40、突触可塑性与学习算法解析

突触可塑性与学习算法解析

1. 突触可塑性概述

突触可塑性是指突触在强度和功能上发生改变的能力，这种改变可以发生在突触前成分、突触后成分或两者同时发生。关于突触前位点的推测包括：
- 释放位点数量的增加；
- 释放概率的提升；
- 每个囊泡中神经递质装载量的增多。

而涉及突触后终端的假设则有：
- 受体亲和力或密度的增大；
- 先前“沉默”突触的募集。

此前认为突触后棘几何形状的改变会影响其突触权重的假设，至少在海马锥体细胞的被动棘情况下，似乎并不正确。

如果长时程增强（LTP）的诱导发生在突触后，但表达在突触前，那么就需要某种物质将此信息反向传递过突触终端。其中，逆行信使分子受到了广泛关注。这些物质在LTP诱导时在突触后产生，并逆向扩散穿过突触。目前提出的逆行信使包括花生四烯酸、可扩散的第二信使一氧化氮和一氧化碳。

2. 短期增强（STP）

短期增强有时也被称为递减性LTP。与长时程增强相比，人们对短期增强的了解要少得多。它最初是在研究诱导LTP的不同实验方案中被发现的，起初常被视为干扰因素，是LTP实验中潜在的人为误差来源。

短期增强在时间常数上有明确的定义：它的增强持续时间比快速增强（FTP）的一两分钟长，但比LTP短，通常其衰减的时间常数约为15分钟。其诱导和表达似乎主要发生在突触后。

3. 突触抑制

我们将短期和长期突触抑制放在一起讨论，并非因为它们不如增强有趣或重要，而是因为目前对它们的理解还不够深入。

最快速的突触抑制形式表现为递质释放概率的降低。在单个位点释放一个囊泡（