ویژگی‌های نورون
واحد زیربنایی دستگاه عصبی، یاخته‌ی تخصص یافته‌ای است به‌نام نورون (یاخته‌ی عصبی). شناخت این یاخته‌ها حائز اهمیت است، چه آن‌ها بی‌تردید رازهای نحوه‌ی کار مغز و ماهیت هوشیاری آدمی را در خود پنهان دارند. نقش آن‌ها را در انتقال و هماهنگ‌سازی تکانه‌های عصبی می‌شناسیم و می‌دانیم بعضی مدارهای عصبی چگونه کار می‌کنند، لیکن در زمینه‌ی گشودن راز کارکردهای پیچیده‌تر آن‌ها از قبیل یادگیری و هیجان و تفکر، هنوز در آغاز راه هستیم.
از جسم یاخته (Cell body) شاخه‌های کوتاهی به‌نام دندریت (Dendrite) (از لغت یونانی Dendron به‌معنی درخت) منشعب می‌شوند. دندریت‌ها و جسم‌یاخته از نورون‌های مجاور خود تکانه‌های عصبی دریافت می‌کنند. این پیام‌ها به‌نوبه‌ی خود از طریق زایده‌ی یاختهای بلند و باریک و لوله‌شکلی به‌نام آکسون (Axon) به سایر نورون‌ها (یا به ماهیچه‌ها و غده‌ها) انتقال می‌یابند. آکسون در انتهای خود شاخه‌شاخه می‌شود و آکسون‌های فرعی ظریفی می‌سازد که در انتهای هر یک، برآمدگی‌های کوچکی است به‌نام پایانه‌ی سیناپسی (Synaptic terminal). پایانه‌ی سیناپسی، در واقع با نورونی که آن را تحریک می‌کند تماس ندارد، بلکه بین پایانه‌ی سیناپسی و جسم یاخته یا دندریت نورون گیرنده، فاصله کوتاهی است.
شکل ۱ - طرح کلی نورون. مسیر تکانهی عصبی را پیکان‌ها نشان می‌دهند. بعضی آکسون‌ها شاخه‌شاخه می‌شوند به‌نام آکسون فرعی. بسیاری از آکسون‌ها را غلاف میلین پوشانده که موجب سرعت بیشتر حرکت تکانهی عصبی می‌شود.
این پیوندگاه را سیناپس (Synapse) و فاصله‌ی یادشده را فاصله‌ی سیناپسی (Synaptic gap) می‌نامند. وقتی تکانهی عصبی، آکسون را می‌پیماید و به پایانه می‌رسد موجب ترشح ماده‌ی شیمیایی به‌نام پیک عصبی (Neurotransmitter) می‌شود. پیک عصبی در فاصله‌ی سیناپسی پراکنده شده و نورون بعدی را تحریک می‌کند و به این ترتیب تکانه را از نورونی دیگر می‌برد. ممکن است آکسون‌های نورون‌های بسیاری با دندریت‌ها و جسم یاخته‌ی نورون واحدی سیناپس [پیوند] داشته باشند.
شکل ٢ - سیناپس‌های جسم یاخته‌ی نورون.
آکسون‌های مختلف و متعددی که بارها شاخه‌شاخه شده‌اند، روی دندریت یا جسم‌یاخته‌ی نورون واحدی، سیناپس می‌سازند. هر شاخه‌ی آکسون به برآمدگی‌ای به‌نام پایانه‌ی سیناپسی ختم می‌شود. در این پایانه ماده‌ای شیمیایی هست که وقتی رها می‌شود تحریک عصبی را در سراسر سیناپس به‌سوی دندریت‌ها و جسم یاخته‌ی نورون گیرنده هدایت می‌کند.
هرچند همه‌ی یاخته‌های عصبی در این ویژگی‌های عمومی مشترک هستند لیکن اندازه و شکل آن‌ها بسیار گوناگون است (شکل شکل و اندازه نسبی نورون). طول آکسون نورون نخاعی ممکن است به ۹۰ تا ۱۲۰ سانتی‌متر هم برسد و از انتهای نخاع تا انگشت پا امتداد داشته باشد، حال آن‌که اندازه‌ی آکسون نورون مغزی ممکن است در حدود چندهزارم سانتی‌متر باشد.
شکل ٣ - شکل و اندازه نسبی نورون‌ها. طول آکسون نورون نخاعی (که شکل حاضر همه‌ی آن‌ها را نشان نمی‌دهد) ممکن است بیش از یک متر باشد.
نورون‌ها برحسب کارکرد عمومی سه دسته هستند: نورون‌های حسی (Sensory) (آوران) تکانه‌های دریافتی گیرنده‌های حسی را به دستگاه عصبی مرکزی می‌رسانند. گیرنده‌های حسی، یاخته‌های تخصص‌یافته در اندام‌های حسی، عضلات، پوست، و مفصل‌ها هستند که تغییرات فیزیکی و شیمیایی را دریافت و آن‌ها را به تکانه‌هایی تبدیل می‌کنند که از نورون‌های حسی می‌گذرند. نورون‌های حرکتی (Motor) (وابران) حامل پیام‌هایی هستند که از مغز یا نخاع به اعضاء پاسخ‌دهنده و عمدتاً به عضلات و یا غده‌ها می‌روند. نورون‌های میانجی (Interneurons) پیام‌های نورون‌های حسی را دریافت می‌کنند و تکانه‌ها را به سایر نورون‌های میانجی یا نورون‌های حرکتی می‌فرستند. این نورون‌ها فقط در مغز و چشم و نخاع وجود دارد.
دستگاه عصبی علاوه بر نورون‌ها، مملو از یاخته‌های غیرعصبی به‌نام گلیایی (Glia) است که در میان نورون‌ها پراکنده هستند و غالباً آن‌ها را احاطه می‌کنند. نسبت تعداد یاخته‌های گلیایی به نورون‌ها ۹ به ۱ است و بیش از نیمی از حجم مغز را تشکیل می‌دهند. نام گلیایی از واژه‌ی یونانی Glia به‌معنای چسب گرفته شده زیرا یکی از کارکردهای آن‌ها نگهداشتن نورون‌ها در جای خودشان است و علاوه بر این، مواد غذایی ضروری برای سلامت نورون‌ها را تهیه می‌بینند. به‌نظر می‌رسد یاخته‌های گلیایی وظایف خانه‌داری مغز را برعهده دارند و از راه پاکیزه‌سازی محیط نورون‌ها (به‌ویژه در سیناپس‌ها) توان علامت‌دهی آن‌ها را حفظ می‌کنند. تکثیر لجام‌گسیخته‌ی یاخته‌های گلیایی علت تقریباً همه‌ی تومورهای مغزی است.
به‌سبب اختلاف روش اندازه‌گیری، تخمین‌های بسیار متفاوتی از تعداد نورون‌ها و یاخته‌های گلیایی دستگاه عصبی آدمی به‌دست داده‌اند و هنوز بین دانشمندان دربارهٔ این تخمین‌ها اتفاق‌نظر وجود ندارد. تعداد نورون‌های موجود در خود مغز بین ده میلیارد تا یک تریلیون و تعداد یاخته‌های گلیایی آن، ۹ برابر این رقم برآورد شده است (گراوز - Groves و ربک - Rebec در ۱۹۹۲). این رقم‌ها البته نجومی است اما بی‌تردید پیچیدگی‌های رفتار آدمی مستلزم وجود همین تعداد نورون است.
اطلاعات در طول نورون به‌شکل تکانهی شیمیایی - برقی حرکت می‌کند و از مناطق دندریتی به‌سوی انتهای آکسون می‌رود. توان ایجاد این تکانهی متحرک (یعنی پتانسیل عمل = Action potential) مختص نورون‌ها و ناشی از انبوه مجراهای یونی (Jon channels) و تلمبه‌های یونی (Jon pumps) موجود در غشای یاخته است. مجراهای یونی همان مولکول‌های پروتئینی حلقوی است که منفذهای غشای نورون را می‌سازند. این ساختارهای پروتئینی از راه باز و بسته کردن منفذها به تنظیم مبادله‌ی یون‌های دارای بار الکتریکی نظیر سدیم (Na+) و پتاسیم (K+) و کلسیم (Ca++) یا کلر (Cl-) می‌پردازند. هر مجرای یونی به‌صورت انتخابی عمل می‌کند و معمولاً فقط به یون معینی اجازه‌ی عبور می‌دهد. ساختارهای پروتئینی (تلمبه‌های یونی) جداگانه‌ای از راه تلمبه‌کردن یون‌های گوناگون به درون یا بیرون نورون، آن‌ها را در دو سوی غشای یاخته با توزیعی نامتوازن نگه می‌دارند. تلمبه‌ی یونی از همین راه در شرایط استراحت نورون، تراکم زیاد Na+ را در بیرون و تراکم اندک آن را در درون نورون حفظ می‌کند. اثر کلی تلمبه‌ها و مجراهای یونی، قطبی‌سازی غشای نورون است به‌طوری‌که بار الکتریکی (Charge) مثبت در بیرون غشای و بار الکتریکی منفی در درون آن می‌ماند.
هرگاه نورون در حال استراحت تحریک شود، اختلاف ولتاژ دو سوی غشای آن کاهش می‌یابد. اگر پتانسیل به اندازه‌ی کافی کم شود، مجراهای Na+ در نقطه‌ی تحریک برای مدت کوتاهی باز شده و یون‌های سدیم به درون یاخته سرازیر می‌شوند. نام این فرآیند ناقطبی‌شدن (Depolarization) است. در این شرایط، بار الکتریکی درون آن ناحیه از غشای یاخته نسبت به بیرون آن مثبت می‌شود. مجراهای Na+ بعدی کاهش ولتاژ را درمی‌یابند و باز می‌شوند و در نتیجه منطقه‌ی مجاور ناقطبی می‌شود. مجراهای Na+ بعدی کاهش ولتاژ را درمی‌یابند و باز می‌شوند و در نتیجه منطقه‌ی مجاور ناقطبی می‌شود. این فرآیند خودنگهدارنده‌ی (Self-propagating) ناقطبی‌شدن (که در طول جسم یاخته تکرار می‌شود) تکانهی عصبی را شکل می‌دهد. همین‌که تکانهی عصبی از نقطه‌ای می‌گذرد مجراهای Na+ بسته شده و تلمبه‌های یونی گوناگونی فعال می‌شوند تا غشای یاخته را به‌سرعت به حالت استراحت برگردانند.
شکل ۴ - پتانسیل عمل
الف - در خلال پتانسیل عمل، منفذهای سدیم موجود در غشای نورون باز می‌شود و همراه با ورود یون‌های سدیم به آکسون، جریان مثبتی ایجاد می‌شود.
ب - پس از ایجاد پتانسیل عمل در نقطه‌ای از آکسون، منفذهای سدیم در آن نقطه بسته‌شده و در نقطه‌ی بعدی آکسون باز می‌شود. با بسته شدن منفذهای سدیم، منفذهای پتاسیم باز شده و همراه با جریان یون‌های پتاسیم به بیرون آکسون، جریان مثبتی به‌وجود می‌آید (نقل از استار - Starr و تاگارت - Taggart در ۱۹۸۹).
سرعت تکانهی عصبی هنگام سفر به انتهای آکسون، بسته به قطر آکسون، بین ۳ تا ۳۰۰ کیلومتر در ساعت است. این سرعت عموماً در آکسون‌های بزرگ‌تر بیشتر است. این سرعت به میلین‌پوش بودن یا نبودن آکسون نیز بستگی دارد. در غلاف میلین، یاختهای تخصص‌یافته‌ی گلیایی یکی پس از دیگری خود را به آکسون پیچیده‌اند و بین هر دو یاخته‌ی گلیایی فرورفتگی کوچکی هست (شکل طرح کلی نورون). خاصیت عایق‌سازی غلاف میلین موجب می‌شود تکانهی عصبی در واقع از بندی به بند دیگر بپرد و از این راه سرعت انتقال را بسیار زیاد کند. غلاف میلین از اختصاصات جانوران رده‌های بالای تکاملی است، و به‌ویژه در مناطقی از دستگاه عصبی بیشتر است که سرعت انتقال در آن‌ها بسیار مهم باشد. بیماری اسکلروز چندگانه (Multiple sclerosis) (تصلب چندگانه) که کژکاری شدید اعصاب حسی و حرکتی از ویژگی‌های آن است، ناشی از تباهی همین غلاف میلین است.
پیوند سیناپسی بین نورون‌ها موضوع بسیار پراهمیتی است زیرا یاخته‌های عصبی پیام‌های خود را در پیوندگاه‌ها مبادله می‌کنند. تخلیه (Discharge) یا شلیک (Fire) در نورون هنگامی صورت می‌گیرد که تحریک‌های وارده از سیناپس‌های گوناگون، از آستانه‌ی معینی فراتر باشد. در این شرایط، نورون تکانهی کوتاه واحدی شلیک می‌کند و سپس چندهزارم ثانیه نافعال می‌شود. قدرت تکانهی عصبی ثابت است و هر تحریکی موجب تکانه نمی‌شود مگر این‌که به سطح آستانه برسد. این وضع را قانون همه یا هیچ عمل نامیده‌اند. تکانهی عصبی همین‌که به‌وجود بیاید از آکسون می‌گذرد و در همه‌ی پایانه‌های سیناپسی جریان می‌یابد.
شکل ۵ - ورود پیک‌های عصبی به فاصله‌ی سیناپسی.
گفتیم نورون‌ها در محل سیناپس با هم اتصال مستقیم ندارند بلکه فاصله‌ی کوتاهی بین آن‌ها است که پیام باید از آن رد شود (شکل ورود پیک‌های عصبی به فاصله‌ی سیناپسی) وقتی تکانهی عصبی در طول آکسون به پایین می‌رود و به پایانه می‌رسد کیسه‌های سیناپسی را در پایانه تحریک می‌کند. این کیسه‌ها ساختارهای کوچک کروی شکل حاوی پیک عصبی هستند و بر اثر تحریک، پیک عصبی از آن‌ها ترشح می‌شود. مولکول‌های پیک عصبی در فاصله‌ی سیناپسی منتشر شده و به مولکول‌های گیرنده‌ی عصبی در غشای نورون مقصد می‌چسبند. مولکول پیک عصبی و مولکول گیرنده‌ی عصبی به‌مثابه دو قطعه‌ی بازی جورجورک و یا کلید و قفل با هم جفت و جور می‌شوند. این عمل کلید - و - قفل دو مولکول، تراوایی یاخته‌ی گیرنده را تغییر می‌دهد. بعضی پیک‌های عصبی وقتی به گیرنده‌های خود قفل می‌شوند اثر تحریکی پیدا می‌کنند و تراوایی را در جهت ناقطبی شدن افزایش می‌دهند، و بعضی هم بازدارنده هستند و تراوایی را کاهش می‌دهند. به این ترتیب، اثر تحریکی موجب افزایش احتمال شلیک یاخته، و اثر بازدارندگی موجب کاهش آن است.
پیک عصبی به غشای پیش‌سیناپسی در کیسه‌های سیناپسی برده می‌شود که با غشای به‌هم می‌آمیزند و محتویات خود را در فاصله‌ی سیناپسی رها می‌کنند. در این شرایط پیک عصبی در فاصله‌ی سیناپسی منتشر شده و با مولکول‌های گیرنده در غشای پس‌سیناپسی ترکیب می‌شود.
هر نورون ممکن است هزاران سیناپس از شبکه‌ای از سایر نورون‌ها دریافت دارد. بعضی نورون‌ها پیک عصبی تحریکی رها می‌سازند و بعضی پیک بازدارنده. آکسون‌ها برحسب الگوی شلیک خود، در مواقع متفاوتی پیک‌های عصبی را رها می‌کنند. در هر لحظه‌ی معین و در هرجای معین غشای یاخته، اگر اثرات تحریکی یاخته‌ی گیرنده نسبت به اثرات بازدارنده بیشتر شود ناقطبی شدن روی می‌دهد و یاخته، تکانهی همه یا هیچ شلیک می‌کند.
شکل ٦ - ریزنگار الکترونی از نورون محصور در سیناپس‌ها.
وقتی پیک عصبی در فاصله‌ی سیناپسی رها و منتشر می‌شود عملش باید بسیار کوتاه باشد وگرنه، اثراتش را برای مدت طولانی‌تری اعمال می‌کند و امکان کنترل دقیق از دست می‌رود. از دو راه این کوتاه‌شدن مدت عمل حاصل می‌شود. در مورد بعضی پیک‌های عصبی، از راه بازگیری (Reuptake) تقریباً بلافاصله منطقه‌ی سیناپس از ماده‌ی شیمیایی پاک می‌شود. مقصود از بازگیری، فرآیند جذب پیک‌های عصبی توسط همان پایانه‌های سیناپسی رهاکننده‌ی آن‌ها است. فرآیند بازگیری موجب توقف عمل پیک عصبی و توقف ساخت آن توسط پایانه‌های آکسونی می‌شود. اثر سایر پیک‌ها را فرآیند تجزیه (Degradation) از بین می‌برد، به این ترتیب که آنزیم‌های غشای یاخته‌ی گیرنده با پیک عصبی وارد فعل و انفعال می‌شود تا آن را تجزیه و بی‌اثر سازد.
| ۴ | پیک‌های عصبی و گیرنده‌های عصبی |
بیش از هفتاد نوع پیک عصبی شناسایی شده و در آینده نیز انواع دیگری کشف خواهد شد. به‌جز این، بعضی ناقل‌ها به بیش از یک نوع مولکول گیرنده می‌چسبند و چند نوع تأثیر دارند. برای نمونه: بعضی پیک‌ها در جاهایی از دستگاه عصبی نقش بازدارنده و در جاهای دیگر نقش تحریکی دارند، چون به دو نوع مولکول گیرنده برمی‌خورند.
- استیل‌کولین (Acetylcholine) (ACh)
یکی از پیک‌های موجود در بسیاری از سیناپس‌های سراسر دستگاه عصبی است. این ماده به‌طور کلی نوعی پیک تحریکی است اما بسته به مولکول گیرنده‌ی غشای یاخته‌ی گیرنده، می‌تواند بازدارنده هم بشود. این پیک در جایی از پیش‌مغز به‌نام هیپوکامپ (دم‌اسب) بسیار فراوان است، همان ناحیه‌ی که در تشکیل خاطرات تازه، نقش اساسی دارد (اسکوایر - Squire در ۱۹۸۷).
بیماری آلزایمر (Alzheimer)، بیماری ویرانگری که بسیاری از سالمندان را گرفتار می‌کند و به‌صورت اختلال حافظه و سایر کارکردهای شناختی ظاهر می‌شود. ثابت شده در بیماران آلزایمر یاخته‌های سازنده‌ی استیل‌کولین در پیش‌مغز، دچار تباهیدگی می‌شوند و درنتیجه، ساخت آن در مغز کاهش می‌یابد. هرچه مغز کمتر استیل‌کولین بسازد زوال حافظه بیشتر است.
استیل‌کولین در سیناپسی که در آن‌جا عصب به نسج ماهیچه‌ی استخوانی می‌رسد نیز رها می‌شود. استیل‌کولین به ساختارهای کوچکی روی یاخته‌ی عضلانی به‌نام صفحه‌ی پایانی (End plate) هدایت می‌شود. روی صفحه‌های پایانی را مولکول‌های گیرنده فرا گرفته‌اند که وقتی توسط استیل‌کولین فعال می‌شوند، پیوندی مولکولی را در درون یاخته‌ی عضله موجب می‌شوند که یاخته را منقبض می‌کند. داروهایی که بر استیل‌کولین تأثیر می‌گذارند می‌توانند فلج عضلانی ایجاد کنند. برای نمونه، سم بوتولینوم (Botulinum) که از باکتری‌های موجود در مواد غذایی بد کنسروشده ساخته می‌شود، از رها شدن استیل‌کولین در سیناپس‌های عصب - ماهیچه جلوگیری می‌کند و با فلج ماهیچه‌های تنفسی، شخص از پا درمی‌آید. بعضی گازهای عصبی که در جنگ‌ها به‌کار می‌رود و بسیاری از حشره‌کش‌ها، از راه تخریب آنزیمی که استیل‌کولین حاصل از شلیک یاخته را تجزیه می‌کند، موجب فلج می‌شوند - به این ترتیب که بر اثر توقف عمل تجزیه‌ی مزبور، میزان استیل‌کولین دستگاه عصبی بیش از حد می‌شود و انتقال سیناپسی بهنجار صورت نمی‌گیرد.
- نور اپی‌نفرین (Norepinephrine) (NE)
نوعی پیک عصبی است که عمدتاً نورون‌های ساقه‌ی مغز آن را می‌سازند. دو داروی مخدر به‌نام‌های کوکایین و آمفتامین عمل این پیک را از راه کندکردن بازگیری آن طولانی می‌کنند. براثر تأخیر در بازگیری نور اپی‌نفرین، یاخته‌های گیرنده مدت زمان طولانی‌تری فعال می‌مانند و در نتیجه، آثار روان‌شناختی این داروها ظاهر می‌شود. اما لیتیوم (Lithium) دارویی است که به‌بازگیری نور اپی‌نفرین سرعت می‌دهد و خلق شخص را افسرده می‌سازد. هر دارویی که سبب کم یا زیادشدن نور اپی‌نفرین در مغز شود، با کاهش یا افزایش سطح خلق ارتباط دارد.
- اسید گاما آمینوبوتیریک (Gama-amino butyric acid) (GABA)
پیک عصبی عمده‌ی دیگر و یکی از مهم‌ترین پیک‌های بازدارنده در دستگاه عصبی است. برای مثال، داروی پیکروتوکسین (picrotoxin) از راه سدکردن گیرنده‌های گابا (GABA) موجب تشنج می‌شود، زیرا در شرایط فقدان بازداری گابا، کنترل حرکات عضلانی از دست می‌رود. خاصیت آرام‌بخشی بعضی داروهایی که برای بیماران اضطرابی به‌کار می‌رود مربوط به توانایی آن‌ها در تسهیل فعالیت بازدارندگی گابا است.
تغییر خلق ناشی از بعضی داروها از قبیل کلر پرومازین و ال اس دی (LSD) ناشی از توان آن‌ها در افزودن یا کاستن پیک‌های عصبی معینی است. کلرپرومازین (دارویی که برای مداوای اسکیزوفرنی به‌کار می‌رود) موجب انسداد گیرنده‌های دوپامین شده و در نتیجه پیام‌های کمتری ردوبدل می‌شود. فزونی دوپامین در سیناپس می‌تواند بیماری اسکیزوفرنی ایجاد کند، و کمبود شدید دوپامین به بیماری پارکینسون می‌انجامد. ساختار شیمیایی ال‌اس‌دی مشابه سروتونین (Serotonin) است که بر هیجان تأثیر دارد. شواهدی حاکی از آن است که ال‌اس‌دی در بعضی یاخته‌های مغز تراکم پیدا می‌کند و همانند سروتونین، باعث تحریک زیاده‌ی نورون‌ها می‌گردد.
گلوتامات که پیک عصبی تحریکی است بیش از هر پیک دیگری در نورون‌های دستگاه عصبی مرکزی وجود دارد. حداقل سه نوع فرعی گیرنده‌ی گلوتامات هست که گمان می‌رود یکی از آن‌ها در یادگیری و حافظه نقش دارد. این گیرنده را از روی نام ماده‌ی شیمیایی خاص (ان - متیل دی - N-methyl D-aspartate - آسپاراتات) که برای شناسایی آن به‌کار می‌رود، گیرنده‌ی ان‌ام‌دی‌اِ (NMDA) نامیده‌اند. مخصوصاً نورون‌های ناحیه‌ی هیپوکامپ (نزدیک مرکز مغز) سرشار از گیرنده‌های ان‌ام‌دی‌اِ است و شواهد متعددی نشان می‌دهد که این ناحیه در تشکیل خاطرات تازه نقش مهمی دارد.
گیرنده ان‌ام‌دی‌اِ از این لحاظ که بایستی از دو یاخته‌ی متفاوت پیام‌های پی‌درپی صادر شود تا به‌فعالیت درآید، با گیرنده‌های دیگر تفاوت دارد. پیامی که از اولین یاخته می‌رسد غشای یاخته‌ی حاوی گیرنده ان‌ام‌دی‌اِ را حساس می‌کند و در این وضع، پیام دوم (پیک‌های عصبی گلوتامات از نورون دیگر)، گیرنده را فعال می‌سازد. هنگامی‌که دو پیام به این‌صورت همگرا می‌شوند گیرنده‌ی ان‌ام‌دی‌اِ تعداد زیادی یون کلسیم را به داخل نورون راه می‌دهد. این هجوم یون‌ها موجب تغییر درازمدت در غشای نورون و پاسخ‌‌دهی بیشتر آن به رویداد مجدد پیام نخستین می‌گردد - این پدیده به‌نام تواندهی درازمدت (Long-term potentiation) یا ال‌تی‌پی (LTP) شهرت دارد. (شکل گیرنده‌های ان‌ام‌دی‌اِ و ال‌تی‌پی)
شکل ٧ - گیرنده‌های ان‌ام‌دی‌اِ و ال‌تی‌پی
نموداری از مکانیسم احتمالی که گیرنده‌های ان‌ام‌دی‌اِ از طریق آن، تغییری درازمدت در نیرومندی پیوند سیناپسی ال‌تی‌پی به‌وجود می‌آورند. وقتی پیک‌های عصبی (مثلث‌ها در شکل) از نخستین یاخته‌ی پیام‌دهنده رها می‌شوند، گیرنده‌های غیر ان‌ام‌دی‌اِ را در یاخته‌ی پذیرنده فعال می‌سازند:
۱- که این خود، غشای یاخته را کمی ناقطبی می‌کند.
۲- همین مقدار ناقطبی شدن موجب حساس‌شدن گیرنده‌های ان‌ام‌دی‌اِ می‌شود طوری‌‌که آماده‌ی فعال شدن توسط پیک‌های گلوتامات (مربع‌ها در شکل) می‌شود که از یاخته‌ی پیام‌دهنده‌ی دوم فرا می‌رسند.
۳- فعال‌سازی گیرنده‌های ان‌ام‌دی‌اِ موجب بازشدن مجراهای کلسیم در این گیرنده‌ها است.
۴- با هجوم یون‌های کلسیم به درون یاخته، یون‌ها با آنزیم‌ها تعامل می‌کنند.
۵- و احتمالاً غشای یاخته را بازسازی می‌کنند.
٦- این بازسازی، یاخته‌ی گیرنده را به پیک‌های عصبی نخستین یاخته حساستر می‌سازد چنان‌که خود می‌تواند یاخته‌ی گیرنده را به‌موقع فعال سازد و ال‌تی‌پی به‌وجود آورد.
چنین مکانیسمی که طی آن دو پیام همگرا موجب تقویت سیناپس می‌شود، تبیینی برای پیوندخوردن رویدادهای جداگانه در حافظه فراهم می‌آورد. برای مثال، در آزمایش یادگیری تداعی، منظره‌ی غذا بلافاصله به‌دنبال صدای زنگ می‌آید. وقتی سگ غذا را می‌بیند، بزاق ترشح می‌کند. اما پس از بارها جفت‌شدن زنگ و غذا، سگ یاد می‌گیرد که فقط در برابر صدای زنگ، بزاق ترشح می‌کند. این فرآیند احتمالاً حاکی از آن است که علامت زنگ و علامت غذا در سیناپس‌ها همگرا شده‌اند و این نیز ترشح بزاق را سبب شده است. پس از آن‌که غذا و زنگ به‌دفعات لازم جفت شدند، سیناپس‌های یادشده توسط ال‌تی‌پی چندان تقویت می‌شوند که سرانجام صدای زنگ به‌تنهایی سگ را به ترشح بزاق وامی‌دارد. مکانیسم NMDA نظریه‌ی پرجاذبه‌ای در باب چگونگی متداعی شدن رویدادها در حافظه است و محققان فعالانه آن را دنبال می‌کنند (مالینو - Malinow در ۱۹۹۴؛ زالوتسکی - Zalutsky و نیکول - Nicoll در ۱۹۹۰).[٢]
