научный журнал по биологии Сенсорные системы ISSN: 0235-0092

МИЛЕХИНА О.Н., ПОПОВ В.В., СУПИН А.Я., ТАРАКАНОВ М.Б. — 2007 г.

Методом предъявления тест-сигналов в виде шумов с гребенчатыми спектрами измерена частотная разрешающая способность слуха человека и ее изменение под влиянием шумовой помехи (узкополосного шума). При диотическом (параллельно на оба уха) предъявлении тест-сигнала и помехи наблюдалось снижение частотной разрешающей способности на фоне помехи по сравнению с контролем, если частота помехи была ниже или равна частоте тест-сигнала. Хотя характер зависимости этого эффекта от соотношения помеха/сигнал был различным для низкочастотной помехи и для помехи, совпадающей с частотой тест-сигнала, но в обоих случаях достаточно интенсивная помеха могла привести к полной невозможности различать тонкую структуру тест-сигнала. При дихотическом же предъявлении (тест-сигнал на одно ухо, помеха – на другое) влияние помехи на частотную разрешающую способность было незначительным или отсутствовало при всех соотношениях частот тест-сигнала и помехи и при отношениях уровней помеха/сигнал вплоть до 40 дБ. Таким образом, имело место практически полное дихотическое освобождение частотной разрешающей способности от влияния помех.

2007

АЛФЕРОВ В.А., БАБКИНА Е.Е., ПОНАМОРЕВА О.Н., РЕШЕТИЛОВ А.Н., ЧИГРИНОВА Е.Ю. — 2007 г.

Показано функционирование безреагентных амперометрических биосенсоров на основе бактерий Gluconobacter oxydans с использованием в качестве медиаторов электронного переноса водонерастворимых соединений – ферроцена, 1,1-диметилферроцена, 2,5-дибром-1,4-бензохинона, 2-метил-1,4-бензохинона; возможность использования ацетилферроцена, ферроценкарбальдегида, 2,5-дибром-1,4-бензохинона, 2-метил-1,4-бензохинона в качестве медиаторов электронного транспорта в системах “бактериальные клетки–электрод” показана впервые. Время, необходимое для одного измерения, не превышало 7 мин, стандартное отклонение для десяти последовательных измерений составляло 5%, линейный интервал градуировочных кривых составлял 0.25–2 ммоль/л глюкозы для электродов на основе 2,5-дибром-1,4-бензохинона и 2-метил-1,4-бензохинона и 0.25–2,5 ммоль/л для электродов на основе ферроцена и 1,1-диметилферроцена. Созданные биосенсоры могут быть использованы при решении задач по детекции сахаров и спиртов.

КРЕБС А.А., ПУГАЧЕВ К.С., ФИЛИППОВ И.В. — 2007 г.

Цель данной работы – изучение перестроек различных диапазонов сверхмедленных колебаний потенциалов (СМКП) в первичной слуховой коре (ПСК), до и после электростимуляции (ЭС) голубого пятна (ГП) и дорсального ядра шва (ДЯШ) на легкоанестезированных крысах с хроническими интрацеребральными электродами, имплантированными в эти структуры ЦНС. Установлено, что достоверные и сходные по своей направленности перестройки СМКП после ЭС ГП и ДЯШ наблюдаются в ПСК лишь в диапазоне многосекундных волн (0.0167–0.04 Гц; период 25–60 с), тогда как динамика секундных и минутных волн в этих структурах оставалась неизменной. Полученные нами данные указывают на модулирующие влияния ГП и ДЯШ на многосекундные волны СМКП в ПСК, что доказывает участие этих стволовых структур в механизмах базисной регуляции нейронной активности корковых отделов слуховой сенсорной системы головного мозга в процессах центрального слуха.

КОНДРАШЕВ С.Л., ПОДУГОЛЬНИКОВА Т.А., ПУЩИН И.И. — 2007 г.

Морфологию ганглиозных клеток (ГК) сетчатки лягушки Rana temporaria, проецирующихся в базальное оптическое ядро (БОЯ) добавочной зрительной системы, исследовали по тотальным препаратам, окрашенным методом ретроградного аксонного транспорта пероксидазы хрена. Количественный анализ структуры ГК проводился с учетом таких показателей, как размер клеточного тела, размер дендритного поля, размах ветвления дендритов, суммарная длина терминальных дендритов и плотность дендритного ветвления. Все измерения делали по детальным рисункам, изготовленным с иммерсионным объективом (×100) при помощи рисовального аппарата. За редким исключением, тела ГК были расположены в слое ганглиозных клеток. Размеры клеточных тел в средней периферической зоне сетчатки варьировали от 112 до 335 мкм2 (средний размер равен 203 ± 58.7 мкм2). От тела клеток отходят 2–3 основных дендрита, которые несколько раз делятся, образуя большое однослойное дендритное ветвление (средняя площадь равна 0.13 ± 0.05 мм2) в “а” подслое внутреннего синаптического слоя. Результаты сравнительного морфологического анализа показали, что дирекционально-чувствительные ГК, проецирующиеся в базальное оптическое ядро, имеют одинаковое строение и позволили установить корреляцию между их морфологией и функциональными свойствами не удалось.

БАРАНЧИКОВ Ю.Н., ВАСИЛЬЕВА В.С., ВЕНДИЛО Н.В., ЛЕБЕДЕВА К.В., МИНОР А.В., ПЛЕТНЕВ В.А., ПОНОМАРЕВ В.Л., РОДИОНОВА Е.И., ЧАЙКА С.Ю. — 2007 г.

На основе электронно-микроскопического и электрофизиологического исследований было выдвинуто предположение, что в состав привлекающей смеси самок соснового коконопряда входят не только феромоны, но и ингибитор полового привлечения самца систематически близкого и симпатричного вида – сибирского шелкопряда. В электрофизиологических исследованиях высокую активность показал Z5,E7-додекадиенилпропионат. Полевые испытания показали, что это вещество действительно подавляет половое привлечение самцов сибирского шелкопряда к феромонам самки. Полученные результаты позволяют утверждать, что репродуктивная изоляция близких по морфологии, поведению и составу феромонной смеси симпатричных видов соснового коконопряда и сибирского шелкопряда осуществляется с помощью характерных для каждого из этих видов ингибиторов полового привлечения самцов. Полученные результаты позволяют разрешить проблему повышения эффективности и избирательности ловушек для этих вредителей хвойных лесов с помощью применения феромонных ингибиторов.

ГЛАДЫШЕВА О.С., КРАСНОВ А.Л., КРЫЛОВ В.Н. — 2007 г.

В работе продемонстрирована способность двух нейромедиаторов – ГАМК и глицина – проникать в ЦНС при интраназальном введении. Растворы ГАМК и глицина, не проникающие через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) при системном введении в организм, в случае интраназального воздействия в низких дозах оказывали быстрое тормозное влияние на внутривидовую межсамцовую агрессию у мышей. Таким образом, обонятельная система может выполнять функцию транспортного канала для доставки в структуры мозга нейромедиаторов.

ГЛАДЫШЕВА О.С. — 2007 г.

Обонятельная система позвоночных и особенности ее структурной организации рассматриваются как канал прямого поступления в мозг целого ряда высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений и вирусов, которое реализуется при помощи механизмов аксоплазматического транссинаптического транспорта. В обзоре обсуждаются малоизученные вопросы периферических процессов проникновения этих соединений и частиц в обонятельные рецепторные клетки и проблема “назоэнцефалического барьера”. Рассмотрено практическое значение исследований в этом направлении для создания интраназальных систем введения лекарственных препаратов – активно разрабатываемой в настоящее время области фармакологии, обеспечивающей возможность, преодолевая гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), прямого доступа в центральную нервную систему (ЦНС) для целого ряда соединений.

МАСС А.М., СУПИН А.Я. — 2007 г.

Исследовался характер мозаик распределения ганглиозных клеток в сетчатке млекопитающих с целью установить, имеется ли попарное сближение ганглиозных клеток. На модельных массивах показано, что если анализирующим элементом, определяющим разрешающую способность сетчатки, является пара on- и off-клеток, то следует ожидать попарного сближения значительного количества ганглиозных клеток; если анализирующим элементом, определяющим разрешающую способность, является каждая клетка в отдельности, то следует ожидать равномерного распределения клеток. В качестве статистического критерия, характеризующего степень попарного сближения клеток, предложена величина сдвига между распределениями расстояний до ближайшего соседнего элемента (NND-распределение) и до следующих (второго, третьего и т.д. по дальности) элементов; эти распределения обозначены как NND-распределения 1-, 2-го и т.д. порядков. Используя этот критерий, проанализировали 24 образца сетчаток (12 видов млекопитающих, для каждого вида центральная и периферическая зона сетчатки). Ни для одного из исследованных образцов не обнаружено значительного сдвига NND-распределения 1-го порядка относительно NND-распределений более высоких порядков. Во всех образцах распределения возрастающих порядков были сдвинуты относительно друг друга на сравнимую величину, что характерно для массивов со случайным, равномерным или квазиравномерным распределением, но не с попарным сближением элементов. На основании этих результатов предполагается, что массивы ганглиозных клеток сетчатки способны анализировать изображения с разрешающей способностью, определяемой общим количеством ганглиозных клеток, а не вдвое меньшим количеством пар клеток.

КЛИМЕНКОВ И.В., МЕЛЬНИК Н.Г., САПОЖНИКОВА Ю.П. — 2007 г.

При помощи сканирующей электронной микроскопии выявлены специфические особенности морфологической поляризации вершин сенсорных клеток слухового саккулярного эпителия у генетически близких байкальских беспузырных рогатковидных рыб (Cottoidei), различающихся условиями обитания. При сравнительной оценке морфологической поляризации сенсорных элементов саккулярной макулы выявлено доминирование вертикальной ориентации сенсорных пучков чувствительных клеток у прибрежного бентического вида Paracottus knerii (каменной широколобки) и у бентопелагического вида Cottocomephorus alexandrae (северобайкальской желтокрылки). В отличие от этого на саккулярной макуле пелагических видов Comephorus baicalensis (большой голомянки) и Comephorus dybowski (малой голомянки) горизонтальная ориентация сенсорных пучков превалирует над вертикальной. Указанные в статье морфологические характеристики слухового саккулярного аппарата байкальских рогатковидных рыб являются следствием специфики их поведения. Эти характеристики отражают особенности слухового аппарата рыб как в определении направления источника акустических сигналов в воде, так и в отношении их частотных параметров. Полученные нами результаты по морфологии саккулярных макул и существующие данные о разнообразии отолитов (Sideleva, 2003), контактирующих с саккулярной макулой, в перспективе могут иметь особое значение для изучения принципов закладки и дальнейшего адаптивного формирования различных форм отолитов.

ФИЛИППОВ И.В. — 2007 г.

Цель настоящей работы – изучение возможных перестроек внеклеточных сверхмедленных колебаний потенциалов (СМКП) в латеральном коленчатом теле (ЛКТ) после контактной электрической стимуляции первичной зрительной коры (ПЗК) и исследование возможных изменений СМКП в ПЗК после электростимуляции ПЗК. Хронические эксперименты проведены на семи крысах (35 экспериментов) с интрацеребральными электродами, имплантированными в эти структуры ЦНС. Выявлено, что электростимуляция ПЗК приводила к достоверному увеличению спектральной мощности секундных СМКП (0.1–0.35 Гц, период 3–10 с) в ЛКТ, сходное нарастание спектральной мощности секундных волн наблюдалось в ПЗК после электростимуляции ЛКТ. Кроме того, были установлены противоположные по своей направленности сдвиги многосекундных волн (0.02–0.04 Гц, период 25–50 с) в тех же условиях (снижение мощности – в ЛКТ и нарастание – в ПЗК). Полученные результаты указывают на участие СМКП в механизмах прямых и обратных взаимодействий в функциональной системе ЛКТ – ПЗК.

АГАЕВА М.Ю., АЛЬТМАН Я.А. — 2007 г.

В настоящей работе рассматривались результаты исследования одного из механизмов помехоустойчивости, а именно, эффекта предшествования. Измерялись пороги эха для шумовых сигналов длительностью 5, 10, 20 и 100 мс с шириной полосы от 5 до 20 кГц. Два динамика, симулирующие прямой и отраженный звуки, располагались в вертикальной сагиттальной плоскости напротив головы слушателя с углом подъема 0° и над головой с углом подъема 90°. На один из динамиков шумовые посылки подавались без задержки (прямой звук), а на другой динамик с задержкой (отраженный звук). Задержка была 0 (т.е. без задержки), 1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64 мс. Кроме того, использовалась задержка 125 мс для сигналов длительностью 100 мс. Величина порогов эха для сигнала длительностью 5 мс составила 5.9 мс. С увеличением длительности сигнала величина порога эха увеличивалась и для сигнала длительностью 100 мс была 13.4 мс.

САРКИСЯН С.Г. — 2007 г.

Методом компьютерного анализа исследованы особенности изменений фоновой импульсной активности левостороннего верхнего вестибулярного ядра после 5-, 10- и 15-дневного вибрационного воздействия. Изучены распределения нейронов по степени регулярности импульсной активности, характер динамики следования нейрональных потоков и модальности гистограмм межимпульсных интервалов. Показано, что у интактных животных средняя частота импульсации составляет 14.4 ± 1.2 Гц. В различные сроки вибрационного воздействия наблюдается достоверное повышение средней частоты нейрональной импульсации. Установлено, что вибрационное воздействие вызывает сложную динамическую перестройку импульсной активности нейронов указанной структуры. Обсуждаются особенности и функциональное значение полученных результатов.

ФИЛИППОВ И.В. — 2007 г.

Цель работы – изучение возможных перестроек внеклеточных сверхмедленных колебаний потенциалов (СМКП) в латеральном коленчатом теле (ЛКТ) и в первичной зрительной коре (ПЗК) головного мозга в условиях темноты, освещения и при ритмической фотостимуляции. Хронические эксперименты проведены на крысах с интрацеребральными электродами, имплантированными в эти структуры ЦНС, в условиях свободного поведения (без ограничения двигательной активности животных). Установлено, что специфические для каждого уровня освещения, достоверные, сходные по своей направленности и взаимосвязанные перестройки СМКП наблюдаются как в ЛКТ, так и в ПЗК преимущественно в диапазоне секундных волн (0.1–0.25 Гц; период 4–10 с). Также в обеих изученных структурах выявлены сходные перестройки многосекундных СМКП (0.02–0.04 Гц; период 25–50 с) только в ответ на ритмическую фотостимуляцию. Полученные данные указывают на важную роль перестроек динамики СМКП в ЛКТ и ПЗК в механизмах переработки/анализа головным мозгом поступающей зрительной информации.

РИМСКАЯ-КОРСАКОВА Л.К. — 2007 г.

В работе обсуждаются особенности периферической адаптации к коротким высокочастотным стимулам с ограниченной полосой частот (длительность стимулов меньше 20 мс, максимум спектра выше 1 кГц). Эти особенности возникают на этапе кодирования амплитудно-временной структуры стимулов фиксированным набором волокон слухового нерва. Они определяют условия реализации принципа залпов, участвующего в воспроизведении временной структуры высокочастотных стимулов, и, как предполагается, обнаруживаются в результатах слуховых экспериментов по определению дифференциальных порогов слухового распознавания интенсивности (ДПИ) коротких стимулов в тишине и шуме. Ухудшение слухового распознавания интенсивности коротких, высокочастотных стимулов средних уровней в тишине и облегчение слухового распознавания в шуме обнаружено довольно давно. Поскольку наихудшие ДПИ были получены для коротких стимулов с полосой частот, соизмеримой с критической полосой слуха, в работе делается вывод, что в основе ухудшения распознавания интенсивности лежат амплитудно-временные (не спектральные) свойства периферического кодирования. В соответствии со свойствами такого кодирования обнаружено, что для каждого стимула среднего уровня есть соответствующий уровень шума вблизи порога обнаружения стимула на фоне шума, при котором распознавание интенсивности лучше в шуме, чем без шума. При предъявлении пар стимулов с одинаковыми межстимульными интервалами в тишине и при измерении ДПИ второго стимула в паре установлен предел слуховой кратковременной суммации в 7 мс при низких уровнях и 15 мс при высоких. Если пары стимулов смешать с шумом, облегчение распознавания интенсивности второго стимула есть при интервалах 2 мс, и облегчения нет при интервалах 7 мс. Последний результат обнаруживает связь кратковременной слуховой суммации с эффектом облегчения распознавания и также является следствием свойств амплитудно-временного периферического кодирования коротких стимулов.

КРАСНОПЕРОВА Н.А., РОЖКОВА Г.И. — 2007 г.

Несмотря на то, что важность хорошего зрения для глухих и слабослышащих трудно переоценить, длительное время специальным исследованиям состояния зрительной системы у людей с потерей слуха не уделялось должного внимания. Среди неспециалистов и даже среди офтальмологов, не имеющих прямого отношения к работе с глухими, было распространено мнение, что зрение у глухих лучше, чем у нормально слышащих, так как компенсаторные процессы обусловливают усиленное развитие зрительных способностей взамен утраченного слуха. Однако детальные исследования зрения глухих показали, что имеет место обратное: в среднем, лица с потерей слуха уступают нормально слышащим сверстникам по показателям зрения. В статье дан краткий обзор офтальмологических и экспериментальных работ по зрению глухих и слабослышащих детей и взрослых. Эти работы выявили неблагополучную ситуацию со зрением у лиц с потерей слуха и заставили поднять вопрос о необходимости специальной системы мероприятий по охране их зрения.

АНАНЬЕВ В.А., ИШИНОВА В.А., ТИМОФЕЕВА Л.Л., ЦИРУЛЬНИКОВ Е.М. — 2007 г.

Рассмотрены изменения тактильной чувствительности у пациентов с тревожно-фобическими и психосоматическими расстройствами при психотерапевтическом лечении. Установлено, что колебания порогов тактильной чувствительности у больных существенно больше, чем у здоровых. В ходе лечения колебания уменьшаются, достигая показателей здоровых людей. Обнаружена взаимосвязь уменьшения колебаний тактильных порогов и эффективности психотерапии.

МАРКОВИЧ А.М., ОГАНЕСЯН Г.А., СМИРНОВА А.И., ТИТКОВ Е.С., ЦИРУЛЬНИКОВ Е.М. — 2007 г.

Во время регистрации электроэнцефалограммы (ЭЭГ) получены электрические ответы мозга на стимулы фокусированного ультразвука, вызывающие тактильные ощущения и кожную боль, а также на звуковые стимулы, вызывающие слуховые ощущения. Выделены ответы, характерные для всех стимулов. Одновременное предъявление звукового и ультразвукового стимулов, вызывавших соответственно слуховое и тактильное ощущения, увеличивало амплитуду ответа, по сравнению с ответом на какой-либо один из стимулов, не изменяя его латентности. Ответы на одиночные стимулы сочетались с характерными движениями глаз. Электрические ответы на серию импульсов, связанные с болью, соответствовали по конфигурации ответам при тактильных ощущениях, но с большей амплитудой и увеличивающейся латентностью третьего колебания при изменении его формы. Стимуляция вызывала десинхронизацию ЭЭГ. Полученные электрические ответы на разные стимулы были сходны с описанными в литературе к-комплексами, возникающими спонтанно или в ответ на разномодальные стимулы. Предположительно ответы отражают генерализованную реакцию коры мозга на стимуляцию афферентных кожных и глубинных, в частности, суставных, рецепторно-нервных структур.

МУХАМАДЕЕВ Р.А., ЮСУПОВ Р.Г. — 2004 г.

Исследовали индивидуальные особенности пространственного распределения световой чувствительности и характера ее связей с электрической активностью сетчатки и другими зрительными функциями в группе офтальмологически здоровых испытуемых. Показана высокая вариабельность пороговой светочувствительности, особенно на периферии поля зрения, и амплитуды различных видов электроретинограммы (ЭРГ). С помощью кластерного анализа выделено три группы испытуемых с различным распределением световой чувствительности в пределах 65° поля зрения и с разными амплитудно-временными свойствами ЭРГ. В первой группе наблюдали высокую световую чувствительность в точке фиксации и низкую на периферии поля зрения в сочетании с низкой амплитудой различных видов ЭРГ и относительно высокой остротой зрения. Субъекты второй группы имели наиболее низкую светочувствительность в точке фиксации и высокую светочувствительность на периферии поля зрения, низкую остроту зрения и высокую амплитуду ЭРГ. Субъекты третьей группы имели наиболее высокую светочувствительность в точке фиксации, средние значения периферической световой чувствительности и наиболее высокую остроту зрения. В этой группе наблюдали средние величины амплитуды ЭРГ, которые имели наиболее низкое пиковое время среди всех групп. Предполагается, что эти групповые различия функциональных характеристик зрения обусловлены преимущественно индивидуальными различиями в формировании топографии нейронов сетчатки в онтогенезе.

ВАСИЛЬЕВ Р.Ф., ТРОФИМОВ А.В. — 2004 г.

Авторами предлагается краткий аналитический обзор современного состояния исследований в области физико-химических основ функционирования хемилюминесцентных биосенсорных систем, применяемых в аналитических методиках физиологии, биофизики, молекулярной биологии и клинической биохимии. Действие рассматриваемых биосенсоров основано на явлении химически инициированной электронообменной хемилюминесценции (ХИЭОЛ), биологическим прототипом которой является биолюминесценция светляка. Основные элементы таких биосенсоров - термически устойчивые ХИЭОЛ-активные (триггерные) диоксетаны, избирательно реагирующие с определенными биомолекулами (триггерами), инициирующими хемилюминесцентный процесс.