научный журнал по биологии Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова ISSN: 0044-4677

ТОЛКУНОВ Б.Ф. — 2007 г.

Импульсная активность нейронов с ассоциативными функциями, исследуемая как нейронный коррелят поведения, является эфферентным потоком импульсов, работающим непрерывно, на всем протяжении каждого действия животного. Между тем в исследовательской практике доминирует методология, основанная на принципе “стимул – реакция”. Анализ с иных позиций, направленный на исследование динамики нейронной активности у обезьян во время выполнения многоэтапной поведенческой программы, показал, что различия в активности нейронов во время выполнения разных поведенческих действий заключаются не столько в числе реагирующих клеток или включении нейронов, специализированных для данного действия, сколько в изменении состава активных нейронов, формировании иной их комбинации. Поскольку каждая комбинация активных нейронов обеспечивает распределение эфферентных сигналов, свойственное именно этой комбинации, полученные данные позволяют говорить об адресном механизме кодирования эфферентных сигналов.

АНТОНОВ А.Г., БУТНЕВА Л.С., СВИДЕРСКАЯ Н.Е. — 2007 г.

Рассматриваются особенности нейрофизиологической организации двух основных типов мышления, играющих разную роль в обеспечении творческих процессов: дивергентного и конвергентного. 30 испытуемых (праворуких мужчин в возрасте от 30 до 50 лет) выполняли два теста: 1 – создание на основе двух простых геометрических фигур множества зрительных образов (модель дивергентного типа мышления); 2 – отнесение детали фигуры к одному из предлагаемых эталонов (модель конвергентного типа мышления). Критерием продуктивности выполнения тестов служило число созданных образов или правильно отнесенных элементов за 5 мин. Обнаружено, что в ситуации высокой продуктивности выполнения дивергентного теста по сравнению с ситуациями его низкой продуктивности, достоверно больше усиливаются нелинейные взаимодействия между потенциалами коры, особенно в направлении передние зоны правого – задние левого полушарий. Активируется большее число узкополосных частотных спектрально-когерентных показателей. Данные интерпретируются с точки зрения подтверждения представлений об особенностях нейрофизиологической организации творческих процессов, нуждающихся в интенсификации поисковых операций (в том числе и неосознаваемых), основанных на широком взаимодействии активности правого и левого полушарий и привлечении системы разночастотных осцилляторов (или пространственно-частотных резонаторов – когерентных структур ЭЭГ).

АЙРАПЕТЯНЦ М.Г., ЛИВАНОВА Л.М., ЛОРИЯ М.В., ОСИПОВА Т.А., ТИХОНОВ В.П., ХОНИЧЕВА Н.М., ЦИКУНОВ С.Г., ЭЛБАКИДЗЕ А.Г. — 2007 г.

В условиях предварительного подбора идентичных групп крыс-самцов линии Вистар, включающих представителей крайних поведенческих типов с низким и высоким рангом по шкале тревожности, показано, что концентрация тестостерона в крови у интактных крыс (контроль) отрицательно коррелирует с рангом, т.е. минимальные концентрации гормона (не более 5 нмоль/л) соответствуют высокому рангу тревожности – преобладанию пассивно-оборонительных компонентов поведения при тестировании. Кратковременная ситуация “смертельной угрозы” (атака и поедание удавом двух особей из группы крыс) вызывала нарушение такой корреляционной связи, сравнимое с последствиями хронической невротизации неизбегаемым болевым раздражением. Нарушение определяется появлением разброса показателей у низкотревожных животных (от 3 до 21 нмоль/л). Эта особенность, отражающая множественность путей адаптации в популяции при угрозе, отличает данный вид воздействия от невротизации неизбегаемым болевым раздражением, нивелирующим индивидуальные различия на сниженном гормональном уровне.

ЖИЛА А.В., КУЛИКОВ М.А., МИХАЙЛОВА Е.С., СЛАВУЦКАЯ А.В., ШЕВЕЛЕВ И.А. — 2007 г.

У 18 человек регистрировали в 34 отведениях зрительные вызванные потенциалы мозга на изображения набора горизонтальных и вертикальных линий или крестов. Затем решением обратной задачи ЭЭГ динамически (с шагом 1 мс) с помощью двухдипольной сферической модели локализовали дипольные токовые источники волн N1, Р1 и N2. У всех испытуемых в затылочных долях мозга обнаружено достоверное смещение диполей волн вызванного потенциала по преимущественно дугообразным траекториям (75.8% случаев). Длительность траекторий (в среднем около 25 мс) характеризовалась незначительной межиндивидуальной вариабельностью и не зависела от типа стимула и фазы вызванного потенциала. Между первой и второй траекториями эквивалентных токовых диполей (на 110–120-й миллисекунде после начала стимула) обнаружен типичный (85% случаев) “скачок” координат диполя, который проявляется в его быстром, резком и достоверном медиальном смещении. Обсуждается возможное значение этих данных для понимания динамики и кинетики обработки локальных признаков изображения в зрительной коре человека.

ЗОСИМОВСКИЙ В.А., КОРШУНОВ В.А., МАРКЕВИЧ В.А. — 2007 г.

Стимуляция коллатералей Шаффера одиночным импульсом тока может вызывать двойной ответ в поле CA1 гиппокампа у свободно передвигающихся крыс. Поздний ответ – популяционный возбуждающий постсинаптический потенциал с предшествующим коротким потенциалом, часто бифазным – возникает только после раннего популяционного спайка и привязан к нему во времени. Особенности формы позднего ответа, его полярность и латентный период относительно раннего популяционного спайка позволяют предположить, что стимуляция коллатералей Шаффера порождает в CA1 волну возбуждения, которая проходит через энторинальную кору и возвращается непосредственно в CA1 по волокнам перфорантного пути. У бодрствующей крысы стимуляция коллатералей Шаффера средней силы, способная вызывать достаточно большой ранний популяционный спайк в CA1, обычно не приводит к возникновению позднего ответа; та же самая стимуляция становится эффективной после тетанизации коллатералей Шаффера, в условиях длительной потенциации раннего популяционного спайка. Кроме того, возникновение позднего ответа облегчается у засыпающей крысы, на фоне характерных для медленноволнового сна высокоамплитудных низкочастотных колебаний ЭЭГ в CA1, и у спящей крысы, независимо от вида ЭЭГ.

НЕЗЛИНА Н.И., СОКОЛОВ Е.Н. — 2007 г.

Условный рефлекс характеризуется пластичностью, обеспечивающей его двусторонними селективными связями по входу и выходу. В простых нервных системах входящие стимулы представлены селективными детекторами, связанными с командными нейронами пластичными синапсами, активность которых усиливается при обучении и ослабляется при угашении. Процесс ассоциативного обучения осуществляется при совпадении возбуждений детектора и командного нейрона. Кратковременная память в пластичном синапсе связана с фосфорилированием постсинаптических рецепторных молекул, не требующим белкового синтеза. Долговременная память связана с экспрессией ранних генов, структурных генов и белковым синтезом. Простая ассоциация “детектор – командный нейрон” в процессе эволюции становится более сложной. На входе появляютя интернейроны-предетекторы, которые активируют определенный детектор, конвергирующий на командный нейрон; командный нейрон определяет селективность механизма условных рефлексов на сложные стимулы. Усложняется и механизм на выходе: командные нейроны становятся более специализированными и между ними и моторными нейронами включены премоторные интернейроны, возбуждения которых поступают на группу моторных нейронов, отвечающих за конфигурацию поведенческого акта.Условные рефлексы, объединяя более сложные сигналы на входе с более гибкими на выходе, определяют разнообразие поведенческих актов.

ПРОЖЕРИНА Ю.А. — 2007 г.

Исследовали участие ангиотензина II и ангиотензина IV в оборонительном (“tail-flick”-тест) и приобретенном питьевом поведении крыс. Обнаружено, что ангиотензин II в большей степени, чем ангиотензин IV, вовлекался в реализацию питьевого поведения крыс. Ангиотензин IV оказывал более выраженное влияние, чем ангиотензин II, на оборонительное поведение особей. Выявлены индивидуальные различия поведения животных.

КРУПИНА Н.А., КРЫЖАНОВСКИЙ Г.Н., ОРЛОВА И.Н., ПАНКОВА Н.Б., ХЛЕБНИКОВА Н.Н. — 2007 г.

У крыс Вистар индуцировали развитие депрессивного состояния путем многократных внутрибрюшинных инъекций пронейротоксина 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридина (МФТП), вызывающего гибель дофаминергических нейронов в головном мозге. Признаками развития экспериментального депрессивного состояния считали снижение массы тела животных и увеличение представленности фазы REM-сна во время дневного сна. Показано, что в динамике развития экспериментального депрессивного синдрома у крыс перестройки спектральных характеристик электрической активности происходят в структурах-мишенях нигро-стриатной, мезокортикальной и мезолимбической дофаминергических систем мозга, а также в миндалине и в гиппокампе. Наиболее выраженные изменения выявлены в терминальном поле нигро-стриатной дофаминергической системы и в гиппокампе. Спектральные перестройки электрической активности в тета1- и тета2-диапазонах в гиппокампе и в дофаминергических структурах позволяют предположить участие гиппокампа в реализации изменений эмоционального статуса подопытных животных при развитии МФТП-индуцированного депрессивного состояния.

2007

ДУМЕНКО В.Н. — 2007 г.

В обзоре, посвященном юбилею академика Михаила Николаевича Ливанова, коротко представлена история формирования оригинальной концепции о функциональном значении явления пространственной синхронизации потенциалов головного мозга – одного из возможных путей исследования системной его организации. Новый параметр “пространства”, введенный в нейрофизиологию М.Н. Ливановым, позволил обнаружить ранее неизвестную сторону деятельности мозга, что получило отражение и развитие во многих исследованиях последнего 20-летия. Большое внимание уделено функциональному значению этого феномена в полосе частот 1–250 Гц в процессах инструментального обучения путем соотносительного сравнения энергетических и пространственно-временных характеристик колебаний потенциалов в традиционном (1–30 Гц), гамма-(30–80 Гц) и высокочастотном (80–250 Гц) диапазонах. Затронут аспект линейных и нелинейных процессов в организации потенциалов мозга.

БУЛГАКОВА Н.П., КРИВОБОК Г.К., ПАНКРАТЬЕВ Д.В., ТАЛАЛАЕНКО А.Н. — 2007 г.

В условиях свободного выбора крысами светлой и темной камеры микроинъекция в бледный шар серотонина и глутаминовой кислоты выявляет их антиаверсивные свойства в тесте избегания “угрожающей ситуации”, но не “освещенной площадки”. Дофамин и ГАМК, вводимые локально в это образование базальных ганглиев, не влияют на механизмы произвольного движения, но противодействуют состояниям тревоги в обеих моделях поведения. Результаты свидетельствуют о неодинаковой степени вовлечения нейромедиаторных систем дорсального паллидума в оперативную регуляцию поведения при изменении модальности аверсивного стимула.

2007

BRAZHNIK ELENA S. — 2004 г.

The medial septal/diagonal band complex (MS/DB) is believed to play an important role in the generation and maintenance of the hippocampal theta rhythm, which has been implicated in the mnemonic and information-processing capacity of the brain. Although the physiological and morphological diversity of the septal neurons indicates their different functions, it is not known which cell type within the population contributes most critically to the theta rhythm. Here we review the chemical identity of different cell groups within the MS/DB complex, the anatomical connectivity between them, the electrophysiological properties of immunochemically-defined cell types, and their contribution to theta rhythmicity in the medial septum and the hippocampal theta rhythm. In order to better understand the mechanisms involved in rhythmic burst firing of the MS/DB neurons, a number of relevant theoretical models related to the generation/synchronization in neural networks are discussed.

АЛЕКСЕЕВА Т.Г., ЛОСЕВА Е.В., МЕРИНГ Т.А. — 2004 г.

Исследовали влияние сложного акустического сигнала с ультразвуковыми составляющими на ультраструктуру синапсов поля СА1 гиппокампа у крыс на фоне курсового (две недели) применения антиоксиданта широкого спектра действия мексидола и без него, а также влияние сложного акустического сигнала на динамику выработки пищевого условного рефлекса на наличный раздражитель (тон) и выработку следового пищевого условного рефлекса на отсчет интервалов времени у тех же групп крыс. Контролем служили нестрессированные крысы на фоне мексидола и без него. Ультраструктурный анализ перераспределения везикул в синаптических терминалях поля СА1 гиппокампа показал, что синаптическая передача через сутки после воздействия сложного акустического сигнала нарушалась. Применение мексидола предотвращало нарушение синаптической передачи. Обнаружено негативное влияние сложного акустического сигнала на условнорефлекторную деятельность крыс, а также нормализующее воздействие мексидола на выработку условных рефлексов у стрессированных крыс. Результаты исследования позволяют сделать вывод о целесообразности применения антиоксиданта мексидола в целях профилактики нарушений когнитивных функций ЦНС, часто возникающих при стрессах.

ГИЧЕНОК И.А., КУЗНЕЦОВА Г.Д., МАРКИНА Н.В., ПЕРЕПЕЛКИНА О.В., ПОЛЕТАЕВА И.И., САЛОНИН Д.В. — 2004 г.

У взрослых крыс трех генотипов - линий КМ и WAG/Rij и популяции Вистар - анализировали отдаленные последствия введения кетамина в неонатальном возрасте (в период с 3-го по 9-й день жизни) в дозах 10 и 50 мг/кг (в 20 мкл дистиллированной воды, подкожно). И кетамин, и введение только воды (т.е. неонатальная болевая стимуляция) вызывали снижение болевых порогов у взрослых животных и изменяли уровень аудиогенной чувствительности. У крыс Wistar и WAG/Rij неонатальное введение воды повышало средний балл судорожных припадков по сравнению с интактной группой, а неонатально введенный кетамин (в дозе 50 мг/кг) его достоверно снижал до уровня интактной группы. Средние латентные периоды фаз припадка у этих крыс не изменились. У взрослых крыс КМ неонатально введенный кетамин (50 мг/кг) достоверно укоротил (по сравнению с группой, получавшей инъекции воды) средний латентный период и продолжительность фаз припадков. Это может быть свидетельством повышения аудиогенной чувствительности у животных данной линии. Таким образом, использованные в настоящем исследовании неонатальные инъекции изменяли физиологические показатели взрослых крыс зависимым от генотипа образом.

АРХИПОВ В.И., КУЛАГИНА Т.П., ШЕВЧЕНКО Н.А. — 2004 г.

Используя две экспериментальные модели эпилептогенеза у крыс Вистар - пикротоксиновый киндлинг и введение животным каиновой кислоты - изучали сопутствующие эпилептогенезу нарушения процессов обучения и памяти. Начальные этапы развития эпилептиформной активности характеризовались усилением ориентировочно-исследовательского поведения и снижением способности животных к экспериментальному угашению навыка. Предполагая, что основной причиной отмеченных нарушений является дисфункция височных областей мозга, определяли липидный состав неокортекса и гиппокампа в соответствующие периоды после эпилептогенных воздействий. Отмечены некоторые длительно сохраняющиеся изменения в составе липидов гиппокампа, в частности снижение суммарных фосфолипидов при компенсации эффектов каиновой кислоты вальпроатом натрия. Показано, что после формирования пикротоксинового киндлинга происходит снижение содержания сфингомиелина в гиппокампе, что отражает, по-видимому, развитие компенсаторных процессов в клеточных элементах этой структуры мозга и указывает на адаптивную роль отдельных мембранных липидов в механизмах повреждающих воздействий.

ИЗМАЙЛОВ Ч.А., КОРШУНОВА С.Г., СОКОЛОВ Е.Н., ЧУДИНА Ю.А. — 2004 г.

В работе рассматривается геометрическая модель различения ориентации линии, основанная на субъективных оценках межстимульных различий и на регистрации зрительных вызванных потенциалов, записанных в ответ на мгновенную смену стимулов. Модель представляет собой замкнутую траекторию точек на плоскости, где каждая точка представляет определенную ориентацию стимула в зрительном поле, а межточечные расстояния прямо пропорциональны воспринимаемым различиям между стимулами. Угол радиус-вектора точки на плоскости характеризует ориентацию стимула в зрительном поле, а две ортогональные оси интерпретируются как два оппонентных канала нейронной сети детектирования ориентации. Первый канал максимально активируется на вертикальную ориентацию стимула и максимально тормозится при горизонтальной ориентации, а второй канал имеет максимум активации при ориентации стимула 45 град. и максимум торможения при ориентации 135 град. Компонентный анализ зрительных вызванных потенциалов показывает, что информация об ориентации стимула, обрабатываемая в этих каналах, по-разному отражается в межпиковой амплитуде компонентов P130-N180 и N180-P230. Активность первого канала нейронной сети детектирования ориентации проявляется как в амплитуде P130-N180, так и в N180-P230, тогда как активность второго канала проявляется только в межпиковой амплитуде компонентов N180-P230. На этом основании первый канал обозначается как специфический канал детектирования ориентации, активность которого вызвана прямым действием стимула, а второй - как неспецифический (фоновый), информационная активность которого определяется тормозным влиянием первого канала. В результате анализа пространственных и метрических свойств модели в терминах двухканальной нейронной сети выдвигается гипотеза о метрической динамике процесса различения стимулов в зрительной системе. В соответствии с этой гипотезой взаимодействие нейронов этой сети характеризуется линейной метрикой city-block, а квадратичная евклидова метрика субъективных оценок возникает вследствие нелинейного эффекта насыщения активности нейронов-детекторов, на базе которых формируется эта оценка. Амплитуды зрительных вызванных потенциалов как промежуточные показатели работы зрительной системы характеризуются соответственно промежуточной метрикой между city-block и евклидовой.

ЖУРАВЛЕВА З.Н. — 2004 г.

Работа представляет собой обзор собственных результатов гистологических и электронно-микроскопических исследований нейротрансплантатов гиппокампа, интегрированных с мозгом реципиента в разной степени. Моделью полной изоляции от мозга служили трансплантаты, развивающиеся в передней камере глаза. Показано, что рост, развитие и цитологический состав трансплантированной ткани зависят от таких факторов, как возраст донорской эмбриональной ткани, генетическая совместимость донора и реципиента, степень интегрированности с мозгом. Ультраструктурный анализ интраокулярных и интракортикальных трансплантатов показал, что в целом нервные и глиальные клетки имеют характеристики высокодифференцированных, зрелых элементов; числовая плотность и строение синаптических контактов близки к таковым в норме. Вместе с тем в трансплантируемой ткани обнаружены морфологические признаки, свидетельствующие о продолжающемся росте некоторых нервных отростков и усилении несинаптических и транспортно-метаболических межклеточных взаимодействий. Наблюдаемые ультраструктурные отклонения рассматриваются как проявление компенсаторно-адаптационных изменений при развитии ткани в условиях дефицита естественных афферентных синаптических влияний. Показано также, что аксоны трансплантированных нейронов при отсутствии адекватных клеточных мишеней могут устанавливать функциональные синаптические контакты с несвойственными им нейронными элементами в мозге реципиента.

ЗОСИМОВСКИЙ В.А., КОРШУНОВ В.А., МАРКЕВИЧ В.А., ПОПОВ В.А., ТЕННОВА Н.В. — 2004 г.

При стимуляции коллатералей Шаффера одиночными импульсами тока обнаружены двойные вызванные ответы в поле СА1 гиппокампа у свободноподвижных крыс. Второй ответ был представлен нерегулярно возникающим популяционным возбудительным постсинаптическим потенциалом, иногда с присутствием популяционного спайка, с постоянной латентностью от начала развития первого ответа. Эффект наблюдался у 22 крыс из 54 (40.74%), использованных в экспериментах. У 10 животных из 22 (45.45%) второй ответ присутствовал изначально при слабой тестирующей стимуляции хотя бы одной из коллатералей, у остальных 12 (54.55%) второй ответ появлялся при усилении стимулирующего тока (9 животных) или после потенциации стимулируемых входов (11 животных). В отличие от первого ответа второй был чувствителен к функциональному состоянию животного и в основном регистрировался в покое или во время сна (естественного или наркотического). Латентности возникновения второго ответа от начала развития первого были сходны у различных животных и у каждого животного маловариабельны, что свидетельствует о том, что возбуждение проходит по одной и той же системе связей. Предполагается, что гиппокамп способен поддерживать динамические процессы типа реверберации возбуждений.

КОЗЫРЕВ С.А., НИКИТИН В.П. — 2004 г.

На командном нейроне оборонительного поведения ЛПл1 полуинтактного препарата виноградной улитки изучено участие процессов транскрипции в обеспечении механизмов нейронной пластичности при выработке ноцицептивной сенситизации. У контрольных улиток обнаружено, что нанесение ноци-цептивных стимулов на голову приводило к увеличению возбудимости мембраны нейрона, а также двухфазным изменениям ответов на тактильные и химические сенсорные раздражения - депрессии реакций в кратковременную стадию и их облегчению в долговременную стадию сенситизации. Выработка сен-ситизации в условиях подведения ингибитора синтеза РНК актиномицина Д (20 мкм) к нейрону ЛПл1 приводила к полному подавлению синаптического облегчения в ответах на сенсорные раздражения в долговременную стадию сенситизации, не оказывая действия на кратковременную депрессию ответов. Кроме того, в этих условиях не обнаружено влияния ингибитора на изменения возбудимости мембраны. Подведение актиномицина Д через 30 мин после окончания выработки сенситизации (1 ч после начала) не влияло на возбудимость мембраны и синаптическое облегчение. Предполагается, что индукция долговременного синаптического облегчения у нейрона ЛПл1 при выработке ноцицептивной сенситизации зависит от синтеза РНК в относительно узкий временной интервал, тогда как изменения возбудимости мембраны в течение 2-3 ч после выработки сенситизации, а также кратковременная синаптическая пластичность не зависят от процессов транскрипции.