在神經科學中，突觸可塑性是指神經細胞之間的連接，即突觸，其連接強度可以調節。 以下是為大家整理的關于淺談學習記憶中的突觸可塑性的文章3篇 ,歡迎品鑒！
第一篇: 淺談學習記憶中的突觸可塑性
摘要：微波輻射對于人體的危害不言而喻，尤其對于學習記憶的影響更加突出。但對于其所造成影響的機制眾說紛紜，其中研究較多的包括破壞血腦屏障，損傷遺傳物質，影響信號傳導，破壞腦實質、腦血流量和影響腦組織酶學等方面。本文就其通過對中樞神經系統學習記憶影響的機制做一簡要介紹。
關鍵詞：微波輻射;學習記憶
隨著現代技術的不斷發展，在微波技術逐漸的滲透到人們的日常生活中的同時，因其具有出其不意的傷害性而被大眾所容易忽略，因此由微波輻射所帶來的一系列危害和損傷已然成為了社會中不容忽視的一大問題。
一、微波的整體介紹
微波，一種波長在1mm-1m米之間，頻率在300MHz到300GHz之間的電磁波，因其頻率比一般的無線電波頻率高，故也被稱為“超高頻電磁波”。根據發射方式不同，微波分為脈沖微波和連續微波。根據頻段不同，微波常被劃分為特高頻（UHF，300～3000MHz）、超高頻（SHF，3～30GHz）和極高頻（EHF，30～300GHz），微波能否造成危害與其能量密度有關，我國微波輻射安全標準為：對于脈沖波，每日8小時連續暴露時，功率密度小于25μW/cm2，每日劑量不得超出200μW·h/cm2;對于連續波，每日8小時連續暴露時，功率密度小于50μW/cm2，每日劑量不得超出500μW·h/cm2[1]。微波所造成的危害主要由輻射導致的，輻射又分為熱型和非熱型兩類，其造成損傷的機理多由兩種類型長期共同作用所引起，當損傷達到無法修復的地步，機體便會出現一系列的病理變化[2]。
二、對學習記憶的影響
近年來，由于高新技術尤其是微波技術不斷應用于軍事以及社會生活中，由其對中樞神經系統所帶來的影響也愈發受到人們的關注[3]。其中，由微波輻射所導致的機體學習記憶能力的下降顯得尤為突出。研究表明，當人體長時間處于微波輻射中時，主要表現為認知能力的下降[4]、技能掌握速度的空間學習能力的降低以及長期知識儲存能力的降低。張彥文等人發現了長時間微波輻射可以導致大鼠腦片海馬長時程增強（LTP）誘導明顯減弱[5]，說明微波輻射可以導致學習記憶能力障礙。微波輻射對于學習記憶能力的影響是一個長期的慢性的積累過程，這一結果ShaymaaHussein[6]在研究長期在手機輻射下小鼠腦部的變化以及ShujunXu[7]在研究輻射對于海馬興奮性突出活動的影響時都已得到證明
三、可能存在的機制
（一）破壞血腦屏障
血腦屏障作為外來危害物進入腦部的重要防御系統，其重要作用不言而喻，若血腦屏障受到損害，腦組織的生理活動必然受到影響，其中就包括學習記憶活動。70年代就有學者發現微波輻射可影響腦組織的通透性，其用1.3GHz微波輻射大鼠20min，結果發現原本不能通過血腦屏障的甘露醇可以進入腦內。此外，BahriyeSirav等人[8]也發現類似的現象，與對照組相比，暴露在900Hz電磁輻射下的實驗組雄性和雌性其伊文思藍的滲出率均有明顯增高的趨勢，并且隨著頻率的增長，雄性小鼠中這種趨勢更加明顯。但也有研究得出了相反的結論，BrigitteCosquer等人[9]同樣用伊文思藍法評估血腦屏障的完整性，但結果表明沒有任何證據可以說明血腦屏障的滲透率發生了改變。因此，對于微波輻射可以損傷血腦屏障目前普遍認為這是正確的，但仍需要更多的論據。
（二）腦組織形態學改變
有研究表明，暴露在電磁輻射下可導致動物的腦實質發生損傷，尤其是海馬處的破壞，可直接導致學習記憶的損傷[10]。此外，也有發現證明微波輻射可通過損害遞質傳導通路突觸[11]或信號傳導通路間接影響學習記憶功能。董霽等[12]通過2mW/cm2和11mW/cm2功率的微波輻射對實驗大鼠進行照射，探討微波單次和累積輻射對大鼠學習、記憶能力和腦組織結構的影響，結果證明，11mW/cm2累積輻射后14天，海馬和大腦皮質神經元固縮，線粒體腫脹空化，內質網擴張，突觸間隙不清，且損傷與輻射劑量呈正相關。目前，普遍認為海馬作為人類記憶功能的重要部位，當其受損時將直接導致這一重要功能的喪失，而有研究表明長期處于微波輻射下，可導致這一重要組織形態的改變，JunTang等人[13]發現將實驗組小鼠放于900MHz，1mW/cm2的微波輻射環境下，與對照組相比其神經纖維可發現損傷并且在血管周圍發生嚴重水腫，此部位的神經元顯示也有不同程度的損傷，而且實驗組小鼠的認知能力發生了明顯的降低。此項實驗從正面說明了微波輻射對于學習記憶能力有著直接的損害。
（三）影響神經遞質
神經遞質作為機體重要的調節物質，對機體的各種生理性活動至關重要，對學習記憶同樣必不可少。孫成峰等[14]用30mW/cm2微波照射大鼠7d，對其進行Morris水迷宮實驗測量平均逃避潛伏期來反應微波輻射對大鼠學習記憶能力的影響，結果發現輻射組小鼠時間明顯長于假輻射組;與此同時還測量了輻射組小鼠的天冬氨酸、谷氨酸等氨基酸含量時，發現與對照組相比較有明顯的差異，其他的研究{15-16}也發現了類似的現象。此項結果說明微波輻射可以影響神經遞質含量，而眾所周知神經遞質在機體信號傳導的過程中扮演著使者的角色，一旦其含量或者功能發生紊亂，機體的正常生命活動包括學習記憶必然受到影響。
（四）影響血流改變，腦供血量降低
近年來，隨著醫學技術不斷發展，對于腦部疾病的檢查手段也愈發的成熟和多樣。而通過對腦血流量的監測來診斷疾病成為不可忽視的一部分。夏玉靜等人[17]對使用手機時間不同的對象進行分組研究，結果表明使用時間越長，腦部血流量流動越緩慢，由此可導致腦組織的供血量不足，進一步導致能量供應不足，這一改變是微波輻射導致學習記憶能力降低的主要作用原理。此外，眾所周知，腦與脊髓是人體重要的“司令部”，主管著機體機械運動，思想活動等在內的一切生命活動，兩者息息相關。JingZhang[18]等人發現將小鼠放于30Gy的輻射劑量下，其脊髓的血流量在21天后有著明顯的減少，而到90天的時候到達最低點，說明輻射對于脊髓的血流量有著明顯的影響，這從另一方面說明微波所造成的輻射有可能通過這一途徑來影響學習記憶活動。 （五）影響基因轉錄
DNA作為重要的遺傳物質，是機體正常運轉的最原始保障，是決定機體所有生命活動正常與否的重要因素，近年來有研究表明微波輻射可以通過破壞DNA的完整性[19]或者通過改變基因的有序性，間接影響人體的學習記憶。KanuMegha等人[20]發現在1800MHz，比吸收率為0.58mW/kg和2450MHz，比吸收率為0.66mW/kg的低強度微波輻射中測量到老鼠DNA損害的程度明顯高于900MHz，比吸收率為0.59mW/kg時的微波輻射。這一結果表明當微波輻射的頻率高到一定程度時，其可以通過損傷DNA來改變基因表達從而進一步導致腦組織蛋白質的異常，DuyguSahin等人[21]的研究也發現了長期在微波輻射下DNA的損傷增加。當然有研究[22]也表明微波輻射可通過損傷DNA直接影響蛋白質。
（六）破壞腦組織酶學
酶類作為機體生命活動不可或缺的一部分，其合成的原料很大一部分來自于食物，BenedictC等人[23]研究發現對于同樣的小鼠，喂養用微波照射過的食物與未用微波照射的食物相比其體內的SOD、CAT的含量有明顯的降低。MariaBenlloch-Tinoco[24]的研究也得出微波加熱可以導致食物中酶失活的結果，充分說明了微波輻射可以影響酶的活力。酶的主要作用是參與糖的有氧分解來給機體提供能量，而腦組織的一切生理活動都是建立在能量供應充足的基礎上，包括學習記憶活動，因此說明微波輻射可以間接的影響腦組織的記憶活動。但有研究表明[25]，在微波的暴露下豬的胰蛋白酶活性會增加，這一結果在一定程度上說明微波影響腦組織酶學的機制仍不成熟，還需不斷探索。
四、展望
對于微波輻射所造成的傷害和預防至今仍然有很多問題急需解決，有很多認識急需去挖掘，但不可否認微波技術已然成為軍事、生活的一個重要板塊，在現在乃至未來都扮演著至關重要的角色，因此為了預防此類問題的發生，研究微波技術的損害部位、損傷機理以及如何將微波技術精確地應用到現實中顯得尤為重要，希望學者們共同努力，不斷前進。
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第二篇: 淺談學習記憶中的突觸可塑性
[摘要]目的探討年齡相關性聽力損失對小鼠學習記憶能力的影響。方法取4周齡昆明小鼠14只，隨機分為對照組和模型組，模型組小鼠每日腹腔注射150mg/（kg·d）的D-半乳糖誘導年齡相關性聽力損失（ARHL）模型，對照組腹腔注射同等劑量的生理鹽水，持續2個月。分別于注射前及注射后1個月和2個月，檢測小鼠聽力的損害。聽腦干反應（ABR）檢測小鼠聽覺功能，Morris水迷宮實驗檢測小鼠學習以及能力。結果造模2個月后模型組小鼠ABR閾值顯著升高，并且與對照組相比，存在顯著性差異（P<0.01），ARHL小鼠模型造模成功。ARHL小鼠潛伏期和上臺前路程均顯著長于對照組（P<0.05），并且在目標象限游泳時間和穿越平臺次數也顯著減少（P<0.05）。結論年齡相關性聽力損失模型小鼠學習和記憶能力下降，記憶保持能力也有所下降。
[關鍵詞]年齡相關性聽力損失;學習記憶能力;聽腦干反應;Morris水迷宮
[中圖分類號]R392 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-9701（2019）05-0031-03
[Abstract]ObjectiveToinvestigatetheeffectofage-relatedhearinglossonlearningandmemoryabilityinmice.Methods14Kunmingmiceof4weeksoldwererandomlydividedintocontrolgroupandmodelgroup.Themiceinthemodelgroupwereintraperitoneallyinjectedwith150mg/（kg·d）D-galactosetoinduceage-relatedhearingloss（ARHL）model.Thecontrolgroupwasintraperitoneallyinjectedwiththesamedoseofnormalsalinefor2months.Thehearingimpairmentofthemicewastestedbeforeinjectionandat1monthand2monthsafterinjection，respectively.Theauditorybrainstemresponse（ABR）wasusedtodetecttheauditoryfunctionofmice，andtheMorriswatermazetestwasusedtodetectthelearningandabilityofmice.ResultsAfter2monthsofmodeling，theABRthresholdofthemodelgroupwassignificantlyincreased，andtherewasasignificantdifferencebetweenthemodelgroupandthecontrolgroup（P<0.01）.TheARHLmousemodelwassuccessfullymodeled.Thelatencyandthepre-stationarypathofARHLmiceweresignificantlylongerthanthatofthecontrolgroup（P<0.05），andtheswimmingtimeandthenumberofcrossingplatformsinthetargetquadrantwerealsosignificantlydecreasedintheARHLmice（P<0.05）.ConclusionTheage-relatedhearinglossmodelmicehavedecreasedlearning，memoryabilityandmemoryretention.
[Keywords]Age-relatedhearingloss;Learningandmemoryability;Auditorybrainstemresponse;Morriswatermaze
老年性耳聾即年齡相關性聽力損失（age-relatedhearingloss，ARHL），是指隨著年齡的增長，聽覺器官發生緩慢的進行性老化，主要表現為高頻聽力下降，并逐漸累及低頻聽力。近年研究發現學者發現[1]，ARHI患者數量比以前有明顯增加。并且研究發現在60歲以上人群中，35%～55%患有不同程度的聽力障礙[2]，而相關研究預測至2050年60歲以上人口將達4.91億，因此ARHI患者數量巨大，越來越受到人們的關注[3]。2014年FrankLin等的研究顯示聽力損失與癡呆、抑郁、平衡失調和跌倒風險的增加相關，且發生癡呆的風險隨著基線聽力損失的嚴重程度線性增加（每10dB聽力損失風險增加1.27倍）[4，5]。Taljaard和Olaithe于2016年發布了一項由5534名聽力損失患者參與的大型Meta分析顯示聽力受損程度與一般認知之間的劑量-反應關系，且聽力治療可以改善認知功能[6]。但是關于年齡相關性聽力損失對小鼠學習記憶能力影響的研究較少，因此本研究對半乳糖衰老模型大鼠進行研究，明確年齡相關性聽力損失對小鼠學習記憶能力的影響。 1材料與方法
1.1動物模型建立[7，8]
取4周齡昆明小鼠14只，隨機分為對照組和模型組，模型組小鼠每日腹腔注射150mg/（kg·d）的D-半乳糖誘導老年性耳聾模型，對照組腹腔注射同等劑量的生理鹽水，持續2個月。分別于注射前及注射后1個月和2個月，檢測小鼠聽力的損害。本研究通過倫理委員會批準。
1.2聽腦干反應（ABR）檢測小鼠聽覺功能[9]
聽腦干反應檢測在隔音屏蔽室內進行。小鼠用1%戊巴比妥鈉90mg/kg經腹腔注射麻醉后，將電極的正極置于動物顱頂正中皮下，負極置于給聲側耳廓后下方，接地電極置于對側耳廓后下方，屏蔽耳機距測試小鼠外耳道口0.5cm。應用美國智聽公司SmartEP&OAE聽覺誘發電位-耳聲發射記錄系統給予短純音刺激，選取8kHz、12kHz、24kHz3個頻率分別進行測試并記錄。重復率39.1次/s，帶通濾波100～300Hz，疊加1024次，掃描時程16.0ms。聲刺激強度從95dBSPL開始，以5dB逐次遞減，聽閾判定以剛出現ABRⅠ波為準并至少重復2次。
1.3Morris水迷宮實驗[10]
選擇安靜、暗光、恒溫環境進行測試。實驗前將水桶灌以清水至預定高度（約40cm），再加入適量白色素，使水成為不透明的乳白色液體，加熱器加熱水溫至25℃。平臺置于第四象限中央，位于水面以下約1.5cm。訓練期依次從4個入水點將小鼠面向池壁放入水中，記錄小鼠尋找并爬上平臺所需時間，即逃避潛伏期，停留30s進行下一方向的訓練。如果120s內未找到平臺，由實驗者將其引至平臺，并在平臺上停留30s后進行下一方向訓練。定位航行實驗用于評價動物學習和記憶能力。前3d為動物訓練期，第4天，依次從第一、二、三象限入水點將小鼠面向池壁放入水中，分別記錄小鼠第1天、第2天、第3天和第4天在水中逃避潛伏期和上臺前路程。空間搜索實驗用于評價動物平臺位置的記憶，即記憶保持能力。第5天撤除平臺，依次從第一、二、三象限入水點將小鼠面向池壁放入水中，分別3次記錄小鼠90s內在目標象限游泳時間和穿越平臺次數。
1.4統計學方法
數據采用統計學軟件SPSS18.0進行處理和分析，計量資料以（x±s）表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，P<0.05為差異具有統計學意義。
2結果
2.1ABR檢測結果
注射前經過不同頻率刺激，對照組和模型組小鼠ABR閾值沒有顯著性差異（P>0.05）;注射造模后1個月，對照組小鼠ABR閾值沒有顯著變化（P>0.05），而模型組小鼠ABR閾值顯著升高（P<0.05），與對照組相比，模型組小鼠ABR閾值顯著高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）;注射造模后2個月，對照組小鼠ABR閾值沒有顯著變化（P>0.05），而模型組小鼠ABR閾值顯著升高（P<0.01），與對照組相比，模型組小鼠ABR閾值顯著高于對照組，差異有統計學意義（P<0.01），見表1。造模后模型組小鼠ABR閾值變化穩定，造模成功。
2.2兩組Morris水迷宮定位航行實驗結果
Morris水迷宮定位航行實驗結果顯示，模型組小鼠潛伏期明顯長于對照組（P<0.05）;并且上臺前路程也顯著長于對照組（P<0.05），見表2。結果證實年齡相關性聽力損失模型小鼠學習和記憶能力下降。
2.3兩組Morris水迷宮空間探索實驗結果
空間探索實驗結果發現，模型組小鼠在目標象限游泳時間比對照組顯著減少（P<0.05），并且模型組小鼠穿越平臺次數也顯著減少（P<0.05），見表3。結果證實年齡相關性聽力損失模型小鼠記憶保持能力也有所下降。
3討論
隨著我國老齡化社會的到來，老年性耳聾的患病率大幅上升，據不完全統計，2017年已達到5000萬，預計到2030年，ARHL預計將成為疾病負擔的前15個原因[11]。目前研究發現中、重度聽力損失的老年患者，發生認知功能障礙的幾率比正常老年人顯著升高[12]。同時一項流行病學調查研究也發現聽覺障礙的患者認知功能障礙發病率升高[13]，并且阿爾茨海默病發病風險也增高[14]。另外動物研究也發現，聽力損失模型小鼠認知功能下降，并且研究還發現聽力損失模型小鼠海馬突觸退變明顯，這一變化可能與認知功能下降有關[15]。
半乳糖衰老模型是目前使用較為廣泛的一種人工老化模型，具有衰老變化明顯、模型穩定、耗時短等優點。因此本研究對小鼠進行D-半乳糖注射進行造模，結果發現，造模2個月后模型組小鼠ABR閾值顯著升高，并且與對照組相比，存在顯著性差異（P<0.01）。造模后模型組小鼠ABR閾值變化穩定，與以往研究結果一致[7，8]，ARHL小鼠模型造模成功。同時，本研究應用Morris水迷宮結果發現，第1、2、3、4天ARHL小鼠學習能力低于對照動物（P<0.05）;隨著學習時間的延長，ARHL小鼠潛伏期和上臺前路程逐漸縮短，顯示出學習的作用，而第4天ARHL小鼠學習能力仍然顯著低于對照組。但在第5天的記憶測試中，ARHL小鼠在目標象限游泳時間和穿越平臺次數顯著低于對照組（P<0.05），顯示ARHL小鼠海馬相關的空間學習能力及空間記憶能力顯著降低。結果證實年齡相關性聽力損失模型小鼠學習和記憶能力下降，記憶保持能力也有所下降。內質網是細胞內蛋白質合成、加工及修飾的場所，大量未折疊及錯誤折疊的蛋白質在內質網腔中聚集將會引起內質網應激（endoplasmicreticulumstress，ERS）。ERS參與誘導內耳毛細胞的凋亡，從而引起聽力損失，也參與神經細胞的凋亡，影響智力發育，這可能是年齡相關性聽力損失可以降低小鼠學習和記憶能力的潛在機制。 綜上所述，年齡相關性聽力損失可以降低小鼠學習和記憶能力。因此臨床上針對年齡相關性聽力損失的老年患者要注意加強鍛煉學習記憶能力，必要時采取適當治療，改善認知功能，延緩阿爾茨海默病的發生。
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第三篇: 淺談學習記憶中的突觸可塑性
學習記憶是腦的基本功能,學習記憶作為腦內高級活動之一,其實質是信號轉導和處理問題,而一切功能的產生都是以特定結構為基礎的。人類大腦包含數千億神經元。突觸是指一個神經元與另一個神經元的連接點，它是神經元間信息傳遞的基礎。
1突觸可塑性
突觸可塑性即突觸傳遞效率在某些因素的作用下可出現不同程度的持續性上調或下調的特性。廣義的突觸可塑性包括突觸傳遞可塑性、突觸發育可塑性和突觸形態可塑性。一般如未作特殊說明,即指突觸傳遞可塑性。突觸可塑性是神經科學領域近年來進展最快、取得成果最大的研究領域。
2突觸前可塑性的結構基礎及分子機制
突觸前可塑性的結構基礎主要有3個:突觸囊泡、囊泡內的神經遞質以及突觸活動區。突觸前待釋放的囊泡數量與釋放概率有關,數量越多,釋放概率增大,突觸后反應也相對增強。囊泡內的遞質濃度是相同的,所以囊泡體積越大其遞質含量越多。突觸活動區是指搭靠在突觸前膜囊泡與電壓依賴型鈣通道蛋白緊密鑲嵌而成的致密區。突觸活動區的數量與面積大小并非一成不變,而是在發育后神經活動過程中受到調節而變化。
突觸前末梢內蛋白質形成是突觸可塑性關鍵因素之一。囊泡膜和突觸前膜的融合是突觸前神經遞質釋放的關鍵,它們之間的融合需要依賴SNARR(solubleNSFattachmentproteinreceptor)核心復合體的形成。因此,所有介導囊泡融合的分子和所有參與囊泡內吞的分子都有可能參與調節突觸囊泡的形態發生和神經遞質釋放,包括鈣離子感受器、各種蛋白激酶、多種突觸囊泡膜蛋白。G蛋白可能通過鈣離子通道的作用改變其動力學,從而影響鈣離子內流。當胞內鈣離子濃度增高時,激活各種蛋白激酶,調節神經遞質的合成,并使大量儲存囊泡內處于制動狀態的突觸囊泡膜蛋白被CaMKⅡ磷酸化而解聚,從而動員待釋放囊泡進入釋放狀態。同時,作為鈣離子感受器的囊泡蛋白通過磷酸化與去磷酸化來調節胞吐過程。而一些鈣離子敏感的酶類如鈣調神經磷酸酶等可對胞吐進行負調控。此外,突觸后分子還可經過逆行信使形式參與。突觸前可塑性的發生過程中,Irina等[1]發現Ca2+和NMDA依賴性的NO從突觸后釋放后可作為逆行信使彌散到突觸前膜,誘導出突觸前線狀偽足,調控突觸前活動區的形成，參與突觸發生和棘突形成。CO、花生四烯酸、血小板激活因子等都可能是逆行性信使。位于突觸前膜的GAP-43(growthassociatedprotein43)是位于細胞膜上的一種特異性磷蛋白,它是PKC的主要底物蛋白之一。它的磷酸化可釋放與之結合的鈣調素,刺激F-肌動蛋白和微管蛋白的聚合使生長錐在形態上更具活力,并抵抗其回縮,調節神經末端的出芽。在信號轉導的第二信使系統中,受體介導PIP2水解產生DAG和IP3。DAG主要激活PKC，IP3則能誘發肌漿網中的Ca2+釋放,提高胞漿中Ca2+濃度。而磷酸化的GAP-43能抑制純化PIP-PIP2激酶的活性,從而抑制PIP2的產生,對PKC和Ca2+進行負反饋。
3突觸后可塑性的結構基礎及分子機制
突觸后可塑性結構基礎最重要的是附于突觸后膜胞漿側厚約50nm的一種超微結構-突觸后致密物(PSD),含有30余種與突觸傳遞緊密相關的蛋白成分。其厚度、長度與面積在長時程增強（LTP）形成中均發現有增加現象,由此推測PSD的變化可能是突觸功效增強的物質基礎。神經遞質受體激活后除了引發一系列胞內級聯反應,還可激活即早基因(c-fos、c-jun、Arc、c-myc)，生成蛋白質作為轉錄調節因子或第三信使，引起細胞功能和結構長時間的適應性改變,具有將短時程信號與長時程改變耦聯起來的作用。
突觸后神經遞質受體中谷氨酸受體(GluRs)是形成LTP的關鍵。根據選擇性激動劑的不同,將谷氨酸受體分為五型:N-甲基-D-門冬氨酸(NMDA)受體、γ-氨基-3-羥基-5-甲基-4異嗯唑丙酸(又稱使君子酸,AMPA)受體、海人藻酸(kainicacid,KA)受體、代謝性谷氨酸受體(mGluR)和L-2-氨基-4-磷酰丁酸(L-AP4)受體。AMPA受體與KA受體合稱為非NMDA受體。NMDA受體與非NMDA受體屬于配體門控的離子型通道受體,與離子通道相耦聯。而mGluR和L-AP4受體則屬于G蛋白偶聯的受體，通過激活細胞內第二信使發揮作用。
LTP的誘發根據是否需要NMDA受體的參與分為NMDA受體依賴性和非NMDA受體依賴性兩大類。
經典NMDA受體依賴的LTP一般認為需要NMDA受體的激活。它既需要受體與配體的結合,還需要突觸后膜產生去極化。單次低頻刺激CA3錐體細胞發出Schaffer側支就可引起突觸后海馬CA1細胞產生興奮性突觸后電位（EPSP）,但這個EPSP的時程可被隨后迅速產生的雙相IPSP所縮短。而高頻的強直刺激可引起持續的EAAs釋放,作用于突觸后AMPA/KA受體引起神經元去極化,引起EPSP累加,以及高頻的強直刺激能減弱GABA所介導的抑制效應,引起突觸后膜持續去極化,當膜電位去極化至-30~-50mV時,安靜時阻擋在NMDA受體通道中的Mg2+移除,引起NMDA受體通道開放,導致細胞外Ca2+大量內流,胞內Ca2+含量增高可激活一系列級聯反應,產生第二信使(cAMP、IP3、DG),激活各種蛋白激酶,如CaMKII、PKC、PKA和絲氨酸蘇氨酸激酶,此外還有一種非第二信使依賴性的酪氨酸蛋白激酶(PTK)。這些蛋白激酶一方面可以直接被Ca2+激活,在LTP誘導中起作用，另一方面具有自身磷酸化的功能,對LTP的維持起作用。其中CaMKII和PKC參與LTP誘導和早期維持,CaMKII的作用底物十分廣泛,能對50余種蛋白進行磷酸化,其中在PSD上就發現多于25種蛋白為其底物,能增強突觸后膜上的通道功能,調控核內基因表達,調節神經遞質的合成、釋放,調整細胞骨架，促進神經延伸,被稱作“記憶的分子開關”。PTK中Src家族與Eph家族能對NMDA受體的亞基或與之相連的蛋白質磷酸化,使其活性增強并使鈣離子內流增加。PKA則參與可塑性過程中核內信號轉導。在強直刺激后,cAMP濃度迅速上升,并進一步激活PKA,激活的PKA進入核內后,磷酸化一種稱為CREB(cAMP反應元件結合蛋白)的轉錄因子,進而調節基因轉錄和相關蛋白表達,這些對后期LTP的維持是至關重要的[2]。
非NMDA受體依賴性LTP的產生主要依靠電壓門控性Ca2+通道開放,使突觸后神經元內Ca2+濃度升高。目前對這種非NMDA受體依賴的LTP產生機制尚未有統一的認識。
深入研究突觸可塑性可以為諸如Alzheimer病、帕金森病的治療和腦外傷后的功能康復提供理論基礎，并利用大腦的可塑性來治療多種疾病包括精神分裂癥、帕金森氏病、老年記憶喪失和自閉癥等。隨著科技和實驗技術的飛速發展,對突觸和學習記憶的研究會更深入、更徹底，學習記憶的理論也會逐步完善，人類也會越來越聰明和智慧。
