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

ЛУЩЕКИН В.С., ЛУЩЕКИНА Е.А., НОВОТОЦКИЙ-ВЛАСОВ В.Ю., ПОДРЕЗНАЯ Е.Д., СТРЕЛЕЦ В.Б. — 2013 г.

В работе представлен сравнительный анализ спектральной мощности и средней когерентности тета- и гамма-ритма у мальчиков 5–7 лет (средний возраст 6 лет 1 мес.) в норме и при раннем детском аутизме в состоянии покоя и при когнитивной нагрузке (счет). Показано, что в отличие от больных у здоровых детей в фоне тета-ритм обнаруживает выраженный градиент лоб–затылок. При раннем детском аутизме спектральная мощность тета-ритма в фоне имеет более низкие, а гамма-ритма – более высокие значения, чем в норме. У здоровых детей когнитивная нагрузка приводит к уменьшению спектральной мощности и средней когерентности тета-ритма и к увеличению соответствующих показателей гамма-ритма. У больных ранним детским аутизмом при когнитивной нагрузке не отмечается выраженных изменений по сравнению с фоном ни в одном из ритмов. У здоровых детей при счете происходит сдвиг фокуса активности тета-ритма в правую затылочную область, чего не обнаружено при раннем детском аутизме.

БОЛДЫРЕВА Г.Н., ДУБРОВСКАЯ Л.П., ЖАВОРОНКОВА Л.А., КОРНИЕНКО В.Н., ПРОНИН И.Н., СИМОНОВА О.А., ФАДЕЕВА Л.М., ЧЕЛЯПИНА М.В., ШАРОВА Е.В. — 2013 г.

Проанализированы биоэлектрические (ЭЭГ) и гемодинамические (фМРТ ответ) реакции мозга на двигательные пробы для правой или левой руки и мысленное представление их выполнения у 15 здоровых испытуемых правшей (21–39 лет). Установлено, что при реальных движениях основной фМРТ ответ регистрируется в области центральных извилин контралатерального (по отношению к работающей руке) полушария. Наряду с этим выявляются зоны активации в дополнительной моторной области и в ипсилатеральном полушарии мозжечка. На ЭЭГ этому соответствует увеличение когерентности высокочастотных альфа- и бета-диапазонов в активируемом полушарии. При представлении движения степень выраженности и топография фМРТ-реакции резко варьируют; отмечается ослабление ответа в моторной зоне и мозжечке, нарастает активация подкорковых структур и теменных ассоциативных зон. Изменения ЭЭГ в этой ситуации очень вариабельны; наблюдается нарастание когерентности высокочастотных альфа- и бета-колебаний в правом полушарии. Изменения параметров спектров мощности имеют сходный характер при реальных и воображаемых движениях, проявляются в нарастании мощности и средней частоты бета-колебаний, не приурочены к активируемому полушарию и преобладают слева. Они отражают неспецифический компонент формирования реакции.

ХАРАКОЗ Д.П. — 2013 г.

В статье обсуждается роль температуры в регуляции сна. Рассматриваются феноменологические данные, указывающие на существование причинной, а не просто коррелятивной связи между изменениями температуры мозга и фазами цикла “сон – бодрствование”. Показано, что теоретической основой этой причинной связи может быть предложенная ранее фазово-переходная концепция восстановительной функции сна, согласно которой сон – эволюционно выработанный механизм очистки молекулярного состава мембран активной зоны в быстрых синапсах, в которых экзоцитоз зависит от фазового перехода мембраны из жидкого в твердое состояние. Концепция не только отвечает на вопрос о том, почему эта восстановительная функция несовместима с состоянием бодрствования, но и утверждает, что температурные изменения (снижение температуры мозга в медленном сне) являются обязательным условием восстановительного процесса. В завершение описываются некоторые практически важные следствия из сложившейся общей картины, в том числе те следствия, что на первый взгляд выглядят парадоксальными.

ВЕРБИЦКИЙ Е.В. — 2013 г.

Цель настоящего обзора современной литературы – охарактеризовать связь тревожности с организацией сна. Для этого потребовалось выполнение ряда задач. Во-первых, необходимо было уточнить взгляды на природу тревожности, а также коснуться ее дефиниции и возможностей исследования. Во-вторых, нужно было затронуть тревожное реагирование и процессы, определяющие уровень тревожности. В-третьих, возникла необходимость проекции представлений о тревожности на механизмы бодрствования и сна. В-четвертых, требовалось провести обобщение экспериментальных фактов, полученных другими авторами, а также собственных результатов для того, чтобы сделать выводы о характере влияния тревожности на развитие сна.

АСЕЕВ Н.А., БАЛАБАН П.М., НИКИТИН Е.С. — 2013 г.

Изучение электрической активности и пластичности нейронных сетей, отдельных нервных клеток и их субклеточных компартментов на современном этапе невозможно без применения оптических методов визуализации функциональных сигналов, позволяющих регистрировать электрические события как во многих нейронах одновременно, так и в отдельных дендритах и аксонах, приводя им в соответствие точное морфологическое изображение. Применение потенциал-зависимых красителей (ПЗК) является единственным из малого числа доступных сегодня методов, сочетающим высокое пространственное разрешение с возможностью регистрации сверхбыстрых сигналов (<0.1 мсек) в реальном времени, и обеспечивающим высокое соотношение сигнал/шум. В последнее десятилетие произошел значительный прогресс в применении ПЗК, в особенности при анализе возникновения и кодирования электрических сигналов аксоном и дендритами, связанный с качественным совершенствованием метода при использовании наилучших красителей в комбинации с последовательным улучшением технических средств и оптического оборудования. Это позволило методу доказать свою полезность и эффективность и из чисто технической плоскости перейти в арсенал основных орудий ведущих лабораторий мира, проводящих исследования на переднем рубеже клеточной биологии и нейрофизиологии.

МАЙОРОВА Л.А., МАРТЫНОВА О.В., ПЕТРУШЕВСКИЙ А.Г., ФЕДИНА О.Н. — 2013 г.

Целью исследования был поиск с помощью неинвазивной методики фМРТ нейрофизиологических коррелятов нарушений сенсорного этапа восприятия речевой информации, а именно фонематического слуха, у пациентов с сенсорной афазией после острого нарушения мозгового кровообращения в левом полушарии головного мозга. Для этого регистрировался фМРТ-эквивалент негативности рассогласования в ответ на речевые фонемы – слоги “ба” и “па” в условиях odd-ball парадигмы у 20 здоровых испытуемых и у 23 пациентов с постинсультной сенсорной афазией. При вычислении контраста негативности рассогласования у здоровых испытуемых отмечалась активация верхней височной и нижней лобной извилин в правом и левом полушариях. У группы пациентов наблюдалась достоверная активация слуховой зоны коры только в правом полушарии, при этом здесь активация была меньше по объему и интенсивности, чем у здоровых испытуемых, и коррелировала со степенью сохранности речи. Таким образом, методика регистрации фМРТ-эквивалента негативности рассогласования является чувствительной для исследований нарушения восприятия звуков речи.

БАЛАБАН П.М., ВОРОНЦОВ Д.Д., ДЬЯКОНОВА В.Е., ДЬЯКОНОВА Т.Л., ЗАХАРОВ И.С., КОРШУНОВА Т.А., ОРЛОВ O.Ю., ПАВЛОВА Г.А., ПАНЧИН Ю.В., САХАРОВ Д.А., ФАЛИКМАН М.В. — 2013 г.

Центральный генератор паттерна (central pattern generator, CPG) определяют как сообщество нейронов, члены которого совместно порождают (генерируют) упорядоченную моторную выходную активность. Круглый стол по центральным генераторам паттерна прошел 21 ноября 2012 г. в рамках V Всероссийской конференции по поведению животных (Москва). Основными темами обсуждения были: 1) механизмы организации и перестройки паттерн-генерирующих нейронных ансамблей; 2) возможность участия структур, подобных центральному генератору паттерна, в управлении не-моторными функциями мозга; 3) эволюционные и онтогенетические аспекты центральных генераторов паттерна.

ШЕЛЕПИН Ю.Е., ШОШИНА И.И. — 2013 г.

Оценивали эффективность различения размера отрезков лицами с разными показателями когнитивного стиля: полезависимость – поленезависимость, аналитичность – синтетичность, гибкость – ригидность познавательного контроля. Об эффективности различения судили по величине иллюзии Понцо. Установлено, что величина иллюзии Понцо достоверно меньше у испытуемых с поленезависимым когнитивным стилем, чем с полезависимым. Лица с гибким типом познавательного контроля демонстрировали тенденцию к более точному восприятию размера отрезков в фигуре Понцо, чем с ригидным контролем. Зависимость между аналитичным – синтетичным стилем категоризации и величиной иллюзии Понцо не зафиксирована.

ГАЛЬПЕРИНА Е.И., КРУЧИНИНА О.В., ШЕПОВАЛЬНИКОВ А.Н. — 2013 г.

В работе приводятся сведения о некоторых систематически регистрируемых фазических ЭЭГ-феноменах на протяжении цикла бодрствование – сон, а также данные о неоднородности ЭЭГ-стадий сна, формирующих последовательные макроциклы сна у человека. Эти кратковременные изменения ЭЭГ нередко имеют тенденцию к периодизации, особенно в начальные периоды сна и при переходных состояниях, при этом наблюдаются своеобразные микроциклы сна. Описана попытка выявления микроструктур ЭЭГ-стадий сна на протяжении цикла бодрствование – сон на основе выделения семи кластеров, отражающих изменения биопотенциального поля мозга при его представлении в n-мерном факторном пространстве. Установлено, что большинство стадий сна представлено тремя-четырьмя кластерами, но некоторые периоды сна (особенно стадия В, по Лумису, и 1RЕМ) демонстрируют более однородную структуру. Высказано предположение, что выявленная неоднородность микроструктуры пространственной организации колебаний биопотенциалов мозга в пределах отдельных стадий сна отражает динамику нейрофизиологических процессов, способствующих более эффективной реализации репаративных и гомеостатических функций сна.

ГРИГОРЬЯН Г.А. — 2012 г.

Описываются современные модели агрессивного поведения у животных. Они включают агрессию, вызванную социальной изоляцией; территориальную агрессию в паре “резидент–интрудер”; агрессию, вызванную прямой электрической стимуляцией мозга; материнскую агрессию; “обученную” агрессию и генетические модели. Приведенные модели представлены в сравнительном аспекте и с приложением к человеческой агрессии. Рассматривается также оценка разных веществ, влияющих на агрессию, и роль ряда нейротрансмиттеров и гормонов в агрессивном поведении.

КОВАЛЕВ В.П., НОВОТОЦКИЙ-ВЛАСОВ В.Ю., СТРОГАНОВА Т.А. — 2012 г.

Предложен новый метод определения частотных характеристик ритмов ЭЭГ – развитие идеи настраиваемых границ частотных компонентов, выдвинутой в предыдущих исследованиях. Для разложения спектра на спектральные компоненты использовали компонентный анализ корреляционной матрицы спектров ЭЭГ с последующим вращением факторных решений. Метод был апробирован на ЭЭГ 14 здоровых испытуемых, зарегистрированной в 17 функциональных состояниях бодрствования. В полосе частот от 0 до 100 Гц выделено 14 спектральных компонентов. Распределение полученных компонентов по частоте соответствует имеющимся представлениям о компонентах ЭЭГ-осцилляций. Преимущество метода – настраиваемое выделение частотных компонентов ЭЭГ, учитывающее индивидуальные особенности ЭЭГ испытуемых. Возможная сфера применения – корректное вычисление мощности, когерентности и других спектральных параметров ритмов ЭЭГ в экспериментальных и клинических исследованиях, изучение частотных свойств ритмов ЭЭГ при смене функциональных состояний человека, изменения частотных свойств ритмов ЭЭГ в возрастном развитии и при патологии мозга.

КОЖУХОВ С.А., ЛАЗАРЕВА Н.А., НОВИКОВА Р.В., ТИХОМИРОВ А.С., ЦУЦКИРИДЗЕ Д.Ю., ШАРАЕВ Г.А. — 2012 г.

В острых опытах на 22 наркотизированных и обездвиженных кошках исследовали методом временнх срезов динамику карт 83 on- и/или off-рецептивных полей 47 нейронов поля 17 зрительной коры при классическом и сочетанном картировании. Было обнаружено, что при классическом картировании площадь и вес рецептивных полей нейронов за время генерации ответов изменяются волнообразно. Специальная математическая обработка этих данных показала, что динамика характеристик рецептивных полей состоит из суммы медленной апериодической и быстрой периодической компонент. Медленная апериодическая компонента представляет собой двухфазную динамику рецептивного поля. Частота колебаний периодической компоненты в подавляющем большинстве случаев распределяется в альфа-, реже – в бета-диапазонах ЭЭГ. Дополнительная активация разрядного центра рецептивного поля нейрона при сочетанном картировании не влияет на частоту периодических колебаний, но вызывает достоверное уменьшение длительности и амплитуды апериодической компоненты. Обсуждаются механизмы, лежащие в основе динамики рецептивных полей нейронов первичной зрительной коры, а также функциональное значение этой динамики. х срезов динамику карт 83 on- и/или off-рецептивных полей 47 нейронов поля 17 зрительной коры при классическом и сочетанном картировании. Было обнаружено, что при классическом картировании площадь и вес рецептивных полей нейронов за время генерации ответов изменяются волнообразно. Специальная математическая обработка этих данных показала, что динамика характеристик рецептивных полей состоит из суммы медленной апериодической и быстрой периодической компонент. Медленная апериодическая компонента представляет собой двухфазную динамику рецептивного поля. Частота колебаний периодической компоненты в подавляющем большинстве случаев распределяется в альфа-, реже – в бета-диапазонах ЭЭГ. Дополнительная активация разрядного центра рецептивного поля нейрона при сочетанном картировании не влияет на частоту периодических колебаний, но вызывает достоверное уменьшение длительности и амплитуды апериодической компоненты. Обсуждаются механизмы, лежащие в основе динамики рецептивных полей нейронов первичной зрительной коры, а также функциональное значение этой динамики.

ГAРАХ Ж.В., ЗАЙЦЕВА Ю.С., МАРЬИНА И.В., НОВОТОЦКИЙ-ВЛАСОВ В.Ю., СТРЕЛЕЦ В.Б. — 2012 г.

У 30 здоровых испытуемых и 32 больных шизофренией с первым эпизодом болезни регистрировали ЭЭГ от 19 каналов во время предъявления в случайном порядке слов и псевдослов. Испытуемые должны были в первой серии эксперимента читать предъявляемые на экране вербальные стимулы, во второй серии – нажимать на кнопку при появлении слов, а в третьей – нажимать на кнопку при появлении псевдослов. Исследовались компоненты N170, P300 и N400. Результаты исследования показали, что в группе здоровых наблюдается более высокая амплитуда волны N170 на слова, чем на псевдослова, в ситуации релевантности слов, что соответствует “потенциалу узнавания”. У больных отмечена более высокая амплитуда волны N170 на псевдослова, когда эти слова являются релевантными. В группе больных обнаружено снижение амплитуды поздних волн вызванного потенциала (Р300 и N400) по сравнению с нормой, а также нарушение “эффекта релевантности”, когда целевыми стимулами являются псевдослова. Однако “эффект неконгруэнтности”, проявляющийся в увеличении волны N400 на нецелевой стимул, у больных остается сохранным.

АНОХИН К.В., ЛЕБЕДЕВ И.В., ПЛЕСКАЧЕВА М.Г. — 2012 г.

Характеристики используемой установки влияют на поведение грызунов в “открытом поле”, однако не все эффекты такого рода описаны достаточно полно. Так, данные о влиянии размеров арены на поведение животных немногочисленны и противоречивы. C помощью современных инструментов (система видеотрекинга Noldus EthoVision, программы WinTrack и Segment Analyzer) анализировали особенности поведения мышей C57BL/6 в аренах разного размера, диаметром 35 см (число животных n = 9), 75 (n = 10), 150 (n = 10) и 220 (n = 10). Показано, что в аренах большего размера мыши проходят бльшие расстояния с большей скоростью, увеличивается количество стоек. Горизонтальная и вертикальная активность возрастает непропорционально росту площади арен. Показано, что размер исследуемого пространства влияет на сегментные характеристики маршрута. Комплексный анализ выявил, что структура пространственного поведения мышей в небольших аренах (диаметром 35 и 75 см) принципиально отличается от таковой в аренах большего размера (диаметром 150 и 220 см). Площадь их открытой области велика и, по-видимому, требуется иная по сравнению с малыми аренами организация пространственного поведения, учитывающая “неоднородности” по биологической значимости разных частей пространства. льшие расстояния с большей скоростью, увеличивается количество стоек. Горизонтальная и вертикальная активность возрастает непропорционально росту площади арен. Показано, что размер исследуемого пространства влияет на сегментные характеристики маршрута. Комплексный анализ выявил, что структура пространственного поведения мышей в небольших аренах (диаметром 35 и 75 см) принципиально отличается от таковой в аренах большего размера (диаметром 150 и 220 см). Площадь их открытой области велика и, по-видимому, требуется иная по сравнению с малыми аренами организация пространственного поведения, учитывающая “неоднородности” по биологической значимости разных частей пространства.

БОБРОВ П.Д., КОРШАКОВ А.В., РОЩИН В.Ю., ФРОЛОВ А.А. — 2012 г.

В статье рассматривается использование байесовского подхода к созданию классификатора для интерфейса мозг-компьютер, основанного на распознавании паттернов ЭЭГ при воображении фиксированного набора движений различными конечностями. Показано, что простейший байесовский классификатор, основанный непосредственно на анализе ковариационных матриц исходного сигнала многоканальных записей ЭЭГ, не уступает по эффективности классификатору, основанному на методе MCSP (Multiclass Common Spatial Patterns), обеспечивающему, по данным литературы, наилучшее распознавание паттернов ЭЭГ в интерфейсах мозг-компьютер. Исследовано влияние артефактов, связанных с движением глаз и морганием, на качество классификации паттернов ЭЭГ и показано, что их наличие не влияет на качество распознавания.

АСЕЕВ Н.А., БАЛАБАН П.М., ИЕРУСАЛИМСКИЙ В.Н., НИКИТИН Е.С., РОЩИН М.В. — 2012 г.

Для регистрации электрической активности нейронов оптическими методами в качестве зондов часто используют мономолекулярные потенциал-зависимые красители. Существующие на сегодняшний день способы доставки потенциал-зависимых красителей в нервную ткань имеют серьезные ограничения, сильно сужающие область их применения (нерастворимость в воде, ядовитость органических растворителей и самих потенциал-зависимых красителей в высоких концентрациях для живой ткани). Мы разработали новый метод доставки потенциал-зависимых красителей путем “выстреливания” микрочастиц золота, покрытых красителем, в переживающие срезы мозга. Трехмерная реконструкция флуоресцентного свечения нервной ткани на сканирующем конфокальном микроскопе показала, что при таком способе доставки краситель распространяется по клеточной мембране, полностью окрашивая только одну клетку-мишень с отростками и не распространяясь на окружающие клетки по межклеточной жидкости или через клеточные контакты. Разработанный метод окрашивания нейронов может быть применен для оптической регистрации электрической активности отдельных нейронов и анализа распространения электрического потенциала по компартментам возбудимых клеток (аксонам и дендритам).

КАРАЗАЕВА А.Ю., РАЗУМНИКОВА О.М. — 2012 г.

Роль индивидуального предпочтения правой или левой руки во взаимосвязи креативности и полушарных особенностей селекции информации изучена с использованием латерализованного предъявления иерархически организованных букв. В исследовании принимали участие 84 студента университета. Установлено, что повышению оригинальности образного мышления соответствует усиление как правополушарных, так и межполушарных эффектов интерференции информации при конфликте локальных/глобальных свойств или конгруэнтных/неконгруэнтных стимулов. Для вербальной оригинальности требуется усиление правополушарного эффекта интерференции конгруэнтных/неконгруэнтных стимулов на локальном уровне внимания и его ослабление при селекции информации, адресованной обоим полушариям, на глобальном уровне. Снижение доминирования правой руки связано с повышением креативности и правополушарным усилением эффекта интерференции.

АЛЬПЕРИНА Е.Л., ЖУКОВА Е.Н., ИДОВА Г.В., ЮРЬЕВ Д.В. — 2012 г.

Установлено, что характер изменений иммунного ответа в условиях избирательной активации серотониновых 5-НТ1-рецепторов различается у мышей линии ASC c генетической предрасположенностью к депрессивноподобному поведению и родительских для этих мышей линий СВА и AKR без признаков депрессии. Если у мышей линии СВА селективный агонист 5-НТ1-рецепторов 8-OH-DPAT в дозе 0.1 мг/кг, действующей главным образом на пресинаптические рецепторы, вызывает иммуностимуляцию, то у мышей линии АSC иммунная реакция при воздействии препарата не изменяется. Более высокая доза агониста – 1.0 мг/кг, которая активирует постсинаптические 5-НТ1-рецепторы, у обеих родительских линий – СВА и AKR приводит к подавлению иммунного ответа, а у мышей линии АSC, напротив, вызывает его увеличение. Иммуносупрессия у мышей АSC проявляется только при повышении дозы 8-OH-DPAT до 5.0 мг/кг. Обсуждается вопрос об изменении чувствительности пре- и постсинаптических 5-НТ1-рецепторов при наследственно-детерминированном депрессивноподобном поведении, которое обуславливает различие эффектов активации этого типа рецепторов на иммунный ответ.

ПАВЛОВА И.В., РЫСАКОВА М.П. — 2012 г.

Исследовали влияние локального введения в правую или левую миндалину агониста (мусцимола гидробромида, 0.1 мкг/1 мкл) и антагониста (бикукуллина метиодида, 0.05, 0.1, 0.5 мкг/1 мкл) ГАМКА-рецепторов на поведение активных и пассивных кроликов в тестах “открытого поля”, “темно-светлой камеры” и при действии эмоционально-значимых раздражителей. У животных с активной и пассивной стратегией поведения эффект от введений препаратов различался: активные кролики были более чувствительными к действию бикукуллина, а пассивные – к введению мусцимола. На активных животных введение бикукуллина оказывало анксиолитическое действие в “открытом поле”, “темно-светлой камере”, а также двигательно-активирующее влияние при действии эмоционально-значимых раздражителей. При введении мусцимола наблюдалось анксиолитическое влияние на пассивных кроликов и седативное на животных обеих групп. Выявлены различия в эффективности право- и левосторонних введений препаратов: более эффективные изменения в поведении происходили при введении бикукуллина в левую миндалину, а мусцимола – в правую. Анксиолитический эффект проявлялся при введении бикукуллина в левую миндалину у активных кроликов, а мусцимола – в правую миндалину у пассивных животных. Полученные результаты свидетельствуют о существовании индивидуально-типологических и межполушарных различий в функционировании ГАМКергической системы миндалины.

КРАВЧЕНКО Е.В., ОЛЬГОМЕЦ Л.М. — 2012 г.

Работа посвящена изучению влияния изменений состояния ряда нейромедиаторных и пептидергической систем мозга на циркадианные ритмы и поведение крыс. В опытах на крысах SHR дипептидный фрагмент окситоцина пролил-лейцин корригирует индуцированные “инъекционным” стрессом нарушения циркадианных ритмов подвижности; у крыс SHR и WKY препятствует дизритмиям, развившимся на фоне применения модуляторов холинергической и глутаматергической нейротрансмиттерных систем; у особей SHR предотвращает когнитивные нарушения, вызванные депривацией парадоксальной фазы сна.