научный журнал по биологии Сенсорные системы ISSN: 0235-0092

ИВАНИНА Т.В., ЛАНГЕ Н.К., СВЕТЛОГОРСКАЯ И.Д. — 2008 г.

Исследованы восприятие и интерпретация разных типов интонаций детьми девяти–десяти лет с сенсоневральным нарушением слуха первой-второй степени (20 человек) и с нормальным слухом (20 человек). Испытуемым предъявлялись фразы пяти интонационных типов: коммуникативные, завершенные-незавершенные, с различным синтагматическим членением, с различным логическим ударением и качеством эмоции. Использовалась бальная оценка правильности идентификации интонаций. Семьдесят процентов детей с нарушением слуха показали высокий результат при определении коммуникативных интонаций, 40% правильно определяли место логического ударения. При идентификации остальных типов интонаций дети делали ошибки. Успешность выполнения заданий зависела от степени снижения слуха. Наибольшие затруднения у детей с нарушением слуха вызывала идентификация интонаций фраз с различным синтагматическим членением и с различным качеством эмоций. Выявлено, что пятьдесят процентов детей с нормальным слухом испытывают аналогичные трудности при восприятии фраз тех же интонационных типов. Обсуждается вопрос о возможных причинах ошибок при восприятии интонаций у детей, как с нормальным, так и со сниженным слухом.

ЕГОРОВА М.А. — 2008 г.

Методом внеклеточной регистрации импульсной активности одиночных нейронов исследованы временные характеристики их разрядов на уровне слухового центра среднего мозга домовой мыши. Для 138 нейронов центрального ядра заднего холма произведен анализ паттернов и латентных периодов ответов нейронов на тональные сигналы характеристической частоты и оценена их динамика в пределах возбудительной части рецептивного поля нейрона. Показано, что почти у половины нейронов слухового среднего мозга преобладают фазные характеристики разряда: около 40% нейронов имеет фазный либо пачечный разряд; порядка 60% нейронов отличается выраженным тоническим компонентом ответа. По результатам сопоставления временных параметров ответа нейрона и формы его частотных рецептивных полей сделан вывод: формы рецептивных полей нейронов взаимосвязаны с паттернами их ответов и не имеют взаимосвязи с величиной латентных периодов ответов. Показано, что у трети слуховых нейронов среднего мозга с ростом интенсивности сигнала разряды с выраженным тоническим компонентом (тонические и фазотонические) заменяются фазными, пачечными либо паузными, т.е. усиливаются тормозные воздействия на возбудительный ответ. Латентный период ответа при интенсивностях сигнала свыше 30 дБ над порогом – наиболее стабильная временная характеристика нейрона – он не изменяется у 77% нейронов слухового среднего мозга. Обсуждается роль тормозных процессов в формировании временных свойств нейронов, а также функциональная роль нейронов с различными частотными рецептивными полями в механизмах временного кодирования параметров акустических стимулов.

2008

НИКОЛАЕВ П.П. — 2008 г.

Применительно к ситуации освещения наблюдаемых тел двумя малоапертурными источниками различающейся цветности рассмотрены особенности пространственного распределения цветовых характеристик на спектральном и сенсорном уровнях. Анализ этих особенностей позволяет избрать тот или иной алгоритм решения задачи константности цвета (КЦ). Разработанная алгоритмическая база представляет собой список процедур в альтернативе выбора спектральной модели, оптимальной для данных условий наблюдения: либо гауссовской спектральной модели (ГСМ), либо трехзональной (ТЗМ), имеющей преимущество перед ГСМ свойством аддитивной замкнутости. Для ГСМ и ТЗМ описаны алгоритмы решения задачи КЦ в сцене с тенями, адекватная классификация которых создает возможность оценки цветовых параметров объекта наблюдения. Рассмотрены связи 3D формы объекта с геометрией его отображения в кластер цветового пространства, обеспечивающие обнаружение сенсорных признаков того или иного “ключа” КЦ. Предложен новый метод оценки абсолютной светлоты объекта по величине контраста на границе тени.

НИКОЛАЕВ П.П. — 2008 г.

Для решения задачи константности цвета (КЦ) предложена спектральная модель, использующая для описания окраски тел спектрозональный подход, с его линейными свойствами, а для источников освещения и регистрирующего сцену сенсора – гауссову аппроксимацию спектров, обладающую преимуществом мультипликативной замкнутости. Рассмотренная гибридная модель обладает набором свойств, не присущих ни одной из компонующих ее подмоделей. В частности, свойства проективной инвариантности на плоскости цветности трихромата обеспечивают в этой модели возможность построения принципиально новых ключевых признаков КЦ, позволяющих детектировать в сцене репрезентативные наборы объектов, а затем использовать их для решения задачи КЦ. Описаны новые алгоритмические подходы к проблеме КЦ, расширяющие традиционный математический аппарат цветового анализа изображений за счет привлечения элементов проективной геометрии.

ЖУКОВА Е.А., ЦИРКИН В.И. — 2008 г.

При помощи таблиц повышенной точности изучена возрастная динамика монокулярной остроты зрения (с расстояния 5.0 м) у учащихся 1–11-х классов. Показано, что у 33.7 – 69.4% учащихся 1–11-х классов острота зрения 1.2 и выше. Процент таких лиц, особенно среди мальчиков, увеличивается с возрастом (у мальчиков – с 33.7 до 69.4%, у девочек – с 35.3 до 55.0%). Одновременно с возрастом повышается (особенно среди девочек) процент лиц, имеющих остроту зрения для дали 0.7 и ниже (у мальчиков – с 1.3 до 17.7%, у девочек – с 4.7 до 31.3%), что указывает на рост числа детей с миопией. Высказано предположение, что формированию миопии помимо других факторов, способствует и избыточное адренергическое воздействие на цилиарную мышцу вследствие наличия в организме эндогенного сенсибилизатора -адренорецепторов (ЭСБАР), содержание которого у девочек выше, чем у мальчиков.

КИСЕЛЕВА Е.И., МАНТЕЙФЕЛЬ Ю.Б. — 2008 г.

В лабораторных условиях исследована зависимость интенсивности реакции избегания личинками серой жабы на 36–39-й стадиях развития (по Госнеру) зоны с увеличенной концентрацией аммиака от фонового содержания этого вещества. Показано, что при фоновом уровне аммиака ниже 0.04 мг/л абсолютный порог < +0.2 мг NH3/л. Дифференциальный порог реакции находится в диапазоне 400–500%. Эти величины существенно превышают обонятельные дифференциальные пороги человека и гольяна, а также вкусовые дифференциальные пороги человека и приматов (по литературным данным, все значения в диапазоне 3–30%). Результаты показывают, что аммиак, синхронно выделяемый группой головастиков серой жабы, может играть роль феромона потревоживания или одного из его компонентов только в водоемах с фоновым содержанием этого вещества ниже 0.4 мг/л. Такой “рабочий диапазон” фоновых концентраций вполне адекватен, так как в воде прибрежной зоны озера Глубокое, в которой собраны головастики для данного исследования, концентрация аммиака обычно находится в пределах 0.06–0.1 мг/л.

МИЛЕХИНА О.Н., ПОПОВ В.В., СУПИН А.Я., ТАРАКАНОВ М.Б. — 2008 г.

В психофизических экспериментах исследовано влияние помех на частотную разрешающую способность (ЧРС) слуха человека, освобождение от влияния помехи при дихотическом предъявлении тест-сигнала и помехи и возможная роль пространственного внимания в эффекте дихотического освобождения. Измеряли ЧРС путем предъявления тест-сигналов в виде шумов с гребенчатым спектром. Определяли ЧРС как наибольшую плотность гребней спектра, при которой испытуемый обнаруживал изменение фазы гребней спектра. При диотическом предъявлении тест-сигнала и помехи (идентично на оба уха) наблюдалось значительное снижение ЧРС под влиянием шумовой помехи, частотная полоса которой совпадала с полосой тест-сигнала или была ниже ее (высокочастотная помеха была практически неэффективна). Эффект помехи зависел от отношения сигнал/помеха. При дихотическом предъявлении (тест-сигнал – на одно ухо, помеха – на другое) набюдалось практически полное освобождение ЧРС от влияния помехи: ЧРС мало отличалась от контрольной при всех исследованных отношениях сигнал/помеха (до –35 дБ). Однако слуховой образ тест-сигнала всегда локализовался испытуемым с той стороны, где звук был более громким, независимо от того, был ли это тест-сигнал или помеха. Соответственно, при отношениях сигнал/помеха ниже –7, –10 дБ слуховой образ тест-сигнала ошибочно локализовался не в том ухе, где тест-сигнал действительно предъявлялся, а в том, где предъявлялась помеха. При этом возникал слитный образ тест-сигнала и помехи. Таким образом, дихотическое освобождение ЧРС от влияния помехи было возможно и в том случае, когда слуховые образы тест-сигнала и помехи не были пространственно разделены. Этот факт рассматривается как указание на то, что дихотическое и пространственное освобождение ЧРС от влияния помех возможно без участия эффекта пространственного внимания.

ЛАПШИН Д.Н. — 2008 г.

Исследовали двигательные реакции летящих бабочек-совок (Noctuidae) в ответ на изменение степени синхронности с ритмом полета непрерывной серии акустических стимулов. В ходе каждой регистрации сначала включалась последовательность шумовых пульсов, синхронизированных с маховыми движениями крыльев бабочки (имитация шума полета подопытного насекомого). Через 7 с цепь синхронизации отключалась, после чего период следования шумовых пульсов уже не зависел от поведения насекомого. После смены режима синхронизации у подопытных бабочек были зарегистрированы двигательные ответы, выраженные в резких изменениях курсового аэродинамического усилия. На основании полученных данных можно сделать вывод, что для бабочек при оценке уровня значимости воспринимаемых сигналов, существенной является степень их синхронности с собственным ритмом полета.

БОНДАРКО В.М. — 2008 г.

В психофизических экспериментах исследовали влияние окружающих изображений (краудинг-эффект) на определение ориентации тестовых объектов. В качестве изображений использовались окружности с вырезанными секторами с диаметрами 15, 30 или 60 угл. мин, которые образовывали двумерные массивы. Тестовые объекты имели ту же форму, но отличались по ориентации на ±90° или 180° от окружающих изображений. Задача наблюдателя заключалась в обнаружении и определении ориентации тестовых объектов. Расстояние между изображениями менялось в пределах 0.62–3.1 угл. мин. Эксперименты проводились в условиях применения обратной маскировки. Для размеров 15 и 30 угл. мин получено ухудшение в обнаружении и определении ориентации стимулов при расстояниях 0.62–1.2 угл. мин в сериях экспериментов с предъявлением тестовых объектов в центре массива. Для размера 60 угл. мин зависимость от расстояния отсутствовала, также как и для всех размеров в сериях с предъявлением тестовых объектов в произвольном месте массива. Обсуждается вклад в механизм краудинг-эффекта оптики глаза и фактора внимания.

ЖАДАН П.М. — 2008 г.

Механочувствительные волосковые клетки акустико-вестибулярной системы имеют на апикальной поверхности пучок сенсорных волосков, деформация которых приводит к открытию механочувствительных каналов и генерации рецепторного потенциала. В обзоре в свете последних данных, полученных с использованием электронной микроскопии высокого разрешения, лазерной интерференционной микроскопии, иммуноцитохимических и молекулярно генетических исследований, представлены существующие гипотезы о механизме работы волосковых клеток. Согласно наиболее разработанной гипотезе, механотрансдукционный канал управляется эластичной нитью, которая передает внешнее механическое воздействие на канал. Вероятность открытого состояния канала зависит от степени натяжения нити. Предполагается, что морфологическим коррелятом такой нити является верхушечное соединение – тонкий филамент, соединяющий вершину одной стереоцилии с боковой поверхностью другой стереоцилии. К настоящему времени в деталях описана тонкая структура апикальной части волосковых клеток, определены фармакологические и физиологические свойства механотрансдукционных каналов, описаны механизмы адаптации волосковых клеток. Скрининг мутаций, вызывающих нарушение слуховой и ветибулярной функций, выявил ряд генов и их продуктов, необходимых для рецепции механического стимула. Однако ни один из компонентов гипотетического механотрансдукционного комплекса не идентифицирован на молекулярном уровне. Остается неизвестным и механизм активации канала.

ГОЛОВКИНА Т.В., ДЕВИЦИНА Г.В. — 2008 г.

Особенности морфологии вкусового аппарата ротовой полости у беломорских наваги (Eleginus navaga L.) и трески (Gadus morhua marisalbi Der.) исследованы методами световой и электронной сканирующей микроскопии. Вкусовые рецепторы в ротовой полости обоих видов распределены по зонам, каждая из которых имеет определенную анатомическую локализацию, специфическую морфологию эпителиальной поверхности и объединяет морфологически однородное скопление вкусовых почек. Структура поверхности одноименных сенсорных зон сходна у трески и наваги. Оба вида тресковых рыб обладают в зоне мягкого нёба крупным скоплением вкусовых сосочков, которое подобно нёбному органу карповых рыб. Морфометрические параметры вкусового аппарата (размеры вкусовых почек, площадь их сенсорного поля и плотность их распределения) позволяют относить сенсорные зоны к трем отделам ротовой полости – челюстному, нёбному и глоточному. Зоны ротовой полости, расположенные на границах с внешней средой и с жаберной полостью, имеют высокую плотность распределения вкусовых почек. Максимальная концентрация вкусовых почек у наваги и трески отмечена в наружном эпителии губ. Высота вкусовых почек у обоих видов меньше толщины эпителия. Морфология сенсорного поля вкусовых почек сходна в одноименных зонах трески и наваги. Треска отличается от наваги крупными размерами сенсорного поля вкусовых почек во всех зонах ротовой полости. Морфологические особенности вкусового аппарата разных сенсорных зон рассматриваются как проявление их функциональной неоднородности.

АРЧАКОВА Л.И., ЛУКАШИН В.Г., СОЛОВЬЕВА И.А., СОТНИКОВ О.С. — 2008 г.

Асинаптические дендриты (рецепторные отростки) сенсорных нейронов, расположенных интрамурально и в спинальных ганглиях, имеют кустиковидную организацию. При морфометрическом анализе выявляются весьма существенные различия этих рецепторных терминалей. Различия касаются величины площадей их рецепторных полей, степени ветвления, количества, формы, размеров и числа терминалей, суммарной длины ветвей, суммарной площади поверхности ветвей (площади рецепторной мембраны). Эти различия позволяют предполагать, что местные и спинальные рецепторы представляют собой две достаточно самостоятельные системы, поведение которых in situ и функциональная роль, возможно, неодинаковы. Не исключено, что местные рецепторы в результате большой концентрации наружных чувствительных мембран на единицу площади рецепторного поля обладают большей разрешающей способностью, но зоны их контроля более ограничены. В противовес этому рецепторы, имеющие спинальное происхождение, менее чувствительны, но зато охватывают значительно большие участки иннервируемой ткани. У асинаптических дендритов клеток II типа Догеля, возможно, более развиты процессы ретракции и аутотомии терминалей.

БОЖКОВА В.П. — 2008 г.

Последнее десятилетие ознаменовалось большими успехами в области молекулярной генетики глухоты. Было опубликовано несколько обзоров, в которых приводится обширный список генов, вносящих вклад в глухоту в разных человеческих популяциях. Настоящий обзор сфокусирован в основном на генах белков щелевых контактов – коннексинов, мутации в которых являются причиной более половины случаев врожденной моносимптоматической аутосомно-рецессивной глухоты. В обзоре рассматривается функция коннексинов в слуховой системе млекопитающих и связь мутаций в четырех из них – коннексинах 26, 30, 31 и 43 с нарушениями слуха у человека. Приводятся данные о влиянии мутаций в коннексинах на рецепцию звука на клеточном и тканевом уровне. Обсуждаются важные практические следствия этих исследований для диагностики наследственной детской глухоты.

МАКСИМОВА Е.М. — 2008 г.

Проблемой протезирования сетчатки занимаются независимо не менее 18 центров во всем мире (Gerding, 2007). Попытки восстановления зрения у людей с врожденными заболеваниями сетчатки путем замены атрофированных фоторецепторов на электронные или клеточные протезы пока мало результативны. Принципиальную причину неудач прояснили исследования, проведенные на мышах как модельном объекте в лаборатории Роберта Марка в глазном центре Морана Университета Юты в США. Для классификации нейронов сетчатки был разработан метод молекулярного фенотипирования, использующий алгоритмы распознавания образов в многомерном пространстве признаков. Признаки – меры этого пространства – это небольшие внутриклеточные молекулы (ГАМК, глицин, глутамат, глютамин, таурин, аспартат и их соотношения) и показатели состояния возбуждения клетки, полученные методом количественной иммунохимии (Marc, Jones, 2002; Marc, 2003). Появилась возможность проследить судьбу разных типов узнаваемых клеток сетчатки в ходе развития болезней. Показано, что при атрофии фоторецепторов в нервных слоях взрослой сетчатки происходит перестройка, заключающаяся не только в отмирании многих нейронов, но и в нарушении послойной организации выживших нейронов, образовании у них новых нейритов и формировании новых синаптических связей согласно их нейромедиаторной комплементарности – образовании многочисленных микронейром. Такая перестройка сетчатки противоречит самой идее протезирования (Jones, Marc, 2005; Jones et al., 2005). Структура взрослой сетчатки, обеспечивающая процесс обработки и передачи зрительного сигнала, представлявшаяся неизменной, как бы “запаяной” раз и навсегда, на самом деле динамична и поддерживается исключительно за счет постоянной работы всех ее элементов при нормальной афферентации от фоторецепторов.

ДУБАЧЕВА Г.В., ЕРЕМЕНКО А.В., КУРОЧКИН И.Н., ПОРУС М.В., СИГОЛАЕВА Л.В. — 2008 г.

Разработан метод одновременного количественного определения ацетилхолинэстеразы (EC 3.1.1.7) и бутирилхолинэстеразы (EC 3.1.1.8) в смеси, основанный на использовании двухэлектродной сенсорной системы, состоящей из холиноксидазного и тирозиназного биосенсоров, подключенных к двухканальному потенциостату. Продемонстрирована возможность применения разработанного двухэлектродного сенсора для анализа холинэстераз в смеси. Метод позволяет за короткое время определять содержания этих ферментов. Средняя ошибка определения составила 8%.

2008

ЖАДАН П.М. — 2008 г.

Первичная ресничка имеется у большинства клеток позвоночных животных. Эта одиночная органелла известна цитологам более ста лет, но лишь с начала XXI века она стала объектом пристального внимания ученых. Исследования последних лет показали, что первичная ресничка является сенсорным образованием. Генетические мутации, нарушающие ее функцию, приводят к широкому спектру патологий, включая полицистит почек, печени и поджелудочной железы, ожирение, гипертонию, диабет, дефекты развития и формирования скелета. Первичная ресничка может выполнять хемосенсорную или механосенсорную функцию. В настоящем обзоре кратко рассмотрены вопросы, связанные с биологией первичной реснички, затронуты современные представления о роли этой органеллы и составляющих ее белков в возникновении болезней. Основное внимание уделено современным представлениям о молекулярных механизмах восприятия первичной ресничкой механического стимула.

ГАРЕЕВ Е.М., МУХАМАДЕЕВ Р.А. — 2008 г.

В 135 локусах сетчатки глаза человека в радиусе 60° от fovea измеряли дифференциальную световую чувствительность (ДСЧ) 54-х офтальмологически здоровых глаз (“нормативная” группа), 92 глаза с аномалиями рефракции разной степени и 45 глаз с атрофией зрительного нерва (АЗН) разного генеза. Данные были подвергнуты структурному анализу по методу “главных компонент” и “максимального правдоподобия”. В “нормативной” группе вариации ДСЧ тестируемых локусов сетчатки практически независимы на индивидуальном и внутригрупповом уровнях. По мере ухудшения состояния зрительной системы (ЗС) растет зависимость вариаций ДСЧ в разноудаленных локусах сетчатки, происходит сведение источников ее варьирования к все меньшему числу “скрытых факторов”. В предельном случае (АЗН) они топографически проецируются на регионы сетчатки, обладающие структурно-функциональными особенностями: центр, верхнюю половину и нижнюю, разделенную на темпоральный и назальный регионы. Предполагается, что “нормальное” зрение обеспечивается независимо работающими модулями сетчатки, а развитие патологических состояний приводит к переходу ЗС на некий “аварийный режим”, реализующийся сходным образом у разных людей.

КИСЕЛЕВА Е.И. — 2008 г.

Проведено исследование поведенческих реакций головастиков Rana lessonae (Сam.) на химические выделения конспецифичных личинок разной степени родства и знакомства в условиях парного выбора. Препаративная концентрация стимула составляла от 60 до 200 г ч/л. В опытах использовали семь групп головастиков с разными характеристиками, взятых из естественных водоемов, или выращенных из икры, собранной там же. Проведены тесты на 144 особях, находившихся на 25–40-й стадиях развития (по Госнеру, 1960). Показано, что головастики прудовой лягушки способны хемосенсорно распознавать родственных особей (сибсов) и реагируют на их выделения (сиблинг-реакция). Реакция нестабильна и в разные годы может носить как позитивный (привлечение), так и негативный (избегание) характер. Наличие предварительного опыта знакомства реципиентов с донорами или его длительность существенного значения не имели.