Pavlovův zvonek

Když psovi před každým krmením zazvoní zvonek, začne po čase slintat už na samotný zvonek. Učebnice neurobiologie nabízejí pro takový podmíněný reflex možný mechanismus, který se odehraje v jediné buňce. Slabá synapse drážděná sama se natrvalo nezmění, ale když se ozve zároveň se silnou, která buňku přivede k výstřelu, zesílí a zůstane silnější ještě dlouho potom. Říká se tomu asociativní dlouhodobá potenciace.

Jak hrát: na neuron vedou tři vstupy. Jídlo je silné a buňku přivede k výstřelu samo, zvonek a světlo jsou slabé. V mřížce naplánuj osm kol: v každém sloupci klepni na vstupy, které se mají v tom kole ozvat spolu. Pak celý plán pusť. O deset minut později přijde zkouška: každý slabý vstup dostane jeden podnět sám a uvidíš, jestli na něj neuron vypálí.

Co se tu doopravdy děje

Dlouhodobou potenciaci popsali Timothy Bliss a Terje Lømo v roce 1973: po krátké sérii rychlých podnětů odpovídaly synapse v hipokampu silněji ještě hodiny, někdy i dny. O deset let později ukázal tým Thomase Browna na řezech hipokampu se dvěma drážděnými vstupy to, co hra napodobuje. Silný vstup vyvolal velkou odpověď, slabý malou. Rychlé dráždění samotného slabého vstupu ho posílilo jen na pár minut, ale když se dráždily oba vstupy naráz, odpověď slabého se zdvojnásobila a zesílení vydrželo desítky minut. Nicholls v tom vidí možný mechanismus podmíněného reflexu, jehož klasickým příkladem je pes, který slintá na zvonek.

Klíčem je receptor NMDA. Jeho pór v klidu ucpává hořčík z okolního roztoku, a receptor proto pustí vápník, až když je membrána dost depolarizovaná. Receptor tak hlídá shodu dvou věcí: přenašeče od buňky, která posílá, a depolarizace buňky, která přijímá. Zesílí jen synapse, které byly při tom aktivní. Několik slabých vstupů ale dokáže buňku přivést k výstřelu, když se ozvou spolu, a pak zesílí všechny. Boron a Boulpaep uvádějí příklad s kočkou: pohled na ni a její zvuk přicházejí spolu, a tak se spojí, kdežto pohled na kočku a zvonění budíku se sejdou jen zřídka, a tak se nespojí. Látky, které receptor NMDA blokují, vzniku potenciace zabrání, už vzniklou ale nezruší.

O směru změny nejspíš rozhoduje, kolik vápníku do trnu vteče. Několik set podnětů padesátkrát za sekundu synapsi zesílí, stejný počet desetkrát za sekundu skoro nic neudělá a jednou za sekundu ji zeslabí. Ve hře je všechno zjednodušené: skutečná potenciace s časem slábne a synapse se nemění po pevných krocích. Se závěry o paměti je ale potřeba zacházet opatrně. Přibývá dokladů, že potenciace v amygdale by mohla stát za podmiňováním strachu, ale jednoznačný vztah mezi těmito změnami a vznikem vzpomínek podle Nichollse prokázaný není. Víc je v kapitole Dole v mezeře.