Synaptische Depression und kortikale Verstärkungssteuerung

Kortikale Neuronen erhalten synaptische Eingänge von Tausenden von Afferenzen, die Aktionspotentiale mit Raten von weniger als 1 Hertz bis mehr als 200 Hertz abfeuern. Sowohl die Anzahl der Afferenzen als auch deren großes dynamisches Spektrum können Veränderungen im räumlichen und zeitlichen Muster der synaptischen Aktivität maskieren, was die Fähigkeit eines kortikalen Neurons einschränkt, auf seine Eingaben zu reagieren. Modellierungsarbeiten basierend auf experimentellen Messungen zeigen, dass die kurzfristige Depression von intrakortikalen Synapsen einen dynamischen Verstärkungsmechanismus bietet, der es ermöglicht, dass gleichmäßige prozentuale Ratenänderungen bei schnell und langsam feuernden Afferenzen gleichwertige postsynaptische Antworten hervorrufen. Im Gegensatz zu inhibitorischen und adaptiven Mechanismen, die die Reaktionsfähigkeit auf alle Eingaben verringern, ist die synaptische Depression eingabenspezifisch, was zu einer dramatischen Erhöhung der Empfindlichkeit eines Neurons gegenüber subtilen Veränderungen in den Feuermustern seiner Afferenzen führt.