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Légende : Représentation de la potentialisation à long terme. La mémoire repose sur le renforcement de certaines synapses, c’est le phénomène de potentialisation à long terme. Quand un signal intense véhiculé par le neurone présynaptique parvient à une synapse, de nombreuses vésicules délivrent leur contenu dans la synapse. Les récepteurs AMPA sont activés plus fortement, ce qui permet une entrée massive d’ions sodium. De plus, les ions magnésium qui bloquaient les canaux NMDA sont expulsés par répulsion électrostatique en raison de la présence de nombreux ions positifs dans le neurone postsynaptique, de sorte que des ions calcium entrent en masse dans le neurone, ceci déclenche une potentialisation. Diverses modifications permettent l’entretien de la potentialisation à long terme. Ainsi, des canaux AMPA sont produits sur place et exposés en nombre sur la membrane. En effet, il existe des réserves d’ARN messagers codant ces canaux dans le bouton synaptique. La machinerie de traduction de ces ARN en protéines est également disponible localement. Ces récepteurs sont produits et dirigés vers la membrane. Des messages sont émis vers le noyau cellulaire indiquant que le stock s’amenuise, de nouveaux ARN messagers et des protéines issus du noyau sont acheminés pour restaurer le stock. Tous ces évènements moléculaires simultanés renforcent cette synapse.