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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E07 - Plasticidad sináptica (Hebb, LTP/LTD, STDP)
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3970
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Peso sináptico efectivo y actividad correlacionada
La plasticidad modifica el peso efectivo de una sinapsis, que el texto describe como proporcional a la conductancia del canal ya definida. El cambio depende de la actividad correlacionada entre las neuronas pre- y postsináptica conectadas por esa sinapsis; una mayor coincidencia de actividad constituye la señal de entrada común a varias reglas de plasticidad.
Grupo 2: Grupo 2: Fortalecimiento hebbiano
La regla de Hebb fortalece el peso efectivo cuando la neurona presináptica y la postsináptica están activas simultáneamente. La relación cualitativa es positiva: mayor actividad simultánea/correlacionada favorece un mayor incremento del peso, sin que el texto especifique saturación o normalización para la regla clásica.
Grupo 3: Grupo 3: Normalización de Oja
La regla de Oja conserva el fortalecimiento asociado a actividad correlacionada pero añade normalización para impedir crecimiento ilimitado. A medida que el peso efectivo se aproxima a su límite superior, el crecimiento producido por una misma actividad correlacionada disminuye, introduciendo una limitación dependiente del propio peso.
Grupo 4: Grupo 4: Umbral deslizante BCM
El modelo de Bienstock, Cooper y Munro introduce un umbral deslizante dependiente de la actividad postsináptica promedio reciente. Si esa actividad promedio aumenta, el umbral sube; por ello una misma actividad correlacionada puede producir potenciación o depresión según el historial reciente postsináptico y su relación con el umbral.
Grupo 5: Grupo 5: Plasticidad dependiente del tiempo de disparos
La plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos usa el orden temporal entre disparos pre- y postsinápticos. Si el disparo presináptico precede al postsináptico, el peso tiende a potenciarse; si el orden se invierte, tiende a deprimirse. El texto establece la asimetría causal, pero no especifica la forma temporal ni constantes de decaimiento.
Grupo 6: Grupo 6: Señalización postsináptica por calcio
La concentración de calcio intracelular postsináptico actúa como señal biofísica común que media los cambios descritos por las distintas reglas. Tanto la magnitud como la dinámica temporal del calcio determinan qué cascada se desencadena, aunque la narrativa no proporciona umbrales ni leyes funcionales cuantitativas.
Grupo 7: Grupo 7: Potenciación y depresión a largo plazo
La señal de calcio postsináptico puede desencadenar una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo. Estas cascadas aumentan o disminuyen, respectivamente, el mismo peso efectivo de la sinapsis y constituyen el resultado biofísico final de la plasticidad dirigida descrita.
ID:1329
Grupo 1: Grupo 1: Peso sináptico efectivo y actividad correlacionada
Descripción
La plasticidad modifica el peso efectivo de una sinapsis, que el texto describe como proporcional a la conductancia del canal ya definida. El cambio depende de la actividad correlacionada entre las neuronas pre- y postsináptica conectadas por esa sinapsis; una mayor coincidencia de actividad constituye la señal de entrada común a varias reglas de plasticidad.
Pregunta clave: ¿Qué propiedad sináptica cambia y de qué actividad depende?
La plasticidad modifica el peso efectivo de una sinapsis, que el texto describe como proporcional a la conductancia del canal ya definida. El cambio depende de la actividad correlacionada entre las neuronas pre- y postsináptica conectadas por esa sinapsis; una mayor coincidencia de actividad constituye la señal de entrada común a varias reglas de plasticidad. La plasticidad sináptica describe cómo cambia el peso efectivo de una sinapsis, proporcional a la conductancia del canal ya definida para esa sinapsis, en función de la actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica que la sinapsis conecta. En conjunto, es este mismo peso efectivo de la sinapsis, moldeado por la actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica y mediado en última instancia por el calcio intracelular postsináptico, el que cambia de forma dirigida según las distintas reglas de plasticidad sináptica descritas. Gracias a este umbral deslizante, la misma actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica puede producir una potenciación del peso efectivo de la sinapsis en un momento y una depresión de ese mismo peso efectivo en otro momento, según cuál haya sido el historial reciente de actividad de la neurona postsináptica. El modelo de Bienstock, Cooper y Munro introduce, en cambio, un umbral deslizante para el peso efectivo de la sinapsis, que depende de la actividad postsináptica promedio de la neurona postsináptica: cuanto mayor ha sido la actividad postsináptica promedio reciente, más alto se ubica este umbral deslizante.
ID:7677
Grupo 2: Grupo 2: Fortalecimiento hebbiano
Descripción
La regla de Hebb fortalece el peso efectivo cuando la neurona presináptica y la postsináptica están activas simultáneamente. La relación cualitativa es positiva: mayor actividad simultánea/correlacionada favorece un mayor incremento del peso, sin que el texto especifique saturación o normalización para la regla clásica.
Pregunta clave: ¿Cómo fortalece la coincidencia de actividad el peso sináptico?
La regla de Hebb fortalece el peso efectivo cuando la neurona presináptica y la postsináptica están activas simultáneamente. La relación cualitativa es positiva: mayor actividad simultánea/correlacionada favorece un mayor incremento del peso, sin que el texto especifique saturación o normalización para la regla clásica. La regla de Hebb clásica postula que el peso efectivo de la sinapsis se fortalece cuando la neurona presináptica y la neurona postsináptica están activas de forma simultánea. En términos biofísicos, todos estos cambios en el peso efectivo de la sinapsis, ya sea que se describan con la regla de Hebb, con la regla de Oja, con el modelo de Bienstock, Cooper y Munro o con la plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos, están mediados en gran medida por la concentración de calcio intracelular en la neurona postsináptica, que actúa como una señal común: según la magnitud y la dinámica temporal de este calcio intracelular postsináptico, esa señal común desencadena una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo del peso efectivo de la sinapsis. Una variante de esta regla, la regla de Oja, añade además un término de normalización al peso efectivo de la sinapsis, que evita que ese peso efectivo crezca sin límite aunque la actividad correlacionada se mantenga: cuanto más se acerca el peso efectivo de la sinapsis a su límite superior, menos crece ese peso efectivo ante la misma actividad correlacionada. La plasticidad sináptica describe cómo cambia el peso efectivo de una sinapsis, proporcional a la conductancia del canal ya definida para esa sinapsis, en función de la actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica que la sinapsis conecta.
ID:7678
Grupo 3: Grupo 3: Normalización de Oja
Descripción
La regla de Oja conserva el fortalecimiento asociado a actividad correlacionada pero añade normalización para impedir crecimiento ilimitado. A medida que el peso efectivo se aproxima a su límite superior, el crecimiento producido por una misma actividad correlacionada disminuye, introduciendo una limitación dependiente del propio peso.
Pregunta clave: ¿Cómo se limita el crecimiento del peso ante actividad correlacionada persistente?
La regla de Oja conserva el fortalecimiento asociado a actividad correlacionada pero añade normalización para impedir crecimiento ilimitado. A medida que el peso efectivo se aproxima a su límite superior, el crecimiento producido por una misma actividad correlacionada disminuye, introduciendo una limitación dependiente del propio peso. Una variante de esta regla, la regla de Oja, añade además un término de normalización al peso efectivo de la sinapsis, que evita que ese peso efectivo crezca sin límite aunque la actividad correlacionada se mantenga: cuanto más se acerca el peso efectivo de la sinapsis a su límite superior, menos crece ese peso efectivo ante la misma actividad correlacionada. En términos biofísicos, todos estos cambios en el peso efectivo de la sinapsis, ya sea que se describan con la regla de Hebb, con la regla de Oja, con el modelo de Bienstock, Cooper y Munro o con la plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos, están mediados en gran medida por la concentración de calcio intracelular en la neurona postsináptica, que actúa como una señal común: según la magnitud y la dinámica temporal de este calcio intracelular postsináptico, esa señal común desencadena una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo del peso efectivo de la sinapsis. La regla de Hebb clásica postula que el peso efectivo de la sinapsis se fortalece cuando la neurona presináptica y la neurona postsináptica están activas de forma simultánea. Gracias a este umbral deslizante, la misma actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica puede producir una potenciación del peso efectivo de la sinapsis en un momento y una depresión de ese mismo peso efectivo en otro momento, según cuál haya sido el historial reciente de actividad de la neurona postsináptica.
ID:7679
Grupo 4: Grupo 4: Umbral deslizante BCM
Descripción
El modelo de Bienstock, Cooper y Munro introduce un umbral deslizante dependiente de la actividad postsináptica promedio reciente. Si esa actividad promedio aumenta, el umbral sube; por ello una misma actividad correlacionada puede producir potenciación o depresión según el historial reciente postsináptico y su relación con el umbral.
Pregunta clave: ¿Cómo cambia el criterio de potenciación o depresión según el historial postsináptico?
El modelo de Bienstock, Cooper y Munro introduce un umbral deslizante dependiente de la actividad postsináptica promedio reciente. Si esa actividad promedio aumenta, el umbral sube; por ello una misma actividad correlacionada puede producir potenciación o depresión según el historial reciente postsináptico y su relación con el umbral. El modelo de Bienstock, Cooper y Munro introduce, en cambio, un umbral deslizante para el peso efectivo de la sinapsis, que depende de la actividad postsináptica promedio de la neurona postsináptica: cuanto mayor ha sido la actividad postsináptica promedio reciente, más alto se ubica este umbral deslizante. Gracias a este umbral deslizante, la misma actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica puede producir una potenciación del peso efectivo de la sinapsis en un momento y una depresión de ese mismo peso efectivo en otro momento, según cuál haya sido el historial reciente de actividad de la neurona postsináptica. En términos biofísicos, todos estos cambios en el peso efectivo de la sinapsis, ya sea que se describan con la regla de Hebb, con la regla de Oja, con el modelo de Bienstock, Cooper y Munro o con la plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos, están mediados en gran medida por la concentración de calcio intracelular en la neurona postsináptica, que actúa como una señal común: según la magnitud y la dinámica temporal de este calcio intracelular postsináptico, esa señal común desencadena una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo del peso efectivo de la sinapsis. En conjunto, es este mismo peso efectivo de la sinapsis, moldeado por la actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica y mediado en última instancia por el calcio intracelular postsináptico, el que cambia de forma dirigida según las distintas reglas de plasticidad sináptica descritas.
ID:7680
Grupo 5: Grupo 5: Plasticidad dependiente del tiempo de disparos
Descripción
La plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos usa el orden temporal entre disparos pre- y postsinápticos. Si el disparo presináptico precede al postsináptico, el peso tiende a potenciarse; si el orden se invierte, tiende a deprimirse. El texto establece la asimetría causal, pero no especifica la forma temporal ni constantes de decaimiento.
Pregunta clave: ¿Cómo determina el orden temporal de los disparos la dirección del cambio sináptico?
La plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos usa el orden temporal entre disparos pre- y postsinápticos. Si el disparo presináptico precede al postsináptico, el peso tiende a potenciarse; si el orden se invierte, tiende a deprimirse. El texto establece la asimetría causal, pero no especifica la forma temporal ni constantes de decaimiento. La plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos captura, además, una asimetría causal observada experimentalmente en el peso efectivo de la sinapsis: cuando el disparo de la neurona presináptica precede al disparo de la neurona postsináptica, el peso efectivo de la sinapsis tiende a potenciarse, mientras que cuando el orden de esos dos disparos se invierte, el peso efectivo de la sinapsis tiende a deprimirse. En términos biofísicos, todos estos cambios en el peso efectivo de la sinapsis, ya sea que se describan con la regla de Hebb, con la regla de Oja, con el modelo de Bienstock, Cooper y Munro o con la plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos, están mediados en gran medida por la concentración de calcio intracelular en la neurona postsináptica, que actúa como una señal común: según la magnitud y la dinámica temporal de este calcio intracelular postsináptico, esa señal común desencadena una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo del peso efectivo de la sinapsis. Gracias a este umbral deslizante, la misma actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica puede producir una potenciación del peso efectivo de la sinapsis en un momento y una depresión de ese mismo peso efectivo en otro momento, según cuál haya sido el historial reciente de actividad de la neurona postsináptica.
ID:7681
Grupo 6: Grupo 6: Señalización postsináptica por calcio
Descripción
La concentración de calcio intracelular postsináptico actúa como señal biofísica común que media los cambios descritos por las distintas reglas. Tanto la magnitud como la dinámica temporal del calcio determinan qué cascada se desencadena, aunque la narrativa no proporciona umbrales ni leyes funcionales cuantitativas.
Pregunta clave: ¿Qué señal biofísica común media las distintas reglas de plasticidad?
La concentración de calcio intracelular postsináptico actúa como señal biofísica común que media los cambios descritos por las distintas reglas. Tanto la magnitud como la dinámica temporal del calcio determinan qué cascada se desencadena, aunque la narrativa no proporciona umbrales ni leyes funcionales cuantitativas. En términos biofísicos, todos estos cambios en el peso efectivo de la sinapsis, ya sea que se describan con la regla de Hebb, con la regla de Oja, con el modelo de Bienstock, Cooper y Munro o con la plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos, están mediados en gran medida por la concentración de calcio intracelular en la neurona postsináptica, que actúa como una señal común: según la magnitud y la dinámica temporal de este calcio intracelular postsináptico, esa señal común desencadena una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo del peso efectivo de la sinapsis. En conjunto, es este mismo peso efectivo de la sinapsis, moldeado por la actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica y mediado en última instancia por el calcio intracelular postsináptico, el que cambia de forma dirigida según las distintas reglas de plasticidad sináptica descritas.
ID:7682
Grupo 7: Grupo 7: Potenciación y depresión a largo plazo
Descripción
La señal de calcio postsináptico puede desencadenar una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo. Estas cascadas aumentan o disminuyen, respectivamente, el mismo peso efectivo de la sinapsis y constituyen el resultado biofísico final de la plasticidad dirigida descrita.
Pregunta clave: ¿Qué cascadas duraderas modifican finalmente el peso sináptico?
La señal de calcio postsináptico puede desencadenar una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo. Estas cascadas aumentan o disminuyen, respectivamente, el mismo peso efectivo de la sinapsis y constituyen el resultado biofísico final de la plasticidad dirigida descrita. En términos biofísicos, todos estos cambios en el peso efectivo de la sinapsis, ya sea que se describan con la regla de Hebb, con la regla de Oja, con el modelo de Bienstock, Cooper y Munro o con la plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos, están mediados en gran medida por la concentración de calcio intracelular en la neurona postsináptica, que actúa como una señal común: según la magnitud y la dinámica temporal de este calcio intracelular postsináptico, esa señal común desencadena una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo del peso efectivo de la sinapsis. Gracias a este umbral deslizante, la misma actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica puede producir una potenciación del peso efectivo de la sinapsis en un momento y una depresión de ese mismo peso efectivo en otro momento, según cuál haya sido el historial reciente de actividad de la neurona postsináptica. En conjunto, es este mismo peso efectivo de la sinapsis, moldeado por la actividad correlacionada entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica y mediado en última instancia por el calcio intracelular postsináptico, el que cambia de forma dirigida según las distintas reglas de plasticidad sináptica descritas. El modelo de Bienstock, Cooper y Munro introduce, en cambio, un umbral deslizante para el peso efectivo de la sinapsis, que depende de la actividad postsináptica promedio de la neurona postsináptica: cuanto mayor ha sido la actividad postsináptica promedio reciente, más alto se ubica este umbral deslizante.
ID:7683