Mecanismos de la Transmisión Sináptica: Tipos, Fuerza y Procesamiento Neuronal

Tipos de Transmisión Sináptica

Se distinguen tres tipos principales de transmisión sináptica, los cuales constituyen las fuerzas principales que rigen en los circuitos neuronales:

• Transmisión excitadora: Aquella que incrementa la posibilidad de producir un potencial de acción.
• Transmisión inhibidora: Aquella que reduce la posibilidad de producir un potencial de acción.
• Transmisión moduladora: Aquella que cambia el patrón y/o la frecuencia de la actividad producida por las células involucradas.

Fuerza Sináptica y Plasticidad Neuronal

La fuerza de una sinapsis se define por el cambio del potencial de membrana que ocurre al activarse los receptores de neurotransmisores postsinápticos. Este cambio de voltaje se denomina potencial postsináptico, y es resultado directo de los flujos iónicos a través de los canales receptores postsinápticos.

Los cambios en la fuerza sináptica pueden ser a corto plazo, con una duración de segundos o minutos y sin alterar permanentemente las estructuras neuronales, o de larga duración, como la potenciación a largo plazo (LTP). En la LTP, la activación continuada o repetida de la sinapsis implica que los segundos mensajeros inducen la síntesis proteica en el núcleo de la neurona, alterando así la estructura de la propia neurona. El aprendizaje y la memoria podrían ser resultado de cambios a largo plazo en la fuerza sináptica, mediante un mecanismo de plasticidad sináptica.

Integración de Señales Sinápticas en Circuitos Neuronales

Generalmente, si una sinapsis excitadora es fuerte, un potencial de acción en la neurona presináptica puede iniciar otro potencial en la célula postsináptica. En una sinapsis débil, el potencial excitador postsináptico ("PEPS") no alcanzará el umbral para la iniciación del potencial de acción.

En el cerebro, cada neurona mantiene conexiones o sinapsis con muchas otras, pudiendo recibir cada una de ellas múltiples señales. Cuando se disparan potenciales de acción simultáneamente en varias neuronas que convergen en sinapsis débiles sobre una neurona postsináptica, pueden generar un impulso en esa célula, a pesar de la debilidad individual de las sinapsis.

Por otro lado, una neurona presináptica que libera neurotransmisores inhibidores, como el GABA, puede generar un potencial inhibidor postsináptico ("PIPS") en la neurona postsináptica, reduciendo su excitabilidad y la probabilidad de que se genere un potencial de acción en ella. Así, la respuesta de una neurona depende de las señales que recibe de otras, con las que puede tener distintos grados de influencia, dependiendo de la fuerza de la sinapsis con esa neurona.

John Carew Eccles realizó algunos experimentos importantes en los inicios de la investigación sináptica, por los que recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1963. Las complejas relaciones de entrada/salida conforman las bases de la computación basada en transistores, y se cree que funcionan de forma similar en los circuitos neuronales.