E7 Synaptische Plastizität (Hebb, LTP/LTD, STDP)

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Synaptische Plastizität beschreibt, wie sich das effektive Gewicht w einer Synapse (proportional zu g_syn_max bei E04) als Funktion der korrelierten Aktivität zwischen dem präsynaptischen und postsynaptischen Neuron ändert. Die klassische Hebbsche Regel besagt, dass die Synapse gestärkt wird, wenn beide Neuronen gleichzeitig aktiv sind; Varianten wie die Oja-Regel fügen einen Normalisierungsterm hinzu, der unbegrenztes Wachstum verhindert. Das BCM-Modell führt eine gleitende Schwelle ein, die von der durchschnittlichen postsynaptischen Aktivität abhängt, sodass dieselbe Korrelation abhängig von der jüngsten Geschichte des Neurons eine Potenzierung oder Depression hervorrufen kann. Die relative feuerzeitabhängige Plastizität (STDP) erfasst die experimentell beobachtete kausale Asymmetrie: Ein präsynaptisches Feuern vor dem postsynaptischen Feuern tendiert dazu, die Synapse zu verstärken, während die umgekehrte Reihenfolge dazu neigt, sie zu dämpfen. Biophysikalisch gesehen werden diese Veränderungen größtenteils durch die intrazelluläre Konzentration von postsynaptischem Ca2+ vermittelt, das je nach Größe und zeitlicher Dynamik als gemeinsames Signal zur Auslösung von LTP- oder LTD-Kaskaden fungiert.

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