Целый ряд электрофизиологических феноменов, таких, например, как долговременная потенциация (ДП) и долговременная депрессия (ДД), участвует в механизмах, лежащих в основе синаптической пластичности и связанных с обучением и памятью. Например, ДП представляет собой продолжительное повышение размеров синаптического компонента вызванной реакции, записываемой от одиночных клеток или от групп нейронов (Bliss, Collingridge, 1993). ДП может быть вызвана различными способами, из которых наиболее удобным признана тетанизация нейронального пути, представляющего интерес для экспериментатора.
Возможность развития ДП и ДД в стриатуме доказана (Mulder et al., 1997, 1998). Было высказано предположение, что ДП возбуждающих входов в стриатум должна облегчать инициацию движений и что само явление ДП играет ключевую роль в обеспечении вклада базальных ядер в моторную память (Charpier, Deniau, 1997). В нескольких экспериментальных исследованиях оценивали in vivo зависимую от активности пластичность глутаматергических кортико-стриарных синапсов. Так, Шарпье и Денё (Charpier, Deniau, 1997) электрические стимулы прикладывали к определенным областям моторной коры, в то время как в стриатуме регистрировали нейронную активность ипсилатеральных проекционных зон, соответствовавших зонам раздражения в коре. Тетанизация вызывала ДП кортико-стриарной синаптической передачи, если сочеталась с постсинаптической деполяризацией.
ДП и ДД в стриатуме и гиппокампе имеют несколько принципиальных особенностей: а) изменения происходят как на пре-, так и на постсинаптическом уровнях (Colley, Routtenberg, 1993; Garcia-Munoz et al., 1996); б) долговременные изменения чувствительны к блокаде глутаматных рецепторов (Bliss, Collingridge, 1993; Garcia- Munoz et al., 1996); в) кооперативность, ассоциативность, специфичность входного сигнала (Bliss, Collingridge, 1993). Кооперативность отражает существование пороговой интенсивности, необходимой для индукции ДП. Специфичность входа означает, что ДП не распространяется на входы (проекции), которые не были активными на момент тетанизации.
Принцип специфичности входа может внести существенный вклад в понимание функционирования стриатума. Например, ДП проекции гиппокампа в вентральные отделы полосатого тела сопровождалась ДД нететанизированной проекции из базолатеральной миндалины в вентральные отделы полосатого тела (Mulder et al., 1997,1998). Эти данные позволяют утверждать, что проекции из гиппокампа могут "преграждать дорогу" амигда- лярным проекциям, в то время как активность миндалины, наоборот, способствует передаче информации из гиппокампа. Возможность таких прямо противоположных эффектов должна приниматься во внимание при рассмотрении некоторых аспектов поведения. Это в первую очередь касается сведений о полярно различном вкладе миндалины и гиппокампа в регуляцию моторной активности и пространственного обучения (Mulder et al., 1998), атакже сведений, имеющих отношение к выяснению иерархии приобретенныхре- акций, которая впервые была замечена И. П. Павловым (Павлов, 1952).
Ассоциативность ДП подразумевает, что "слабый" вход может быть усилен, если он активен на момент тетанизации другого, независимого, но конвергентного входа. Принцип ассоциативности исключительно важен для понимания селективного сопряжения различных типов информации в стриатуме. Во-первых, "сильные" входы (входы из моторных областей) могут усиливать "слабые" входы (например сенсорные входы). Во-вторых, эти "вспомогательные" входы на самом деле могут использовать любой нейромедиатор, который вызывает деполяризацию. Как уже отмечалось, дофаминер- гические проекции конвергируют на тех же мишенях, что и глутаматергические проекции (например из коры), и дофамин модулирует кортикостриарные входы (Arbuthnott et al., 1998). Таким образом, вполне вероятно, что дофамин способствует долговременным изменениям, вызываемым глутаматергической стимуляцией (см. ниже).