长时程增强作用

在神经科学中，长时程增强（LTP）是基于最近的活动模式持续加强突触。 这些突触活动模式会在两个神经元之间产生持久的信号传输增加。长时程增强（LTP）的反面是长期抑制，它会导致突触强度长期下降。

它是突触可塑性（化学突触改变其强度的能力）背后的几种现象之一。 由于记忆被认为是通过改变突触强度来编码的，因此 LTP 被广泛认为是构成学习和记忆基础的主要细胞机制之一。

长时程增强（LTP）于 1966 年由泰耶·洛莫（Terje Lømo）在兔子海马体中发现，此后一直是热门研究课题。 许多现代长时程增强研究试图更好地了解其基本生物学，而其他研究则旨在找出长时程增强与行为学习之间的因果关系。尽管如此，其他人仍试图开发增强长时程增强以改善学习和记忆的药理学或其他方法。长时程增强也是临床研究的主题，例如，在阿尔茨海默病和成瘾医学领域。

在 19 世纪末，科学家们普遍认识到成人大脑中的神经元数量（约 1000 亿）并没有随着年龄的增长而显着增加，这让神经生物学家有充分的理由相信记忆通常不是新神经元产生的结果。 有了这种认识，就需要解释在没有新神经元的情况下记忆是如何形成的。

西班牙神经解剖学家拉蒙·卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）是最早提出不需要形成新神经元的学习机制的人之一。在他 1894 年的克鲁尼安演讲中，他提出可以通过加强现有神经元之间的联系来提高它们的交流效率来形成记忆。

由唐纳德·赫布（Donald Hebb）于 1949 年提出的赫布理论呼应了拉蒙·卡哈尔的观点，进一步提出细胞可能会产生新的连接或经历代谢和突触变化，从而增强它们的交流能力并创建体验的神经网络：

让我们假设反射活动（或痕迹）的持续或重复往往会引起持久的细胞变化，从而增加其稳定性……当细胞 A 的轴突足够接近以激发细胞 B 并反复或持续地接受 在发射它的过程中，一些生长过程或代谢变化发生在一个或两个细胞中，使得 A 作为发射 B 的细胞之一的效率增加。

埃里克·坎德尔 (Eric Kandel) (1964) 及其同事是第 一批在海蛞蝓（Aplysia）研究过程中发现长期增强作用的研究人员。

他们试图对蛞蝓神经网络中的不同细胞应用行为调节。他们的结果显示突触强度发生变化，研究人员认为这可能是由于在蛞蝓体内发生了一种基本的学习形式。

尽管这些记忆形成理论现在已经很成熟，但在当时它们是有远见的：19 世纪末和 20 世纪初的神经科学家和心理学家不具备阐明动物学习的生物学基础所必需的神经生理学技术。这些技能直到 20 世纪下半叶才出现，大约与长时程增强的发现同时出现。

1966 年，泰耶·洛莫（Terje Lømo）在挪威奥斯陆的实验室首次观察到长时程增强。 在那里，泰耶·洛莫对麻醉的兔子进行了一系列神经生理学实验，以探索海马体在短期记忆中的作用。

泰耶·洛莫的实验侧重于从穿孔通路到齿状回的连接或突触。 这些实验是通过刺激穿孔通路的突触前纤维并记录来自齿状回突触后细胞集合的反应来进行的。 正如预期的那样，对穿孔通路纤维的单个电刺激脉冲会在齿状回细胞中引起兴奋性突触后电位 (EPSP)。

泰耶·洛莫出人意料地观察到，如果他首先向突触前纤维传递高频刺激序列，突触后细胞对这些单脉冲刺激的反应可能会在很长一段时间内得到增强。

当应用这样一系列刺激时，随后的单脉冲刺激会在突触后细胞群中引发更强、更长时间的兴奋性突触后电位 (EPSP)。 这种高频刺激可以在突触后细胞对后续单脉冲刺激的反应中产生长期增强的现象最初被称为长效增强。

蒂莫西·布利斯 (Timothy Bliss) 于 1968 年加入安徒生实验室，与洛莫 (Lømo) 合作，两人于 1973 年发表了关于兔海马体长效增强的第 一个表征。