A prelude to long-term potentiation

Andersen, P.

doi:10.1098/rstb.2002.1232

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“…This is in concordance with the finding of several types of memory in the IT, see [32]. The short-term memory through long-term potentiation requires repetitive stimulation of the same synapses, [3], and this can be well achieved during periodic dynamics in the neuronal network.…”

Section: Introductionsupporting

confidence: 86%

Information reduction in a reverberatory neuronal network through convergence to complex oscillatory firing patterns

Vidybida

Shchur

2017

Biosystems

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We study dynamics of a reverberating neural net by means of computer simulation. The net, which is composed of 9 leaky integrate-and-fire (LIF) neurons arranged in a square lattice, is fully connected with interneuronal communication delay proportional to the corresponding distance. The network is initially stimulated with different stimuli and then goes freely. For each stimulus, in the course of free evolution, activity either dies out completely or the network converges to a periodic trajectory, which may be different for different stimuli. The latter is observed for a set of 285290 initial stimuli which constitutes 83% of all stimuli applied. By applying each stimulus from the set, we found 102 different periodic end-states. By analyzing the trajectories, we conclude that neuronal firing is the necessary prerequisite for merging different trajectories into a single one, which eventually transforms into a periodic regime. Observed phenomena of self-organization in the time domain are discussed as a possible model for processes taking place during perception. The repetitive firing in the periodic regimes could underpin memory formation.

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Section: Introductionsupporting

confidence: 86%

Information reduction in a reverberatory neuronal network through convergence to complex oscillatory firing patterns

Vidybida

Shchur

2017

Biosystems

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“…First, a generation of work on the physiological properties and cell-biological mechanisms reveals it to possess many other important characteristics of a memory mechanism. The discovery of Bliss & Lømo (1973) did indeed unleash a scientific party as Andersen notes (Andersen 2003). Second, LTP and long-term depression have now been shown to meet at least three of the four criteria that need to be met to establish it as a mechanism that is both 'necessary and sufficient for the information storage underlying the type of memory mediated by the brain area in which that plasticity is observed' (Martin & Morris 2002, p. 609).…”

Section: Reflectionsmentioning

confidence: 99%

Long-term potentiation and memory

Morris

2003

Phil. Trans. R. Soc. Lond. B

201

134

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The discovery of long-term potentiation (LTP) transformed research on the neurobiology of learning and memory. This did not happen overnight, but the discovery of an experimentally demonstrable phenomenon reflecting activity-driven neuronal and synaptic plasticity changed discussions about what might underlie learning from speculation into something much more concrete. Equally, however, the relationship between the discovery of LTP and research on the neurobiology of learning and memory has been reciprocal; for it is also true that studies of the psychological, anatomical and neurochemical basis of memory provided a developing and critical intellectual context for the physiological discovery. The emerging concept of multiple memory systems, from 1970 onwards, paved the way for the development of new behavioural and cognitive tasks, including the watermaze described in this paper. The use of this task in turn provided key evidence that pharmacological interference with an LTP induction mechanism would also interfere with learning, a finding that was by no means a foregone conclusion. This reciprocal relationship between studies of LTP and the neurobiology of memory helped the physiological phenomenon to be recognized as a major discovery.Keywords: long-term potentiation; learning; memory; spatial memory; watermaze PERSPECTIVES ON MEMORY OF 1973 AND 2003The perspective that we have of memory systems in 2003 is radically different from that prevailing in 1973. We now know of several interdependent brain systems that mediate different types of memory and, within these, the distinctive processes of memory encoding, storage, consolidation and retrieval (Schachter & Tulving 1994, pp. 269-310). These include explicit (declarative) and implicit (nondeclarative) systems, and various sub-systems such as those responsible for spatial, episodic and semantic memory on the one hand, and for skill learning and priming on the other. These distinct brain systems have different operating characteristics, distinct patterns of cerebral localization and network architecture, and subserve discrete aspects of cognitive function. In 1973, by contrast, we had little more than a suspicion that learning involved both associative and non-associative mechanisms, and that short-and long-term memory were likely to be mediated by different neuronal mechanisms. The range of behavioural tasks at our disposal to study learning was equally limited, ranging from the word-list learning tasks of the 'verbal learning' era of human psychology through to operant schedules, alleyways and simple mazes for animals.Observations about human global amnesia were emerging, starting with the seminal observations on patient H.M. (Scoville & Milner 1957). Following a medial temporal lobectomy for the relief of epilepsy, this now extensively studied patient was found to have intact short-term memory, reasonable memory for information acquired One contribution of 30 to a Theme Issue 'Long-term potentiation: enhancing neuroscience for 30 years'.

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“…Vor allem induziert eine kurze hochfrequente Salve von Stimulation eine langandauernde Vergrößerung des EPSP, die als Langzeitpotenzierung (long-term potentiation (LTP)) bezeichnet wird (Lømo, 2003;Bear & Malenka, 1994;Bailey, Giustetto, Huang, Hawkins & Kandel, 2000;Andersen, 2003). Vor allem induziert eine kurze hochfrequente Salve von Stimulation eine langandauernde Vergrößerung des EPSP, die als Langzeitpotenzierung (long-term potentiation (LTP)) bezeichnet wird (Lømo, 2003;Bear & Malenka, 1994;Bailey, Giustetto, Huang, Hawkins & Kandel, 2000;Andersen, 2003).…”

Section: 32unclassified

Neuroplastizität und Schmerz

Welter¹

2016

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Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National bibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar.Master Arbeit an der Universität zu Köln, 2015, u.d.T.: Virginia Deborah Elaine Welter: "Neuroplastizität und Schmerz. Multisensorische Stimulation als Therapiever fahren zur Behandlung von (sub)akutem Schmerz." Springer © Springer Fachmedien Wiesbaden 2016 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen und MarkenschutzGesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informa tionen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer ist Teil von Springer Nature Die eingetragene Gesellschaft ist Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH V Geleitwort Die von Frau Virginia Deborah Elaine Welter verfasste Masterarbeit entstand am Department Psychologie der Universität zu Köln unter Team-Betreuung sowohl durch die Abteilung Biologische Psychologie als auch die Abteilung Pädagogische Psychologie.Die Autorin beschäftigte sich in ihrer empirischen Arbeit mit einem Thema aus den angewandten Neurowissenschaften. Basierend auf neuesten neurowissenschaftlichen Erkenntnissen zur Neuroplastizität des Gehirns überprüfte sie experimentell die Wirksamkeit einer neuen, von ihr selbst entwickelten Schmerztherapie.Ihre zentrale Fragestellung hierbei war, ob ein sechswöchiges multirezeptives somatosensorisches Stimulationstraining -also eine Stimulation sowohl der Mechano-und Thermorezeptoren als auch eine Stimulation des nociceptiven Systems -zu einer substantiellen Reduktion der subjektiv wahrgenommenen Intensität von spezifischen akuten und subakuten somatischen Schmerzen führt.Die Ergebnisse der experimentellen Überprüfung ihrer Fragestellung indizieren eine deutliche Wirksamkeit dieses Trainingsverfahrens; zugleich unterstützen diese Ergebnisse auch aktuelle wissenschaftliche Annahmen über die bei Nociception und Schmerz wirksamen Prozesse der Gedächtnisbildung.Der Leser dieser Arbeit erhält einerseits einen strukturierten Überblick über die physiologisch sowie wissenschaftshistorisch relevanten theoretischen Konzepte und empirischen Befunde, die die Grundlage für das ausgearb...

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A prelude to long-term potentiation

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Long-term potentiation and memory

Neuroplastizität und Schmerz

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