научный журнал по биологии Сенсорные системы ISSN: 0235-0092

КАМЕНКОВИЧ В.М., ЦУЦКИРИДЗЕ Д.Ю. — 2012 г.

В управляемых психофизиологических экспериментах исследовалось влияние изменения локаль- ных признаков лица на опознание эмоциональных выражений радости, удивления и страха при тахистоскопическом предъявлении изображений мужских и женских лиц, отображающих базовые (чистые) и смешанные (конструированные лица, где изменен один локальный признак морфо- логии лица) эмоции. Обнаружено значимое различие психофизиологических характеристик опо- знания: для смешанных выражений лиц значимое снижение вероятности опознания выражения радости, удивления, страха и значимое повышение времени реакции их опознания по сравнению с чистыми эмоциями. Наиболее значительный эффект наблюдается для положительной эмоции - радости; наименьший эффект - для негативной эмоции страха. Таким образом, изменение локаль- ного признака лица (в наших опытах - изменение положения губ) приводит в большинстве слу- чаев к значимому изменению выражения всего лица. Данные обсуждаются при сопоставлении с описанной моделью зрительного опознания, в связи с проблемой переключения внимания.

ВАЙТУЛЕВИЧ С.Ф., ВАСИЛЕНКО Ю.А., ПЕТРОПАВЛОВСКАЯ Е.А., ШЕСТОПАЛОВА Л.Б. — 2012 г.

Представлены результаты исследования чувствительности слуховой системы человека к различ- ным видам перемещения звукового образа в зависимости от акустического контекста. В работе использовались параллельно два метода исследования - психофизический (двухальтернативный вынужденный выбор) и электрофизиологический (регистрация негативности рассогласования). Девиантные стимулы, моделировавшие мгновенное перемещение источника звука (скачок), предъ- являли в двух разных контекстах, представляющих собой поток повторяющихся стандартных сти- мулов (неподвижных или движущихся с постоянной скоростью звуковых образов). Установлено, что параметры компонента N1 в ответе на девиант-скачок зависели от контекста стандартов. Ла- тентность негативности рассогласования для девианта-скачка не зависела от контекста стандар- тов и определялась моментом обнаружения пространственных различий. Девиант-скачок вызывал появление негативности рассогласования и компонента P3a существенно большей амплитуды при предъявлении его в контексте неподвижных стандартов, чем в контексте движущихся. Было также показано, что негативность рассогласования является более чувствительным показа- телем пространственного различения звуковых стимулов, чем психофизические измерения. Полу- ченные результаты обсуждаются с точки зрения возможных нейрональных процессов сравнения пространственных звуковых стимулов в сенсорной памяти.

АЛЕКСЕЕНКО С.В., СОЛНУШКИН С.Д., ТОПОРОВА С.Н., ШКОРБАТОВА П.Ю. — 2012 г.

Цель данной работы - исследование и сравнение межполушарных связей у кошек с нарушения- ми бинокулярного зрения, вызванными ранним экспериментальным одно- и двусторонним схо- дящимся косоглазием и односторонней зрительной депривацией. Оценивали пространственное распределение меченых каллозальных клеток после микроионофоретического введения перокси- дазы хрена в глазодоминантные колонки полей 17, 18 и переходной зоны 17/18 коры. Преимуще- ственный глазной вход колонок определяли по локализации меченых клеток в глазоспецифичных слоях дорсального ядра наружного коленчатого тела. Доминантный глаз у животных определяли по относительной разнице в оптической плотности слоев А и А1 после обработки срезов этого же подкоркового ядра гистохимическим методом выявления активности цитохромоксидазы. Обнаружена противоположная полушарная латерализация изменений каллозальных связей в зрительной коре при сходящемся косоглазии и при монокулярной депривации. В полушарии, контралатеральном доминантному глазу, выявлено расширение зоны каллозальных клеток при косоглазии и не обнаружено при депривации. Расширяется зона клеток, которые получают аффе- рентацию через перекрестные пути из доминантного глаза. Однако в полушарии, ипсилатераль- ном доминантному глазу, расширение зоны каллозальных клеток выявлено при депривации и не обнаружено при косоглазии. Расширяется зона клеток, которые получают афферентацию через неперекрестные пути из недепривированного глаза. Предполагается, что пластические изменения межполушарных связей при монокулярной деприва- ции и при косоглазии происходят в разные периоды постнатального развития.

КЛИШИН В.О., НЕЧАЕВ Д.И., ПЛЕТЕНКО М.Г., ПОПОВ В.В., РОЖНОВ В.В., СУПИН А.Я., СЫСУЕВА Е.В., ТАРАКАНОВ М.Б. — 2012 г.

На двух китах белухах Delphinapterus leucas изучался временный сдвиг порогов (ВСП) после воз- действия интенсивного шумового сигнала. Пороги определялись с помощью электрофизиологиче- ского метода неинвазивной регистрации коротколатентных слуховых потенциалов, позволяющего отслеживать быстрые изменения чувствительности. В качестве подавляющего звука применяли по- луоктавные шумы с центральной частотой от 11.2 до 90 кГц интенсивностью 165 дБ относительно 1 мкПа и длительностью экспозиции от 1 до 30 мин. Эффект подавляющего шума определялся с помощью тестовых тональных посылок с частотой от -0.5 до +1.5 октав относительно центральной частоты шума. Наибольший эффект шума (наибольший ВСП) проявлялся при частоте тест-сигна- ла +0.5 октавы. Максимальный ВСП (более чем 60 дБ через 1.5 мин после окончания экспозиции шума) и наиболее длительное восстановление нормальной чувствительности (более 1 ч) вызыва- лось низкочастотными шумами с центральной частотой 11.2 и 22.5 кГц. При центральных частотах шума 45 и 90 кГц эффект подавления чувствительности снижался. Была отмечена существенная разница в степени влияния интенсивного шума между двумя подопытными животными.

БОНДАРКО В.М., ГОЛУЗИНА А.Г., ДАНИЛОВА М.В., СОЛНУШКИН С.Д., ЧИХМАН В.Н. — 2012 г.

В центре поля зрения проведено сопоставление опознания изолированных тестовых стимулов и тех же стимулов, но с окружающими изображениями, расположенными на различных расстояниях от тестовых. При малых расстояниях между окружением и тестами наблюдали краудинг-эффект (ухудшение опознания). Полученные в обоих случаях ошибки опознания сравнивали посредством корреляционного анализа и с использованием математического моделирования. При близких рас- стояниях до окружения ошибки опознания тестовых объектов оказались менее скоррелированны- ми с ошибками опознания изолированных объектов, чем ошибки, полученные при дальнем рас- положении окружения. Определяли расстояния между изображениями в модели согласованной фильтрации и в модели, вычисляющей разность между спектрами изображений при совмещении у них центров тяжести. Наилучшее соответствие экспериментальным данным было получено при использовании модели согласованной фильтрации. Обсуждается гипотеза о возможном смеши- вании признаков тестовых и окружающих изображений и вклад внимания в опознание тестов в условиях краудинг-эффекта.

ГЛАДЫШЕВА О.С., КРЫЛОВ В.Н., МЕЛЬНИК С.А. — 2012 г.

Экспериментально были определены изменения в порогах обонятельной чувствительности к за- паху изовалериановой кислоты у самцов мышей после их предварительного выдерживания в ат- мосфере этого пахучего вещества. Наибольшее снижение обонятельных порогов к этому веществу наблюдается в течение 4-5 недель, а затем наступает их стабилизация. Повторная экспозиция это- го вещества приводит к аналогичному эффекту. В статье обсуждаются возможные центральные и периферические механизмы этого феномена.

АГЕЕВА Е.Л., ПАРЕНКО М.К., ЩЕРБАКОВ В.И. — 2012 г.

Нами было обследовано 96 детей в возрасте 7-18 лет с глубокими нарушениями зрения, у которых при помощи метода дихотической стимуляции моделировали ощущение неподвижного звукового образа (ЗО). Использовались серии коротких звуковых щелчков, предъявляемых одновременно (Δt = 0). Было установлено, что у лиц, ориентирующихся в пространстве без опоры на зрение, ЗО при Δt = 0 ощущается исключительно в теменной области головы. У лиц, имеющих хотя бы незначительную сохранность предметного зрения, ЗО чаще, чем у здоровых испытуемых того же возраста, располагается в затылочной области.

БАРБЕР Т.Р., ПОЛЯНОВСКИЙ А.Д. — 2012 г.

Продукт гена trp - светочувствительный Ca2+-канал TRP - является не только основным каналом фототока в фоторецепторах дрозофилы, но и прототипом огромного семейства канальных белков, играющих ключевую роль во всех фосфоинозитидных каскадах сигнальной трансдукции. Мута- ция trp приводит к дегенерации фоторецепторов, имеющей много общего, например, с гибелью кардиомиоцитов у человека. Для выяснения механизма этой дегенерации проведен сравнительный электронно-микроскопический анализ динамики морфологических изменений в сетчатке дрозофи- лы дикого типа, мутантов trp и norpA, а также двойных мутантов norpA;trp, trp;ƒ356 и norpA;ƒ356 в условиях непрерывного освещения белым или красным светом. Показано, что дегенерация сет- чатки у мутанта trp предотвращается нокаутом гена norpA, кодирующего фосфолипазу С, но не предотвращается ни экспозицией при красном свете, ни элиминацией мест фосфорилирования родопсина (нокаут гена ƒ356). Это позволяет предположить, что главной причиной апоптозной дегенерации сетчатки у мутанта trp является не гиперфосфорилирование родопсина и накопление стабильных комплексов метародопсин/аррестин (наиболее вероятный сценарий у мутанта norpA), а истощение внутриклеточного пула фосфатидилинозитол- 4,5-дифосфата (гипотетического факто- ра выживания клетки) в результате прекращения входа в клетку ионов Ca2+. Результаты исследо- вания укрепляют репутацию фоторецепторов дрозофилы как удобной экспериментальной модели для изучения молекулярно-клеточных механизмов ряда патологий человека.

РУТОВСКАЯ М.В. — 2012 г.

Обсуждается звуковая сигнализация полевки Брандта: пение, тихие и резкие писки, предупреж- дающий об опасности сигнал. Сложность коммуникативной системы полевки Брандта рассматри- вается с точки зрения адаптивности к ее образу жизни - колониальности и дневной активности. Высокая частота предупреждающего об опасности сигнала объясняется повышением помехо- устойчивости к высокому уровню маскирующего шума, который создает пение птиц.

БЕЛОЗЁРОВ А.Е., ЛЕБЕДЕВ Д.С., РОЖКОВА Г.И. — 2012 г.

Для оценки влияния низкочастотных составляющих спектра Фурье тестовых стимулов на изме- рение остроты зрения сравнивали результаты, полученные на одних и тех же испытуемых при помощи трех наборов простых оптотипов: стилизованных знаков Е в четырех ориентациях, стан- дартных трехполосных стимулов и модифицированных нами трехполосных стимулов. Задачей ис- пытуемых было определение ориентации стимулов в ситуации вынужденного выбора. Использо- ванные оптотипы схожи по форме, но имеют специфические различия в спектрах Фурье. В первой серии экспериментов по данным тестирования десяти испытуемых при помощи соответствующих печатных таблиц строили и сопоставляли индивидуальные психометрические функции. Во второй серии экспериментов сравнивали гистограммы индивидуальных значений остроты зрения для трех оптотипов, полученные в результате компьютерного измерения остроты зрения у большего числа испытуемых. Обнаружено, что низкочастотные составляющие спектров могут оказывать принци- пиально различное влияние на распознавание околопороговых стимулов разными индивидуума- ми: такие составляющие облегчали распознавание одним испытуемым, затрудняли - другим, и ни- как не влияли на третьих. Четкие выводы об индивидуальной вариабельности и неоднозначности влияния низкочастотных составляющих удалось получить благодаря тому, что модифицированные трехполосные стимулы можно было считать своеобразными эталонами: в их разностных спектрах низкочастотные составляющие были практически устранены.

БОНДАРКО В.М., СЕМЕНОВ Л.А. — 2012 г.

В психофизических исследованиях изучали влияние квадратной рамки или ее сторон на оценку ориентации вписанного в центр рамки жезла (отрезка линии). Ориентацию жезла сравнивали с ориентацией линии, которая была наклонена на 30 или 87 по отношению к горизонтали. Разница между ориентациями линии и близких с ней по наклону двух противоположных сторон рамки составляла 15. Длина жезла была равна 1.2, 1.8 или 3.6 угл.град, стороны рамки превосходи- ли жезл по длине в 1.2-3.2 раза. Меняли расстояние между краями жезла и рамки и их размер. Вне зависимости от размера максимальное искажение на 1-6 в оценке ориентации жезла было получено при ближайшем расположении жезла: жезл казался повернутым к близким по наклону сторонам рамки. Затем с увеличением расстояния иллюзия уменьшалась. По усредненным данным 53 наблюдателей иллюзия исчезала на расстоянии, в 1.4 раза превышающем длину жезла. Сравни- ваются механизмы иллюзий наклона и жезла и рамки.

ГАРЕЕВ Е.М. — 2012 г.

Кластерным анализом 196 кривых сила - длительность - зависимостей порога электрической чувствительности (ПЭЧ) зрительной системы (ЗС) от длительности стимула - были разделены на типологические варианты (группы). Обнаружено, что принадлежность к тому или иному типу таких кривых слабо коррелирует с категориями состояния зрения, а также возраста и пола ис- пытуемых: для всех категорий характерна лишь большая или меньшая возможность проявления кривых любого типа и значений ПЭЧ при диагностических длительностях. Сами же эти катего- рии и состояния оказались практически независимы друг от друга. Оценки значения ПЭЧ для дифференциальной диагностики, по-видимому, завышены. На более представительном материале подтверждено отклонение от закона гиперболы и независимость кривых сила - длительность от порядка изменения длительности стимулов.

БОЖКОВА В.П., НИКОЛАЕВ Д.П., СУРОВИЧЕВА Н.С. — 2012 г.

Нарушение рецепции звука имеет большие последствия для слуховой системы, но его воздей- ствие на другие сенсорные системы, особенно зрение, изучено мало. Нами выявлена пониженная способность к плавному прослеживанию взором стробоскопически предъявляемых стимулов у молодых людей с нейросенсорными нарушениями слуха, возникшими в раннем детском возрасте. Показано, что такие испытуемые, независимо от причины нарушения слуха, менее эффективно прослеживают стимулы, движущиеся в горизонтальном направлении со скоростями 20 и 25 ?/с, чем люди с нормальным слухом. Понижение эффективности плавного прослеживания наблюда- ется, в частности, у людей с наследственной глухотой/тугоухостью, вызванной мутациями в GJB2 гене. Полученные результаты обсуждаются с точки зрения влияния длительной слуховой депри- вации на функционирование систем головного мозга, связанных с анализом движения и програм- мированием движений глаз.

ВАРЯГИНА О.В. — 2012 г.

В условиях дихотической стимуляции серией щелчков исследовали способность испытуемых к латерализации неподвижного слитного звукового образа (СЗО) при введении межушных различий по интенсивности стимуляции (ΔI) в пределах ±1.7 дБ (±0.2 Неп), что соответствовало положению СЗО вблизи средней линии головы, т.е. в области наибольшей разрешающей способности слуха. Значения величины межушных различий по времени стимуляции (ΔТ) были равны нулю. Работа была проведена на 25 испытуемых (15 женщин и 10 мужчин) в возрасте от 18 до 43 лет с близкими значениями порогов слышимости на левом и правом ухе. Девять человек имели симметричный слух: у них разность между значениями порогов слышимости на правом и левом ухе равнялась нулю, 16 испытуемых имели асимметричный слух, т.е. у них лидировало либо левое, либо правое ухо. В ходе проведения экспериментов оценивали воспринимаемое положение СЗО (в град) при ΔI = -1.7, ΔI = 0 и ΔI = 1.7 дБ у испытуемых с симметричным и асимметричным слухом. Выявлен- ные особенности латерализации неподвижного СЗО у этих групп испытуемых указывают на то, что наличие или отсутствие различия в значении порогов на левом и правом ухе может являться важным при тонкой дифференцировке положения СЗО в области акустического пространства, со- ответствующей области максимальной слуховой чувствительности.

ЛАПШИН Д.Н., ЛУКЬЯНИЦА А.А. — 2012 г.

Все животные неизбежно сталкиваются с проблемой обнаружения биологически значимых сиг- налов на фоне сенсорных потоков, вызванных собственной локомоцией и жизнедеятельностью (аутошумами). Эта проблема возникла и, по-видимому, была успешно решена ещё на ранних эта- пах эволюции животного мира. Задача данного исследования заключалась в решении вопроса, при каком минимальном уровне сложности математической нейронной сети возможно эффективное обнаружение внешних сигналов на фоне высокоамплитудных колебаний, вызванных собственным движением животного. Показано, что на основе информации о движении модельного животного (моторной копии), пер- вой и второй производных входного сигнала, предварительно обученная нейронная сеть с числом элементов порядка одного - двух десятков обеспечивает эффективное обнаружение внешних сиг- налов на фоне действия высокоамплитудных аутошумов.

АНДРИАНОВ Ю.Н., РЫЖОВА И.В., ТОБИАС Т.В. — 2012 г.

Используя метод электрофизиологической регистрации импульсной активности целого нерва и внешнюю аппликацию веществ, исследовали модулирующие свойства потенциального нейромо- дулятора оксида азота (NO) в глутаматэргической синаптической передаче изолированного ве- стибулярного аппарата лягушки. Регистрировали изменения ответов на аппликацию L-глутамата (L-Глу) и его агонистов NMDA и AMPA под действием донора NO SNAP и ингибитора NO-cинта- зы L-NAME. Показано, что импульсные реакции, вызванные действием агонистов L-Глу NMDA и AMPA, модифицировались препаратами, ассоциированными с NO. При совместной аппликации 50 мкМ NMDA или 1мкМ AMPA и 0.1-10 мкМ SNAP возбуждающее влияние агонистов L-Глу первоначально увеличивалось, а затем уменьшалось. Аппликация 10 мкМ раствора L-NAME при- водила к снижению частоты фоновой импульсной активности. При этом величина ответов на ап- пликацию 0.2 мМ L-Глу, 50 мкМ NMDA или 1 мкМ AMPA в растворе L-NAME статистически зна- чимо увеличивалась относительно амплитуды ответов соответствующих агонистов в нормальном растворе. Представленные данные позволяют предполагать взаимодействие NO- и глутаматэрги- ческой систем волосковых рецепторов и, что реальный механизм модуляции возбуждающей си- наптической передачи с помощью NO, связан со сложной комбинацией пре- и постсинаптических механизмов в глутаматэргических синапсах вестибулярных органов.

БАЛЯКОВА А.А., ОГОРОДНИКОВА Е.А., СТОЛЯРОВА Э.И. — 2012 г.

Проведено исследование слухового восприятия звуковых последовательностей у трех групп испы- туемых: норма слуха и речи (десять детей в возрасте 10 лет); нарушения слуха (18 долингвально глухих детей после операции кохлеарной имплантации в возрасте от 7 до 14 лет); нарушения речи и письма (десять детей в возрасте 10 лет). Задача испытуемых состояла в обнаружении паузы в акустическом сигнале и оценке ритмического рисунка звуковых последовательностей. При тести- ровании использовались сигналы разного спектрального состава (тон, шум, гласный звук речи, звучание музыкальных инструментов). Сравнительный анализ результатов показал значимые раз- личия между контрольной группой нормы и группами с нарушениями слуха и речи. При восприя- тии паузы в звуковом сигнале у пациентов с кохлеарными имплантами и у детей с нарушениями речи и письма обнаружены сходные проявления несформированности процессов сегментного ана- лиза. При восприятии ритмического рисунка звуковых последовательностей выявлены различия между этими группами испытуемых, а также приближение показателей пациентов с кохлеарными имплантами к данным группы контроля. Результаты тестирования, анализа ошибок в образцах письма со слуха и сопоставление их с результатами модельных измерений позволяют говорить о дисфункции слухоречевой сегментации у детей с нарушениями речи и письма, которая может быть связана с обработкой акустической информации на периферии слуховой системы.

2012

АРБУХАНОВА П.М., БОРЗЕНОК С.А., ОСТРОВСКИЙ М.А., ФЕЛЬДМАН Т.Б., ЯКОВЛЕВА М.А. — 2012 г.

Разработан метод получения монослоя клеток ретинального пигментного эпителия (РПЭ) из када- верных глаз человека, имеющих подробное офтальмологическое описание. При помощи флуоресцентного сканирующего конфокального микроскопа (Leica TCS SP5, Гер- мания) проведён спектральный анализ липофусциновых гранул (ЛГ) в монослое этих клеток. Методом ВЭЖХ и флуоресцентной спектроскопии проведено хроматографическое исследование состава флуорофоров ЛГ и спектральные характеристики хлороформного экстракта из суспензии клеток РПЭ кадаверного глаза, из которого получен образец монослоя клеток РПЭ. Разработанный метод сравнительного анализа флуоресцентных характеристик ЛГ в экспериментах in situ (монослой клеток РПЭ) и in vitro (хлороформный экстракт из ЛГ, выделенных из суспензии клеток РПЭ) позволяет перейти к исследованию донорского материала с визуально наблюдаемыми старческими и дегенеративными изменениями.

НИКОЛАЕВ П.П. — 2012 г.

В задаче распознавания плоских выпуклых фигур рассмотрены алгоритмы проективно инвариант- ного описания овалов, обладающих в исходной ортоформе осью симметрии, которая в результате их проективной трансформации становится неявно выраженной. На основе разработанных новых процедур анализа решать ее предложено в два этапа: сначала производится локализация образа оси, в итоге чего появляется возможность инвариантного описания овала в терминах двупарамет- рического вурф-отображения. В рассмотренных методах формирования вурф-отображений и при отыскании неявной оси используются введенные ранее инвариантные структуры - гармонические и тангенциальные поляры. Описаны новые дифференциально проективные свойства поляр, разра- ботаны и испытаны в модельных экспериментах алгоритмы вычисления некой производной от по- ляр точечной структуры, обеспечивающие решение задачи. Проведенные численные эксперимен- ты показали перспективность предлагаемых процедур обработки овалов, не обладающих, кроме свойств симметрии, никакими иными геометрическими особенностями.