Neuronale Plastizität ist definiert als die Fähigkeit neuronaler Systeme, durch Anpassungen auf molekularer, zellulärer und Netzwerkebene ihre Verbindungsstärke und -struktur zu modifizieren, um funktionelle Veränderungen zu ermöglichen.
Synaptische Plastizität, insbesondere Langzeitpotenzierung (LTP) und Langzeitdepression (LTD), stellt eine biochemisch vermittelte Modulation der synaptischen Effizienz dar, die durch Ca2+-abhängige Signalwege im postsynaptischen Neuron induziert wird.
Strukturelle Plastizität umfasst dendritische Wachstumsprozesse, Synaptogenese und Pruning, welche die neuronale Konnektivität langfristig anpassen.
Formell kann synaptische Gewichtsanpassung durch Hebbsche Lernregeln beschrieben werden, wobei die synaptische Stärke \( w_{ij} \) zwischen Neuronen \( i \) und \( j \) als Funktion von simultaner Aktivität verändert wird:
\[ \Delta w_{ij} = \eta \cdot a_i \cdot a_j \]
wobei \( \eta \) die Lernrate und \( a_i, a_j \) die Aktivierungen der Neuronen sind.
Neuronale Plastizität ist grundlegend für kognitive Funktionen und wird in der Neurowissenschaft und KI-Forschung intensiv untersucht.
Definition:
„Neuronale Plastizität ist die Fähigkeit des Nervensystems, seine Struktur und Funktion durch Aktivitätsabhängige Veränderungen anzupassen, um Lernen, Gedächtnis und Anpassung zu ermöglichen.“
Quelle:
Citri, A., & Malenka, R. C. (2008). Synaptic Plasticity: Multiple Forms, Functions, and Mechanisms. Neuropsychopharmacology, 33(1), 18–41.