научный журнал по биологии Сенсорные системы ISSN: 0235-0092

МАСС А.М., СУПИН А.Я. — 2008 г.

В 24 образцах сетчатки млекопитающих (12 видов, центральная и периферическая зоны сетчатки для каждого вида) исследовано распределение площадей доменов (Voronoi domains) ганглиозных клеток. Во всех исследованных образцах распределения имели либо мономодальный вид, либо со слабо выраженными признаками бимодальности (глубина провала между модами была близка к случайным флуктуациям). Форма распределений мало отличалась от такового для случайного массива элементов. Такая картина наблюдалась в том числе в тех образцах, в которых другие методы статистического анализа (пространственные автокоррелограммы) обнаруживали явные признаки регулярности. На основании этого заключаем, что распределение площадей клеточных доменов менее информативно для выявления регулярности расположения ганглиозных клеток сетчатки по сравнению с другими методами статистического анализа (пространственные автокоррелограммы). На примере простых модельных массивов элементов предлагается объяснение этого эффекта.

ВАРЯГИНА О.В. — 2008 г.

В условиях дихотической стимуляции серией щелчков движение слитного звукового образа (СЗО) создавалось за счет линейного изменения интерауральных различий по времени ( T) от ±630 до 0 мкс и от 0 до ± 630 мкс, что вызывало у испытуемых ощущение движения СЗО в горизонтальной плоскости от левого или правого уха к средней линии головы и, наоборот, от средней линии головы к левому или правому уху. Исследовали способность испытуемых к локализации начальных и конечных точек траектории движения СЗО в условиях постоянной величины (в пределах ±13 дБ) межушных различий по интенсивности стимуляции ( I). В ходе исследования была проведена количественная оценка эквивалентного соотношения E (в мкс/дБ) основных факторов латерализации T и I. Была обнаружена значительная вариабельность значений величины E для начальных и конечных точек траекторий движения СЗО (от 10 до 149 мкс/дБ). Анализ значений E, полученных для разных направлений движения СЗО, позволил выделить несколько вариантов взаимодействия факторов латерализации T и I, сопровождающихся увеличением их эквивалентного соотношения.

БИБИКОВ Н.Г. — 2008 г.

Экстраклеточно зарегистрирована импульсная активность нейронов слухового центра среднего мозга травяной лягушки (Rana t. temporaria) при действии длительных тональных сигналов, модулированных по амплитуде одной или двумя синусоидами. В большинстве клеток долговременная адаптация плотности адаптации существенно уменьшается, если к сравнительно высокочастотной (в диапазоне десятков герц) модулирующей функции добавить низкочастотную (в диапазоне единиц герц) модуляцию. Как следствие, в адаптированном режиме (после 20–30 с действия звука) ответ многих клеток сохраняется только при наличии низкочастотной составляющей. Этот ответ синхронизован как с низкочастотной, так и с высокочастотной модуляцией. Эффект напоминает явление стохастического резонанса. Указывается на его возможную роль при восприятии брачного хора.

КРЕБС А.А., ПУГАЧЕВ К.С., ФИЛИППОВ И.В. — 2008 г.

Цель настоящей работы – исследование и анализ возможных перестроек сверхмедленных колебаний потенциалов (СМКП) с частотами менее 0.5 Гц в вентральном постеромедиальном ядре таламуса (ВПМЯТ) и вкусовой коре (ВК) головного мозга легкоанестезированных уретаном крыс в ответ на действие различных по своим вкусовым свойствам растворов (нейтрального, сладкого, соленого, кислого и горького) в хроническом эксперименте. Опыты проведены на пяти взрослых крысах альбиносах (n = 35 экспериментов). Установлено, что во всех условиях наблюдений как в ВПМЯТ, так и в ВК присутствовали СМКП различных частотных диапазонов: секундные волны с частотами 0.1–0.45 Гц, многосекундные волны с частотами 0.0167–0.04 Гц, а также нерегулярные минутные СМКП с частотами менее 0.004 Гц. Достоверные стимул-специфические перестройки в ответ на действие каждого из вкусовых стимулов обнаружены в ВПМЯТ и ВК преимущественно в диапазоне секундных волн СМКП, хотя в некоторых случаях специфические для некоторых стимулов перестройки возникали и в диапазоне многосекундных потенциалов. При этом обнаружены низкие значение коэффициента линейной корреляции в паре ВПМЯТ-ВК для секундных ритмов СМКП, тогда как для многосекундных и минутных волн выявлены средние по степени выраженности корреляционные взаимосвязи в указанных структурах. Полученные данные указывают на участие перестроек преимущественно секундных СМКП (следовательно, и сверхмедленной управляющей системы головного мозга) в механизмах переработки и анализа вкусовой информации, поступающей в высшие подкорковые и корковые представительства вкусовой сенсорной системы.

ДОМНИН И.Н., КРЫЛОВ Б.В., ПЛАХОВА В.Б., ПОДЗОРОВА С.А., РОГАЧЕВСКИЙ И.В., ШЕЛЫХ Т.Н. — 2008 г.

Методом локальной фиксации потенциала исследовано действие двух представителей ряда -пиридонов: 5-гидрокси-2-гидроксиметил- -пиридона (АК1) и 5-гидрокси-1-метил- -пиридон-2-карбоновой кислоты (АК2) на мембрану ноцицептивных нейронов дорзальных ганглиев крыс. Оно приводило к снижению эффективного заряда активационной воротной системы медленных (тетродотоксиннечувствительных, Nav 1.8) натриевых каналов, причем наблюдаемый эффект устранялся при предварительном добавлении в наружный раствор неспецифического блокатора опиодных рецепторов налоксона. При помощи неэмпирических квантовохимических расчетов ограниченным методом Хартри-Фока с применением базиса 6–31G* по программе GAMESS была осуществлена полная оптимизация геометрических параметров молекул АК1 и АК2 в формах свободных кислот, их анионов, кальциевых солей, хелатных комплексов с Ca2+ и кальциевых солей хелатных комплексов. Полученные результаты позволили предположить, что молекулы АК1 и АК2 связываются с неидентифицированным опиоидоподобным мембранным рецептором в форме кальциевой соли хелатного комплекса с Ca2+, при этом основной вклад в энергетику лиганд-рецепторного взаимодействия вносит образование ион-ионных связей между Ca2+ и отрицательно заряженными функциональными группами в составе рецептора.

ДОННЕР К., ДОНЦОВ А.Е., ЛИНДСТРЕМ М., ОСТРОВСКИЙ М.А., ФЕДОРОВИЧ И.Б., ФЕЛЬДМАН Т.Б., ЯКОВЛЕВА М.А. — 2008 г.

Проведено сравнительное исследование активности систем антиоксидантной защиты двух популяций креветок Mysis relicta – озерной популяции (ОП) и морской популяции (МП). Креветки ОП обитают на большой глубине и значительно чувствительнее к повреждающему действию света, чем креветки МП, обитающие в Балтийском море на меньших глубинах. Показано, что глаза креветок Mysis relicta содержат все возможные компоненты антиоксидатной защиты, включая экранирующие антиокислительные пигменты оммохромы и каротиноиды. Антиоксидантная активность гомогената глаз МП, а также их водорастворимой фракции, выше, чем у ОП. Активности антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и содержание – -токоферола в обеих популяциях креветок сопоставимы. Качественный состав каротиноидов в глазах МП и ОП одинаков, хотя имеется отличие в содержании астаксантина, которого в глазах МП втрое больше. Наблюдаемое отличие в антиоксидантной активности МП и ОП связано, по-видимому, с адаптационными изменениями к различающимся условиям световой среды обитания. Основной вклад в различную устойчивость глаз двух популяций креветок к фотоповреждению вносит, скорее всего, разница в количественном содержании гранул оммохромов, которых у МП существенно больше. Предполагается, что причинами большей уязвимости глаз ОП к фотоповреждению может быть большое содержание фототоксических продуктов и/или более высокое содержание легко окисляющихся полиненасыщенных жирнокислотных остатков в составе мембранных структур.

ВАРТАНОВ А.В., КУЗНЕЦОВ А.С., ЛОСИК Г.В. — 2008 г.

Показано, что при тактильном восприятии человеком объектов с вариативной формой имеется только одно субъективное качество (упругость – мягкость), по которому происходит как сравнение пар таких объектов, так и их ранжирование. Система оценок степени субъективного различия пар объектов хорошо (r = 0.98) описывается двумерной сферической (вариативность радиуса менее 13%) пространственной (евклидовой) моделью двухканального анализатора. Характеристики данных объектов, рассчитанные как угол в построенной двумерной модели, хорошо (r = 0.97) совпадают с прямыми субъективными оценками при ранжировании этих объектов, а абсолютные величины разности прямых оценок ранжирования хорошо (r = 0.94) воспроизводят экспериментально полученные оценки попарных различий. Для выявленного субъективного качества упругости и данного набора объектов найден наиболее подходящий физический коррелят (в виде объема вытесненной воды или ее выталкивающей силы) и построена соответствующая степенная психофизическая функция с показателем 2.45 ± 0.18. Выявленный механизм может быть использован для построения нового информационного (на основе нейроподобных элементов) кибернетического алгоритма распознавания объектов с вариативной формой.

ЖУКОВСКАЯ М.И., ИВАНОВ В.Д., МЕЛЬНИЦКИЙ С.И. — 2008 г.

Эксперименты по привлечению самцов ручейников Anabolia laevis Zett. (Trichoptera, Limnephilidae) в ловушки с экстрактами феромонных желез самок, а также искусственно синтезированными компонентами феромонной смеси показали, что данный вид использует 4-метил-3-гептанол и 4-метил-3-гексанол в качестве дистантных аттрактантов. Прослежены детали поискового поведения самцов в естественных условиях. Наблюдения показали, что самцы обнаруживают феромонную ловушку с расстояния 50–70 см. Электроантеннограмма, зарегистрированная в ответ на метилированные компоненты, характеризовалась большой по сравнению с прочими веществами феромонной смеси амплитудой, подтверждая роль 4-метил-3-гептанола и 4-метил-3-гексанола как главных компонентов полового феромона A. laevis.

КАЛАМКАРОВ Г.Р., ЛУНГИНА О.Г. — 2008 г.

Известно, что регулируемые циклическими нуклеотидами каналы (ЦН-каналы) фоторецепторной клетки могут активироваться путем модификации сульфгидрильных групп, находящихся в активном центре этих ионных каналов, но не могут активироваться оксидом азота. ЦН-каналы обонятельной клетки могут быть прямо активированы как оксидом азота, так и вследствие модификации сульфгидрильных групп белка канала. Тем не менее in vivo в рецепторных клетках оксид азота не участвует ни в модуляции, ни в активации механизма усиления. Мы показали, что цГМФ-чувствительные каналы on-биполярных клеток, в которых NO является модулятором работы гуанилатциклазы, не могут быть прямо активированы путем модификации сульфгидрильных групп, а, следовательно, и оксидом азота.

АНДРИАНОВ Ю.Н., НОЗДРАЧЕВ А.Д., РЫЖОВА И.В. — 2008 г.

Используя метод электрофизиологической регистрации импульсной активности целого нерва и внешнюю аппликацию веществ, исследовали механизмы действия нейтрофильного пептида дефенсина NP-1 человека на синаптическую передачу в вестибулярных органах полукружных каналов лягушки. Аппликация дефенсина вызывала зависимое от дозы угнетение частоты импульсного разряда, при пороговой концентрации 10-13 М. Совместная аппликация дефенсина и нейропередатчика L-глутамата вызывала снижение возбуждающих ответов, вызываемых L-глутаматом. Ингибирующее влияние дефенсина на ответы L-глутамата сохранялось в гипермагниевом растворе, в условиях изолированной активации постсинаптической мембраны. Ответы, вызываемые действием агонистов L-глутамата АМПА, каината, НМДА и АЦПД, также были подвержены ингибирующему влиянию дефенсина. Амплитуда ответов при совместном действии ацетилхолина и дефенсина не отличалась от таковой, вызванной одним ацетилхолином. Аппликация атропина не оказывала влияния на ответы дефенсина и полностью ингибировала возбуждающее влияние ацетилхолина. Совместная аппликация дефенсина и налоксона ингибировала тормозное влияние дефенсина. Полученные данные продемонстрировали существование в афферентном синапсе вестибулярных органов клеточных механизмов, с помощью которых дефенсины могут контролировать афферентную активность и модулировать эффекты нейропередатчика L-глутамата.

2008

2007

ЖАНТИЕВ Р.Д., ЧУКАНОВ В.С. — 2007 г.

Изучали спонтанную активность нейронов в ЦНС сверчков Teleogryllus derelictus Gor. и ее изменения при восприятии конспецифических и гетероспецифических звуковых сигналов (КС и ГС). Результаты экспериментов показали, что в грудном отделе ЦНС имеется группа ритмически активных нейронов, не отвечающих непосредственно на звук, но перестраивающих под его влиянием свою импульсацию. При предъявлении КС наблюдались реакции следующих типов: ослабление или усиление активности, закономерное изменение межспайковых интервалов, фазовые перестройки, приводящие к синхронизации импульсов со звуковыми посылками (пульсами). ГС обычно не вызывали подобных изменений. Полученные результаты дают основания предполагать, что эти нейроны имеют отношение к нейронным сетям, обеспечивающим распознавание звуковых сигналов.

АЛЕКСАНДРОВ А.Ю., ВАЙСЕРТРЕЙГЕР А.С., ИВАНОВА В.Ю., КУЛИКОВ Г.А. — 2007 г.

В работе исследовали изменение эмоционального состояния человека при неосознаваемом восприятии. Эмоциональное состояние оценивали по величине фронтальной межполушарной асимметрии (ФАС) ЭЭГ. Отрицательное эмоциональное состояние (ОЭС) у испытуемых формировали в результате просмотра видеосюжетов отрицательного эмоционального содержания, что отражалось в увеличении активации правой фронтальной области коры в альфа-диапазоне по сравнению с левой. Для изменения ОЭС применяли подпороговую по длительности экспозицию зрительного стимула. В начале опыта этот зрительный стимул предъявляли в составе одного из двух видеосюжетов положительного эмоционального содержания на осознаваемом уровне. В качестве сюжетов положительного эмоционального содержания использовали видеоклипы 3-месячного ребенка в состоянии переживания положительной эмоции. Эти видеоклипы сопровождались соответствующими довербальными вокализациями младенца. Изображение и вокализации младенца были выбраны как значимые эмоционально положительные видоспецифические стимулы. В течение опыта изображение ребенка (один кадр из клипа с ребенком подпороговой длительности 30 мс) предъявляли по окончанию половины видеоклипов, вызывающих ОЭС. Получены достоверные отличия по величине показателя ФАС у испытуемых при просмотре эмоционально отрицательных клипов, содержащих и не содержащих видеокадр с ребенком подпороговой длительности, воспринимаемым на неосознаваемом уровне. Направление изменения показателя ФАС указывает на уменьшение выраженности ОЭС у обследуемых испытуемых. Полученные результаты свидетельствуют о влиянии неосознаваемых сенсорных воздействий на эмоциональное состояние человека.

АНДРИАНОВ Ю.Н., РЫЖОВА И.В., ТОБИАС Т.В. — 2007 г.

Используя метод электрофизиологической регистрации импульсной активности вестибулярного нерва, исследовали возможное участие допамина в афферентной синаптической передаче в органах полукружных каналов лягушки. Внешняя аппликация допамина вызывала зависимое от дозы и обратимое снижение уровня фоновой активности при концентрации 0.1–1 мМ. Допамин (0.5 мМ) достоверно снижал возбуждающие эффекты, вызванные аппликацией предполагаемого нейропередатчика L-глутамата (0.5 мМ) на 24.0 ± 3.2% (n = 5; *p < 0.05). Агонисты ионотропных рецепторов L-глутамата АМПА и НМДА тестировались при совместном апплицировании с допамином. Показано, что ответы, вызванные действием 1 мкМ АМПА и 0.5 мМ НМДА, статистически достоверно уменьшались в присутствии 0.5 мМ допамина соответственно на 64.5 ± 11.2% (n = 6; p < 0.05) и 55.9 ± 9.9% (n = 6; p < 0.05). Полученные данные позволяют предполагать, что допамин является тормозным нейромодулятором, модифицирующим импульсную активность афферентных нервных волокон периферических органов вестибулярной системы. Механизм действия допамина может быть связан с взаимодействием на постсинаптическом уровне с глутаматэргической системой волосковых клеток.

БОРЯКОВА Е.Е., ГЛАДЫШЕВА О.С., КРЫЛОВ В.Н. — 2007 г.

Приведены результаты сравнения порогов чувствительности к запаху изовалериановой кислоты (ИВК) у самок лабораторных мышей и крыс разных возрастных групп, которые изучены с помощью экспериментальной условнорефлекторной методики. Обработка количественных данных проведена с использованием непараметрического однофакторного дисперсионного анализа. Показана видоспецифичность онтогенетической динамики обонятельной чувствительности к запаху ИВК у самок грызунов.

АЛЬТМАН Я.А., АНДРЕЕВА И.Г., МАЛИНИНА Е.С. — 2007 г.

В созданной нами модели вертикального движения виртуального источника звука отрезки белого шума фильтровались при помощи неиндивидуализированных передаточных функций головы восьми субъектов (банк передаточных функций предоставлен CIPIC laboratory, University of California, Davis). Передаточные функции соответствовали последовательным положениям источника звука с шагом 5.6° между точками пространства с координатами по элевации –45 и +45° при азимуте 0°. Способность к различению направления движения виртуальных стимулов (вверх или вниз) была оценена психофизическим методом у 18 слушателей. Различение направления движения варьировало для стимулов, синтезированных при помощи передаточных функций различных субъектов (от 45 до 89% правильных ответов при усреднении по всем испытуемым), а для функций шести субъектов превысило 75%. Анализ показал, что восприятие направления движения связано со специфическими динамическими особенностями спектра и интенсивности виртуальных стимулов. Предварительный отбор виртуальных стимулов c учетом динамических характеристик их спектров и обучение испытуемых распознаванию направления движения способствуют улучшению локализации на основе неиндивидуализированных передаточных функций головы.

НИКОЛАЕВ П.П. — 2007 г.

В рамках гауссовской спектральной модели рассмотрены новые методы решения задачи цветовой константности для ситуации освещения трехмерной сцены двумя источниками различной цветности: малоапертурным (наподобие солнца), создающим тени, и освещающим объекты равномерным диффузным источником (типа освещения, производимого небосводом на открытых пространствах). Для плоскости цветности, формируемой трихроматическим сенсором с заданными функциями спектральной чувствительности, показано, какими информационными преимуществами для решения стоящей задачи обладает ситуация двойного освещения. Описаны новые алгоритмы оценки цветности каждого из источников, использующие в отсутствие ахроматических объектов в сцене наличие в ней тел с совпадающими параметрами цветности и светлоты, и обсуждены методы идентификации последних (так как каждый случай совпадения требует своей процедуры обработки изображения). Дана классификация условий цветоконстантного наблюдения, приведены методы вычисления параметра светлоты ахроматических тел и компенсации различий в освещенности объектов.

НИКОЛАЕВ П.П. — 2007 г.

Для гауссовской и трехзональной спектральной модели рассмотрены новые методы решения задачи константности цвета (КЦ) в ситуации освещения объекта сцены двумя источниками различной цветности: первичным диффузным источником (типа освещения, производимого небосводом на открытых пространствах) и вторичным двух родов – либо являющимся результатом переотражений света поверхностью самого однородно окрашенного объекта (случай ауторефлексов), либо лучами, отраженными сторонним объектом иной цветности и освещающими данный тестовый объект (случай интеррефлексов). Для этих спектральных моделей описаны алгоритмы решения задачи КЦ в качестве прообразов модулей универсальной гетерархической системы КЦ. Такая система, обладая способностью детектировать по специальным признакам “ключевой объект” (с рефлексами первого либо второго типов), должна уметь выбрать по дополнительным независимым признакам алгоритм его использования для задачи КЦ в альтернативе выбора (по сенсорным ответам – тристимулам) спектральной модели, приближающей наилучшим образом спектральные свойства ключевого объекта.

НАЙДЕНКО С.В., ФЕОКТИСТОВА Н.Ю. — 2007 г.

Исследовали характер изменения уровня тестостерона и кортизола в плазме крови самцов джунгарского хомячка в ответ на экспозицию мочи и секрета СБЖ самцов и диэстральных самок конспецификов в разные сезоны года. Показали, что в осенне-зимний период ни один из исследуемых экскретов не вызывает повышения у самцов уровня тестостерона. Весной к достоверному повышению уровня этого гормона приводит экспозиция запаха мочи диэстральных самок. Летом достоверное снижение уровня тестостерона самцы демонстрируют только на запах мочи самцов своего вида. Достоверное возрастание уровня кортизола самцы демонстрируют в ответ на запах мочи и СБЖ самок и СБЖ самцов только в весенний период. В остальные сезоны года достоверного изменения уровня этого гормона в ответ на экспозиции исследуемых запахов отмечено не было. Полученные результаты обсуждаются в контексте особенностей сезонного размножения джунгарских хомячков.