La organización didáctica es la capacidad de las neuronas dentro de una red de transmitir su patrón de conectividad sináptica y/o propiedades de respuesta a otras neuronas. Se utiliza el término didáctica porque este tipo de influencia es unidireccional; cada instancia individual de organización didáctica entre dos neuronas conectadas no implica una transferencia bidireccional de información de conectividad o propiedades de respuesta entre ellas.
La evidencia de la organización didáctica in vivo se descubrió por primera vez a través de una investigación sobre la reorganización sináptica en la corteza visual primaria que comparó los resultados de experimentos de registro neuronal y modelos computacionales. [1] Sin embargo, la tendencia de la plasticidad dependiente del tiempo de pico para separar las neuronas en "maestros" y "estudiantes" ya se había predicho en teoría basándose únicamente en los resultados de modelos computacionales. [2]
La organización didáctica es principalmente una consecuencia de la plasticidad dependiente del tiempo de los picos, porque cuando las neuronas dentro de una red interconectada experimentan potenciales de acción (o "picos") aproximadamente al mismo tiempo (dentro del orden de decenas de milisegundos), las conexiones sinápticas eferentes de las neuronas que se disparan temprano tendrán su eficacia aumentada ( potenciación a largo plazo ), mientras que las neuronas que se disparan tarde tendrán la eficacia de sus conexiones sinápticas eferentes disminuida ( depresión a largo plazo ). [1] [2]
Si bien la plasticidad dependiente del momento de la formación de picos es un ingrediente esencial para la organización didáctica, otras características de la actividad neuronal parecen ser necesarias para que la organización didáctica ocurra in vivo . Una de estas características es que la actividad propagada a través de una red necesita tener un carácter "causal". [1] Por ejemplo, una cadena de neuronas conectadas recíprocamente con esta característica de "actividad causal" sería capaz de propagar una onda de picos a lo largo de su longitud, en lugar de que la onda se desintegre en una cascada de picos que "rebotan" de ida y vuelta entre las neuronas de la cadena.
Una tercera característica importante para la organización didáctica in vivo se refiere a la escala espacial de propagación de picos dentro de una red. Si bien se espera que la organización didáctica siempre esté presente entre las neuronas que exhiben plasticidad dependiente del tiempo de picos y actividad causal (ver arriba), la escala espacial sobre la cual la organización didáctica puede ocurrir entre neuronas dentro de una red debería estar limitada por la escala espacial de propagación de picos. La evidencia sugiere que la escala de propagación de picos puede controlarse activamente ajustando el equilibrio de excitación e inhibición dentro de una red (un equilibrio que puede modularse mediante escalamiento sináptico , por ejemplo), proporcionando así un medio por el cual una red puede controlar activamente cuándo y en qué medida puede ocurrir la organización didáctica. [1] Por esta razón, y los patrones de conectividad muy específicos que se pueden lograr a través de la organización didáctica, se ha especulado que la organización didáctica puede desempeñar un papel importante en el desarrollo cerebral.