Nhớ ngắn hạn có thể là sự cạn kiệt của bể chứa dễ giải phóng của các túi neurotransmitter ở các đầu synap trước của một mẫu dấu ấn trí nhớ dài hạn không ổn định

Cognitive Neurodynamics - Tập 3 - Trang 263-269 - 2009
Eugen Tarnow1
1Fair Lawn, USA

Tóm tắt

Mô hình Gán/Gán lại trí nhớ ngắn hạn đã được giới thiệu trước đây (Tarnow trong Cogn Neurodyn 2(4):347–353, 2008) để giải thích mối quan hệ tuyến tính giữa thời gian phản hồi và xác suất phản hồi đúng trong việc hồi tưởng và nhận diện từ: Tại buổi trình bày kích thích ban đầu, các từ được hiển thị gán vào các vị trí trí nhớ lâu dài tương ứng. Quá trình gán này là tuyến tính theo thời gian và mất khoảng một giây để đạt được mức độ gán 100%. Sau khi trình bày kích thích, mức độ gán suy giảm theo hàm logarithm với thời gian, giảm xuống còn 50% sau 14 giây và 20% sau 220 giây. Nếu một từ thăm dò được đưa trở lại, mức độ gán cần phải quay trở lại 100% để từ đó được xác định chính xác, điều này dẫn đến độ trễ trong thời gian phản hồi. Độ trễ này tỷ lệ thuận với sự mất mát gán. Mức độ gán có mối quan hệ trực tiếp với xác suất hồi tưởng và nhận diện từ đúng. Bằng chứng được trình bày cho thấy rằng mức độ gán là chỉ số của mức độ cạn kiệt của Bể chứa Dễ Giải Phóng (RRP) của các túi neurotransmitter tại các đầu synap trước. Bằng chứng bao gồm mối quan hệ tuyến tính ban đầu giữa mức độ gán và thời gian cũng như sự suy giảm logarithm tiếp theo của mức độ gán. Sự kích hoạt của trí nhớ ngắn hạn do vậy có thể là sự cạn kiệt của RRP (exocytosis) và sự suy giảm trí nhớ ngắn hạn có thể là quá trình tái chế của các túi neurotransmitter (endocytosis). Mẫu các đầu synap trước cạn kiệt tương ứng với dấu ấn trí nhớ lâu dài.

Từ khóa

#trí nhớ ngắn hạn #bể chứa dễ giải phóng #neurotransmitter #mô hình gán #hồi tưởng từ #nhận diện từ

Tài liệu tham khảo

Anderson JR (1981) Interference: the relationship between response latency and response accuracy. J Exp Psychol [Hum Learn] 7:326–343. doi:10.1037/0278-7393.7.5.326 Besterman JM, Low RB (1983) Endocytosis: a review of mechanisms and plasma membrane dynamics. Biochem J 210:1–13 Brown MW, Aggleton JP (2001) Recognition memory what are the roles of the perirhinal cortex and hippocampus? Nat Neurosci 2(1):51–61. doi:10.1038/35049064 Cabin DE, Shimazu K, Murphy D, Cole NB, Gottschalk W, McIlwain KL, Orrison B, Chen A, Ellis CE, Paylor R, Lu B, Nussbaum RL (2002) Synaptic vesicle depletion correlates with attenuated synaptic responses to prolonged repetitive stimulation in mice lacking α-synuclein. J Neurosci 22:8797–8807 Cowan N (1984) On short, long auditory stores. Psychol Bull 6:341–370 Cowan N (1997) Attention and memory: an integrated framework. Oxford University Press, Oxford Dobrunz LE (2002) Release probability is regulated by the size of the readily releasable vesicle pool at excitatory synapses in hippocampus. Int J Dev Neurosci 20:225–236. doi:10.1016/S0736-5748(02)00015-1 Garcia-Perez E, Wesseling JF (2008) Augmentation controls the fast rebound from depression at excitatory hippocampal synapses. J Neurophysiol 99:1770–1786. doi:10.1152/jn.01348.2007 Goda Y, Sudhof TC (1997) Calcium regulation of neurotransmitter release: reliably unreliable? Curr Opin Cell Biol 9(4):513–518. doi:10.1016/S0955-0674(97)80027-0 Hagler DJ, Goda Y (2001) Properties of synchronous, asynchronous release during pulse train depression in cultured hippocampal neurons. J Neurophysiol 85:2324–2334 Kandel ER (2001) The molecular biology of memory storage a dialogue between genes and synapses. Science 294:1030–1038 Moser T, Beutner D (2000) Kinetics of exocytosis and endocytosis at the cochlear inner hair cell afferent synapse of the mouse. Proc Natl Acad Sci USA 97:883–888. doi:10.1073/pnas.97.2.883 Otsu Y, Shahrezaei V, Li B, Raymond LA, Delaney KR, Murphy TH (2004) Competition between phasic and asynchronous release for recovered synaptic vesicles at developing hippocampal autaptic synapses. J Neurosci 24:420–433. doi:10.1523/JNEUROSCI.4452-03.2004 Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, Hall WC, LaMantia A-S, McNamara JO, Williams SM (2004) Neuroscience, 3rd edn. Sinauer Associates, Sutherland Royle L, Lagnado SJ (2003) Endocytosis at the synaptic terminal. J Physiol 553:345–355. doi:10.1113/jphysiol.2003.049221 Rubin DC, Hinton S, Wenzel A (1999) The precise time course of retention. J Exp Psychol Learn Mem Cogn 25:1161–1176. doi:10.1037/0278-7393.25.5.1161 Shtrahman M, Yeung C, Nauen DW, Bi G-q, Wu X-l (2005) Probing vesicle dynamics in single hippocampal synapses. Biophys J 89:3615–3627. doi:10.1529/biophysj.105.059295 Smith C, Moser T, Xu T, Neher E (1998) Cytosolic Ca2+ acts by two separate pathways to modulate the supply of release-competent vesicles in chromaffin cells. Neuron 20:1243–1253 Sudhof TC (2004) The synaptic vesicle cycle. Annu Rev Neurosci 27:509–547. doi:10.1146/annurev.neuro.26.041002.131412 Sun J-Y, Wu L-G (2001) Fast kinetics of exocytosis revealed by simultaneous measurements of presynaptic capacitance, postsynaptic currents at a central synapse. Neuron 30:171–182. doi:10.1016/S0896-6273(01)00271-9 Sun J-Y, Wu X-S, Wu L-G (2002) Single and multiple vesicle fusion induce different rates ofendocytosis at a central synapse. Nature 417:555–559. doi:10.1038/417555a Suyama S, Hikima T, Sakagami H, Ishizuka T, Yawo H (2007) Synaptic vesicle dynamics in the mossy fiber-CA3 presynaptic terminals of mouse hippocampus. Neurosci Res 59:481–490 Tarnow E (2008) Response probability and response time: a straight line, the Tagging/Retagging interpretation of short term memory, an operational definition of meaningfulness and short term memory time decay and search time. Cogn Neurodyn 2(4):347–353 Xu J, Wu L-G (2005) The decrease in the presynaptic calcium current is a major cause of short-term depression at a calyx-type synapse. Neuron 46:633–645. doi:10.1016/j.neuron.2005.03.024