Synaptic plasticity in the hippocampus and a spatial navigation.

Plastyczność synaptyczna jest to właściwość neuronów, umożliwiająca zmiany funkcjonalne oraz strukturalne w obrębie połączenia synaptycznego. Plastyczność synaptyczna jest podstawą podczas uczenia się oraz pamięci. Długotrwałe plastyczności synaptyczne mają ogromny wpływ na funkcjonowanie mózgu. Istnieją dwie podstawowe formy plastyczności synaptycznej, a jest to długotrwałe wzmocnienie synaptyczne (LTP) oraz długotrwałe osłabienie synaptyczne (LTD). Pierwsze związane jest z molekularnymi mechanizmami, których skutkiem jest wzmocnienie przekaźnictwa synaptycznego, poprzez umocnienie połączenia pomiędzy neuronami. Drugie osłabia takie połączenie. Procesy zaangażowane w LTP i LTD wpływają na metabolizm komórkowy i/lub powodują ekspresję genów. Wzmocnienie połączenia pomiędzy neuronami jest mechanizmem prowadzącym do powstania śladu pamięciowego –engramu, który jest komórkowym wzorem aktywności kreowanym pod wpływem doświadczenia. Hipokamp, struktura mózgowia, zlokalizowana w płacie skroniowym, jest odpowiedzialny za epizodyczną długotrwałą pamięcią oraz nawigację przestrzenną. Komórki miejsca, neurony z hipokampa, tworzą poznawczą mapę środowiska. Istnieją również inne struktury, poza hipokampem, które zawierają komórki zaangażowane w nawigację przestrzenną. Dodatkowo, zmysły słuchu i wzroku również są zaangażowane w te procesy. Podsumowując, komórki hipokampa oraz te poza nim są podstawą podczas tworzenia wewnętrznej mapy otoczenia. Jednak to hipokamp jest odpowiedzialny za konsolidację śladu pamięciowego oraz powstawanie długotrwałych form pamięci.

Synaptic plasticity is a property of neurons, allowing for functional and structural changes of synaptic connections. Synaptic plasticity is a basis of learning and memory and is also involved in the processes of repair in the neural tissue. Long-term forms of synaptic plasticity have a significant impact on functioning of the brain. The two main forms of synaptic plasticity are long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD).The first one involves molecular mechanisms which result in an enhancement of synaptic transmission through boosting the strength of connections between neurons. On the contrary, the second one weakens the connections. The processes involved in LTP and LTD modify cellular metabolism, and/or activate gene expression. Strengthening the connections between neurons is the mechanism of creating a memory trace - engram, which is a cellular trace of an experience. The hippocampus, a brain structure, located in the temporal lobe, is responsible for episodic long-term memory and spatial navigation. Hippocampal place cells form the cognitive map of the environment. Other structure, located outside the hippocampus, also contain cells involved in spatial navigation. Those include grid cells of the entorhinal cortex and head direction cells. Additionally, the senses such as hearing and vision are involved in spatial navigation. To sum up, both cells located in the hippocampus, as well as those outside it, are essential to form the map of the external environment. However, it is the hippocampus, that is responsible for the consolidation of memory traces and for long-term forms of the memory.