El ruido sináptico se refiere al bombardeo constante de actividad sináptica en las neuronas . Esto ocurre en el fondo de una célula cuando se producen potenciales sin la estimulación nerviosa de un potencial de acción , y se debe a la naturaleza inherentemente aleatoria de las sinapsis. Estos potenciales aleatorios tienen cursos de tiempo similares a los potenciales postsinápticos excitatorios (EPSP) y los potenciales postsinápticos inhibitorios (IPSP), pero conducen a respuestas neuronales variables. La variabilidad se debe a las diferencias en los tiempos de descarga de los potenciales de acción. [1]
Existen muchos tipos de ruido en las células. Primero, hay ruido intrínseco y ruido extrínseco o sináptico. Dentro de cada categoría hay otras dos divisiones de ruido: ruido de tensión o ruido temporal. El ruido de voltaje intrínseco se debe a cambios aleatorios en el potencial de membrana de una celda, y el ruido temporal intrínseco es causado por variaciones en el tiempo de generación de picos. Las siguientes secciones dan explicaciones sobre las causas del ruido sináptico.
Tanto el voltaje sináptico como el ruido temporal se deben a la probabilidad asociada con la liberación del transmisor. [2] En un potencial de acción, los canales de calcio se abren por despolarización y liberan Ca 2+iones en la célula presináptica. Esto hace que los neurotransmisores, que se mantienen en vesículas, se liberen en la sinapsis. Las vesículas se liberan en cuantos, paquetes que contienen aproximadamente 7000 moléculas de transmisores. A la probabilidad de que se liberen cuantos se le asigna una probabilidad que aumenta cuando el potencial de acción llega a las terminales sinápticas y disminuye progresivamente hasta un valor más bajo en reposo. Por lo tanto, la incertidumbre involucrada en el momento exacto de la liberación del neurotransmisor es una causa del ruido temporal sináptico. Además, la fuerza de la respuesta postsináptica varía según el número de cuantos liberados. La liberación cuántica da como resultado la fuerza y el tiempo inconsistentes de una respuesta, y esto es la causa del ruido de voltaje sináptico.
Otra causa del ruido se debe a la exocitosis de los neurotransmisores de las terminales sinápticas que proporcionan información a una neurona determinada. [2] Esta ocurrencia ocurre en el fondo mientras una célula está en reposo potencial de membrana . Dado que ocurre en segundo plano, la liberación no se debe a una señal, sino que es aleatoria. Esta imprevisibilidad se suma al nivel de ruido sináptico.
El ruido sináptico aparece como una corriente postsináptica en miniatura, que se observa sin ninguna entrada presináptica. Estas corrientes espontáneas se deben a vesículas de neurotransmisores liberadas al azar. Esto es causado por la "apertura estocástica de las reservas de Ca 2+ intracelulares, el ruido del canal de Ca 2+ sináptico, la activación espontánea de la vía de liberación de vesículas o la fusión espontánea de una vesícula con la membrana". [3]
La detección química, como la del gusto y el olfato, que dependen de un estímulo químico externo, se ve afectada por la termodinámica . Las moléculas químicas llegan al receptor apropiado en momentos aleatorios según la velocidad de difusión de estas partículas. Además, los receptores no pueden contar perfectamente la cantidad de moléculas de señalización que pasan. Estos dos factores son causas adicionales del ruido sináptico. [3]