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

АРХИПОВ А.Ю., ГАРАХ Ж.В., СТРЕЛЕЦ В.Б. — 2015 г.

В работе проведено исследование ранних и более поздних этапов мозговых информационных процессов при пассивном чтении конкретных слов у здоровых испытуемых и больных шизофренией с использованием метода вызванных потенциалов мозга. Сравнительный анализ компонентов Р100, N170, Р200 и Р300 в имплицитной ситуации показал, что у больных шизофренией латентность ранних компонентов Р100 и N170 меньше, тогда как латентность более поздних Р200 и Р300 – больше, чем у здоровых испытуемых. Можно предположить, что при шизофрении имеет место дефицит автоматизированной сенсорной обработки стимула, проявляющийся в более короткой латентности сенсорных компонентов вызванного потенциала, в результате чего, сенсорный анализ стимула не полный и не точный. Выявленные в работе отрицательные корреляции латентности компонентов Р100 и Р200 (“потенциал узнавания”) у здоровых испытуемых подтверждают гипотезу о том, что более длительная сенсорная обработка вербального стимула приводит к укорочению времени его опознания. У больных шизофренией соотношение длительности сенсорных и когнитивных составляющих вызванного потенциала мозга нарушены. У них имеют место положительные корреляции между параметрами ранних и поздних компонентов вызванных потенциалов, возможно, из-за наличия в структуре ранних компонентов вызванных потенциалов несенсорных включений.

БУТОРИНА А.В., НИКОЛАЕВА А.Ю., ПРОКОФЬЕВ А.О., СТРОГАНОВА Т.А. — 2015 г.

С помощью магнитоэнцефалографии исследовали межполушарную асимметрию словесного прайминга в окне семантического компонента N400 в группе из 28 здоровых праворуких испытуемых. Для оценки общего эффекта активации “семантической” нейронной сети в левом и правом полушариях мозга использовали показатель общей мощности ответа на сенсорах (rootmeansquare, RMS) в качестве аналога глобальной мощности поля в ЭЭГ. Основные результаты исследования свидетельствуют о том, что “новые” (т.е. не встречавшиеся прежде в контексте эксперимента) слова вызывают асимметричный левополушарный ответ мозга в окне компонента N400. Повторение слов, предназначенных для запоминания, приводит к падению амплитуды “семантического” компонента в левом полушарии и сопровождается снижением левополушарной асимметрии. Индекс разностной асимметрии, учитывающий изменения асимметрии, связанные с имплицитным запоминанием слова, оказался левополушарным у большинства испытуемых. Степень разностной асимметрии была связана с успешность имплицитного запоминания, что указывает на ее функциональный характер, т.е. взаимозависимость с процессами вербальной памяти.

ВЕЛИЧКОВСКИЙ Б.М., ВЕРХЛЮТОВ В.М., СОКОЛОВ П.А., УШАКОВ В.Л. — 2015 г.

Макроскопические функциональные сети коры головного мозга человека идентифицировали с использованием анализа независимых компонент данных фМРТ, полученных при просмотре, воображении и припоминании видеосюжетов. Сети были относительно стабильны по структуре, но имели специфическую динамику в разных условиях эксперимента. При сопоставлении выявленных сетей с ранее обнаруженными сетями состояния покоя нашли, что они совпадают по локализации. Обнаружены особенности активации периферической и центральной части ретинотопической проекции зрительной коры. Периферические области активировались как при просмотре, так и при воображении и припоминании. Напротив, центральные отделы усиливали активацию при просмотре, и снижали свою активность при воображении и припоминании.

ДОРОХОВ В.Б., ПУЧКОВА А.Н. — 2015 г.

Приводится теоретический анализ участия генетических полиморфизмов в формировании индивидуальных различий, способных оказать влияние на качество профессиональной деятельности человека. В последние 20 лет появилось множество работ, посвященных генетике различных когнитивных и психологических функций. Обзор акцентируется на индивидуальных чертах, способных непосредственно повлиять на поведение человека в процессе трудовой деятельности. К ним относятся отличия в эффективности рабочей памяти, эмоциональных реакциях и некоторых личностных чертах, функционировании префронтальной коры, хронотипе и чувствительности к депривации сна. Было обнаружено, что их индивидуальная вариабельность во многом обусловлена генетически. В психогенетических исследованиях показана важность аллельных вариаций ряда генов адренергической, серотонинергической и особенно дофаминергической систем для эмоциональной и когнитивной сфер. Обзор предназначен для специалистов, работающих в сфере психогенетики, исследований когнитивных и психологических аспектов человеческого фактора, безопасности жизнедеятельности и охраны труда.

БАЛАБАН П.М., ГУЛЯЕВА Н.В. — 2015 г.

В статье рассматривается роль философских подходов в нейробиологии, приводятся доводы в пользу необходимости философского анализа при анализе данных фМРТ, нейропатологий, обосновывается важность телеологического подхода.

БАЗОВКИНА Д.В., КОНДАУРОВА Е.М., НАУМЕНКО В.С. — 2015 г.

Было показано, что активация 5-НТ1 рецепторов их агонистом 8-OH-DPAT (0.1, 0.5 и 1.0 мг/кг, в/бр.) существенно и дозозависимо снижала число встряхиваний головой, опосредованных 5-НТ2 рецепторами, в то время как блокада 5-НТ1 рецепторов их антагонистом WAY-100635 (0.5 и 1.0 мг/кг, в/бр.), наоборот, вызывала значительное усиление этого функционального ответа 5-НТ2 рецепторов. В то же время активация 5-НТ2 рецепторов их агонистом DOI (0.5 и 1.0 мг/кг, в/бр.) препятствовала развитию гипотермического ответа, опосредованного 5-НТ1 рецепторами, тогда как блокада 5-НТ2 рецепторов кетансерином (1.0 и 2.0 мг/кг, в/бр.) усиливала этот функциональный ответ 5-НТ1 рецепторов. Кроме того, было показано, что кетансерин (1.0 и 2.0 мг/кг, в/бр.; или 20 и 40 нмоль, i. c. v.) вызывает дозозависимый гипотермический ответ. Эта вызванная кетансерином (40 нмоль, i. c. v.) гипотермическая реакция была значительно ослаблена предварительным введением антагониста 5-НТ1 рецептора WAY-100635 (1.0 мг/кг, в/бр.). Это позволяет предположить, что вызванный блокадой 5-НТ2 рецепторов гипотермический ответ частично опосредуется 5-НТ1 рецепторами. Полученные данные указывают на существование двустороннего функционального взаимодействия между 5-НТ1 и 5-НТ2 рецепторами, посредством которого эти рецепторы могут осуществлять взаимную регуляцию функциональной активности.

БОБРОВА Е.В., БОГАЧЕВА И.Н., ЛЯХОВЕЦКИЙ В.А. — 2015 г.

Важным этапом обучения, т.е. овладения новым навыком, является заучивание повторяющейся последовательности движений, играющее существенную роль в формировании двигательных стереотипов. Две группы правшей заучивали (6–10 повторов) последовательности перемещений их руки экспериментатором по 6 положениям сначала правой рукой (ПР), затем – левой рукой (ЛР) или наоборот. В 1-й серии воспроизводили неизвестную случайную последовательность, во 2-й и 3-й сериях – модифицированные последовательности, элементы которых располагались в тех же положениях, но порядок их предъявления был изменен. Показано, что процессы заучивания для ПР и ЛР протекают сходным образом. Обучение же модифицированным последовательностям происходит по-разному: информация о положениях элементов последовательности независимо от порядка их предъявления используется только при работе ЛР, начинающей выполнять задание. Эта информация не используется, когда ЛР работает после ПР и при выполнении задания ПР. Следовательно, активированный при работе ЛР способ кодирования информации способствует обучению задаче запоминания положений, ПР – мешает. Это, по-видимому, связано с преимущественной ролью правого полушария в кодировании положений и в процессах двигательного обучения.

ГОРБАЧЕВСКАЯ Н.Л., ДАНИЛИНА К.К., ПЕРЕВЕРЗЕВА Д.С. — 2015 г.

В настоящей статье приводится обзор современных исследований, посвященных изучению роли белка FMRP в развитии процессов зрительной когнитивной функции. Авторами дается характеристика синдрома умственной отсталости, сцепленной с ломкой хромосомой Х (FXS), патогенез которого определяется нарушением экспрессии белка FMRP вследствие мутации гена FMR1; рассматриваются научные работы, посвященные изучению восприятия объектов в статических и динамических условиях, распознаванию лиц, исследованию окуломоторного контроля; проводится сравнительный анализ с синдромом аутизма, клиническая картина которого близка к синдрому FXS. В статье выделяется несколько факторов, дефицит которых может опосредовать своеобразие развития зрительной когнитивной функции у детей.

ФЕДОТОВА И.Р., ФРОЛОВ А.А. — 2015 г.

Функциональная роль тета-ритма – соактивация структур лимбической системы в ритме тета – широко обсуждается в литературе. Однако в настоящее время не существует единого представления о его генезе в этих областях мозга. На основе собственных экспериментальных исследований и данных литературы предложена модель организации и регуляции активации структур лимбической системы в ритме тета со стороны септум.

ЛУЩЕКИН В.С., ЛУЩЕКИНА Е.А., НОВОТОЦКИЙ-ВЛАСОВ В.Ю., СТРЕЛЕЦ В.Б., ХАЕРДИНОВА О.Ю. — 2015 г.

У мальчиков 5–7 лет с расстройствами аутистического спектра в состоянии спокойного бодрствования на ЭЭГ наблюдаются более низкие значения когерентности в диапазонах дельта, тета и альфа и более высокие значения в диапазонах бета и гамма по сравнению со здоровыми испытуемыми. При выполнении когнитивного задания (счетная деятельность) у здоровых детей отмечается наиболее значимое увеличение значений когерентности в сторону увеличения в диапазонах бета и гамма, а у детей с расстройствами аутистического спектра изменения в данных диапазонах незначительны. При выполнении когнитивного задания детьми с расстройствами аутистического спектра значимое изменение значений когерентности имеет место на частоте дельта, и разнонаправленные изменения наблюдаются на частоте тета.

БОНДАРЬ И.В., ИВАНОВ Р.С., МЕРКУЛЬЕВА Н.С. — 2015 г.

На 3-х группах котят (две экспериментальные и группа контроля) методом оптического картирования по внутреннему сигналу и методом гистохимического анализа срезов головного мозга показано влияние ритмической световой стимуляции на процесс онтогенетического созревания ориентационных колонок и цитохромоксидазных модулей в зрительном поле 18. Животные первой и второй группы с рождения содержались в условиях ритмической световой стимуляции, длящейся по 3 ч или 12 ч в сутки, соответственно. Впервые исследована роль бинокулярной коактивации per se, не сопровождающейся страбизмом, в развитии корковых колонок во время критического периода онтогенеза. Выявлен разнонаправленный, для двух типов корковых колонок, эффект стимуляции, который сохраняется как минимум в течение 2-х недель после прекращения воздействия. Оказалось, что длительность экспериментального воздействия определяет глубину функциональных и анатомических изменений: выявленные изменения более значимы в группе животных, стимулировавшихся по 12 ч в сут.

ГУРСКАЯ О.Я., ДОБРЯКОВА Ю.В., МАРКЕВИЧ В.А. — 2015 г.

В обзоре приведено детальное описание работы внутриклеточного сигнального пути Wnt, который обычно связывают с процессами эмбрионального развития, такими, как спецификация клеток, их миграция и клеточная полярность. Вместе с тем, ряд исследований последних лет показал, что сигнальный путь Wnt играет одну из ключевых ролей в процессах синаптической пластичности, формировании следа памяти и обучения. В обзоре представлены данные об участии каскада Wnt в модуляции эффективности синапсов как на пре-, так и на постсинаптическом уровне. Охарактеризован вклад сигнального пути Wnt в управление синаптической пластичностью и поведением. Подробно проанализирована роль компонентов каскада в развитии основных неврологических и психических заболеваний, в том числе нейропротекторная роль белков семейства Wnt в патогенезе болезни Альцгеймера.

ВОЛЧО К.П., КУЛИКОВ А.В., КУЛИКОВА Е.А., ПОПОВА Н.К., САЛАХУТДИНОВ Н.Ф., ТИХОНОВА М.А., ХОМЕНКО Т.М. — 2015 г.

Исследовали поведенческие эффекты классических антидепрессантов, флуоксетина и имипрамина, и нового психотропного бензопентатиепина ТС-2153 (20 мг/кг, per os) на мышах устойчивой к каталепсии линии AKR и двух чувствительных к каталепсии линий – CBA и рекомбинантной линии AKR.CBA-D13Mit76 (D13). Линия D13 была получена переносом CBA-аллеля главного гена каталепсии в геном AKR. В тесте “принудительное плавание” флуоксетин оказывал антидепрессантный эффект у мышей всех исследуемых линий, имипрамин – только линии D13, а ТС-2153 – линий AKR и D13. В отличие от флуоксетина и имипрамина, ТC-2153 не оказывал ингибирующих эффектов в тестах “открытое поле” и “приподнятый крестообразный лабиринт”. Таким образом, препарат ТС-2153 обладает антидепрессантной активностью, схожей с флуоксетином и имипрамином, но не оказывает свойственное последним негативное побочное действие на двигательную активность и тревожность. Мыши рекомбинантной линии D13 в тесте “принудительное плавание” характеризуются более высокой чувствительностью к исследованным препаратам по сравнению с животными родительских линий и могут быть предложены как новая генетическая модель для изучения механизма действия антидепрессантов.

АЛЕКСАНДРОВА М.А., МАРЕЙ М.В. — 2015 г.

Стволовые клетки мозга чрезвычайно интригующий феномен. Целью обзора является попытка создать целостное представление о роли стволовых клеток в мозгу млекопитающих и человека и их клинических перспективах. За два последних десятилетия результаты исследований по биологии нейральных стволовых клеток внесли существенные коррективы в фундаментальные знания о процессах развитии и функционирования мозга. На базе изучения клеточных и молекулярных механизмов дифференцировки и поведения НСК сформировались новые представления об участии стволовых клеток в процессах обучения и памяти. В направлении регенеративной медицины развились оригинальные терапевтические подходы к нейродегенеративным заболеваниям в мозгу человека. В их основе лежит особенный регенеративный потенциал нейральных стволовых клеток и клеток предшественников, который суммируется из их способности замещать погибшие клетки и выделять многие биологически активные факторы, отсутствующие в патологическом мозгу. В настоящее время разработаны методы поддержания стволовых клеток в культуре и их дифференцировки в разные типы нейронов и глиальных клеток, которые необходимы для заместительной клеточной терапии в соответствующих заболеваниях. Благодаря успехам современных клеточных технологий значительно расширился арсенал необходимых для этого типов клеток. В ближайшие годы предстоит оценить, какие типы клеток окажутся наиболее перспективными для клеточной терапии у человека.

ГРИГОРЬЯН Г.А., ГУЛЯЕВА Н.В. — 2015 г.

В работе рассмотрены данные эпигенетических исследований реактивности и устойчивости к развитию депрессии у животных и человека, переживших стресс в разные периоды жизни. Экспрессия определенных генов в специфических структурах мозга контролируется модификациями хроматина, в первую очередь, процессами ацетилирования и метилирования гистонов. Обсуждается эпигенетическая модуляция генов, связанных с развитием продепрессивных и антидепрессивных реакций на стресс (серотониновые транспортер и рецепторы, кортикотропин рилизинг гормон, глюкокортикоиды и их рецепторы, BDNF и другие нейротрофические факторы).

МАЧИНСКАЯ Р.И. — 2015 г.

На основе сопоставления данных нейроморфологических, нейрофизиологических, нейрокогнитивных и нейропсихологических исследований показано специфическое участие различных участков префронтальной коры – латеральных, медиальных, орбитальных и ростральных – в избирательной регуляции и организации целенаправленного поведения. Функциональная специализация префронтальных областей определяется их связями с постцентральными ассоциативными зонами, а также особенностями взаимодействия с глубинными структурами мозга, такими как медиодорзальное ядро таламуса, гиппокамп, миндалина и базальные ганглии. Отдельные зоны префронтальной коры и подкорковые структуры образуют функциональные объединения, которые обеспечивают различные аспекты управляющих функций мозга.

АХАДОВ Т.А., ДЕВЕТЬЯРОВ Д.А., ЗАВЬЯЛОВА В.В., МЕДВЕДНИК Р.С., СЕДОВ А.С., СЕМЕНОВА Н.А., СЕМЕНОВА Ю.Н., УБЛИНСКИЙ М.В., УШАКОВ В.Л. — 2015 г.

Применение событийно-связанной (event-related) функциональной МРТ (фМРТ) позволило исследовать пространственно-временную динамику активации как корковых, так и подкорковых образований мозга человека при реализации целенаправленного движения, запускаемого с помощью вербальных стимулов. С применением этого метода установлено, что реализация произвольного движения сопровождалась значимой активацией различных участков сенсомоторной коры (первичной моторной и соматосенсорной коры, премоторной коры, дополнительной моторной области), островка с покрывающими его структурами (operculum) контралатерально по отношению к исследуемой руке, а также активацией некоторых отделов ипсилатерального мозжечка. Особо стоит отметить выраженные реакции в области контралатерального стриопаллидарного комплекса и вентрального таламуса. Получена динамика вовлечения различных зон мозга человека в фазическую и тоническую компоненты произвольного движения. Показаны различия доминирующих очагов активности мозга человека при сжимании правой и левой руки. Полученные результаты позволяют расширить понимание механизмов функционирования моторной системы человека и роли подкорковых образований в организации произвольного движения.

ЖАВОРОНКОВА Л.А., ИВАНОВА М.В., КУПЦОВА С.В., ПЕТРУШЕВСКИЙ А.Г., ФЕДИНА О.Н. — 2015 г.

Данная работа посвящена, во-первых, разработке методики для исследования переключения внимания в зрительной модальности, пригодной для фМРТ-исследований, и, во-вторых, локализации зон мозга, принимающих участие в осуществлении данной функции. В исследовании приняло участие 48 здоровых испытуемых в возрасте от 21 до 56 лет. Разработанная методика была короткой по времени, состояла из простого набора зрительных стимулов и включала несложное задание, в котором испытуемый должен был переключать внимание между двумя условиями задачи (классифицировать фигуры по форме или по количеству). Эти характеристики делают методику пригодной для применения, как у здоровых людей, так и у пациентов с органическими поражениями мозга, которые имеют нарушения речи и неспособны в течение длительного времени выполнять монотонные задания. Проведенное фМРТ-исследование показало, что переключение зрительного внимания осуществляется нейрональной сетью, в которую входят дорсолатеральная префронтальная, нижняя теменная области, вторичные зоны зрительной коры, дополнительная моторная область и корковые отделы мозжечка обоих полушарий головного мозга.

ГЕРАСИМОВА Ю.А., КУЛЕШОВА Е.П., МЕРЖАНОВА Г.Х., СИДОРИНА В.В. — 2015 г.

В экспериментах на кошках исследовали активность нейронов субталамического ядра при разных типах поведения в ситуации выбора подкрепления в зависимости от его ценности и доступности. В хронических опытах была зарегистрирована нейронная активность в субталамическом ядре и орбитофронтальной коре и проанализирована активность нейронов по их частоте и сетевым свойствам. Показано, что нейроны субталамического ядра реагировали учащением или торможением разрядной деятельности, как на условный раздражитель, так и на подкрепления разной ценности. Однако один и тот же нейрон субталамического ядра отвечал учащением нейронной активности на ожидание хлебо-мясной смеси и урежением – на ожидание мяса. Было выявлено, что число кросскорреляционных возбудительных взаимодействий между нейронами субталамического ядра достоверно больше при импульсивном, чем самоконтролируемом выборе поведения. Число кросскорреляционных взаимодействий между клетками орбитофронтальной коры и субталамического ядра с интервалами в пределах 0–30 мс достоверно больше при проявлении импульсивного, по сравнению с самоконтролируемым поведением. Результаты настоящего исследования электрофизиологически подтверждают предположение об участии STN в организации сетей, связанных с принятием решения в выборе импульсивного или самоконтролируемого поведения.

АРШАВСКИЙ Ю.И., ДЕЛЯГИНА Т.Г., ОРЛОВСКИЙ Г.Н. — 2015 г.

Центральным генератором называют совокупность взаимосвязанных нейронов, способных генерировать основную картину моторного выхода, лежащего в основе автоматизированных движений (дыхание, локомоция, жевание, глотание и т.п.), в отсутствии афферентных сигналов от исполнительного двигательного аппарата. Они делятся на истинные генераторы, активные на протяжении всей жизни (респираторный генератор), и условные, контролирующие эпизодические движения (локомоция, жевание, глотание и др.). Поскольку моторный выход генераторов определяется их внутренней организацией, активность условных генераторов инициируется простой командой, приходящей из высших центров. Описаны структурно-функциональная организация локомоторных генераторов морского моллюска клиона, миноги, эмбриона лягушки и лабораторных млекопитающих (кошка, мышь и крыса), генераторов, контролирующих респираторные и глотательные движения млекопитающих, и генератора разрядов электрического органа гимнотиформных рыб. Показано, что во всех случаях генерация ритмического моторного выхода базируется как на эндогенной (пейсмекерной) активности специфических групп интернейронов, так и на межнейронном взаимодействии. Эти два взаимосвязанных механизма дополняют друг друга, обеспечивая надежную работу генераторов. Обсуждается вопрос, как опыт, полученный при изучении центральных генераторов, может быть использован для понимания механизмов более сложных функций мозга, включая его когнитивные функции.