داروهای محرک Stimulants مثل آمفتامین و مت‌آمفتامین تجویز می‌شود و در درمان اوتیسم و ADHD از داروهای بیماری‌های دیگر استفاده می‌شود بسته به علائم این اختلالات. تصور می‌شود ضمن یاد گرفتن ارتباط بین نورون‌ها زیاد می‌شود به عبارت دیگر ضمن یاد گرفتن نوروترانسمیترها آزاد می‌شوند و ارتباط بین نورون‌ها را زیاد می‌کنند به همین خاطر نوشته شده Learning, memory and synaptic plasticity که  synaptic plasticity ارتباط بین نورونی است.] 


Memory as Information Processing

Encoding
   Getting information into the cognitive system by           translating it into a neural code the brain processes
Storage
         Retaining information over time
Retrieval
         Pulling information out of storage

حافظه به عنوان پردازش اطلاعات

رمزگذاری

   دریافت اطلاعات به سیستم شناختی با تبدیل آن به یک کد عصبی که مغز پردازش می‌کند

ذخیره سازی

    حفظ اطلاعات در طول زمان

بازیابی

    بیرون کشیدن اطلاعات از فضای ذخیره سازی

[حافظه چیست؟] 

Three Component Model of Memory

مدل سه جزئی حافظهمدل سه جزئی حافظه

[در مرحله دوم اگر تکرار نشود ازبین می‌رود اگر تکرار شود short term است و شاید از بین برود بنابراین تکرار تکرار تکرار تا به long term تبدیل شود] 

What memories do you associate with this image?

چه خاطراتی را با این تصویر تداعی می کنیدچه خاطراتی را با این تصویر تداعی می‌کنید؟

ساندویچ حافظه و یادگیری

[ساندویچ حافظه: با دیدن این سیستم کولینرژیک تحریک می‌شود!! از تمام حواس انسان استفاده می‌کند و می‌تواند آنها را وارد حافظه کند.] 


Types of Memory

Declarative
      Includes factual knowledge
      Episodic memory
           (e.g. events)
           Concerns personal experiences
Semantic memory
          (e.g. this is a dog)
          General factual knowledge about the world; language

Procedural
          Reflected in skills and actions
          e.g. playing tennis

انواع حافظه

حافظه آشکار، حافظه صریح و حافظهٔ اخباری

      شامل دانش واقعی است      

     حافظه اپیزودیک            

        (به عنوان مثال رویدادها)           

         به تجربیات شخصی مربوط می‌شود

حافظه معنایی          

        (مثلاً این یک سگ است)          

        دانش واقعی عمومی‌در مورد جهان؛ زبان

حافظه ناآشکار، حافظه ضمنی یا حافظه روندی

       در مهارت‌ها و اقدامات منعکس شده است          

       به عنوان مثال، بازی تنیس

[Declarative شامل fact و episodic مثل حادثه‌هاست.] 

The Biology of Memory

Hippocampus and cerebral cortex
       Involved in encoding long-term declarative memories
Thalamus
       Thalamic damage can produce severe amnesia

Amygdala
      Encodes emotionally arousing and disturbing aspects of        events
Cerebellum
      Plays an important role in the formation of procedural            memories

زیست شناسی حافظه

هیپوکامپ و قشر مغز

    در رمزگذاری حافظه‌های اخباری بلند مدت نقش دارد

تالاموس

    آسیب تالاموس می‌تواند باعث فراموشی شدید شود

آمیگدال

جنبه‌های هیجانی و آزاردهنده رویدادها را رمزگذاری می‌کند

مخچه

  نقش مهمی‌در شکل گیری خاطرات ناآشکار دارد

[هر یک از انواع حافظه به کدام بخش‌های مغز وصل است؟] 

The Biology of Memory

How are memories formed?

Presynaptic neurons increase release of neurotransmitters, and postsynaptic neurons become more receptive by developing additional branches on their dendrites (Trommald et al., 1996)

زیست شناسی حافظه

خاطرات چگونه شکل می‌گیرند؟

نورون‌های پیش سیناپسی آزاد شدن انتقال دهنده‌های عصبی را افزایش می‌دهند و نورون‌های پس سیناپسی با ایجاد شاخه‌های اضافی روی دندریت‌های خود پذیرای بیشتری می‌شوند (ترومالد و همکاران، ۱۹۹۶).

[با ریلیز نوروترانسمیتر از نورون پیش سیناپسی و رسیدن آن به یاخته پس سیناپسی، synaptic plasticity رخ می‌دهد.] 


Pharmacological Modulation of Memory Induction  

▪️This research is important for two reasons:

a. It helps elucidate the role of various neurotransmitter systems in learning and memory.

b. It provides potential agents of use in treatment of age associated memory disorders.

مدولاسیون دارویی القای حافظه  

▪️این تحقیق به دو دلیل حائز اهمیت است:

a. این به روشن شدن نقش سیستم‌های انتقال دهنده عصبی مختلف در یادگیری و حافظه کمک می‌کند.

b. این عوامل به صورت بالقوه استفاده در درمان اختلالات حافظه مرتبط با سن را فراهم می‌کند.

[هنوز نتونستیم حافظه را درک کنیم!!!] 

Basic assumptions about learning and memory.

▪️Memory is stored and retrieved by the brain

▪️Memory involves networks of neurons

▪️Learning is attributable to synaptic plasticity. 

Plasticity is a change in the strength of a synapse. 

Synaptic strength is the ability of an action potential arriving at a pre-synaptic terminal to influence the post-synaptic neuron

مفروضات اساسی در مورد یادگیری و حافظه

▪️حافظه توسط مغز ذخیره و بازیابی می‌شود

▪️حافظه به شبکه‌هایی از نورون‌ها وابسته است. 

▪️یادگیری به انعطاف پذیری پذیری سیناپسی نسبت داده می‌شود. 

پلاستیسیته تغییر در قدرت سیناپس است. 

قدرت سیناپسی توانایی یک پتانسیل عمل است که به پایانه پیش سیناپسی می‌رسد تا بر نورون پس سیناپسی تأثیر بگذارد.

[حافظه یعنی synaptic plasticity] 

Key questions that need to be answered.

▪️What are the mechanisms underlying plastic changes in brain neuroanatomy?  
▪️ Which neural connections subserve learning and memory?
▪️ Which transmitters are involved in learning and memory?
▪️ What are the cellular and molecular events underlying learning and memory?

سوالات کلیدی که باید به آنها پاسخ داده شود.

▪️ مکانیسم‌های اساسی تغییرات انعطاف پذیری در نوروآناتومی‌مغز چیست؟

▪️ کدام اتصالات عصبی برای یادگیری و حافظه سودمند هستند؟ 

▪️ کدام انتقال‌دهنده‌ها در یادگیری و حافظه نقش دارند؟

▪️ رویدادهای سلولی و مولکولی زیربنای یادگیری و حافظه چیست؟


Measuring synaptic strength experimentally

اندازه گیری قدرت سیناپسی به صورت تجربی

اندازه گیری قدرت سیناپسی به صورت تجربی


Measuring synaptic strength experimentally

اندازه گیری قدرت سیناپسی به صورت تجربی

ادامه اندازه گیری قدرت سیناپسی به صورت تجربی


Synaptic Strength

The strength of a synapse is dependent upon a combination of pre and post-synaptic mechanisms

Synaptic strength can be INCREASED by increasing:-
۱) neurotransmitter release
۲) post-synaptic sensitivity to a given amount of neurotransmitter

  Synaptic strength can be DECREASED by decreasing:-
۱) neurotransmitter release
۲) post-synaptic sensitivity to a given amount of neurotransmitter

قدرت سیناپسی

قدرت سیناپس به ترکیبی از مکانیسم‌های پیش و پس سیناپسی بستگی دارد.

قدرت سیناپسی را می‌توان با افزایش موارد زیر افزایش داد:

۱) آزادسازی ناقل عصبی

۲) حساسیت پس سیناپسی به مقدار معینی از انتقال دهنده عصبی  

قدرت سیناپسی را می‌توان با کاهش موارد زیر کاهش داد:

۱) آزادسازی ناقل عصبی

۲) حساسیت پس سیناپسی به مقدار معینی از انتقال دهنده عصبی


Molecular Anatomy of Neurotransmission

Neurotransmitters

“Classical”

Amino acids – glutamate and GABA
Amines – dopamine, noradrenaline
Acetylcholine
۵-HT (serotonin)
Purines – ATP

“Modulatory”

Peptides – opioids, 100s more
Lipids – endocanabinoids
Gases – nitric oxide

آناتومی‌مولکولی انتقال عصبی

انتقال دهنده‌های عصبی

“کلاسیک”

اسیدهای آمینه – گلوتامات و گابا

آمین‌ها – دوپامین، نورآدرنالین

استیل کولین

۵-HT (سروتونین)

پورین‌ها – ATP

“تعدیلی”

پپتیدها – مواد افیونی، ۱۰۰s more

لیپیدها – اندوکانابینوئیدها

گازها – اکسید نیتریک

[نوروترانسمیترها و نورمدولاتورهای موثر در حافظه؛ حشیش وـــ اندوکانابینوئید هستند. اندوکانابینوئید، کانابینوئید داخل مغزی هستند خارج از مغز هم کانابینوئید داریم] 


Release of Neurotransmitters 

Neurotransmitter release is controlled by interactions between phosphoproteins in the vesicle membrane, cytoplasm and plasma membrane.
 
Phosphorylation of phosphoproteins controlled by many kinases and phosphatases
e.g. kinases: PKA, PKC, CaMKII
phosphatases: calcineurin, Ca2+/ CaM-a activated phosphatase

Kinases enhance release
Phosphatases decrease release

آزادسازی انتقال دهنده‌های عصبی 

آزادسازی انتقال دهنده‌های عصبی توسط برهمکنش‌های بین فسفوپروتئین‌ها در غشای وزیکول، سیتوپلاسم و غشای پلاسما کنترل می‌شود.

فسفوریلاسیون فسفوپروتئین‌های کنترل شده توسط بسیاری از کینازها و فسفاتازها

به عنوان مثال، کینازها: PKA، PKC، CaMKII

فسفاتازها: کلسینورین، Ca2+/ CaM-a activated phosphatase

کینازها ترشح را افزایش می‌دهند

فسفاتازها ترشح را کاهش می‌دهند


Important Receptors involved in Memory 

Ionotropic
Open ion channels – ۴-۵ subunits. Elicit rapid changes in membrane excitability. 1-10ms

e.g. for glutamate, NMDA, AMPA and kainate

Metabotropic
Activate G-proteins. 7 transmembrane domains. Couple to many effectors e.g. ion channels, adenylyl cyclase. Elicit slower responses in cells. 100ms +

e.g. mGluRs1-8

گیرنده‌های مهم درگیر در حافظه 

یونوتروپیک

کانال‌های یونی باز – ۵-۴ زیر واحد. ایجاد تغییرات سریع در تحریک پذیری غشا. ۱۰-۱ میلی‌ثانیه

به عنوان مثال، برای گلوتامات، NMDA، AMPA و کاینات

متابوتروپیک

پروتئین‌های G را فعال می‌کند. ۷ دامین عرض غشایی. جفت شده با بسیاری از عوامل به عنوان مثال. کانال‌های یونی، آدنیلیل سیکلاز. ایجاد پاسخ‌های کندتر در سلول‌ها. ۱۰۰ میلی ثانیه +

به عنوان مثال، mGluRs1-8


Neurotransmitter interactions modify synaptic strength

فعل و انفعالات انتقال دهنده‌های عصبی قدرت سیناپسی را تغییر می‌دهند

فعل و انفعالات انتقال دهنده های عصبی قدرت سیناپسی را تغییر می دهند


Neurotransmitter interactions modify synaptic strength

فعل و انفعالات انتقال دهنده‌های عصبی قدرت سیناپسی را تغییر می‌دهند

ادامه فعل و انفعالات انتقال دهنده های عصبی قدرت سیناپسی را تغییر می دهند


Neurotransmitter interactions modify synaptic strength

فعل و انفعالات انتقال دهنده‌های عصبی قدرت سیناپسی را تغییر می‌دهند

ادامه ادامه فعل و انفعالات انتقال دهنده های عصبی قدرت سیناپسی را تغییر می دهند


Synaptic Plasticity
 
Long Term Potentiation
Long Term Depression
 

LTP
 A sustained increase in synaptic strength elicited by increased activity in that synapse.

LTD
 A sustained decrease in synaptic strength elicited by increased [!!!!!] activity in that synapse.

انعطاف‌پذیری همایه‌ای یا پلاستیسیته سیناپسی

تقویت طولانی مدت (LTP) 

تضعیف طولانی مدت (LTD) 

LTP  

افزایش پایدار در قدرت سیناپسی ناشی از افزایش فعالیت در آن سیناپس.

LTD

کاهش پایدار در قدرت سیناپسی ناشی از افزایش [!!!!] فعالیت در آن سیناپس. [پرسش خودم: کاهش یا افزایش؟!] 


Long Term Potentiation

A short burst of high frequency stimulation (100Hz) of a synapse increases subsequent post-synaptic excitation for hours, perhaps days. 

تقویت طولانی مدت

تقویت طولانی مدت

یک جریان هجومی‌کوتاه از تحریک فرکانس بالا (۱۰۰ هرتز) یک سیناپس، تحریک پس سیناپسی بعدی را برای ساعت‌ها، شاید چند روز افزایش می‌دهد.


Long Term Potentiation

ادامه تقویت طولانی مدت

تقویت طولانی مدت


Long Term Potentiation

ادامه ادامه تقویت طولانی مدت

تقویت طولانی مدت


Long Term Potentiation

Probably occurs in all excitatory pathways
Induced by activation of post-synaptic NMDA receptors
 
pre and post-synaptic mechanisms,
i.e. increased pre-synaptic release of glutamate, and,
increased post-synaptic sensitivity to glutamate

Thus, there must be a retrograde messenger.

LTP

تقویت طولانی مدت

احتمالاً در تمام مسیرهای تحریکی رخ می‌دهد

ناشی از فعال شدن گیرنده‌های NMDA پس سیناپسی  

مکانیسم‌های پیش سیناپسی و پس سیناپسی، یعنی افزایش آزادسازی پیش سیناپسی گلوتامات، و افزایش حساسیت پس سیناپسی به گلوتامات

بنابراین، باید یک پیام رسان واپسگرا (رتروگراد) وجود داشته باشد.


Long Term Potentiation

What is the retrograde messenger?

Nitric oxide (NO)
Produced by NMDA receptor activation
Increases glutamate release

Arachidonic acid (AA)
PLA2 inhibition blocks LTP
AA increases glutamate release

تقویت طولانی مدت

پیام رسان رتروگراد چیست؟

اکسید نیتریک (NO)

تولید شده توسط فعال سازی گیرنده NMDA

ترشح گلوتامات را افزایش می‌دهد

اسید آراشیدونیک (AA)

مهار PLA2 (فسفولیپاز A2)، تقویت طولانی مدت (LTP) را مسدود می‌کند

AA باعث افزایش ترشح گلوتامات می‌شود


Long Term Potentiation

What causes pre-and post-synaptic changes?
RAPID
NMDA receptors elevate intracellular calcium and activate kinases e.g. PKC and CaMKII
Increased post-synaptic sensitivity
Kinases phosphorylate AMPA receptors and lead to enhanced ion flow
AMPA receptors move to the synapse
Increased pre-synaptic release
Kinases phosphorylate phosphoproteinn in vesicles, mobilises vesicles

تقویت طولانی مدت

چه چیزی باعث تغییرات پیش سیناپسی و پس از سیناپسی می‌شود؟

سریع

گیرنده‌های NMDA کلسیم داخل سلولی را بالا می‌برند و کینازهایی مانند PKC و پروتئین کیناز وابسته به کلسیم-کالمودولین (CaMKII) را فعال می‌کنند.

افزایش حساسیت پس سیناپسی

کینازها گیرنده‌های AMPA را فسفریله کرده و منجر به افزایش جریان یون می‌شوند

گیرنده‌های AMPA به سمت سیناپس حرکت می‌کنند

افزایش انتشار پیش سیناپسی

کینازها فسفوپروتئین موجود در وزیکول‌ها را فسفریله کرده و وزیکول‌ها را به حرکت در می‌آورد


Long Term Potentiation

What causes pre-and post-synaptic changes?

LONG TERM
NMDA receptors elevate intracellular calcium and modulate gene expression

Protein synthesis
Increase in synaptic vesicle proteins
Increase in AMPA receptor number
Increase in number of synapses

تقویت طولانی مدت

چه چیزی باعث تغییرات پیش سیناپسی و پس سیناپسی می‌شود؟

بلند مدت

گیرنده‌های NMDA کلسیم داخل سلولی را بالا می‌برند و بیان ژن را تعدیل می‌کنند

سنتز پروتئین

افزایش پروتئین‌های وزیکول سیناپسی

افزایش تعداد گیرنده AMPA

افزایش تعداد سیناپس‌ها

[NMDA و گلوتامات نقش دارند.] 

Long Term Depression

High frequency stimulation (100Hz) of a synapse decreases post-synaptic excitation

تضعیف طولانی مدت

تضعیف طولانی مدت

تحریک فرکانس بالا (۱۰۰ هرتز) یک سیناپس باعث کاهش تحریک پس سیناپسی می‌شود


Long Term Depression

Probably occurs in all excitatory pathways
Induced by activation of post-synaptic mGlu receptors
Pre and post-synaptic mechanisms,
i.e. decreased pre-synaptic release of glutamate, and,
decreased post-synaptic sensitivity to glutamate

Mechanism opposite to LTP involves activation of phosphatases

ادامه تضعیف طولانی مدت

تضعیف طولانی مدت

احتمالاً در تمام مسیرهای تحریکی رخ می‌دهد

ناشی از فعال شدن گیرنده‌های mGlu پس سیناپسی

مکانیسم‌های پیش سیناپسی و پس سیناپسی، یعنی کاهش آزادسازی پیش سیناپسی گلوتامات، و کاهش حساسیت پس سیناپسی به گلوتامات

مکانیسم مخالف LTP شامل فعال شدن فسفاتازها است


Role of non-glutamatergic transmission in: Synaptic Plasticity

Any neurotransmitter than can modulate the effects of glutamate can potentially affect synaptic plasticity

Thus activation of receptors for
GABA
benzodiazepines
cannabinoid
۵-HT
opioids
DECREASES glutamate effects and LTP and LTD

Thus activation of receptors for
ACh
INCREASES glutamate effects and LTP and LTD

نقش انتقال غیر گلوتاماترژیک در: انعطاف پذیری سیناپسی

هر انتقال دهنده عصبی که بتواند اثرات گلوتامات را تعدیل کند می‌تواند به طور بالقوه بر انعطاف پذیری سیناپسی تأثیر بگذارد

بنابراین فعال شدن گیرنده‌ها برای

گابا، بنزودیازپین‌ها، کانابینوئید، سروتونین، مواد افیونی

اثرات گلوتامات و LTP و LTD را کاهش می‌دهد. 

بنابراین فعال شدن گیرنده‌ها برای

ACh

اثرات گلوتامات و LTP و LTD را افزایش می‌دهد. 


Amnesia

Specific defect in declarative memory-
other functions preserved

Types of Amnesia

Retrograde
Loss of stored memories
Anterograde
Inability to form new memory
Infantile
People typically don’t have memories of events occurring before age 4

فراموشی

نقص خاص در حافظه اخباری – عملکردهای دیگر حفظ شده است

انواع فراموشی

رتروگراد

از دست دادن حافظه‌های ذخیره شده

انتروگراد

ناتوانی در ایجاد حافظه جدید

در دوران کودکی

افراد معمولاً خاطراتی از وقایع قبل از ۴ سالگی ندارند


Clinical implications

Amnesia

Types
Anterograde
Retrograde

Clinical presentation

Alzheimer’s disease (AD) and other dementias
Korsakoff’s syndrome
Drug-induced memory problems

پیامدهای بالینی

فراموشی

انواع

انتروگراد

رتروگراد

تظاهرات بالینی

بیماری آلزایمر (AD) و سایر زوال عقل

سندرم کورساکوف

مشکلات حافظه ناشی از دارو

[Amnesia چیست؛ انواع Amnesia چیست؟] 

Clinical implications

Drug-induced memory problems

Anterograde amnesia

▪️Anti-cholinergic in Parkinson’s disease
▪️Benzodiazepines, anxiolytics, jet-lag, pre-operative
▪️Aneasthesia, ketamine
▪️Alcohol
▪️Drugs of abuse, ecstasy, cannabis, PCP

All these agents reduce LTP and/or LTD

پیامدهای بالینی

مشکلات حافظه ناشی از دارو

فراموشی پیش گستر

▪️ آنتی کولینرژیک در بیماری پارکینسون

▪️ بنزودیازپین‌ها، ضد اضطراب، جت لگ (پرواز زدگی)، قبل از عمل جراحی

▪️ بیهوشی، کتامین

▪️ الکل

▪️ مواد مخدر، اکستازی، ماری جوانا، PCP

همه این عوامل LTP و/یا LTD را کاهش می‌دهند

[پرواززدگی یا جت لگ (Jet lag) یک وضعیت فیزیولوژیک است که از تغییرات ریتم شبانه‌روزی بدن اتفاق می‌افتد و ناشی از مسافرت‌های طولانی (از شرق به غرب یا برعکس) است که در آن تنظیم خواب فرد به علت اختلاف ساعت مبدأ با مقصد پرواز به هم می‌ریزد.] 


Clinical implications

Korsakoff’s syndrome

▪️Anterograde amnesia
▪️Retrograde, especially recent past
▪️Confabulations

Inability to coordinate learning and memory process due to damage, often alcohol-induced, to mamillary bodies

نشانگان ورنیکه–کورساکوف

پیامدهای بالینی

سندرم کورساکوف

▪️فراموشی پیش گستر (انتروگراد) 

▪️پس گستر (رتروگراد)، به خصوص گذشته اخیر

▪️افسانه‌سازی یا افسانه‌بافی [به معنی پر کردن ناخودآگاه فواصل حافظه با تجارب غیر واقعی و خیالی است] 

ناتوانی در هماهنگی فرآیند یادگیری و حافظه به دلیل آسیب به اجسام پستانی، اغلب ناشی از الکل


Clinical implications

Alzheimer’s disease

Retrograde and anterograde amnesia probably due to substantial damage to temporal lobe structures

بیماری آلزایمر

پیامدهای بالینی

بیماری آلزایمر

فراموشی رتروگراد و انتروگراد احتمالاً به دلیل آسیب قابل توجه به ساختارهای لوب تمپورال است.


Clinical implications

Alzheimer’s disease

Retrograde and anterograde amnesia probably due to substantial damage to temporal lobe structures

Enhancement of cholinergic transmission can help anterograde amnesia

mGluR agonists, cannabinoid antagonists being developed

AD mice have decreased LTP

پاتولوژی بیماری آلزایمر

پیامدهای بالینی

بیماری آلزایمر

فراموشی رتروگراد و انتروگراد احتمالاً به دلیل آسیب قابل توجه به ساختارهای لوب تمپورال است.

افزایش انتقال کولینرژیک می‌تواند به فراموشی پیش گستر کمک کند

آگونیست‌های mGluR، آنتاگونیست‌های کانابینوئید در حال توسعه هستند

موش‌های آلزایمری LTP را کاهش داده اند


Conclusions

Learning and memory problems are common in medical practice.

Side effects of manipulating many neurotransmitter systems may include learning and memory problems.

Learning and memory involve interactions between many brain regions and many neurotransmitter receptors.

Complex molecular events offer opportunities to enhance memory processes in disease states

نتیجه گیری

مشکلات یادگیری و حافظه در اقدامات پزشکی رایج است.

عوارض جانبی دستکاری بسیاری از سیستم‌های انتقال دهنده عصبی ممکن است شامل مشکلات یادگیری و حافظه باشد.

یادگیری و حافظه شامل تعامل بین بسیاری از مناطق مغز و بسیاری از گیرنده‌های انتقال دهنده عصبی است.

رویدادهای مولکولی پیچیده فرصت‌هایی را برای تقویت فرآیندهای حافظه در حالت‌های بیماری ارائه می‌دهند


AGENTS EVALUATED FOR THE EFFECTS ON INDUCTION: 

Acetylcholine (agonists): This is an hypothesis that deals specifically with dementia. It is supported by:

۱. Cholinergic blocking agents (scopolamine) disrupts working memory

۲. Alzheimer’s patients show depleted forebrain levels of Ach.

Tacrin and Aricept have been approved for treatment of AD.
Both of these are anticholinesterases, which indicaters an agonistic effect on ACh transmission.

عوامل ارزیابی شده برای اثرات بر القاء: 

استیل کولین (اگونیست): این یک فرضیه است که به طور خاص با زوال عقل سروکار دارد. توسط:

۱. عوامل مسدود کننده کولینرژیک (اسکوپولامین) حافظه فعال را مختل می‌کند.

۲. بیماران آلزایمر کاهش سطح استیل کولین در مغز پیشین را نشان می‌دهند

تاکرین و آریسپت (دونپزیل) برای درمان آلزایمر (AD) تایید شده اند. هر دوی اینها آنتی کولین استراز هستند که نشان دهنده اثر آگونیستی بر انتقال استیل کولین (ACh) است.


Interaction of Neutransmitters
with
Acetylcholine in
Learning and Memory

برهمکنش نوترنسمیترها با استیل کولین در یادگیری و حافظه


Dopamine and Ach interaction

تعامل استیل کولین و دوپامین

تعامل استیل کولین و دوپامین

lateral septal area: LSA, Middle septal area: MSA,  nucleus basalis of Meynert: NBM, Ventral tegmental area: VTA, substantia nigra: SN

[MSA استیل کولین ترشح می‌کند.] 

Dopamine

▪️A critical role in stimulus reinforcement learning

▪️Levels of dopamine in prefrontal cortex decrease dramatically in advanced age which correlates with age-associated memory disorder.

▪️Infusion of DA antagonists into PFC impairs performance on working memory task.
▪️Lesions of dopaminergic system impairs memory.

دوپامین

▪️نقش مهمی‌در یادگیری تقویتی محرک

▪️سطح دوپامین در قشر پره‌فرونتال در سنین بالا به طور چشمگیری کاهش می‌یابد که با اختلال حافظه مرتبط با سن مرتبط است.

▪️تزریق آنتاگونیست‌های دوپامین (DA) به کورتکس پره‌فرونتال (PFC) عملکرد حافظه کاری را مختل می‌کند.

▪️ضایعات سیستم دوپامینرژیک حافظه را مختل می‌کند.


NE and Ach interaction

تعامل استیل کولین و نوراپی نفرین

تعامل استیل کولین و نوراپی نفرین

locus coeruleus: LC


Noradrenergic system

▪️Interaction between Ne & Ach systems may decrease memory.

▪️Depletion of Ne levels reduces memory.

▪️Since adrenoceptor antagonists cannot impair memory, it seems Ne system as a little influence on memory.

▪️This system may associated with age-related decline of memory.

▪️α۲-agonist (Clonidine) reverses the impairment of memory in monkeys (α۲ presynaptic).

سیستم نورآدرنرژیک

▪️ تعامل بین سیستم‌های نوراپی‌نفرین و استیل کولین ممکن است حافظه را کاهش دهد.

▪️ کاهش سطح نوراپی نفرین باعث کاهش حافظه می‌شود.

▪️ از آنجایی که آنتاگونیست‌های گیرنده آدرنرژیک نمی‌توانند حافظه را مختل کنند، به نظر می‌رسد که سیستم نوراپی نفرین تاثیر کمی بر حافظه دارد.

▪️ این سیستم ممکن است با کاهش حافظه مرتبط با افزایش سن همراه باشد.

▪️ آگونیست α۲ (کلونیدین) اختلال حافظه را در میمون‌ها معکوس می‌کند (α۲ پیش سیناپسی).


      ۵-HT and Ach interaction

تعامل استیل کولین و سوتونین

تعامل استیل کولین و سروتونین

[سپتوم هم استیل کولین ترشح می‌کند.] 

Serotonergic system

▪️Dysfunction of 5-HT system in AD has been described.

▪️The role of 5-HT in cognition is not known.

▪️Raphe lesion may change and delay learning (in some models).

▪️۵-HT۱A in Ach terminals decreases Ach release.

▪️Nicotinic receptor stimulation may alter 5-HT turnover.

▪️Interaction between 5-HT & Ach may involve in age-related decline of memory.

سیستم سروتونرژیک

▪️ اختلال عملکرد سیستم سروتونین (۵-HT) در AD شرح داده شده است.

▪️ نقش ۵-HT در شناخت، تشخیص داده نشده است.

▪️ ضایعه رافه ممکن است یادگیری را تغییر دهد و به تاخیر بیاندازد (در برخی مدل‌ها).

▪️ ۵-HT1A در پایانه‌های Ach باعث کاهش آزادسازی Ach می‌شود.

▪️ تحریک گیرنده نیکوتینی ممکن است گردش ۵-HT را تغییر دهد.

▪️ تعامل بین ۵-HT و Ach ممکن است منجر به کاهش حافظه مرتبط با افزایش سن شود.


GABA and Ach interaction

تعامل استیل کولین و گابا

تعامل گابا و استیل کولین

nucleus accumbens: NAC


GABAergic system

▪️GABA agonists decrease Ach turnover in hippocampus.

▪️The injection of GABA antagonist into the amygdala increases memory.

▪️The injection of GABA agonist into the amygdala decreases retention.

▪️Amnesia induced by benzodiazepines is due to GABA receptors.

It has been suggested that GABA may have a role in AD.

سیستم GABAergic

▪️ آگونیست‌های GABA باعث کاهش گردش Ach در هیپوکامپ می‌شوند.

▪️ تزریق آنتاگونیست GABA به آمیگدال باعث افزایش حافظه می‌شود.

▪️ تزریق آگونیست GABA به آمیگدال باعث کاهش حفظ و نگهداری می‌شود.

▪️ فراموشی ناشی از بنزودیازپین‌ها به دلیل گیرنده‌های GABA است.

پیشنهاد شده است که GABA ممکن است در AD نقش داشته باشد


Opioid

▪️The endogenous opioid system is involved in the acquisition and storage of memory.

▪️Morphine decreases process of memory.

▪️Naloxone increases memory.

▪️Opiates decrease Ach & Ne release.

▪️Enkephalins & Endorphins decrease the Ach & Ne turnover, these effects may be induced by GABA system.

مواد افیونی یا اُپیوئید

▪️ سیستم اوپیوئیدی درون‌زا در کسب و ذخیره حافظه نقش دارد.

▪️ مورفین فرآیند حافظه را کاهش می‌دهد.

▪️ نالوکسان حافظه را افزایش می‌دهد.

▪️ مواد افیونی ترشح نوراپی‌نفرین و استیل‌کولین (Ach  & Ne) را کاهش می‌دهند.

▪️ انکفالین‌ها و اندورفین‌ها گردش Ach & Ne را کاهش می‌دهند، این اثرات ممکن است توسط سیستم GABA القا شود.


Histaminergic system

▪️ICV injection of histamine decreases retention.

▪️H1 antagonist (Chlorphenilamine) increases retention.

▪️H2 antagonist (Ranitidine) has no effect.

سیستم هیستامینرژیک

▪️ تزریق داخل بطن مغزی (ICV: Intracerebroventricular) هیستامین باعث کاهش حفظ و نگهداری می‌شود.

▪️ آنتاگونیست H1 (کلرفنیلامین) حفظ و نگهداری را افزایش می‌دهد.

▪️ آنتاگونیست H2 (رانیتیدین) هیچ اثری ندارد.

[رانیتیدین دارویی است که کاربرد اصلی آن در درمان زخم معده و گاستریت است؛ کلرفنیرامین در دسته داروهای آنتی هیستامین قرار می‌گیرد که ضد آلرژی عمل کرده و علائمی همچون خارش، سوزش و قرمزی چشم را بهبود می‌بخشد] 


CV استاد گرانقدر و دانشمند برتر آقای دکتر محمدرضا زرین دست




آیا این مقاله برای شما مفید بود؟
بله
تقریبا
خیر

داریوش طاهری

اولیــــــن نیستیــم ولی امیـــــد اســــت بهتـــرین باشیـــــم...!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا